浅谈水泥搅拌桩在城市道路软土地基处理中的应用

1、    浅谈水泥搅拌桩在城市道路软土地基处理中的应用    董平洋【摘要】本文主要讲诉了水泥搅拌桩作为基础工程，其质量好坏直接影响到上部结构物的质量，因此不仅要求我们严格按照施工工艺流程的步骤去做，还需要对整个施工过程进行监理，加大监理控制力度，严格各施工参数、施工工艺及施工工序，保证桩的质量，解决软 【关键词】水泥搅拌桩 设计 施工注意事项1 概述随着城市道路建设的快速发展，对地基强度、施工工期等要求越来越高，特别是在城市道路桥头的软土处理，技术比较复杂。一旦处理不彻底，易引起桥头跳车现象，水泥搅拌桩是用于加固地基处理的一种方法，它是利用水泥等材料作为

2、固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的符合使用要求的地基。水泥搅拌桩的加固原理是以水泥材料为固化剂，利用深层搅拌机械对原位软土进行强制搅拌，经过物理、化学作用生成较坚硬的拌合柱体，与原地基形成复合地基，提高软土地基的承载能力，减少地基沉降量。水泥加固软土主要产生水泥的水解水化、粘土颗粒与水泥水化物的作用以及碳酸化作用。2 水泥加固土体影响因素分析影响水泥土抗压强度的因素很多，主要有如下几种：（1）水泥掺入比水泥掺入比通常指水泥重量与被加固土体天然湿重之比（%）。水泥掺

3、入比越大，其后期强度越大，在实际工程中，水泥掺入比以7%15%為宜，过低不能满足工程要求，过高加固费用较大。（2）龄期的影响水泥土的强度随龄期的增加而增加，一般早期强度增加速率较快，30天可达90天龄期强度的60%一75%。90天后水泥土的强度还会继续增加。（3）土质的影响不同的土类，其随水泥掺入比的增加其强度的增加速率不同。一般粉性土增加较快，粘性土次之，而淤泥质土较慢。（4）土的含水量一般在其他条件相同时，水泥土的强度会随含水率的增加而降低。（5）土的化学性质酸性大的土加固后的强度较碱性土差，且ph值越小，强度越低。（6）水泥的品种与标号不同等级的水泥，在其他条件都相同的前提下，水泥的强度

4、等级越高，其形成的水泥土强度也越高。（7）外掺剂对强度的影响不同的外掺剂对水泥加固土的强度有着不同的影响，选择合适的组合配比的外掺剂可提高水泥加固土的强度或节约用量。3 工程应用3.1 工程概况某城市道路上跨某规划河道，桥头填方最大超过6m。通过地质勘查发现，工程所在区域具体可分为4个工程地质层。第一层为素填土，上部含厚度约0.20.9米左右杂填土，下部为灰褐色素填土，成分以软塑黏性土为主，松散，局部稍密，含少量石灰、碎砖块、碎石子、砂粒等，土质不均。第二层为淤泥质黏土，灰色，流塑，含有机质及腐殖物，土质欠均匀，平均天然含水率为33.6%。层顶埋深1.002.00m、平均1.36m；揭露厚度2

5、.1010.10m。土层具高压缩性，工程地质性能差。第三层为粉质黏土，黄褐色，可塑硬塑，含铁锰质结核及其氧化物、夹高岭土条纹，土质较均匀，平均天然含水率为26.6%。第四层为粉质黏土，该层可塑，土质欠均匀，底部粉粒含量较高，未揭穿。淤泥质黏土层含水率较高，土体性能差，需进行特殊处理。经方案比选，采用水泥搅拌桩进行加固处理。3.2 软土处理设计水泥搅拌桩在垂直荷载作用下，其承载力取决于桩身水泥土强度和土对桩的支承力。水泥土桩桩身强度与加固时使用的水泥标号、水泥用量、被加固土的性质和含水量，以及养护龄期等因素有关。土对桩的支承力是由桩侧摩阻力和桩端阻力所组成。（1）设计参数地基处理后，要求复合地基

6、承载力120kpa。根据地质条件，粉喷桩有效桩长为12m，设计粉喷桩直径为0.5m。淤泥质粘土承载力容许值为80kpa，粉质粘土承载力容许值为160kpa。（2）计算单桩承载力根据公式 计算单桩承载力。搅拌桩钻透淤泥质黏土层，达到粉质黏土层，只计算淤泥质黏土层的桩周阻力和桩端阻力。素填土层也按照淤泥质黏土层计算。计算得到单桩承载力ra=200.18 kn。（3）桩机必须配置喷入计量装置，须定期标定（每生产1万米搅拌桩后重新标定），严禁无喷入计量装置的桩机投入使用，并记录瞬时喷浆量和累计喷浆量。浆液罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg，当上述重量不足时，不得开始下一根桩的施工。（4）严格控制喷

7、浆标高和停浆标高，不得中断喷浆，确保桩体长度；严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。（5）施工中若发现喷浆量不足，由监理选择在该桩位的附近位置进行补桩。（6）桩体施工时，应采用中-低速档钻进和提升，切勿采用高速档快速钻进和提升。（7）施工记录应有专人负责，必须详细记录搅拌机每米下沉或提升的时间以及来浆与停浆的时间，记录时深度误差不得大于5cm，时间误差不得大于5s。施工中发生的问题及处理情况均应在备注栏中注明。（8）施工中出现异常情况，不得擅自处理，须立即报告现场负责人员，提出处理方案后方可进行施工。（9）成桩后保护好桩头。4 施工控制1）选择合理的位置开挖配制水泥浆用的灰浆池，并用水泥砂浆

8、抹面进行防水处理；测量放线布桩时要重点对控制性轴线、桩位进行复查，满足要求后方可开钻。2）桩长、桩位、桩径的控制：桩长的控制不仅要看表，而且要在钻机搭架上做出明显的标记，在设计桩长深度位置、没进钻的钻顶的位置贴上明显标记并写上数字，其他刻度用较小的标记；桩位控制时测量放样后应钉小桩，然后钻白灰点，垂直度是桩位控制的关键，因为垂直度影响桩的承载力。最好用吊锤球的方法控制垂直度；桩径控制要求不小于设计直径，要经常检查钻头，发现磨损超限时及时焊补。3）水泥剂量的控制：为确保桩体水泥每米掺入量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪，同时现场应用比重计控制水泥浆稠度。最好做到一樁一配浆，

9、一桩一清池。4）确保搅拌桩施工的均匀性：如遇到硬土，搅拌机下沉速度过慢时，对于喷浆搅拌可采用冲水下沉，但在喷浆提升前必须将输管中的存水排净。其次水泥的供应量必须连续；一旦因故中断，必须将搅拌头下沉到停浆面以下0.5m处，待恢复供浆后再搅拌提升，防止断桩。还应控制重复搅拌时的下沉速度和提升速度，以保证加固深度范围内每一深度均得到充分搅拌。5）水泥搅拌桩桩头复搅的控制：当钻机反循环提钻并喷浆升至工作基准面以下30cm50cm时，持喷30s水泥浆，目的是保证桩的上部密实度和强度，根据荷载的扩散及传递原理，有必要加强水泥桩上部的密度和强度。6）喷浆时间的控制：每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。5 结语水泥搅拌桩在国内城市道路的施工中已经取得非常成功，但也存在不少问题。该方法特别适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和天然含水量大于30% 的地基加固，对超软土效果更为显著。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用性。在使用该法之前应对该法的可行性进行详细的地质勘察。参考文献：1 向世国，水泥搅拌桩在市政道路软土地基加固中的应用j21世