水泥搅拌桩在淤泥质土地区市政道路中的应用研究

段崇业

摘 要：水泥搅拌桩是一种强度高、稳定性好、整体性好的水泥土桩，它以水泥为固化剂，使土壤充分混合，使水泥与土壤发生化学反应，提高其整体承载力。

关键词：水泥搅拌桩；淤泥质土；市政道路

前 言：随着经济的发展和城市化进程的加快，市政道路作为城市基础设施建设的核心，在提高道路施工质量方面发挥着重要作用。水泥搅拌桩作为市政道路淤泥质土层施工关键技术之一，必须严格按规范施工，规范施工工艺，加强质量控制，全面提高工程质量。

1 水泥搅拌桩技术概述

（1）作用原理。①水解和水化反应。水泥由氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁、三氧化硫等水泥矿物组成，水泥与土混合时，水泥表面的水泥矿物在短时间内被水解或水化，形成水化合物，如水基氢氧化钙、水基硅酸钙等。水化合物被水解和水化反应形成凝胶体，水泥土内部形成具备胶结的悬浮液，增加了土壤的粘结力。②水泥搅拌桩除水化和水解作用外，还会引起水泥中各种化合物的其它反应，其中一些化合物发生反应并硬化，形成水泥石骨架。此外，随着时间的推移，由于施工中搅拌不当而未及时形成强度的水泥土随反应进行而增加强度。

（2）适用范围。根据施工工艺的不同，水泥搅拌桩可分为湿、干法两种，其中，湿法为浆液搅拌，干法为粉体搅拌。通常，这两种方法均可用于杂质较少、土质较好的土层，如淤泥、淤泥质土、素填土、软塑性粘土等，但对含大孤石或杂质过多的杂填土，因其内部杂质多，很难清除，因此，水泥搅拌桩的使用往往受到影响，不宜在硬塑性粘土、密实砂层和受地下水入渗影响大的土层中使用水泥搅拌桩。

（3）优势。首先，与其他方法相比，水泥搅拌桩廉价优惠，成本低，可降低市政工程造价，是一种经济且实惠的处理方法；其次，水泥搅拌桩施工速度快，与其他软基处理方法相比，效率高，节省了大量人力、物力和财力。最后，采用水泥搅拌桩加固原土，减少了水土流失，对周围自然环境影响小。

2 水泥搅拌桩对淤泥质土层的具体实施策略

（1）施工前准备。现场施工准备：①清理路基表面，开挖临时排水沟，根据场地条件选择垫层土，压实后形成2%以上的排水横坡。当地表水无法疏干时，在水面以上50cm处填砂性土，以保证桩机通行。②水泥浆点设置，护栏保护、制浆机安装、水泥罐基础浇筑、2-3台60吨水泥罐安装(方便施工流转)。③桩机水电准备，打深井取地下水或浅井地表水，保证每台桩机用水量30吨要求，并符合制浆用水标准；用电方面每台总功率不低于150KW，满足每台双轴水泥搅拌桩机两个功率头各45KW及制浆设备总功率要求。④确定水泥牌号，测试水泥强度和物理性能，测试土的物理(力学)性能，编制水泥土配合比设计报告，并在打桩前编制水泥物资及材料性能试验准备。⑤测量放线，根据施工设计图纸对搅拌桩位置、原地面标高、孔口标高等进行测量放样记录和桩位布置图等，并报施工单位和监理工程师复核抽查，填写测量放样报验表，由施工单位和监理工程师审核签字。

（2）详细分析水泥搅拌桩施工工艺。整个施工流程为：桩机就位→下钻喷浆→上提不喷→重复一次→完成四次搅拌→清洗管路及搅拌头→桩机移位→下一根作业。搅拌机准备下沉时，控制水泥浆的喷出量和搅拌提升速度；控制反复搅拌的沉降和提升速度，提升和复搅速度控制在0.5m/min～0.8m/min之间，使加固深度范围内的土充分搅拌。水泥加固土按设计配比掺42.5R普通硅酸盐水泥拌和，水灰比控制在0.5左右，桩径0.6m水泥搅拌桩水泥用量为92kg/m，水泥用量18%，配制好的水泥浆应在2h内使用，不得离析。定期检查输浆管有无渗漏、堵塞，长度不大于80m。若喷粉量不足，应重复打桩。喷粉中断时，复打重叠孔段大于1m。桩机钻深由深度由深度尺盘确定，当深度尺盘达到预定数量时，停止钻机并反转钻头，但不提升，打开进料阀，关闭送气阀，喷补强浆液。待加固浆液到达桩底后，提升搅拌钻头，通常在桩底停滞2～4min，加固浆即可到达桩底，提升至桩顶设计标高以上0.5m时，原位旋转2min，保证桩头均匀密实。施工中控制桩机垂直度，倾斜度控制在1%以内，桩距控制在10cm以内，做好施工记录，包括实际孔位、孔深、钻孔中遇到的地下障碍物和涌水量等地质情况，当浅层障碍物不能钻进时，可及时清除障碍物，然后换填砂土重新钻进。当遇到较深障碍物无法钻进时，联系设计人员采取补桩措施。

