公路路基工程中深层搅拌桩施工技术要点.pdf

92 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 公路路基工程中深层搅拌桩施工技术要点李振虎（河北衡通工程项目管理有限公司，河北 衡水 053099）摘要：为解决公路施工中的软基问题，结合某公路工程实际情况，对软基处理中的深层搅拌桩施工工艺与方法进行分析，提出各主要施工工序的操作方法，施工过程中的质量检验项目、要求和施工质量监控内容，使深层搅拌桩技术在软基处理中的应用达到理想效果，以期为相关人员提供参考。关键词：公路软基；软基处理；深层搅拌桩中图分类号：U416.1 文献标识码：B 文章编号：1673-8098（2023）05-0092-030 引言软基问题是公路工程施工中最常遇到的问题之一。针对深层软基，常采用工程桩的方法处理，深层搅拌桩以操作简单、效果显著和适用性强等优势得到了广泛应用。为了使这项技术的应用达到理想成效，有必要根据工程实际情况通过对施工工艺方法的深入分析明确各项施工技术要点。1 工程概况某公路工程沿线范围内分布有软土，主要为淤泥质亚黏土和淤泥，其主要物理力学性质如表 1 所示。综合考虑公路沿线具体情况与现场施工条件，最终决定采用深层搅拌桩技术进行软基处理。2 深层搅拌桩施工工艺与方法2.1 施工工艺流程深层搅拌桩施工中可能在钻机贯入或提升过程中喷浆。具体在何时进行喷浆，需要以地层软硬程度及所用搅拌头类型等为例确定。在水泥浆液配制过程中，应做好水灰比控制，通常在 0.45 0.50 范围内。当借助砂浆搅拌机进行浆液配制时，要求搅拌持续时间达到 3min 以上。水泥浆液配制完成后不能静置太长时间，如果超出 2h，需要降低标号使用。灰浆搅拌机内的浆液要在送浆之前持续搅拌。深层搅拌桩施工一般按照如下表 1 软土主要物理力学性质土层名称物理性指标水理性指标快剪强度压缩性承载力（kPa）含水量（%）容重饱和度（%）相对密度 液限（%）塑限（%）凝聚力（kPa）摩擦角（）压缩系数（MPa-1）压缩模量（MPa）湿干（kN/m3）淤泥质亚黏土最大106.7021.312.7100.002.7860.8041.8033.0033.571.715.70379最小15.7716.311.278.002.4823.5013.701.003.040.260.8250平均89.5618.411.890.502.5942.7027.8017.8020.500.983.72283淤泥最大79.2319.615.1100.002.7271.1033.5039.0044.303.809.03270最小20.5013.96.569.302.5429.0013.500.000.000.180.8036平均58.6017.810.283.702.6845.9023.0028.0012.301.784.5013893NO.5/OCTOBER.2023交通建设与管理 影响有影响的人 工艺流程进行：桩机就位钻进喷浆提升搅拌重复喷射与搅拌重复提升与复搅成桩。2.2 施工工艺方法2.2.1 桩机就位借助起重机或绞车将深层搅拌机移至桩位。为了使桩机准确到位，需设置定位卡，将桩位桥头搭板间误差控制在 10cm 以内，并使导向架与搅拌轴均和地面成 90 角1。2.2.2 喷浆搅拌桩机就位并检查无误后启动灰浆泵，确认浆液通过喷嘴向外喷出后，开启桩机使搅拌头旋转钻进时进行喷浆搅拌，钻进速度按 1.0m/min 控制，转速按 60r/min 控制，浆液喷射压力按 1.0 1.4MPa 控制，单位时间喷浆数量按 330L/min 控制，搅拌头钻进至设计要求的层位后，继续在原地喷浆 30min，之后开始反转提升，钻进深度误差不能超过 5.0cm2。