深层水泥搅拌桩在高速公路软土路基处理中的应用

　　摘要：文章以某高速公路路基工程项目实例作为研究背景，对深层水泥搅拌桩技术在开公路项目施工中的应用要点进行探讨。首先阐述了水泥搅拌桩处理技术的应用机理，然后在论述该项目工程资料背景的同时，分析了深层水泥搅拌桩技术的工艺过程以及施工质量控制要点，希望在通过论述后能够给相关领域的工程人员提供一定的帮助。

　　关键词：高速公路;软土路基;深层水泥搅拌桩;技术应用

　　引言：在高速公路软土路基施工的阶段中，深层水泥搅拌桩技术作为常见的一项处理技术，该技术具备效率高、技术成熟、质量好等特点得到了广泛的应用。因此对深层水泥搅拌桩技术的应用过程进行分析，探寻出更为科学有效的技术方案意义重大。

　　1水泥搅拌桩处理软土路基作用机理

　　软弱地基结构进行施工时，必须进行软土地基结构的加固施工，保证结构的承载性能与力学性能合格，而水泥搅拌桩就是目前比较普遍的加固方法，其工作原理如下：

　　1.1水泥的水解和水化反应

　　水泥加固土在进行物理化学反应的环节，应用专业的机械设备施工，主要是深层搅拌机设备，将固化剂(一般是水泥)，直接灌入到软土结构内，在灌注环节要及时进行搅拌处理，保证水泥和土能够发生化学反应，形成凝胶体的结构形式，保证土体颗粒与水泥材料可以组合形成整体的结构形式，这就是水泥骨架的形式。同时，在水泥发生水化反应中，形成的钙离子和土体内的钠离子交换反应，从而可以形成非常稳定的钙离子，以保证土体结构的强度性能合格，促进复合地基承载性能水平的全面提升。

　　1.2粘土颗粒与水泥水化物的作用

　　水泥内会存在较多的水化物材料，其和土体颗粒内存在的物质发生化学反应，形成全新的化合物，该材料在水与空气中会逐步的硬化反应，使得水泥材料的强度得到提升。因为该结构的密实度较高，水分无法进入到结构内部，所以结构水稳定性良好。

　　2水泥搅拌桩处理公路路基软土路基技术要点

　　2.1工程概况

　　某高速公路项目所处的地质条件是软土地基，经过前期的地质勘查发现该路段内的淤泥深度较大，路基填土的高度比较高，综合分析各个方面的要素，技术人员最终确定应用水泥搅拌桩加固施工技术。设计为单头搅拌桩的结构，桩体结构直径为φ500，水泥材料的使用量为60㎏/m，水泥材料使用的是普通42.5级的硅酸盐水泥，水灰比为1:0.55，保证材料性能合格。

　　2.2施工准备

　　2.2.1施工机械准备

　　当前所应用的水泥搅拌桩对于技术要求较高，现场施工机械为钻机、粉浆机、压缩机等设备。钻机是重要是施工机械，该设备的运行中，动力性能较高、操作较为方便，且可以保证不同速度下稳定的运行，可以实现均匀性的正向钻进与反向提升操作，且可以全方位的自动化移动运行。喷浆设备的作用是实现材料的定量输送，其主要的组成结构是储灰罐、发送装置以及计量装置等，确保设备运行效果和质量，不会影响施工的质量。压缩机的作用是给水泥搅拌桩提供必要的压缩空气，确保水泥浆液能够突破喷浆口的土体阻力，达到喷洒的要求。

　　2.2.2施工设备及材料检测

　　在软土路基工程施工中，每一台桩基必须有相应的记录装置，其主要作用是准确的记录每一米桩体结构喷浆量，做好数据控制工作。记录装置上能够自动进行操作时间、深度、喷浆、搅拌次数等做好记录。对于设备内压力、转速、电流、电压等参数的控制，使用相应的仪表进行监测和控制，如果发现仪表指示数据不符合要求，或者数据偏差过大，一旦发现仪表存在异常应该及时的更换，从而保证工程的质量合格。分别将两个重量为0.5kg的吊线锤布置到桩基两侧垂直面上，标记好垂直线。在钻架上需要标记好刻度线，确定钻进的深度尺寸。水泥搅拌桩应用的材料主要是水泥，在项目施工前需要在实验室进行抽样检测，保证符合技术标准的要求才能开展项目施工。水泥材料选择环节，施工单位需要选择符合要求的生产单位，水泥材料存储环节，做好防雨、防潮的处理，禁止应用质量不合格、过期的水泥材料。

