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[摘 要]结合工程实例，介绍水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用。前进镇至抚远铁路工程项目属于黑龙江省三江平面地貌，场区内水网及水塘分布密集，主要为淤泥地质，为保证铁路工程地基处理的施工质量，在水泥搅拌桩处理的技术要求等方面采取了有效的措施。
[关键词]水泥搅拌桩；软土地基处理；应用
中图分类号：TU225 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0064-01
1 引言
黑龙江省前进镇至抚远铁路工程项目是黑龙江省的重点建设项目。水泥搅拌桩处理在路基工程施工中的应用成为控制铁路线路路基质量的要点。因此，采取合理的技术措施、严谨的管理和科学的组织对铁路线路软基处理施工尤为重要。深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。
1.1 工程概况
前抚铁路位于黑龙江省东北部的佳木斯市境内黑龙江省农垦总局建三江分局、抚远县范围内。其中铁路里程DK104+200—DK104+500段自然条件均为沼泽地并密布水网和水塘。此段软基处理采用水泥搅拌桩施工，全长300 m，宽度36m，共有水泥搅拌桩33840 m。
1.2 水泥搅拌桩设计参数
（1）设计桩径：φ500 mm。
（2）桩长：搅拌桩桩长10m。
（3）搅拌桩按等边三角形梅花型排列，布桩范围为路基坡脚线外1 m。桩距1.5 m。（如图1）
（4）水泥搅拌桩桩体每米水泥用量60 kg，采用32.5级普通硅酸盐水泥（不过期、不受潮、不结块），水泥浆液水灰比为0.45～0.5。
（5）水泥搅拌桩注浆压力0.4 MPa～0.6 MPa。
2 施工工艺
施工工艺：定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完毕。
a、定位：将深层搅拌机移至加固位置，调整导轨垂直度，钻头对中桩位。
b、预搅拌下沉：启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送气，使搅拌机沿导轨下沉进至设计深度。注意工作电流不应大于额定电流。
c、提升喷浆搅拌：深层搅拌机下沉到达设计深度后，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深层搅拌机。
d、重复上、下搅拌：深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。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。
3 施工方法
3.1 清理平整施工场地
施工前开挖排水沟及时排除地面积水，平整施工场地。搅拌桩停浆面高于设计桩顶面30 cm，搅拌桩施工结束后，回填50cm砂垫层，碾压密实后作为路基垫层。
3.2 标出钻孔位置
在整平后的场地上按设计要求标出搅拌桩位置（误差不得大于2 cm），并测量场地的高程，确定喷浆标高和停浆标高。
3.3 前台钻机定位、钻进及后台拌合水泥浆
钻机就位，对正桩位（桩位误差不大于2 cm），调平桩机机身，保证桩的垂直度（允许偏差1.5 %），启动主电机钻进至设计深度。在前台就位钻进的同时，后方应按照试验室提供的水泥浆配合比制浆，制备好的水泥浆不得离析，泵送必须连续，注浆压力控制在0.4 MPa～0.6 MPa。水泥浆池宜设两个，一个用以控制配比，一个做泵送池。
3.4 水泥搅拌桩采用三搅二喷成桩的施工步骤
设备就位：搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位，检查深度计转轴中心是否位于刻度盘中心，确保搅拌桩深度计量准确。
第一次钻进：在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，以60 r/min的转速和不大于1 m/min的钻进速度，顺时针方向边钻边喷浆，直至设计桩长（在不变动档位的前提下，电流表电流突变后，再向下钻进50 cm），再继续喷浆30 s后，改逆时针方向搅拌喷浆提升至设计桩顶。
第二次钻进：以同样方式再次顺时针方向钻进注浆，直至复搅喷浆到设计桩长后，改逆时针方向搅拌喷浆提升到设计桩顶标高，再原地继续喷浆30 s，停止喷浆。