2.2.3 提升搅拌桩机的搅拌头从桩底开始向上反转提升，到达地面为止。若桩机的搅拌头附着大量软黏土，需立即清除。2.2.4 重复钻进与搅拌按照 2.2.2 重复操作，若实际喷浆量已经满足设计要求，则只进行复搅，无需送浆。2.2.5 重复搅拌与提升按照 2.2.3 重复操作，直至桩机的搅拌头到达地面。2.2.6 成桩连续完成 3 次复搅方可完成 1 根桩的施工，结束后立即启动灰浆泵对管路进行冲洗，以免管路内残留水泥浆发生硬化影响其他桩的施工。冲洗完成后，需将桩机的搅拌头提升至地面。当需要在提升过程中进行喷浆时，其施工需按照以下工艺流程进行：桩机就位预搅下沉提升搅拌重复搅拌成桩3。2.3 施工注意事项（1）现场施工开始前需做好场地平整，将地上、地上存在的所有障碍物均清除干净。清理局部低洼段存在的积水，并做好清淤，再采用黏性土进行分层回填与夯实，注意不能使用生活垃圾进行回填。正式开机前还应进行调试，确定桩机能否正常运转。（2）施工至与顶端相距 0.3 0.5m 的位置后，考虑到上覆压力相对较小，导致搅拌质量无法达到预期，所以施工中需将停浆面确定在与桩顶标高相距 0.3 0.5m 的位置，另外在基坑开挖过程中需挖除质量不符合要求的段落4。（3）成桩后的垂直度偏差不能超过 1%，位置偏差不能超过 50mm，桩径偏差不能超过 4%。（4）开工前要明确所有施工参数，包括灰浆泵的单位时间输浆量、灰浆从输浆管到达喷浆口所需时间、起吊设备作业时的提升速度；同时还要结合设计要求采用成桩试验的方法明确施工工艺。对于输浆速度，应采用流量泵精准控制，确保注浆泵出口处的压力始终保持在允许范围内，同时确保搅拌提升速度能和输浆速度达到同步5。（5）浆液配制完成后不能发生离析，且泵送应保持连续。在浆液拌制时使用的外掺剂与固化剂，其用量要安排专人做好记录。（6）为确保桩端施工质量达到要求，在浆液到达出浆口以后，需要在桩底部继续喷浆 30s 的时间，确保浆液可以覆盖整个桩端。（7）在预搅下沉过程中注意不可冲水，若由于存在硬土层导致下沉速度较慢，可适当冲水，但要充分考虑冲水完成后可能对桩身强度造成的不利影响。（8）必要时可通过复喷使水泥和土体之间均匀拌和，并提高桩身整体强度。对于搅拌次数，建议每次喷浆进行两次搅拌或每两次喷浆进行三次搅拌，同时要注意，在最后一次提升搅拌过程中要采用慢速。在喷浆口到达设计标高后，立即停止提升，继续搅拌一段时间，确保桩头达到均匀和密实。（9）如果施工过程中因故停浆，需要在恢复供浆之前将搅拌头下沉到停浆点下部 50cm 处，然后重新喷浆提升。当停机时间达到 3h 以上时，为避免浆液硬结导致管道堵塞，需要在恢复施工前将管路拆除进行冲洗6。2.4 施工过程中的质量检验针对不同检验内容，需采用不同的检验方法，合格标准也有所不同。对于桩位检验，一般要求定位偏差在 50mm 以内，开工前需要在桩位中心设置桩位，并在施工完成后将其复原；对于桩顶底高程检验，一般要求不小于设计值，桩底要有适当超深，同时桩顶也要适当超出；对于桩身垂直度，在施工中要借助水准尺对导向架与搅拌轴是否垂直进行检查，以此间接判断桩身是否垂直，垂直度偏差不能超出 1%，若设计对桩身垂直度提出了严格要求，则需要严格按照设计要求进行检验；对于桩身水泥掺量的检验，需按照设计要求对所有桩身水泥用量进行检查，由于按照整包水泥进行计量比较方便，所以允许单根桩的水泥用量在适当范围内波动，注意范围通常不超94 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 过 25kg；水泥标号需按照设计要求选用。