　　2.3水泥搅拌桩设计

　　(1)强度控制标准。在检查施工完毕后，水泥搅拌桩的28d无侧限抗压强度超过1.0MPa，90d复合地基承载性能超过120KPa。

　　(2)水泥搅拌桩孔位布置。在孔位设计环节，需要应用三角形方式进行布置，桩体结构直径为50cm，间隔距离为1.5m。

　　(3)水泥搅拌桩桩深设计。按照钻孔地质标准要求，桩体长度暂时顶为9.5m，桩体结构必须打入到持力层结构。在具体施工中，其长度一般为8.2m-11.3m之间，通常来说达到9m即可。

　　2.4试桩

　　在开始全面化施工之前，要做好试桩作业，经过试桩作业能够及时确定各项技术参数，这是施工的基础条件，为全面施工顺利进行提供帮助。试桩的具体数量需要严格按照设计标准进行，试验结束后必须实施地基土的试验检测，保证28h的侧向抗压强度性能达到设计标准。在试验合格之后，表示试桩成功，就可以进行全面现场施工。结合实际情况，本次工程选择9根桩体进行现场试桩作业。在试验结束后，检测桩体各个方面的性能，发现技术指标完全符合要求，说明设计方案具备可行性，可以满足工程的要求。

　　2.5水泥搅拌机械安装、就位

　　根据施工要求进行现场机械设备的安装、就位，对于首次进入到施工现场的设备，要做好桩机的各种仪表、测量仪、打印机的标定，且施工环节需要反复进行检查，了解钻机磨损程度，如果发现磨损超出了规定的标准，必须及时进行补焊处理，以保证桩体结构的质量合格。移动钻机环节，确保孔位的精度达到准确性的要求，钻杆轴线和钻孔的垂直度合格，倾斜度不能超出规定标准要求。

　　2.6搅拌、喷浆

　　钻机开启运行之后，钻杆需要保持均匀、慢速、持续下沉的要求，且下沉的环节进行搅拌切土处理，然后开启送浆泵，在旋转的同时将土体进行喷浆作业，直到达到设计深度的标准要求。在达到设计深度之后，需要停留30s以上的时间，保证其连续性喷浆作业，确保水泥浆和土体实施搅拌处理。值得注意的是，在该工序施工阶段中，需要严格的按照工艺规范的需求，对施工的质量进行全面的管控，对于施工人员来说要求他们必须要按照工艺规范操作，避免违规操作而出现的工程质量问题，此外在工程项目施工完成之后，还需要对工序进行检查，查看是否存在质量问题的地方，如果有问题要及时的纠正。

　　2.7提升搅拌

　　通过搅拌机的提升作业，不仅能够防止发生堵塞的问题，还能够保证混凝土施工连续性进行，确保搅拌机提升到桩顶之后，在原位置上停留至少2min。

　　2.8检测

　　水泥搅拌桩施工结束的7d左右，桩头浅开挖大约1.5m的深度，做好搅拌桩结构的质量检测，应用触探仪对于桩体结构直径做好全面检查，保证质量性能合格。水泥搅拌桩施工结束的3周左右，芯样位置在桩体直径1/4处以及全长度范围内，要做好桩体结构的完整性检查，芯样无侧限抗压强度达到设计标准。取出芯样后，及时应用灌注浆液方式封闭处理。

　　3结语

　　综上所述，水泥搅拌桩施工技术进行软基结构处理，其施工质量对于总体施工质量效果有直接的影响，所以需要加强施工环节控制，明确施工工艺流程和标准，保证各项技术参数合格，提高工程质量水平，满足高速公路建设需要。

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