水泥搅拌桩技术在桥头软基处理中应用

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+400～k25+880段落广泛分布淤泥质土、粉质

粘土等软土，根据地质钻孔资料，大部分软土深度为6.5～13.8m

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1.3～1.5m。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

荷试验确定，也可根据下式计算：

fsp=crk/ad+α(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；

α—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。

(4)典型断面沉降量计算

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0.4～0.45。

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；

c)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、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

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