1、1水泥土搅拌桩技术在道路软基处理中的应用摘要：本文介绍了水泥土搅拌桩的加固机理、承载力计算、施工工艺、施工过程中的控制及质量检验等；为确保工程质量，严格控制施工环节，采取各种有效措施，使之达到设计要求。并总结出个人对水泥土搅拌桩在软土地基中应用的认识。 关键词：水泥土搅拌桩;承载力计算;施工工艺;质量检验 Abstract: this article introduces the strengthening mechanism of cement-soil pile, bearing capacity calculation，construction technology and proces
2、s control and quality inspection in the construction process,etc. To ensure the construction quality, construction link should be strictly controlled, and various effective measures should be adopted, so as to meet the design requirements. Finally, according to the base load analysis of a certain ex
3、ample of highway engineering in Foshan, this article also summarizes the personal opinion towards the application of cement-soil pile in soft soil foundation. Keywords: cement-soil pile bearing capacity calculationconstruction process quality inspection 中图分类号：TQ172 文献标识码： A 文章编号： 21 水泥土搅拌桩的加固原理3 1.1
4、 水泥的水解和水化反应。用水泥加固软土时, 水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应, 把大量的自由水以结晶水的形式固定下来, 并具有膨胀作用, 这对于高含水量的软粘土的强度增长有特殊意义。 1.2 离子交换和团粒化作用。软土中的胶体颗粒表面带有钠离子( Na+)或钾离子( K+) , 它们能和钙离子( Ca2+) 进行吸附交换,使较小的土颗粒形成较大的土粒团, 从而使土体强度提高。 1.3 硬凝反应。随着水泥水化反应的深入,新生成的化合物在水和空气中逐渐硬化, 增大了水泥土的强度, 而且由于其结构比较致密,水分不易浸入, 从而使水泥土具有足够的水稳定性。 1.4 碳酸化作用。水泥
5、水化物中游离的氢氧化钙能吸收水和空气中的二氧化碳, 发生碳酸化反应, 生成不溶于水的碳酸钙, 这种反应也能使水泥土增加强度,但增长的速度较慢, 幅度也较小。 2 水泥土搅拌桩承载力 2.1 影响复合地基承载力的因素 2.1.1 自然因素 主要为地层物理性指标、 地下水、 pH 值和温度等。 地层 桩间土。按复合地基受力原理 ,桩间土层的承载力愈高 ,则复合地基承载力值愈高 ,增加幅度受施工等因素限制。 3物理性指标。地层的物理性指标将直接影响处理范围内的地层与水泥搅拌后形成的复合土体的强度 ,从而影响复合地基承载力。这包括地基土的成分、液限、塑限、塑性指数和含水量等。 地下水 当地下水无明显流
6、动 ,且不含或少含对水泥土有膨胀侵蚀等有害成分时有助于复合地基的承载力增长;否则可使已经凝结硬化的水泥土受到破损 ,复合地基的承载力则明显下降。 pH 值 主要体现在对水泥土的侵蚀破坏方面。 温度 负温作用下的冰冻对水泥土结构损害甚微 ,只是导致水泥与粘土矿物的各种反应减弱 ,水泥土强度增长缓慢 ,甚至停止;正温后 ,则反应加强 ,强度逐渐增长;所以,提高施工时或水泥土养护期间的温度 ,可适当提高复合地基承载力。 2.1.2 人为因素 人为因素主要有设计指标 (桩长、分布、计算参数、置换率 )、 材料 (水泥标号、外加剂、水灰比、掺入比等 )、施工工艺、检测方法如载荷试验采取的板径和垫层的厚度
7、、 人员素质等。 3 水泥土搅拌桩施工 3.1 施工过程 3.1.1 施工流程6 施工放样。由测量人员利用全站仪进行控制点的测设, 并按照设4计图纸的布桩要求打线定点测出桩位。放样完毕后, 按监理程序填写施工放样报验单,经监理工程师核验无误后方可进行施工。 定位。利用起重机移动搅拌机到达指定桩位对中。为保证桩位准确,桩位对中误差不大于 10 cm,导向架和搅拌轴应与地面垂直,垂直度的偏离不应超过 1. 5%。为随时掌握钻进深度,在导向架上用油漆进行深度标识。 预搅下沉。启动电机,放松起吊钢丝绳,空压机送气,使搅拌机沿导轨(钻进速度为 0.5m/min1.0m/min,转速 120r/min13
8、0r/min)下沉至设计深度, 下沉深度应大于设计值 50cm。要求软土应完全预搅切碎, 以利于同水泥浆均匀搅拌。 制备水泥浆。施工用水使用饮用水(后附水质报告) 。待深层搅拌机预搅下沉到一定深度时, 即开始制备水泥浆,严格控制水的用量, 使其符合设计水灰比 1：2、水泥浆比重 1.80g/cm3, 进行拌和, 拌和时间不少于 5min, 保证水泥浆无硬块无杂质,待压浆前将水泥浆倒入集料罐中, 水泥浆不离析, 储浆量应满足一桩一罐的要求。 提升喷浆搅拌。开启灰浆泵将水泥浆压入地基中, 并且边喷浆、边旋转搅拌, 输浆管道不能发生堵塞。钻进速度为 0.5m/min1.0m/min,转速 60r/m
9、in, 钻进喷浆成桩到设计桩长后,原地喷浆 30s, 再反转匀速提升, 严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机,其误差不得大于 10cm/min, 深度误差不得大于 50cm。搅拌头如被软黏土包裹时,应及时清除。 下沉喷浆搅拌。下沉喷浆搅拌至设计加固深度时, 集料斗中的水5泥浆正好排空, 然后反转停浆提升搅拌至地面。参数同第步。 重复上下搅拌。必要时为使软土和水泥浆搅拌均匀, 可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。 清洗。向集料斗中注入适量清水, 开启灰浆泵。清洗全部管路中残存的水泥浆, 直至基本干净, 并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。 移位。重复上述 步骤,进行
