谢鹏辉
（佛山市顺德区新景建筑工程有限公司，广东 佛山 528000）
水泥搅拌桩法将水泥、石灰等材料作为固化剂主剂，在深层搅拌机械中通过就地将软土和固化剂（浆液状或粉体状）强制搅拌于地基深处，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基，从而提高地基承载力，减少地基沉降。该技术适用范围广，处理可靠、渗透系数小，施工机具简单；能充分利用软土，土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降；加固过程中对周围土体无扰动，不会使地基侧向挤出，施工时无振动、无噪声，对周围环境无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工；与常用的混凝土地下连续墙、地下喷浆等防渗技术相比，降低了成本，节省了工期。
1 工程地质概况
佛山某市政道路地形平坦，海拔高程一般在3～5 m左右，上部软土层厚度较大，基岩埋深大，一般大于50 m。拟建道路沿线路段多为农田、河塘。
1.1 地层岩性
本地区第四纪地层，主要以海积、湖海积、冲海积、冲洪积沉积层为主。自上而下为：表层耕植土：黄褐色黏土与粉质黏土；局部分布洪积的砾砂、中粗砂与砂混黏性土。上部为海相的淤泥、淤泥质黏土，夹有砂质。淤泥质土厚度最大可达40～60 m。下部为湖海相的黏土，粉质黏土及冲洪积相砂、砾、卵石层厚度变化较大。底部为洪积成因的碎石土、风化程度大的岩层。
1.2 不良工程地质问题
根据地质勘察报告，道路沿线地基主要为沿海不良地质，深厚饱和软黏土。该层软土含水量大、孔隙比大、渗透性差、压缩性高、强度低，易引起差异性沉降，且沉降量大，极易引起地基失稳。根据温州市机场路、城南大道等运营5 a后，2000年实测数据显示，软土地基未经处理，填土高度1 m，沉降量达到30 cm。本次道路路面标高比现状地坪平均高出1.5 m，若在天然地基上填筑路基，最终沉降可达60 cm以上，桥台后填土大于3 m的沉降可达1 m以上。为保证工程质量，需审慎地选择软基处理方法，对桥头及高填方路基进行处理。
2 水泥搅拌桩软基处理设计
设计结合工程场地的实际情况和几种地基处理方案的比较，选用水泥搅拌桩对桥头路基及高填方路基进行地基处理，见图1。
图1 软基处理立面图
2.1 强度控制标准
设计要求桩身28 d无侧限抗压强度不小于1.3 MPa，单桩复合地基承载力不小于130 kPa。
2.2 材料及配合比设计
设计要求采用 425号普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于15%，水灰比为0.5～0.55，木质素为水泥重的0.2%，生石膏粉为水泥含量的2%。土工格栅采用经编高强涤纶丝土工格栅，纵向拉伸强度不小于80 kN/m，横向拉伸强度不小于50 kN/m，延伸率不大于15%；材料搭接宽度均不小于30 cm。现场实际采用42.5R普通硅酸盐水泥，水泥用量根据室内配比试验，按50 kg/m、55 kg/m、60 kg/m现场试桩9根，最后确定施工配合比55 kg/m、水灰比0.5。
2.3 孔位布置
按梅花形布置桩位，桩直径50 cm，桩间距1.3 m。
2.4 桩长设计
根据钻孔地质资料，设计暂定桩长10 m，实际桩长以打到砂砾持力层为准。实际施工中，桩长在 8.5～11.5 m之间，以10 m左右最多。
2.5 工后沉降要求
路基与桥头衔接沉降差异S＜10 cm，一般路基S＜20 cm。
2.6 施工参数选择
设计要求施工参数通过工艺性试桩确定。现场试桩9根，取得以下施工参数：钻进速度V≤1.5 m/min；提升速度Vp≤0.8 m/min；搅拌转速R≈30 r/min；喷浆管道压力0.4～0.7 MPa；钻进复搅与提升时管道压力0.1 MPa≤P≤0.2 MPa；搅拌钻头穿越淤泥层时电流表读数为15～25 A，进入砂砾层时突变为50～75 A。
3 水泥搅拌桩施工
3.1 施工技术要点
水泥搅拌机就位时，应调整钻机平台、导向杆，使钻机倾斜小于1.0%，钻头对中桩位误差不大于1 cm，同时检查钻头直径，测定钻杆长度，记录集料斗中水泥浆初始读数及钻杆初始标高。下钻时使钻头边旋转边钻进，保持速度1.5 m/min，转速30 r/min，下钻到离桩底1 m时，调整钻速，保持0.3 m/min，使压浆前的土体充分松动、粉碎，有利于第一次压浆。钻杆提升过程必须保持与喷浆一致，喷浆过程中，如发现套管漏浆或堵管则应立即停止喷浆。经常观察供浆计量仪的数字变化，若发现明显减少或突然停止，要立即记录，以利于补浆或复搅。供浆必须连续，拌和必须均匀。保证水泥用量，控制钻头提升速度，并保证钻杆转速，同时喷浆管道压力应保持在0.4～0.7 MPa之间。每打完一根桩后，及时计算该桩实际所用水泥量是否与55 kg/m的水泥用量标准相符。水泥搅拌桩必须确保进入砂砾持力层。成桩后，必须用人工凿桩头以免损坏桩身。
3.2 特殊情况下的处理措施
钻进过程中，卡管时，采取慢速钻进；提出钻头，改进钻头；钻进位置较浅时，改用其他方法疏松土层后再钻；如果是提升钻杆时卡钻，则暂停喷浆，待正常后再复喷。喷浆过程中，喷浆不畅或堵塞时，应检查灰浆泵运行情况，调整喷浆压力；提出钻头清理喷嘴；清除固化料中的杂物和大颗粒；喷浆不畅时，操纵喷浆阀门由关到开、由开到关，反复多次处理。
3.3 效果检验与评价
工程段试验桩数为28根。水泥搅拌桩龄期达28 d后，监理在施工段范围内选择28根桩，由质量安全检测中心做单桩复合地基载荷试验。在试验过程中，随着荷载的逐级增加，压板的沉降量逐渐递增，没有出现突变现象。在各级荷载作用下，沉降均能达到稳定标准。
设计要求钻芯数量为桩总量的0.5%。施工结束20 d后，监理在施工段范围内选择50个钻芯桩点，由勘察设计院进行钻孔取芯。
从现场开挖水泥搅拌桩剖面可见：水泥搅拌桩整体性较好，水泥分布较均匀，桩身直径、桩位符合设计要求。本软基处理段在进行路基填土施工前，按照《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》对路基的沉降与稳定观测的要求布设观测站，对处理后的软土地基的下沉量进行观测。软土地基开始填筑到路基填土完成，时间约42 d，测得的平均沉降量约45.6 mm，填土完成后，再每20 d观测一次，共观测3次，沉降量分别为：9.3 mm、5.8 mm、2.4 mm。从测得的数据看，下沉量累计只有63.1 mm，并在填土100 d后，基本不再下沉。工后沉降量完全满足设计要求（路基与桥头衔接沉降差异S＜10 cm，一般路基S＜20 cm），表明水泥搅拌桩加固处理对控制沉降效果良好。
从上述效果检验分析可见，经水泥搅拌桩加固处理后，地基土强度和变形模量提高，地基稳定性增强，复合地基承载力明显提高，达到了控制沉降、稳定路基的目的。
4 结束语
当公路软基施工质量不合格时，易构成隐患且不好检查及补救。因此，紧抓施工环节，严格施工过程的管理非常重要，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。
