软基处理两种常见方法的应用

软基处理两种常见方法的应用
摘要：路基是道路的重要结构，软土地基会给道路或其他结构物带来诸多不利影响，必须进行处理。

通过介绍笔者参与的某道路工程施工，旨在探讨换填法、水泥搅拌桩等软土地基处理方法及其施工工艺。

关键字：道路工程软基处理换填法水泥搅拌桩
前言：路基是道路的支撑结构物，对路面及道路附属结构物的使用性能有重要影响。

路基的性能指标主要有整体稳定性和受荷变形量等。

广东省境内软土地貌广布，软土具有含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点，直接影响道路路基、结构物地基的强度及稳定性，在大荷载作用下容易发生剪切或者刺入破坏，造成沉陷或失稳，因此必须进行处理。

某南北走向的城市次干道，位于广东佛山市南海地区，道路宽24米，全长约3千米。

道路红线范围内主要为山地，在桩号K0+420～K0+620处穿越原有鱼塘，又在K1+180～K2+010处穿越一天然水塘（已干涸）。

以上各处均为填方路基，在K1+180处有横过道路的排水箱涵。

鱼塘处地质主要为淤泥质土，软土厚度较小（原勘察数据显示，一般只有0.8～1.8米，最厚处约2米），其下为亚粘土层，属标准的浅层软土路基；已干涸的天然水塘处，表层有约1.3米厚素填土，下有约4～6米厚的淤泥质土，具典型夹层断面特征。

为保证道路及附属结构物的使用性能，要对软土地基进行处理。

1软基处理设计方案
项目范围内除原有鱼塘等水体外，工程范围内的地下水位不高，周边环境排水条件良好，且地下水对混凝土结构没有腐蚀性。

按设计要求，K0+420～K0+620处为浅层软基，采用换填碎石沙（重量比7:3）法进行软基处理；K1+180～K2+010处为深层（夹层）软基，采用水泥搅拌桩法进行处理。

1.1换填法
换填法是将地基范围内的软土挖除，再用稳定性好的材料回填并压实，以改善地基承载力特性，提高抗变形与稳定能力的一种处理方法，换填法施工工艺流程为：
“清除杂物→ 排除积水→ 淤泥挖除→ 分层回填并压实→ 检验→ 下一工序施工”
1.2水泥搅拌桩法
水泥搅拌桩法是利用水泥作为固化剂，利用搅拌桩钻机将水泥（浆或粉）喷入土体并充分搅拌，令软土硬结从而提高基础强度的一种处理方法，水泥搅拌桩
法施工工艺流程：
“清理场地并测量放样→ 桩机就位→ 预搅下沉→ 提升喷浆搅拌→ 按设计重复进行→ 清洗、移位→ 施工下一桩”
2换填法软基处理施工
2.1项目开工进场时，施工范围的鱼塘均处于满水满鱼状态，待养殖户清理完塘鱼后，机械进场开始施工。

清理鱼塘周围的植物、杂物，树根也要清走；检查临近河涌的排水状况，然后挖通塘与河涌进行排水；排水完毕后，用挖掘机挖除淤泥，使用自卸车外运处理。

2.2按设计要求，K0+420～K0+620处开挖至原地面（塘底面）以下1.0～2.0米深，直至露出淤泥层下方的坚实土层，且每边超出路基1.0米左右、并按1:1.5的坡度进行开挖。

开挖过程中观测到，随着深度的增加，基坑壁路基从淤泥质土逐渐过渡到了下卧坚实土层。

2.3挖除全部淤泥并到达设计换填标高后，去除浮土并稳定边坡，在换填底面用15吨压路机来回碾压4遍，检测底面后换填7:3的碎石砂。

回填材料每层松铺厚度不超过30厘米，使用15吨压路机压实，压实度≥95%，经检测符合要求后，方进行下一工序的施工。

3水泥搅拌桩法软基处理施工
3.1水泥搅拌桩施工技术要求
按设计要求，水泥搅拌桩桩径Φ500mm，采用1.4米×1.4米的间距按正方形布置；搅拌桩平均桩长为10.0米，桩底必须进入淤泥质土下卧层不小于1.0米，每米桩的水泥用量不少于55千克，使用SJB-1型搅拌桩机进行施工。

该项目工期较长，考虑到软基处理的工期需要，开工后即对水泥搅拌桩施工范围进行场地清理，场地平整标高比设计规定的基底标高要高出约50厘米，而后进行配合比试验及工艺性成桩试验。

3.2配合比试验与工艺性试桩
本项目深层搅拌桩施工采用“四喷四搅”工艺，在全面开工之前，根据设计要求，我们现场进行了配合比试验，并进行了3根桩的工艺性成桩试验。

配合比试验及试桩目的，是为了确定水泥搅拌桩施工的相应材料规格与技术参数，以及搅拌桩是否进入淤泥质土下卧层足够深度等。

通过试验、试桩决定：采用强度等级为32.5R的普通硅酸盐水泥，水泥用量为55千克/米，水灰比为0.45～0.50，搅拌下沉速度控制在0.6～0.8米/分钟，以0.5～0.7米/分钟的速度搅拌提升，工作电流少于额定电流70安。

3.3水泥搅拌桩施工工艺
(1).现场准备及测量放样：做好施工场地的平整工作，将地面杂物、树根等清除干净；按设计范围、桩距、分布规格等进行放线，准确定出各桩位置，用竹片及石灰进行定位。