10、下一根桩的施工。 3.1.2 施工阶段的质量控制7 项目经理部指派专人负责水泥土搅拌桩的施工,全过程监视水泥土搅拌桩的施工过程。所有施工机械均应编号,应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥土搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处,确保人员到位,责任到人。 水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。 为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。 对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。 为了确保桩体每米掺合
11、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，现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆的水灰比是否满足设计要求。 水泥搅拌配合比：水灰比 0.450.50、水泥掺量 12%、掺灰量646.25kg、高效减水剂 0.5%。 水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的 1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于 40min，喷浆压力不小于 0.4MPa. 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留 30s，进
12、行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为 30s。 在搅拌桩施工过程中采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。长期使用证明， “叶缘喷浆”搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题 施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。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。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加 50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。 施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的
13、喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度，在 12h 内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于 100cm，超过 12h 应采取补桩措施。 现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：a 施工桩号、施工日期、天气情况；b 喷浆深度、停浆标高；c 灰浆泵压力、管道7压力；d 钻机转速；f 钻进速度、提升速度；g 浆液流量；h 每米喷浆量和外掺剂用量；i 复搅深度。 4 质量检测 水泥土搅拌桩施工质量检验要点如下: 成桩 3d 内,采用轻型动力触探(N10)检查桩身均匀性,抽查数量为施工总桩数的 1%; 成桩 7d 后,采用浅部开挖
14、桩头(深度宜超过停浆面下 0.5m),目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,抽查数量为总桩数的 0.5%; 成桩 28d 后,采用复合地基荷载试验检查搅拌桩复合地基的承载力,抽查数量为总桩数的 0.5%; 经触探和荷载试验检验后对桩身质量有怀疑时,应在成桩 28d 后,用双管单动取样器钻取芯样进行抗压强度检验,抽检数量为施工总桩数的 0.5%。 5 结论 本文详细介绍了水泥土搅拌桩施工工艺及质量控制过程和水泥搅拌桩质量检测,水泥土搅拌桩加固软土地基效果良好,显著增强了土体的强度,有效提高了地基承载力,抑制了软基的侧向变形,使总沉降与差异沉降大为减小,处理后的土体处于比较均匀的状态,完全满足工程设
15、计要求。施工过程看似简单重复，但是需要注意到的细节很多。同时水泥土搅拌桩属于地下隐蔽工程，施工过后无法检查施工质量，所以施工过程中要抓住每个细节，严格进行质量控制，才能完成质量优良的工程。 参考文献 81唐瀚林. 水泥搅拌桩测试新技术研究B.2005 年 10 月 2谢崇浓. 公路软基常用处置方法及评价I. 交通科技. 2010 (3) 2931 3宇云飞. 水泥搅拌桩在软土路基处理中的应用. 山西建筑. 第 33卷第 27 期. 2007 年 9 月 4易永利. 复合地基承载力的影响因素和确定方法. 岩土工程界. 第 12 卷 . 第 8 期 5建筑桩基础技术规范S .中国建筑工业出版社 GB50007-2002 6乔宇峰.靳学君. 软基处理水泥搅拌法的应用技术探讨. 山西建筑. 第 36 卷第 27 期 2010 年 9 月 7姜波. 水泥搅拌桩的施工控制和质量检验.交通世界. 2009年第 15 期(8 月上) 8袁红军. 水泥土搅拌桩地基质量检测方法研究. 建筑工程. 2009 9周小超. 深层水泥土搅拌桩在佛山某公路软基处理中的应用. 广东土木与建筑. 第 4 期.2008 年 4 月