若所用水泥产品由小水泥厂提供，应在使用前进行试验，经试验确认合格后才能使用，而对于资质齐全的水泥产品，在搅拌过程中进行抽检即可；对于搅拌头提升喷浆速度，大多数情况下都在提升过程中喷浆搅拌，一般要求提升速度不超过 0.5m/min。另外，在二次搅拌过程中，应注意防止搅拌头到达桩顶之前浆液被用完；外掺剂必须按照设计要求进行配制，在深层搅拌桩施工中常用的外加剂类型包括以下几种：氯化钙、碳酸钠、三乙醇胺、木质素磺酸钙和水玻璃；对于浆液的水灰比，在没有特殊要求时可采用 0.4 0.5，一般不能超过 0.5。在浆液拌和过程中，需按照水灰比进行定量加水。根据浆液的水灰比与水泥用量，可通过计算得出浆液密度，对此要在施工过程中做好密度抽查；对于浆液搅拌后的均匀性，要求储浆桶中的浆液保持均匀与连续，这就需要在储浆过程中连续搅拌，避免喷浆搅拌过程中由于浆液不均匀导致管路堵塞或发生爆裂；对于喷浆均匀性，施工中要使用自动计量装置加以控制，以此帮助施工人员随时掌握各项技术参数，包括喷浆压力、速度与数量；在浆液喷射到与地表相距 1 2m 的位置后，不能产生明显的扬尘，对此需要适当降低喷浆压力，并在孔口处设置防护罩；搅拌桩施工中为防止对相邻桩体造成干扰，需要在基坑开挖过程中搭设侧向围护桩，这样还能起到使施工保持连续的作用，一般要求施工间隙时间控制在 8 10h 以内7。3 深层搅拌桩施工质量监控（1）任何重要工程都要在正式施工前进行试验，深层搅拌桩施工也不例外，通过试桩，能为各项设计与施工参数的修正提供参考依据。深层搅拌桩的施工参数主要包括以下几种：输浆量、输浆速度、灰浆从注浆泵到达喷浆口所需时间、浆液通过喷浆口向外喷出的时间、将单根桩施工所用浆液全部喷射到土层中的时间，以及搅拌轴实际提升速度等，此外还要确定采取哪一种工艺方法与复搅次数、数量。在现场施工中应借助流量泵对输浆速度进行控制，确保注浆泵出口处的压力维持在允许范围内，同时使搅拌提升和输浆的速度达到同步，将误差控制在 10cm/min 以内。（2）施工现场实际土层状况可能和地质报告存在很大出入，这就会使既定施工工艺无法适应场地内的实际情况。对此，在施工开始后必须时刻关注土层发生变化，并据此对施工工艺进行适当调整。（3）搅拌机配备的灰浆泵虽然为定量泵，但其新旧程度、泵送浆液的稠度与输浆管长度等都有可能影响泵送量，所以为了使各桩施工时使用的固化剂总喷浆时间保持不变，需要在施工中以泵送量发生的变化为依据对浆液水灰比进行适当调整。若泵送量增加得比较明显，则适当增大浆液水灰比；而当泵送量减少时，则需要适当减小浆液水灰比。虽然浆液水灰比的改变会对成桩后的强度造成影响，但和其他因素相比影响还是比较小的。4 结语综上所述，深层搅拌桩是当前公路软基比较常用的一种处理方法，通过形成复合地基提高地基承载力，为之后路基路面施工奠定良好基础。以上对深层搅拌桩施工工艺方法进行了分析与总结，提出各项技术要点，旨在为这项技术在实际公路工程软基处理中的应用提供技术参考。参考文献1 单华刚，费伟全，朱国华.淤泥就地固化技术在公路路基中的应用实例 J.土工基础，2021（4）：456-458.2 高为民，刘宗志，陈文锋.深层搅拌桩在浸水路堤软基处理中的应用 J.山西建筑，2021（4）：114-116.3 张永军.公路软基采用深层搅拌桩加固的新技术分析 J.城市建设理论研究（电子版），2019（13）：136.4 王静.深层搅拌桩处理沿海软基施工技术分析 J.公路交通科技（应用技术版），2019（3）：254-255.5 何彦筠.深层水泥搅拌桩在高速公路软土路基处理中的应用J.建筑知识，2016（13）：23.6 李军.小议公路软土地基施工处理中深层水泥搅拌桩技术的应用 J.江西建材，2015（10）：169.7 姜利锐.浅谈道路软基处理中水泥深层搅拌桩的设计与施工J.黑龙江科技信息，2013（12）：211.