浅谈软基处理水泥搅拌桩接杆法施工

浅谈软基处理水泥搅拌桩接杆法施工

摘要水泥搅拌桩是目前公路施工对软土路基地段进行处理的常用方法。正常水泥搅拌桩施工工艺已非常成熟。本文仅就在正常水泥搅拌桩施工受限时所采用的接杆施工方法予以论述。鉴于接杆法施工文献资料及相关规定较少，文中内容主要是自己在具体施工管理过程中的实践摸索和心得，不当之处，敬请予以勘正。

关键词软基处理水泥搅拌桩接杆法

一、前言

2005年1月，徐州市公路工程总公司在苏南承接了宁常高速公路NC-JT1 合同段的施工建设任务。该项目起点桩号EK26+600，位于分离式断面，终点桩号K35+000，全长8.412km（以分离断面上行线计算），其中含分离式断面与整体式断面之间的长链长度11.721m。工程合同价为1.85亿元，合同工期为20个月，2006年8月31日交工。

其中软土路基处理水泥搅拌桩为16.0853万延米，变更设计后为16.8944万延米,因现场地质变化较为复杂等原因，实际施工桩长以桩机能打下的深度为准（通过电流和下钻难度情况等判定）。设计桩径为0.5米，桩距为1.0、1.2、1.4米三种，水泥用量50 kg/延米（经试桩后确定采用55 kg/延米），另掺水泥用量2% 的生石膏。

当软基处理施工至中期，合同段内施工现场大量横跨高速公路的杆线（通讯、电缆以及高压线等），以及两条盘固水泥厂碎石传送带（施工进场前已按高速公路标准先行改造完毕）中的一条对软基处理施工的制约问题凸现出来，直接导致了原设计15段水泥搅拌桩软基处理中的6段其下及临近部分无法施工。同时经与杆线所属电业单位联系，因地跨农田，无建筑物限制需要等，部分跨越高速公路高压线架设增高的规划设计（已定），仅考虑高速公路填筑高度及通车安全需要。即使经抬高后（如13.5米），亦远低于现有水泥搅拌桩机机身高度（18米）。为此，不得不考虑改变水泥搅拌桩施工工艺。

鉴于采用高压旋喷法等施工对软基处理工程成本增加太高，经与业主沟通，改用施工成本增加相对较低的接杆法进行施工。

二、接杆法施工准备工作

关于本合同段软基处理水泥搅拌桩施工因高压线、碎石传送带影响而需进行接杆施工的工程量、各电压理论安全距离及实际影响宽度如下表所示：

序

号施工段落影响

根数

（根）设计

桩长

（m）设计

总长

（m）影响因素

电压/高度

kv/m 理论安全距离

（水平/垂直）

（m）实际

影响宽度

（m）

1 K31+267~K31+307 485 9.5 4607.5 高压线10 / 7 1.5/3 10.5

2 K31+307~K31+357 412 10.5 4326.0 高压线10 / 7 1.5/

3 10.0

3 K32+430.5~K32+470 296 7.5 2220.0 高压线220 / 11 5/6.5 19.5

4 K32+983~K33+033 83 8.

5 705.5 高压线10 / 7 1.5/3 11

5 K33+033~K33+074.7 440 8.0 3520.0 高压线10 / 7 1.5/3 10

6 K32+324~K32+374 233 8.5 1980.5 碎石传送带 7.8

合计1429 12764.5

1、影响施工宽度（亦即接杆施工宽度）参数的确定

施工现场影响水泥搅拌桩施工的高压线电压为10KV和220KV两种。经向有关所属电业单位咨询，10KV高压线的水平安全距离为1.5m，垂直安全距离为3m，安全保护区为5m；220KV高压线水平的安全距离为5m，垂直安全距离为6.5m，安全保护区为15m。因此，以10KV高压线为例，三条电线中的其下两条水平相隔间距为1.5～2m，水平安全距离为1.5m，施工时因场地不平、移机等引起的机身摆动因素每侧增加1m的安全宽度，同时考虑施工操作目侧距离误差、电线本身因风速产生的轻微摆动等因素，每侧共再增加1m的安全宽度，即安全施工宽度为（1.5～2）＋（1.5＋1.5）＋（1＋1）＋（1＋1）＝8.5～9 m。同时考虑安全宽度临界处每段现场放样的外行搅拌桩间距大小、搅拌桩列或排与高压线的交角方向大小，确定接杆法水泥搅拌桩施工宽度数据如上表实际影响宽度栏所列。

