论文部分内容阅读
【摘 要】 水泥深层搅拌桩是一种常用的施工工艺，以排水站出水涵加固为例，通过系统分析水泥深层搅拌桩地基设计的施工工艺及施工质量控制措施的说明，使施工人员有原则地把握工程实践中高等级道路深层搅拌桩设计理念。我国珠三角西北地区广泛使用这种设计，用于加固软土地基，同时在高等级道路施工设计中，分别阐述了施工试桩、施工前准备、施工工艺流程、检验控制等情况，并对道路水泥深层搅拌桩实际施工中遇到的问题分别采取了措施，为今后搅拌桩施工设计提供了实践理论依据。
【关键词】 搅拌桩；高等级道路；施工工艺；检测
引言：
上世纪80年代，从日本引入地基深层搅拌加固技术，并进行相应的室内实验，在研发道路水泥深层搅拌桩过程中，严格按照国家要求，将地基深层搅拌加固技术广泛运用到铁路和公路的施工设计、民用房屋、市政工程和道路建设中。高等级道路水泥深层搅拌桩的设计原理是利用搅拌机将地层内部的水泥和地基土原位进行搅拌，使水泥颗粒与地层中软土间的水土颗粒拌和均匀，让软土间的水土颗粒与水泥颗粒发生作用产生一系列物理化学反应、并将软土与固化剂有效结合，产生一定强度的水泥桩体而形成的一种施工方法。
一、水泥深层搅拌桩的设计
（一）水泥深层搅拌设计资料及准备
在高等级道路水泥设计施工中做好前提准备资料，首先应在施工现场对最薄地层软土做测试实验，考察水泥土深层搅拌桩竖向符合地基的承载力，确定复合地基承载力各项标准，现场确定竖向复合地基的承载力和特征值。其次全面收集施工区域中岩土工程资料，分析地表土层的厚度、分层情况、土质的含水量、有机含量和测量地下水位及pH值等。仔细研究审批过的场地工程地质、土木实验报告、设计桩位图及地面测量数据表。最后考察建筑场地的影响因素，分析地表层以下是否含有生活垃圾、硬物块体、工厂遗留的化纤、各类管网和电线。根据建筑场地的实际情况分别做好相应的解决方案。
（二）水泥深层搅拌设计参数及分析
设计中具体的参数指标有三点，分别是水泥地基搅拌桩置换率19.7%、室内设计配合比：无侧限抗压强度qu≥2.4MPa；7d无侧限抗强度：qu≥0.8MPa；无侧限抗压强度qu≥1.6MPa和水泥掺入比a=18%。同时搅拌桩利用桩的间距位置和桩的直径为600mm，体积较长的搅拌桩从穿过填土到原壮土0.3-0.5米，采用长桩、短桩相结合的方式，用大型器材找平地面表层，清除地上、地下一切障碍，并统一标高。
珠江三角洲北部地处台地、平原区，其广州南丰大道未做软基处理，水泥地面龟裂严重，经过多种设计方案的讨论，最终决定采用水泥搅拌桩的设计，方能对地基整体进行加固，来防止坍塌事故的发生，同时还需在搅拌桩顶部位设置30cm格栅加筋垫层。
（三）深层搅拌桩施工工艺
在施工前对钻杆长度进行测量并标上醒目标志，来掌握其器材钻人的深度，以保证深层搅拌桩设计的长度。严格按照预定的比例进行调制水泥浆，再将调配好的水泥浆倒入事先准备好的集料桶中并加以搅拌，在此期间从施工的开始到结束，其施工的时间和水泥浆的用量由专门人员加以记录。制备好以后不能离析和停置过多的时间，水泥浆每超过2h应减少标号的使用，对倒入集料桶的水泥浆加以过滤，保证浆体的粘稠性，确定成桩实验并依据其进行施工。注意PHC（预应力高强混凝土）桩身的裂缝，决不可用预应力高强混凝土管桩代替C桩（管桩的型号为C）。
二、高等道路水泥深层搅拌桩的施工及流程检测
（一）施工过程中的问题及解决措施
1、外在因素导致的问题及措施
