1、1水泥搅拌桩技术在桥头软基处理中的应用摘要:我省存在较多软弱地基，在众多工程建设中，不可避免地会遇到软土地基问题，因此，需要对地基进行加固处理。而水泥搅拌桩技术是进行软基处理的一种有效形式。文章结合实例，介绍了水泥搅拌桩技术在桥头软基处理中的应用，对水泥搅拌桩的设计及施工进行了阐述。结果表明：软基处理达到了预期效果，水泥搅拌桩技术可推广应用。 关键词:水泥搅拌桩；桥头软基；设计；施工；质量控制 中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号： 我省降雨非常明显，存在较多软弱地基，这类软弱地基具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质，特别是在公路
2、工程施工中，导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求，因此，需要对地基进行加固处理。 目前处理软基主要采用的是水泥搅拌桩技术，水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土体发生一系列物理-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水泥加固土，从而提高基础强度，是处理软土基础的一种有效形式。这种方法适用于处理软基，效果显著，处理后可很快投入使用。下面，就介绍水泥搅拌桩在桥头软基处理中的应用。 1 软基拓宽处理方案比选 某公路项目在 K22+400K25+880 段落广泛分布淤泥质土、粉质粘土2等软土，根据地质钻孔资料，大部分软土深度为 6.5
3、13.8m 左右，软土物理力学指标见表 1。 表 1 主要土层物理力学指标统计表 针对本项目的软土的具体特点和分布情况，参照本地区施工技术成熟、处治效果较好的软土路基处理方式进行系统的分析比选(见表 2)。此外，考虑到工期要求以及桥头路基工后沉降量应小于等于 10cm，综合对比，本段桥头软基处理方式选择水泥搅拌桩进行处理。 表 2 软基处理方案对比 2 水泥搅拌桩设计及施工 2.1 水泥搅拌桩设计 (1)设计方案 本项目软基处理水泥搅拌桩采用浆喷桩。桩直径 0.5m，桩间距根据各路段计算情况确定，一般为 1.31.5m。桩的长度由沉降及稳定计算结果确定，原则上全部穿透软土层，并打入持力层大于等
4、于 0.5m，主要用于处理深度小于 14m 的软土地基。浆喷桩在平面上呈正三角形布置。浆喷桩处理段采用等载预压，预压期 90d。桩身设计无侧限抗压强度为：R28=0.6MPa，R90=1.2MPa。 水泥搅拌桩布置范围至路基坡脚处。桥头处理路段水泥搅拌桩桩距1.5m；在复合地基处理段与一般路基段之间设置 10m 过渡段，水泥搅拌桩桩距 1.7m；台前处理长度为 1.5H，H 为桥台填土高度,水泥搅拌桩桩距3也是 1.5m。过渡段处理采用变间距的方法，以使不同处理方案路段间的工后沉降均匀过渡，避免处治方法本身带来的差异沉降。 (2)承载力 水泥搅拌桩复合地基承载力标准值一般可通过现场复合地基载荷
5、试验确定，也可根据下式计算： fsp=cRk/Ad+(1-c)fs 式中：fsp水泥搅拌桩复合地基承载力标准值； c水泥搅拌桩桩土置换率； Rk水泥搅拌桩单桩承载力标准值； Ad水泥搅拌桩截面面积； 承载力折减系数，一般可取 0.5-1； fs原有天然地基承载力标准值。 (3)沉降 水泥搅拌桩复合地基的沉降量一般较少，主要包括两部分：桩身以内复合地基的压缩变形 S1 和桩端往下未处理土基的压缩变形 S2。其中： S1=(P1+P2)L(2Eps) 式中：S1复合地基的压缩变形； P1群桩体底面处平均自重压力； P2群桩体底面处平均附加压力； L水泥搅拌桩有效桩长； Eps复合地基的压缩模量。
