水泥搅拌桩加固软土地基应用

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1、水泥搅拌桩加固软土地基应用常宝（中铁一局兰渝项目经理部，广安638003）摘要：水泥搅拌桩是进行软基处理的一种有效形式。通过对兰渝铁路13标水泥搅拌桩施工适用条件、成桩原理，施工准备，施工工艺流程进行介绍，并对制浆质量、泵送浆液质量、桩机机身的垂直度、钻进和提升速度、桩长、单桩水泥用量等的质量控制环节进行阐述，为类似工程施工提供参考。关键词：水泥搅拌桩；加固；软土地基；质量控制1工程概况兰渝铁路南充东至高兴支线为时速160km/h的Ⅰ级铁路。线路路基全长66.6km，其中采用水泥搅拌桩加固埋深大于3m的软土和松软土地基长15.18km。地基承载力σ0=50～120KPa。水泥搅拌桩累

2、计桩长1503274m，桩径0.5m，桩间距1.1～1.3m，桩长3.0～11.7m，正三角形布置，桩顶铺设0.4～0.6m碎石垫层，中间加铺双向PET聚酯土工格栅，幅宽≥5m，网孔110～120mm，横向抗拉屈服强度≥80KN/m。2适用范围及成桩原理水泥搅拌桩（湿法）适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、松软土、粉土、素填土、黏性土以及无流动性地下水的饱和松散砂土等地基。泥炭土、有机质土、塑性指数Ip＞25的黏土以及天然含水量大于70%或地下水PH值＜4.5的地基土均不适宜采用水泥搅拌桩处理。利用水泥作为固化剂，通过搅拌机的搅拌翼片，在翼片直径范围内将地基中软土和水泥浆液固化剂强制

3、拌合，水泥和软土产生一系列物理和化学反应，减少了软土中的含水率，增加了颗粒之间的粘结力和足够的水稳定性，使软土固结成具有一定强度和整体性的水泥土桩。桩顶铺设夹土工格栅的碎石垫层（图1），一方面加速软弱土层排水固结，不产生毛细现象，另一方面减少地基不均匀沉降，从而提高地基承载力。图1水泥搅拌桩与夹土工格栅的碎石垫层示意图3施工工艺3.1室内配比试验采集各工点土样，当存在成层土时应采集各层土样，进行室内配比试验，测定各水泥土试块不同龄期、不同水泥掺入量、不同外加剂的抗压强度，选取最佳水灰比、水泥掺入量及外加剂品种、掺量。室内水泥土试块在标养条件下，28天龄期的立方体抗压强度平均值不小于1

4、.5MPa，90天龄期的立方体抗压强度平均值不小于1.8MPa。选定水泥掺入比15%，水灰比0.53。3.2设备参数与安装调试水泥搅拌桩采用PH-5型，搅拌头翼片数4枚，宽度100mm，与搅拌轴垂直夹角60°，搅拌头的转速39转/min，搅拌头直径500mm。输浆泵压力控制在1.2～1.5MPa。设备布置与安装调试：制浆点离桩机的水平输送距离不超过50米，以保证注浆出口压力保持在0.4～0.6Mpa。机具安装时应注意深层搅拌桩机的组装就位、水泥浆液制备系统安装、用压力胶管连接灰浆泵输出口与搅拌桩的压浆进口应准确、紧密、稳固、可靠。机械设备试运转时，应注意以下相关事项：①电压保持在额定

5、工作电压范围内，电机工作电流不得超过额定值；②调试搅拌桩机运转速度，使其达到规定的要求；③调试输送浆的管路和供水水路通畅；④各种监测仪表应能正确显示，监测的数据应准确可靠。3.3主要施工方法施工顺序从中间向外围进行，或由一边向另一边的方式施工，喷浆与搅拌次数采用“四搅两喷”法。水泥搅拌桩施工工艺流程见图2。平整施工场地测量放样钻机就位调平搅拌钻进至持力层制备水泥浆喷浆、搅拌、提升开启灰浆泵复搅下沉至桩底清洗机具钻机移位喷浆搅拌提升关闭灰浆泵图2水泥搅拌桩施工工艺流程图①平整施工场地。平整施工场地并碾压，保证CFG桩机顺利就位，并开挖合适的排水沟。②测量放样。根据设计的加固范围，及设计

6、桩间距，布设水泥搅拌桩的点位并用竹片桩插设，用石灰圈点标识。对已整平的地面要进行标高测量（特别是桩位处标高），并做好记录，以确定桩底相对于场平面的深度。③钻机就位。搅拌机定位对中，保持设备水平，钻机主轴垂直误差不大于1%。④制备水泥浆。按设计水灰比拌制水泥浆，水要清洁，酸碱适中；压浆前将水泥浆倒入集料斗中，开动搅拌机搅拌，并经过筛后放入灰浆池备用。⑤搅拌钻进。启动搅拌桩机，钻头正向旋转，实施钻进作业：为了防止堵塞钻头上的喷射口、钻进过程中适当喷浆，同时可减小负载扭矩，确保顺利钻进。下沉的速度可由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于40A。钻进喷浆至设计桩长或层位后，原地喷浆0.5m

7、in，再反转匀速提升。⑥喷浆搅拌提升。搅拌头下沉到达设计深度后，严格按照设计确定的提升速度匀速提升搅拌机，边喷边搅拌直至设计标高。⑦重复喷浆上、下搅拌。搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，为使软土和水泥浆搅拌均匀，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，搅拌过程同时喷水泥浆。⑧清洗机具。加入适量清水，清洗管路中的残浆和搅拌头上的软土。⑨钻具提升地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。4质量控制及检测4.1质量控制4