两次循环钻进成桩：经过上下两次循环钻进提升，使水泥浆液在桩孔内搅拌3次成桩。
3.5 桩机移位
复搅完成后，将钻头提出地面，停止主电机、填写施工记录并将桩机移至下一孔位。
4质量检验要求
（1）水泥搅拌桩的质量控制应贯穿于施工的全过程，施工中必须随时检查施工记录和计量记录。重点检查水泥用量、桩长、搅拌头转速和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。
（2）桩体质量与强度应满足龄期设计要求，成桩7 d内可用轻便动力触探或静力触探检验桩身均匀性，抽检率应不少于已完成桩数的2 %。
（3）成桩28 d应对桩体钻芯取样，截取上、中、下3个部位的芯样进行无侧限抗压强度试验，28 d桩身无侧限抗压强度平均值大于1.0 MPa。软基竣工验收应进行静载试验，单桩承载力和复合地基承载力应满足设计要求，检测数量不宜少于总桩数的2%，且每处理路段不得少于2根。
5 施工中应注意的问题
（1）在深层搅拌桩施工前应绘制出搅拌桩桩位图，确定深层搅拌桩工程数量。
（2）单桩开机后应连续施工，严格控制起喷和停喷高程，不得间断，如遇停机或机械故障停喷，应及时记录中断高程，待恢复正常后立即复搅，复搅重叠长度不小于1 m，如中断时间超过3h，应采取补桩措施。
（3）桩身施工时，桩长范围内均要复搅，施工中应慢档均匀提升
（4）为保证桩底端施工质量，当浆液到达出浆口后，应喷浆作底30 s，使浆液完全到达底端。全桩应采用复喷措施，使搅拌效果最佳。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌30 s，以保证桩头的均匀密实。
（5）桩顶以上应高出设计桩顶标高0.3 m，开挖基坑时将上部质量较差桩段挖去。
6 结束语
通过3个月的水泥搅拌桩施工及检测、观察，该项目的软基处理施工方案可行，搅拌桩间距、桩体强度、桩长、单桩承载力等符合设计要求，桩体成桩均匀，保证了软基处理的施工质量。同时，也掌握了水泥搅拌桩技术在铁路工程中的应用。由此可见，铁路施工在采取合理的技术措施、严谨的管理和科学的组织情况下，完全可以避免道路沉降过大的发生、加快施工进度，从而达到满意的施工效果。
参考文献
[1]张伯平、党进谦.土力学与地基基础[M].西安：西安地图出版社，2001.
[2]孙家齐.土木工程地质.武汉：武汉工业大学出版社，2000.
[3]《铁路路基施工规范》（TB10202-2003）.
[4]《铁路路基工程质量验收标准》（TB10414-2003）.
[关键词]水泥搅拌桩；软土地基处理；应用
中图分类号：TU225 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0064-01
1 引言
黑龙江省前进镇至抚远铁路工程项目是黑龙江省的重点建设项目。水泥搅拌桩处理在路基工程施工中的应用成为控制铁路线路路基质量的要点。因此，采取合理的技术措施、严谨的管理和科学的组织对铁路线路软基处理施工尤为重要。深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。
1.1 工程概况
前抚铁路位于黑龙江省东北部的佳木斯市境内黑龙江省农垦总局建三江分局、抚远县范围内。其中铁路里程DK104+200—DK104+500段自然条件均为沼泽地并密布水网和水塘。此段软基处理采用水泥搅拌桩施工，全长300 m，宽度36m，共有水泥搅拌桩33840 m。
1.2 水泥搅拌桩设计参数
（1）设计桩径：φ500 mm。
（2）桩长：搅拌桩桩长10m。
（3）搅拌桩按等边三角形梅花型排列，布桩范围为路基坡脚线外1 m。桩距1.5 m。（如图1）
（4）水泥搅拌桩桩体每米水泥用量60 kg，采用32.5级普通硅酸盐水泥（不过期、不受潮、不结块），水泥浆液水灰比为0.45～0.5。
（5）水泥搅拌桩注浆压力0.4 MPa～0.6 MPa。
2 施工工艺
施工工艺：定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完毕。
a、定位：将深层搅拌机移至加固位置，调整导轨垂直度，钻头对中桩位。
b、预搅拌下沉：启动电机，放松起吊钢丝绳，空压机送气，使搅拌机沿导轨下沉进至设计深度。注意工作电流不应大于额定电流。
c、提升喷浆搅拌：深层搅拌机下沉到达设计深度后，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深层搅拌机。