在施工过程中，经常出现抱钻或糊钻现象，抱钻发生的原因有两个方面，第一，含水量偏小、粘土的塑性指数高；第二，水泥搅拌桩的钻头有缺陷，采用2层厚板状钻头，由于其叶片角度过于平缓，适用于砂性土路段。结合专家的意见，事先考虑外掺剂的选配，在施工前和过程中应选用品质优良的品种，保证水泥产品的质量。改进钻头，倾角由20°改为35°到40°之间，同时焊接倒牛角耙刺利于切土，此后不在产生水泥飞溅、抱钻等问题。翻浆现象的分析原因有：在软土层硬粘土的夹层地段多发生翻淤和糊钻，以及在高速道路施工过程中深层泥浆的吸入量达到了饱和状态。
2、内在因素导致的问题及措施
在高等级道路水泥深层搅拌施工设计中通过试桩来确定水泥的掺入量，只有掌握相关的工艺参数和流程，才能达到水泥浆和柱身搅拌含量均匀的目的。其内在因素有断桩，搅拌桩身不连、水泥土搅拌不均匀，桩身未达到设计深度并未及时更换，而导致的一系列问题。人为因素是施工设计中的主要原因，由于操作人员在施工技术方面具备的责任差异性不一样，因此，需抓好施工管理，加大各个方面的落实力度，保证施工的质量。
（二）工艺流程及控制总结
施工工艺的流程如下，首先当搅拌机到達指定桩位时，往中部对齐，启动机器。为了有利于水泥浆均匀搅拌，将搅拌机沿着导向架上下搅拌，以至于软土完全搅碎。然后通过深层搅拌机的提升和重复下钻搅拌，进行第二次搅拌过程中，等到设计加固深度之后再次喷出泥浆并提出地面，如此反复，进行下一步的施工，最后按照设计要求与规范对高度道路水泥深层搅拌机进行强度检测。在施工的过程中，必须有专职施工人员对以上流程进行详细的记录并全过程监控，操作人员随时逐个记录其时间、喷浆、压力等。
（三）施工质量检测
我国工程质量检验的方法有五种，采用专门仪器进行检测的有两种。早期强度的合格标准最先采用轻型触探仪，在成桩以后贯人30cm，并保证锤击数≥20击（并满足其强度符合设计要求：对工程进行外部检测，要求桩体、间距均匀，没有回陷现象；水泥搅拌桩抽芯和静载试验中单桩复合地基的承载力检测频率都为2%～5%，前者采用J-50型钻机，依据佛山市道路工程质量监督标准，通过抽出芯样中的长度与施工记录进行对比，抽芯后做28天无侧限抗压程度实验，以测其强度。如果某段水泥搅拌桩取芯检测的合格率小于百分之十，则该段满足要求；如果不合格则在百分之十与百分之二十之间，应与该段同等补桩，经过实际检测，柱长与柱身的强度偏差均符合设计要求；后者可以采用快速维持和慢速维持的荷载法满足设计要求。在土层深厚的地方可以由监理工程师随机抽检，其随机抽检的桩数不宜小于数量的0.2%。
三、结束语
随着我国科学技术的进步，国家高速公路迅速发展，公路工程中水泥搅拌技术得以广泛的使用，有效地提升了地基的性能，降低了桩间土的应力和提高了地基的承载强度。为了确保施工的质量，同时应对地下复杂多变的地质条件，只有把握较为准确的相关材料，制定一套严格的控制措施，在符合实际情况下注意以下几点参数：搅拌桩喷浆压力、下钻和提升速度等，才能在高等级道路水泥深层搅拌设计实施过程中达到最大的效果。检测是一种对施工质量与设计的评定手段，深层搅拌的质量检验能较好的处理加固效果。因此，要紧抓道路施工各个环节，严格控制施工的管理，才能确保工程的质量。
参考文献：
[1]朱其宇.浅谈道路软基处理中水泥深层搅拌桩的设计与施工[J].科技创新导报，2011，（13）：65-65.
[2]黄红，李庆伟.水泥深层搅拌桩在软弱地基处理中的应用[J].科技与生活，2011，（11）：134-135.
