Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｉｅｗ ２０１１年８月第２４期 科技视界 公路科技 水泥搅拌桩加固软土路基与试验检测方法分析 李林 （包头市公路规划勘测设计院 内蒙古 包头【摘０１ ４０３０） 要】水泥搅拌桩加固软土路基，采用深层搅拌法打穿软弱土层、通过变桩距设计形成沉降过渡段，经过超载预压后大 大降低了桥台与引道之间的工后沉降差．对于预防桥头跳车有良好的效果。本文以某高速公路段水泥搅拌桩处理桥头软土路基 为工程背景，在简要介绍了水泥土搅拌桩的基本理论后，对加固技术和试验检测方法等做了分析。 【关键词】水泥搅拌桩；软土路基；试验检测 １ 水泥搅拌桩概述 １．１水泥搅拌桩 ２．２测量放样：施工前，根据设计图纸，定 宽于路基底宽度 的０．５ｍ的边线，搅拌桩按正三角形布置。施Ｔ Ｈｅ，根据计算 的搅拌桩桩位测放点桩位，在搅拌桩的点位上插标示桩。 ２．３定位：桩机使用其自身的行走系统移动，塔架提吊搅拌 桩机就位。 水泥搅拌桩是利用水泥或水泥系材料作为固化剂，通过 特别的深层搅拌机械，在路基深处就地将原位土和固化剂ｆ浆 液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与土之间产生一系列的物 理、化学反应，使软土硬结成水泥土圆柱体，桩周土得到部分 改善，组成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土体。 水泥加固土与天然路基共同作用形成复合路基．共同承担上 部建筑物的荷载。 ２．４搅拌下沉：启动搅拌机，放松起重钢丝绳，使搅拌机沿导 向架搅拌切土下沉。下沉速度依据试桩的下沉速度指导控 制，并注意工作电流不超过７０Ａ，若下沉速度过慢，可由输浆 系统补清水钻进。 ２．５制备水泥浆：水泥用量按设计标准为加同土体质量的 １５％，水灰比为０．５。水泥浆待搅拌机下沉到一定的深度后才 可配制。 ２．６提升喷浆：钻头钻进至１５米位置时停止钻进，提升钻头 水泥搅拌桩复合路基作为一种路基处理方式与目前采 用的其他方法相比，由于设备简单、施工方便、噪音小、无振 动、工期短、投资少且不污染环境，对相邻建筑物无不利影 响，而且适用的材料仅为水泥，对软土厚度大、含水量高、孔 隙比大、力学强度低的路基有较好的加固效果，这些优点决 开始喷浆。喷浆过程中不断搅拌水泥浆，防止其离析，并通过 电脑自动记录喷浆量。 ２．７二次喷浆、搅拌：第一次喷浆完成后，继续第二次搅拌下 沉至设计位置．提升钻头进行补浆搅拌上升。孔深范围内各 段补浆量由电脑自动控制，并保证二次喷浆完成后水＇？尼浆刚 定了该技术在软弱路基加固中有旺盛的生命力和广阔的发 展前景。 １．２水泥搅拌桩的作用 （１）桩体作用：由于水泥搅拌桩桩体的刚度较桩周土体 大，在路堤填筑荷载作用下，复合路基中的应力将按材料模 量进行分布。因此，产生应力集中现象。大部分填土荷载由桩 体承担，作用在桩间土的应力相对减少。这样就使得复合路 基承载力较原路基有所提高，沉降量有所减少。 好使用完毕。 ２．８清洗：若钻机停止施工或施工间歇时间太长，向水泥浆 搅拌桶中加入清水，开启灰浆泵，清洗令部管中残存的水泥 浆。 ２．９搅拌工艺的选择：搅拌机施Ｔ时，搅拌次数越多，则搅拌 （２）垫层作用：水泥搅拌桩通过喷注水泥浆与路基土原 位均匀搅拌硬结成桩体，并与桩间土复合形成一个复合路基 或复合层。显然这一层的力学特性优于天然路基软土，起着 均匀应力和增大应力扩散角的作用。 （３）加筋作用：水泥搅拌桩除了提高路基的承载力，还可 越均匀，水泥加固体强度越高，但施工效率就降低。 ３水泥搅拌桩检测方法分析 ３．１检测内容与项目 工程检测主要是判定桩体的整体质量，检验项目根据检 测内容的不同，可分为以下几种：进行施Ｔ工艺和施工参数 起到提高土体的抗剪强度，增加软基路堤填筑的稳定性。 ２水泥搅拌桩的主要施工技术 ２．１场地清理、平整：施工前要对施工的区域进行原地面的 的检测可采用标准贯入试验或轻便触探等试验；桩体强度的 检验可采用静力触探试验或静荷载试验；进行桩体搅拌的程 清理，保证原地面上无腐蚀土和杂物。场地要平整，以保证搅 拌机能正常移动。 