d、重复上、下搅拌：深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。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。
3 施工方法
3.1 清理平整施工场地
施工前开挖排水沟及时排除地面积水，平整施工场地。搅拌桩停浆面高于设计桩顶面30 cm，搅拌桩施工结束后，回填50cm砂垫层，碾压密实后作为路基垫层。
3.2 标出钻孔位置
在整平后的场地上按设计要求标出搅拌桩位置（误差不得大于2 cm），并测量场地的高程，确定喷浆标高和停浆标高。
3.3 前台钻机定位、钻进及后台拌合水泥浆
钻机就位，对正桩位（桩位误差不大于2 cm），调平桩机机身，保证桩的垂直度（允许偏差1.5 %），启动主电机钻进至设计深度。在前台就位钻进的同时，后方应按照试验室提供的水泥浆配合比制浆，制备好的水泥浆不得离析，泵送必须连续，注浆压力控制在0.4 MPa～0.6 MPa。水泥浆池宜设两个，一个用以控制配比，一个做泵送池。
3.4 水泥搅拌桩采用三搅二喷成桩的施工步骤
设备就位：搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位，检查深度计转轴中心是否位于刻度盘中心，确保搅拌桩深度计量准确。
第一次钻进：在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，以60 r/min的转速和不大于1 m/min的钻进速度，顺时针方向边钻边喷浆，直至设计桩长（在不变动档位的前提下，电流表电流突变后，再向下钻进50 cm），再继续喷浆30 s后，改逆时针方向搅拌喷浆提升至设计桩顶。
第二次钻进：以同样方式再次顺时针方向钻进注浆，直至复搅喷浆到设计桩长后，改逆时针方向搅拌喷浆提升到设计桩顶标高，再原地继续喷浆30 s，停止喷浆。
两次循环钻进成桩：经过上下两次循环钻进提升，使水泥浆液在桩孔内搅拌3次成桩。
3.5 桩机移位
复搅完成后，将钻头提出地面，停止主电机、填写施工记录并将桩机移至下一孔位。
4质量检验要求
（1）水泥搅拌桩的质量控制应贯穿于施工的全过程，施工中必须随时检查施工记录和计量记录。重点检查水泥用量、桩长、搅拌头转速和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。
（2）桩体质量与强度应满足龄期设计要求，成桩7 d内可用轻便动力触探或静力触探检验桩身均匀性，抽检率应不少于已完成桩数的2 %。
（3）成桩28 d应对桩体钻芯取样，截取上、中、下3个部位的芯样进行无侧限抗压强度试验，28 d桩身无侧限抗压强度平均值大于1.0 MPa。软基竣工验收应进行静载试验，单桩承载力和复合地基承载力应满足设计要求，检测数量不宜少于总桩数的2%，且每处理路段不得少于2根。
5 施工中应注意的问题
（1）在深层搅拌桩施工前应绘制出搅拌桩桩位图，确定深层搅拌桩工程数量。
（2）单桩开机后应连续施工，严格控制起喷和停喷高程，不得间断，如遇停机或机械故障停喷，应及时记录中断高程，待恢复正常后立即复搅，复搅重叠长度不小于1 m，如中断时间超过3h，应采取补桩措施。
（3）桩身施工时，桩长范围内均要复搅，施工中应慢档均匀提升
（4）为保证桩底端施工质量，当浆液到达出浆口后，应喷浆作底30 s，使浆液完全到达底端。全桩应采用复喷措施，使搅拌效果最佳。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌30 s，以保证桩头的均匀密实。
（5）桩顶以上应高出设计桩顶标高0.3 m，开挖基坑时将上部质量较差桩段挖去。
6 结束语
通过3个月的水泥搅拌桩施工及检测、观察，该项目的软基处理施工方案可行，搅拌桩间距、桩体强度、桩长、单桩承载力等符合设计要求，桩体成桩均匀，保证了软基处理的施工质量。同时，也掌握了水泥搅拌桩技术在铁路工程中的应用。由此可见，铁路施工在采取合理的技术措施、严谨的管理和科学的组织情况下，完全可以避免道路沉降过大的发生、加快施工进度，从而达到满意的施工效果。
参考文献
[1]张伯平、党进谦.土力学与地基基础[M].西安：西安地图出版社，2001.
[2]孙家齐.土木工程地质.武汉：武汉工业大学出版社，2000.
[3]《铁路路基施工规范》（TB10202-2003）.
[4]《铁路路基工程质量验收标准》（TB10414-2003）.