[3]马跃腾.水泥深层搅拌桩技术在市政道路软基处理中的应用[J].大科技·科技天地，2010，（9）：259-261.
[4]金黎兵.深厚软土地区深层搅拌桩的设计[J].科技创新导报，2010，（4）：23-23.
【关键词】 搅拌桩；高等级道路；施工工艺；检测
引言：
上世纪80年代，从日本引入地基深层搅拌加固技术，并进行相应的室内实验，在研发道路水泥深层搅拌桩过程中，严格按照国家要求，将地基深层搅拌加固技术广泛运用到铁路和公路的施工设计、民用房屋、市政工程和道路建设中。高等级道路水泥深层搅拌桩的设计原理是利用搅拌机将地层内部的水泥和地基土原位进行搅拌，使水泥颗粒与地层中软土间的水土颗粒拌和均匀，让软土间的水土颗粒与水泥颗粒发生作用产生一系列物理化学反应、并将软土与固化剂有效结合，产生一定强度的水泥桩体而形成的一种施工方法。
一、水泥深层搅拌桩的设计
（一）水泥深层搅拌设计资料及准备
在高等级道路水泥设计施工中做好前提准备资料，首先应在施工现场对最薄地层软土做测试实验，考察水泥土深层搅拌桩竖向符合地基的承载力，确定复合地基承载力各项标准，现场确定竖向复合地基的承载力和特征值。其次全面收集施工区域中岩土工程资料，分析地表土层的厚度、分层情况、土质的含水量、有机含量和测量地下水位及pH值等。仔细研究审批过的场地工程地质、土木实验报告、设计桩位图及地面测量数据表。最后考察建筑场地的影响因素，分析地表层以下是否含有生活垃圾、硬物块体、工厂遗留的化纤、各类管网和电线。根据建筑场地的实际情况分别做好相应的解决方案。
（二）水泥深层搅拌设计参数及分析
设计中具体的参数指标有三点，分别是水泥地基搅拌桩置换率19.7%、室内设计配合比：无侧限抗压强度qu≥2.4MPa；7d无侧限抗强度：qu≥0.8MPa；无侧限抗压强度qu≥1.6MPa和水泥掺入比a=18%。同时搅拌桩利用桩的间距位置和桩的直径为600mm，体积较长的搅拌桩从穿过填土到原壮土0.3-0.5米，采用长桩、短桩相结合的方式，用大型器材找平地面表层，清除地上、地下一切障碍，并统一标高。
珠江三角洲北部地处台地、平原区，其广州南丰大道未做软基处理，水泥地面龟裂严重，经过多种设计方案的讨论，最终决定采用水泥搅拌桩的设计，方能对地基整体进行加固，来防止坍塌事故的发生，同时还需在搅拌桩顶部位设置30cm格栅加筋垫层。
（三）深层搅拌桩施工工艺
在施工前对钻杆长度进行测量并标上醒目标志，来掌握其器材钻人的深度，以保证深层搅拌桩设计的长度。严格按照预定的比例进行调制水泥浆，再将调配好的水泥浆倒入事先准备好的集料桶中并加以搅拌，在此期间从施工的开始到结束，其施工的时间和水泥浆的用量由专门人员加以记录。制备好以后不能离析和停置过多的时间，水泥浆每超过2h应减少标号的使用，对倒入集料桶的水泥浆加以过滤，保证浆体的粘稠性，确定成桩实验并依据其进行施工。注意PHC（预应力高强混凝土）桩身的裂缝，决不可用预应力高强混凝土管桩代替C桩（管桩的型号为C）。
二、高等道路水泥深层搅拌桩的施工及流程检测
（一）施工过程中的问题及解决措施
1、外在因素导致的问题及措施
在施工过程中，经常出现抱钻或糊钻现象，抱钻发生的原因有两个方面，第一，含水量偏小、粘土的塑性指数高；第二，水泥搅拌桩的钻头有缺陷，采用2层厚板状钻头，由于其叶片角度过于平缓，适用于砂性土路段。结合专家的意见，事先考虑外掺剂的选配，在施工前和过程中应选用品质优良的品种，保证水泥产品的质量。改进钻头，倾角由20°改为35°到40°之间，同时焊接倒牛角耙刺利于切土，此后不在产生水泥飞溅、抱钻等问题。翻浆现象的分析原因有：在软土层硬粘土的夹层地段多发生翻淤和糊钻，以及在高速道路施工过程中深层泥浆的吸入量达到了饱和状态。
