水泥搅拌桩在软土地基处理中应用论文

水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用【摘要】主要阐述了水泥搅拌桩在软基加固中的应用，施工控制及其质量问题分析。

【关键词】软土；水泥搅拌桩；桩体强度

1 软土的危害

软土在我国沿海平原、河口三角洲等地广泛分布。软土对道路、桥梁等建筑物影响极大，如果施工时处理不当，会造成路基下沉、路面下沉和开裂、桥台下沉移位等质量事故，严重时导致桥梁和建筑物由于沉降产生拉裂，甚至倒塌。

2 软土地基的处理

对于软土地基的加固处理，最简单直接的方法是换填，将柔软的土层全部置换成有足够承载力的土，以达到地基承载力的要求。但该方法主要适用于1~2米深的软基处理。目前应用于软土地区的地基加固技术，大多数属于复合地基类。如水泥搅拌桩、碎石桩、石灰桩、砂桩、粉煤灰水泥碎石桩等，都是以桩的形式对软土地基进行补强、使补强桩体与天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基。

3 水泥搅拌桩的应用

在诸多复合地基中，水泥搅拌桩复合地基是最具代表性，也是应用最广泛的软土地基加固法。水泥搅拌桩是通过特制的搅拌机械，在土层内就将软土与水泥进行强制搅拌，使水泥与土体发生物理化学反应，形成具有一定整体性和一定强度的水泥加固体，该加

固体与天然地基组成复合地基，以提高其地基承载力，减少沉降。

水泥搅拌桩的适用性：

3.1 水泥搅拌桩适宜于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而地基承载力小于120kpa的粘土、粉质粘土、粉土等软土地基。

3.2 水泥搅拌桩的加固深度取决于机械的钻架高度、电机功率等技术参数，一般最大处理深度为20米。

3.3 水泥搅拌桩由于施工时无振动、无噪声、无泥浆废水污染、无土体隆起或侧移、无土方外运，对环境要求较高的城区施工更加适合。

4 水泥搅拌桩的施工

4.1 施工机具：

主机为深层搅拌机，有双搅拌轴中心管输浆方式和单搅拌轴叶片喷浆方式两种；配套机械主要有灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵及控制柜，为了保证水泥用量符合设计要求，须在搅拌机上安装自动计量装置，满足机械设计喷入量的各种技术参数。一般常用的有sjb-1、gzb-600深层搅拌机等。

4.2 成桩工艺：

4.2.1 搅拌桩机就位，钻头对中桩位。

4.2.2 预搅下沉，使搅拌机沿导轨下沉至设计深度。

4.2.3 提升喷浆搅拌，搅拌机下沉至设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，并且边喷浆，边旋转，同时严格按设计确定的提升速度提升搅拌机。

4.2.4 提升至设计顶面标高后，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。

4.2.5 清洗管路中残存的水泥浆，桩机移位进行下一根桩的施工。

4.3 施工过程中的注意事项：

根据浆喷桩加固软土原理和浆喷桩检测实施细则，施工控制时必须保证全桩的水泥用量、保持持续喷浆及保证喷浆长度、加强复搅特别是上部5m范围的复搅。

4.3.1 水泥进场应送检，试验合格后才能使用。使用前要预先筛除水泥中的结块。

4.3.2 水泥要严格按设计的配合比配置，为防止水泥浆离析，可在灰浆搅制机中不断搅动，待压浆前才缓慢倒入集料斗。保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成，使用前过筛并在3h内用完。浆液储量不少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工；施工时输浆管路保持潮湿，以利于输浆。

4.3.3 施工中随时检查导向架的垂直度，使垂直度偏差值控制在1%以内，桩位偏差≤5cm。

4.4 对输浆管经常检查，不得泄漏和堵塞，管道长度不得大于60m。定期检查钻头，保持钻头直径误差在[-1cm~+3cm]之间。

4.5 严格控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面，确保喷浆长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。如因意外原因断浆，必须以最

早的时间（3h以内）补喷，重叠复喷50cm以上，超过3h按照规定重新补打一根桩。确保全桩水泥用量不得少于试桩时确定的水泥用量，每米用浆量误差不得大于5％。

4.6 严格控制成桩速度，第一次下沉搅拌时只能使用低速档位，严禁使用中高速档位。每次上升或下沉，要求成桩速度必须均匀，中途不准换档，以防桩身水泥渗入量不均匀。下沉提升速度不大于0.8m/min。搅拌机提升至地面以下1m时要用慢速。当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头的均匀密实。

4.7 供浆必须连续，一旦因故停浆，为防止断桩，将搅拌机下沉至停浆面以下50cm，待恢复供浆后再喷浆提升。

4.8 加强复搅控制，特别是上部5m的复搅，复搅时在全桩长范围内以不大于规定的速度进行匀速复搅，以增加水泥土的均匀性且复搅宜一次完成。

5 水泥搅拌桩产生质量问题的原因及分析

水泥搅拌桩在实际施工中容易产生桩体疏松、断桩和桩体强度不均等质量问题，主要由于在施工过程中的疏忽，没有按照规范进行施工的原因，预防及解决办法见下表：

有时因为受地质情况的影响，也会导致水泥搅拌桩出现质量问题。例如某工地进行水泥搅拌桩复合地基施工，施工完成后检测发现该区大部分水泥搅拌桩桩体松散，强度达不到要求。施工单位在施工过程是按施工规范进行施工，水泥用量也严格按设计要求，按理应该不会出现如此大面积的水泥搅拌桩不合格。后来经过勘查发

现，该处地表杂填土有一层灰褐色腐殖土，现场抽取土样进行试验，该种腐殖土结构疏松，有机质含量大于25%，土的孔隙比为1．5～1．75,天然含水量50%～56%，ph值5．1～5．5。加水泥搅拌成的水泥土，颗粒之间的联结较差，常形成直径约为2～15mm的团粒，不规则的水泥颗粒散布于腐殖土中。加荷后这种水泥土的压缩变形较大，强度较低，不到一般水泥土强度的五分之一。通过试验得出结论：由于腐殖土的结构疏松，天然含水量很高，ph值偏低，使水泥与粘土矿物的水化和水解反应削弱，降低了凝结形成的能力，使水泥的强度有较大的降低。最后，该工地取消了水泥搅拌桩，以打碎石桩代替，得到不错的效果。

6 总结

综上所述，水泥搅拌桩作为一种成熟的施工工艺正广泛的应用于软土地基加固工程。与其他加固方式相比，水泥搅拌桩具有施工时无振动、无噪声、无废水污染、施工操作简便、成桩工期短等优点。但必须要对加固土层的地质有全面的了解，并且在施工过程中严格按规范施工，才能保证水泥搅拌桩的施工质量。