(2).钻机就位：将搅拌桩钻机移至待施工桩位，按照定位对中并调整机架，使搅拌轴保持垂直对准，对孔误差要求少于5厘米。

标定钻杆的尺度，调校钻杆垂直度，确保垂直度误差要小于1.0%。

(3).预搅下沉的准备：预搅下沉前，先启动压浆泵，检查系统各处管路是否畅通，查找可能存在的泄露位置并作故障排除，为正式开钻做好准备。

(4).下沉钻进：启动搅拌桩钻机，钻头原地转动1.0～2.0分钟，待钻速稳定后边旋转边钻进，试桩后确定的钻进速度为0.6～0.8米/分钟。

为不致堵塞水泥浆喷射口，下钻过程中先不喷射水泥浆而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，负载扭矩减小。

(5).制浆：钻机下沉钻进的同时，按设计配合比进行水泥浆制作。

浆液必须搅拌均匀并用筛进行过滤备用，保证在喷浆旋转提升操作时，有足够的水泥浆存量。

(6).搅拌与提升：钻头下沉到达设计标高后停钻，再次启动钻机使之反向旋转，边提升边开动高压浆泵，提升速度为0.5～0.7米/分钟。

利用压缩空气将水泥浆体喷入被搅拌的土体中，使土体和浆体料进行充分混合，当钻头提升至工作基准平面以下30～50厘米时停止送浆，此为一次搅拌过程完成。

(7).复搅：用相同的操作再次搅拌下钻、到达设计深度后停钻、反向搅拌并喷浆提升。

如此反复，完成一个“四喷四搅”的成桩过程，最终桩体形成。

(8).记录：安排专门人员做好施工记录，施工一桩，记录一桩。

3.4水泥搅拌桩施工注意事项
(1).水泥搅拌桩施工中，容易出现强度不足、垂直度不满足要求等质量问题，前期必须做好测量定位、配合比试验、工艺性试桩等工作。

(2).严格控制材料质量，遵从设计配合比制浆，制备好的浆液不得离析且不得长时间放置，超过2.0小时的浆液不予使用。

储浆罐内保持的水泥浆，应比施工一根搅拌桩需用量多50千克左右，若储浆量少于标准，则必须及时补充方能进行下一根桩的施工。

(3).搅拌桩机钻进作业时，当荷载过大或工作电流超过预定值时，容易发生
卡钻或停钻现象，应及时切断电源并将钻头强行提起后，才能再次启动电机。

(4).为避免出现“断桩现象”，水泥搅拌桩开钻后必须连续作业，保证每一阶段下沉钻进、提升的进尺，确保桩长。

在喷浆阶段不得中途停止，并不能在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。

(5).为保证水泥搅拌桩特别是桩端、桩顶位置的施工质量，下沉钻至设计深度后，反向搅拌喷浆时应在桩底部停留30～60秒，持续旋转进行磨桩底，上提至桩顶部位时也停留30～60秒，持续旋转并喷浆进行磨桩顶，以使水泥浆均匀分布在桩底、桩顶位置。

(6).施工过程中，若发现喷浆量不足，应按监理工程师的要求整桩复搅，且再次复搅作业的喷浆量不少于设计的单桩用量。

如遇停电、机械故障等原因停机，喷浆中断时应及时记录其中断深度，在12小时内采取补喷处理措施，防止断桩，并将补喷情况填报于施工记录内。

补喷作业时，将钻头下沉至少0.5米再继续成桩。

停机超过12小时则不再补喷，应采取补救措施，在原桩位旁边进行补桩处理。

(7).桩底是否进入淤泥质土下卧层足够深度，是通过试桩获得的参数决定，通常以搅拌桩机的电流值来确定。

搅拌桩机的负荷过大或电机工作电流超过额定值时，应迅速减慢钻进速度。

施工过程中若遇上土中障碍物，钻杆无法穿过时，及时通知工程师，以便及时确定补桩措施，保证工程质量。

3.5水泥搅拌桩检验
(1).外观目测：当水泥搅拌桩达到一定的龄期后，可选择有代表性的地段选取数根桩进行开挖观察。

外观合格标准是：桩体圆且均匀、无缩颈和回陷现象，目测判断搅拌均匀，桩身凝结无松散，群桩的桩顶平齐，桩间距均匀等。

(2).轻便触探法检验：水泥搅拌桩成桩7天后，可采用轻便触探法进行桩身质量检验，用轻便触探器附带的勺钻，在搅拌桩身中心位置钻孔取出桩芯，观察其颜色是否均匀一致，有无存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团等；并采用触探击数（N10）用对比法判断桩身强度。

(3).钻孔抽芯法：水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔抽芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度、桩体强度与垂直度等。

钻孔抽芯的样品，由监理工程师现场指定，样品送实验室做无侧限抗压强度试验，并选留另一组试件做90天龄期的无侧限抗压实验测定桩身强度。

对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

(4).水泥搅拌桩施工完成28天后，做复合地基承载力试验，承载力达到设计要求标准后，进行后续工序施工。

4结束语
该道路工程已经完工并通过竣工验收，道路路基的质量满足设计及使用要求。

项目中进行软基处理采用的换填法具有施工难度小、成本低廉的特点，水泥搅拌桩法则有工期短效果好的优点，在本工程软基处理中获得了良好的效果，达到了预期目的，方法是成功的。