对于盘固水泥厂碎石传送带的影响宽度，则根据传送带自身宽度加上桩机施工因地平、移机等引起的碰撞安全距离，并考虑临界外行搅拌桩间距大小及搅拌桩列或排与传送带的交角方向大小，确定接杆法水泥搅拌桩施工宽度为7.8米。

2、水泥搅拌桩机改装

ａ、桩机改装机身高度

由于该项目软基水泥搅拌桩处理大多为路基、桥头、桥头过渡段、小型构造物基底等位置，其施工进度直接制约着路基、桥梁及小型构造物等重点后续工程的施工，工期要求紧迫。因此，考虑工程进度、协调电力部门改移、抬高线路时限等因素，在确定改装后的桩机机身高度方面，以所有现有制约施工高度的不利因素为依据，不再考虑等待线路抬高后的安全净空利用方面。

为此，经现场勘察，并充分考虑所有现场穿越软基施工现场高压线下水泥搅拌桩机施工的总垂直、水平安全距离以及盘固水泥厂的碎石传送带的最低处高度，同时综合考虑不同型号待改装桩机的性能特点、每节料杆的加工长度、施工进度等方面因素后，最终确定改装后的机身高度为6、8米两种。

ｂ、接杆长度

虽然增加每节料杆的长度可减少改装成本、提高施工效率，但综合考虑桩身高度、电动机行程以及人工操作方便等方面因素，确认每节料杆的改装长度为3米。

为提高工效，节约成本，桩机与动力头杆相接的第一接杆可据机身高度、最大电动机行程、动力头杆长度、桩机底架高度及移机所需钻头距地面高度来预留至最大允许长度。

ｃ、接杆卡口

因在施工过程中需频繁接、卸料杆，建议接口采用卡扣并加栓销固的方式（同时加垫橡胶圈以防漏浆），而不宜采用螺栓方式。螺栓方式不利提高工作效率的同时，螺丝易因钻进、提升过程中的传杆扭力导致滑丝或紧死不易卸下等现象。

尽管采用接杆法施工的水泥搅拌桩工程量较小，但因其施工速度较慢，约是正常的1/2～1/3，为确保施工进度，加大了改机数量，采用以下几种桩机改装了五台：

CX-2型水泥搅拌桩钻机改装2台（8米）；KTB-8型水泥搅拌桩钻机改装2台（8米）；SB-1型水泥搅拌桩钻机改装1台（6米）。

三、接杆法施工工艺

普通水泥搅拌桩施工工艺为按整桩深度下钻喷浆、提升复搅、下钻复搅、提升复搅四个过程，而接杆法因其在施工过程中，需频繁出现水泥搅拌桩所最忌的整桩施工过程停机现象，故对施工工艺、方法提出了更高的要求。为确保施工质量，经充分研究分析后，确定接杆法水泥搅拌桩的施工流程如下：

①配浆至设计要求→②第一接杆下钻（钻至原地面以下25cm时开始送浆）→③钻至第一接杆末端→④提升搅拌（同时送浆，提升至第一接杆喷浆开始处）→⑤下钻复搅（不喷浆，钻至第一接杆末端预留1米处）→⑥停机接第二杆→⑦第一、二杆下钻（同时送浆）→⑧钻至第二接杆末端→⑨提升搅拌（同时送浆，提至第一、二杆接杆处）→⑩下钻复搅（不喷浆，钻至第二接杆末端预留1米处）→⑾停机接第三杆→⑿依次类推，直到钻至设计桩长→⒀然后提升复搅（不送浆，提升至最后一次接杆处），停机卸杆后，继续提升复搅（不送浆），依次类推，直至剩下动力头所连的第一接杆，并提升复搅（不送浆）至原地面，钻头升起后移机。