6、(4)典型断面沉降量计算 4对软基路段的桥头路基处理进行沉降量计算，在两侧桥头路基选取三个计算断面，分别为桥头过渡段、桥头处理段和台前处理段。大桩号桥头路基(0 号桥台)填高 5.0m，小桩号桥头路基(n 号桥台)填高 4.5m，各断面计算沉降量见表 3。 表 3 桥头路基沉降计算表 从以上计算结果分析，桥头路基过渡段、桥头路基处理段、台前段的工后沉降、总沉降均满足设计要求(桥头路基过渡段小于 0.2m、桥头路基处理段小于 0.1m、台前段小于 0.1m)，说明水泥搅拌桩处理该处桥头路基及过渡段能有效减小路基沉降，达到了设计要求。 2.2 材料要求 水泥采用 32.5 级普通硅酸盐水泥，所购置
7、的水泥应是国家的免检产品，且在有效期内使用；严禁使用受潮、结块、变质的劣质水泥。对非免检厂生产的水泥，应分批提供有关标号、安定性等试验报告。水灰比一般采用 0.40.45。 2.3 施工质量控制及质量检验 (1)质量控制 施工时的质量控制应符合以下规定： a)浆液拌制必须按预定的配合比进行，拌制好的浆液应无离析现象，且放置时间不宜超过 2h； b)开始泵送作业前，应保持管路处于潮湿状态，一遍浆液顺利输入，现场施工时应对浆液拌制、泵送施工全过程进行记录； 5c)正式施工前应进行试桩试验，得出全面开展施工的的技术参数，再行开展大面积施工；试桩试验过程应全程记录，如每米下沉时间、提升时间、送浆时间、
8、停浆时间等参数； d)提供使用的浆液必须拌合均匀，施工中供浆必须连续；如果因不可抗因素停浆，为避免断桩，应将喷浆搅拌机放置停浆面以下 1.0m 处，等供浆回复正常后再喷浆提升； e)喷浆施工过程中搅拌机施工至地面以下 2m 左右时提升速度应减慢；当喷浆口施工至地面时，应暂停提升，搅拌喷浆 10 左右秒以保证桩头施工质量； f)浆喷桩施工过程中如果喷浆量不足使得该桩失去设计功效时，必须在旁边补充一根新桩，补充的新桩施工与其它桩施工质量相同； g)喷浆施工过程时，必须严格按试验得到的钻进深度、停灰时间、喷粉时间、送浆时间等，确保施工质量，以电流大于 60A 作为控制电流，确保桩体穿透软土层进入持力
9、层 50cm； h)浆喷桩施工结束 28d，并经检验合格后，方可以填筑路基。 (2)质量检验 1)施工允许偏差 施工允许偏差检验项目包括桩长、桩径、桩距、单桩喷浆量(由水泥掺量及水泥浆水灰比换算得出)和强度等(详见表 4)。 表 4 浆喷桩施工允许偏差 2)挖桩头检验 6成桩 7d 内，应进行挖桩头检验，观察桩体成型情况及搅拌均匀程度，如实做好记录，检查频率为 1%，开挖深度不小于 1.5m，如发现凝体不良等情况，应报废补桩。 3)无侧限抗压强度试验 成桩 28 天后，对不同软土地质条件、不同桩长路段，分别在整桩长度范围内进行钻芯取样，并进行无侧限抗压强度试验，要求其上、中、下部(按桩长 1/
10、3 等分)强度的平均值0.6MPa，最小值设计强度的1/3，抽检频率桩数的 2%。 3 软基处理效果观测 为施工安全考虑，软基处理设计时根据竣工验收及通成运行后的沉降观测数据(见表 5)，设置沉降板和孔隙水压力计，依据观测数据指导现场施工。 表 5 沉降观测表 由表中数据可知，本项目桥头路基软土路段经过水泥搅拌桩处理，两侧桥头路基处理段路基总沉降分别为 0.075m 和 0.058m，小于 0.1m，满足设计要求；通车至今一年没有产生桥台跳车病害，说明水泥搅拌桩处治桥头路基深厚软土达到了预期效果。实际观测到的沉降量较计算值大，可能是由于实际施工时成桩未竖直，部分水泥搅拌桩有倾斜，软土材料具有不均一性，试验获取的软土物理力学参数不能完全代表软土整体物理力学性质等因素引起的。 4 结论 7实践证明，水泥搅拌桩在桥头软基处理中具有效果明显、施工速度快等优势，处理后可很快投入使用，在确保工程质量的前提下能够降低施工成本、缩短了施工工期，具有很好的应用前景。只要我们严把材料关、设计关及施工关，采取有针对性的质量控制措施，那么水泥搅拌桩桩体质量就能得到保证，发挥出水泥深层搅拌桩应有技术特点。 参考文献： 1 王良发.水泥搅拌桩施工质量控制及检测方法J.科技视界,2012 年 10 期 2 陈殿法.水泥搅拌桩技术应用于某高速公路工程软基处理实例分析J.科技资讯,2009 年 07 期