2、内在因素导致的问题及措施
在高等级道路水泥深层搅拌施工设计中通过试桩来确定水泥的掺入量，只有掌握相关的工艺参数和流程，才能达到水泥浆和柱身搅拌含量均匀的目的。其内在因素有断桩，搅拌桩身不连、水泥土搅拌不均匀，桩身未达到设计深度并未及时更换，而导致的一系列问题。人为因素是施工设计中的主要原因，由于操作人员在施工技术方面具备的责任差异性不一样，因此，需抓好施工管理，加大各个方面的落实力度，保证施工的质量。
（二）工艺流程及控制总结
施工工艺的流程如下，首先当搅拌机到達指定桩位时，往中部对齐，启动机器。为了有利于水泥浆均匀搅拌，将搅拌机沿着导向架上下搅拌，以至于软土完全搅碎。然后通过深层搅拌机的提升和重复下钻搅拌，进行第二次搅拌过程中，等到设计加固深度之后再次喷出泥浆并提出地面，如此反复，进行下一步的施工，最后按照设计要求与规范对高度道路水泥深层搅拌机进行强度检测。在施工的过程中，必须有专职施工人员对以上流程进行详细的记录并全过程监控，操作人员随时逐个记录其时间、喷浆、压力等。
（三）施工质量检测
我国工程质量检验的方法有五种，采用专门仪器进行检测的有两种。早期强度的合格标准最先采用轻型触探仪，在成桩以后贯人30cm，并保证锤击数≥20击（并满足其强度符合设计要求：对工程进行外部检测，要求桩体、间距均匀，没有回陷现象；水泥搅拌桩抽芯和静载试验中单桩复合地基的承载力检测频率都为2%～5%，前者采用J-50型钻机，依据佛山市道路工程质量监督标准，通过抽出芯样中的长度与施工记录进行对比，抽芯后做28天无侧限抗压程度实验，以测其强度。如果某段水泥搅拌桩取芯检测的合格率小于百分之十，则该段满足要求；如果不合格则在百分之十与百分之二十之间，应与该段同等补桩，经过实际检测，柱长与柱身的强度偏差均符合设计要求；后者可以采用快速维持和慢速维持的荷载法满足设计要求。在土层深厚的地方可以由监理工程师随机抽检，其随机抽检的桩数不宜小于数量的0.2%。
三、结束语
随着我国科学技术的进步，国家高速公路迅速发展，公路工程中水泥搅拌技术得以广泛的使用，有效地提升了地基的性能，降低了桩间土的应力和提高了地基的承载强度。为了确保施工的质量，同时应对地下复杂多变的地质条件，只有把握较为准确的相关材料，制定一套严格的控制措施，在符合实际情况下注意以下几点参数：搅拌桩喷浆压力、下钻和提升速度等，才能在高等级道路水泥深层搅拌设计实施过程中达到最大的效果。检测是一种对施工质量与设计的评定手段，深层搅拌的质量检验能较好的处理加固效果。因此，要紧抓道路施工各个环节，严格控制施工的管理，才能确保工程的质量。
参考文献：
[1]朱其宇.浅谈道路软基处理中水泥深层搅拌桩的设计与施工[J].科技创新导报，2011，（13）：65-65.
[2]黄红，李庆伟.水泥深层搅拌桩在软弱地基处理中的应用[J].科技与生活，2011，（11）：134-135.
[3]马跃腾.水泥深层搅拌桩技术在市政道路软基处理中的应用[J].大科技·科技天地，2010，（9）：259-261.
[4]金黎兵.深厚软土地区深层搅拌桩的设计[J].科技创新导报，2010，（4）：23-23.