度或是否存在断桩、蜂窝状结构等问题可采用小应变检测或 取芯检验：为进一步掌握桩体的施工质量，还可采用开挖检 １ ３８ １科技视界ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＩＥｗ ｊ ｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｉｅｗ 公路科技 科技视界 ２０１１年８月第２４期 验、截取部分桩体进行强度试验等。 ３．２检测方法分析 （１）标准贯人试验或轻便触探等动力试验 用这种方法可通过贯入阻抗估算土的物理力学指标，检 验不同龄期的桩体强度变化和均匀性．所需设备简便，操作 方便。用轻便动力触探试验：根据现有的轻便触探击数与水 泥土强度对比关系分析，当桩身１ｄ龄期的击数大于１５击， 或者７ｄ龄期击数大于原天然路基击数的一倍以上时．桩身 强度已能达到设计要求。当每贯人１００ｍｍ，其击数大于３Ｏ击 时即应停止贯人．继续贯人则桩头可能开裂或损坏，影响桩 头质量。同时，可用轻便触探器中附带的勺钻，在水泥土桩桩 身钻孔．取出水泥土桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水 泥浆富集的结核或未被搅拌均匀的土团。轻便动力触探应作 为施工单位施工中的一种自检手段，以检验施工工艺和施工 参数的正确性。 （２）静力触探试验 静力触探可连续检查桩体长度内的强度变化。用比贯入 阻力Ｐｓ估算桩体强度需有足够的工程试验资料，在目前积 累资料不够的情况下，可借鉴同类工程经验估算桩体无侧限 抗压强度。 水泥土搅拌桩制桩后用静力触探测试桩身强度沿深度 的分布图，并与原始路基的静力触探曲线相比较，可得桩身 强度的增长幅度，并能测得断浆、少浆的位置和桩长。整根桩 的质量情况将暴露无遗。 静力触探可以严格检验桩身质量和加固深度，是检查桩 身质量的有效方法之一。但在理论上和实践上尚需进行大量 的工作。用以积累经验。同时在测试设备上还需进一步改进 和完善，以保证该法检验的可行性。 （３）取芯检验 用钻孔方法连续取水泥搅拌桩桩芯，可直观地检验桩体 强度和搅拌的均匀性。取芯通常用１０６岩芯管．取出后可当 场检查桩芯的连续性、均匀性和硬度，并用锯、刀切割成试块 做无侧限抗压强度试验。但由于桩的不均匀性，在取样过程 中水泥土很容易破碎，取出的试件做强度试验很难保证其真 实性。使用本方法取桩芯时，应有良好的取芯设备和技术，确 保桩芯的完整性和原状强度。进行无侧限强度试验时，可视 取样时对桩芯的损坏程度，将设计强度指标乘以０．７ ０＋９的 折减系数。 （４）截取桩段做抗压强度试验 在桩体上部不同深度现场挖取５０ｃｍ桩段，上下截面用 水泥砂浆整平，装入压力架后用千斤顶加压，即可测得桩身 抗压强度及桩身变形模量。这是值得推荐的检测方法，它可 避免桩横断面方向强度不均匀的影响，测试数据直接可靠， 可积累室内强度与现场强度之间关系的经验，试验设备简单 易行。但该法的缺点是挖桩深度不能过大，一般为ｌ￣２ｍ。 （５）小应变动测检验 当搅拌桩达到龄期２８ｄ后，宜采用小应变动测方法随机 抽查不少于１０％的桩数进行桩身质量检验，以确定是否出现 断桩、蜂窝状结构及夹泥等搅拌不均匀缺陷。 （６）开挖检验 可根据工程设计要求．选取一定数量的桩体进行开挖， 检查加固桩体的外观质量、搭接质量和整体性等。 ４结语 软土路基经过水泥搅拌桩处理后在外荷载作用下呈竖 向压缩、侧向膨胀现象，路基经过桩体的加强作用抗侧向变 形能力增强，发生侧向变形的深度增大，侧向位移量减小。在 桥头路堤中采用水泥搅拌桩加固软土路基，将会减小土体在 外荷载作用下对桥台桩的侧向挤压力。ｅ 【参考文献】 ［１］徐毅，洪宝宁，符新军，等．ＣＦＧ桩复合地基加固高速公路软基的 现场试验研究．防灾减灾工程学报，２００６． ［２］黄兴怀．水泥土搅拌桩加固沿江软土地基的试验研究［Ｄ］．合肥工 业大学．２００５． ［３］河北道桥工程检测有限公司．单桩及复合地基静载荷试验报告． ２００５ ［责任编辑：王静］ ｓｃ ＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮｏＬｏＧＹ ＶＩＥｗ科技视界ｆ １ ３９ ｌ