（3）水泥搅拌桩质量检测。水泥搅拌桩质量控制贯穿于整个施工过程，施工中随时检查施工记录，重点检查水泥用量、桩长、搅拌头转速与提升速度、复搅次数、复搅深度、停浆处理方法等。严格控制水泥等原料质量，成桩3天内用便携式触探仪抽1%验桩身均匀性，成桩7天后，在停浆面以下50cm处挖一个浅桩头，取5%目测搅拌桩均匀性，并测量桩径。28天后，选择0.5%单桩复合地基进行荷载试验，若仍有怀疑，取5%试件进行取芯试验，了解桩长、芯样密度、均匀度等质量状况。对每个桩样进行详细描述，采集相关影像资料，根据现场芯样基本形成条件和试验条件要求，对芯样进行强度和频率试验。在室内切割和磨平后，芯样需进行无侧限抗压强度试验。

（4）做好施工管理和监督。在人员和机械管理方面，对相关机械操作、灌浆人员进行岗前技术培训，确保每位员工熟悉水泥搅拌桩操作流程，桩机操作、指挥人员严格按规范操作，不得违章操作，不擅离职守。桩机移动时，要防止大倾斜、断丝脱轨，制浆搅拌时要注意防止跌落受伤，加强全方位安全管理，建立各级安全生产责任制，实行分级管理，落实各级安全责任。施工用电采用装备行业统一规定标准电源箱，正常非带电电气设备金属外壳应有专门的接地板接地，定期检查电气设备绝缘是否损坏，设备外露带电部分是否有保护，屏保装置是否合格，保护接零或保护接地是否正确可靠，避免因绝缘损坏引起事故。另外，施工中要注意环保，施工便道和桩机出入作业通道均设专门洒水车，用于道路洒水除尘。桩基施工产生泥浆未经沉淀不应直接排放，修建临时排水沟，并与永久排水沟连接，防止淤积及冲刷。废浆及淤泥采用封闭式专用车辆运输，防止运输中泥浆、散体、流体物料撒漏。

3 水泥搅拌桩施工质量控制策略

（1）加强对试桩质量的合理控制。为保证水泥搅拌桩施工质量，施工单位应在施工前进行试桩，这项工作的开展，科学论证水泥搅拌桩施工设计方案的合理性及可行性，进一步掌握水灰比、制浆工艺、实际桩长等施工要素。①试桩前，施工人员应进行现场勘察，根据现场淤泥具体情况，科学合理地划分水泥搅拌桩施工处理区。试桩时，施工人员在不同施工处理区选择相应关键点试桩。试桩后，对不同区域桩长数据进行详细统计及汇总。②在水泥搅拌桩施工中，施工人员应将试桩结果作为实际施工参考数据，科学控制实际施工桩长质量。若施工区某一位置实际桩长与试桩桩长相差大，施工人员应根据现场实际情况科学调整实际桩长，并做好记录，为水泥搅拌桩的后续施工提供可靠参考。

（2）注重制浆、送浆质检过程。浆液是水泥搅拌桩的主要施工材料，为保证水泥搅拌桩施工质量，有关施工单位应高度重视浆液质量。①制浆时，施工单位应安排专业技术人员对配制好的泥浆进行严格试验，确保浆液始终处于被搅拌状态，浆液停留时间控制在2h以内，防止因静置时间过长引起泥浆沉降，影响浆液质量。②导入集料时，施工人员应注意加筛集料，减少结块对浆液的影响，避免对泵体质量的不利影响，确保浆液质量符合实际施工要求。③输浆前，施工人员应充分润湿输浆管道，从而在一定程度上降低输浆压力。④泵送时，施工人员应注意泵送压力稳定性及供浆连续性，以保持浆液搅拌的均匀性，进一步保证水泥搅拌桩施工质量。

参考文献：

[1]翟国辉.水泥搅拌桩技术在市政道路工程中的应用[J].建材与装饰，2016(21).

[2]晋叶.水泥搅拌桩在市政工程淤泥质土层施工中的应用研究[J].江西建材，2019(12).