道路软基处理水泥搅拌桩施工技术
关键词:施工技术，道路软基，方法
前言
通过搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。如何有效地控制深层水泥搅拌桩的成桩质量，确保软基处理的效果是我们在工程实践中探索的一个课题。深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。
1工程概况
本工程天沙河路位于江门市滨江新区启动区，沿着天沙河东侧，北起于新南路，南至现状江沙路，是南北向城市主干路。本工程起始于新南路K0+086.431，终止于江沙路K2+653.073，全线长2566.642m。全线划分为2个标段，第I标段起始于新南路K0+086.431，终止于桩号K1+133.112，路线长度1046.681m；第II标段起始于桩号K1+133.112，终止于桩号K2+653.073，路线长度1519.961m。本项目道路路基宽度60m，本期实施宽度55m，双向八车道，设中央分隔带，两侧设机动车道、机非分隔带、非机动车道、人行道。本工程机动车道和非机动车道采用沥青混凝土路面，人行道采用水泥混凝土面砖。
2技术标准
本工程定位为城市Ⅰ级主干路，因此本工程计算行车速度取为60km/h。
3软基施工技术
3.1鱼塘清淤
深层搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍，因此道路软基地段鱼塘密布较多,软基处理时,首先都要进行鱼塘清淤。由于鱼塘多,清淤工作量也大,它直接影响到软基处理工程进度。为了快速清除鱼塘淤泥,承包人在施工中尝试了多种清淤方法。下面介绍几种成功地实施了的方法。
3.1.1泵吸清淤法：主要施工机具,是装在由汽车轮胎或密封的空油桶绑扎而成的浮架上的泥浆泵。为了使淤泥容易被泵吸走,应先将沉积的淤泥层搅成泥浆。故在泥浆泵入口处安装了一个搅浆装置,一般是一个电动叶轮。主要施工步骤是先将鱼塘抽水至淤泥顶面以上30cm左右,然后将几台泥浆泵一字排开,从塘的一边向另一边操纵,每台泵配2～3名工人,通过胶管,将泥浆排入泥浆沉淀池中，同时,向鱼塘适当注入清水,维持鱼塘的施工水面。这样反复几次,直至淤泥清除为止。
3.1.2边挖边填清淤法：此技术主要适用于淤泥较深的地段，主要施工机械是挖掘机、自卸汽车及推土机等。主要施工步骤是首先修筑便道,使施工机械能进入清淤现场,然后用挖掘机将淤泥挖出,装入运输车辆中,再运至弃淤泥处。清除一段淤泥后,紧接着用路基填方材料填筑一段,用推土机配合推平。然后将挖掘机移至前边,继续清淤。这样反复循环上述步骤,直至清完淤泥为止。
3.2砂砾垫层厚度
根据设计图纸,此道路软基段路基均设有中粗砂垫层。设计厚度为0.6m及0.7m,其主要用途是作软基的排水通道。软基中的水在填土荷载作用下,经塑料板排入中粗砂垫层,再经中粗砂垫层排到路基两侧。中粗砂垫层主要质量控制指标是渗透系数、含泥量及级配。
3.3塑料板最大施工长度的确定
本工程塑料排水板采用的是SPB-C型塑料排水板。对于每一段软基,设计单位根据地质勘察资料都设计好了塑料板施工长度,一般要求塑料板要穿透软基。由于沿线的地质情况千变万化,勘察时,地质钻探点除在结构物处外,线路上都布得较稀,致使不可能做出完全符合实际情况的设计。施工时,会碰到设计的塑料板长度不能穿透软基,或者说实际的软基厚度比图纸描述的要厚。这时应根据路基填土高度来决定塑料板的最大施工长度,具体方法叙述如下。从土力学关于地基沉降计算原理我们知道,地基(包括软基)若为正常固结土层,在自重应力荷载作用下,不会发生沉降。只有在外部荷载作用下(如填土荷载、汽车荷载等),土中产生了附加应力,这时才会引起地基沉降。而附加应力的分布是随深度的增加会越来越小,一般计算附加应力产生的地基沉降时,是将地面至附加应力为自重应力的0.2倍处之间的土层考虑为压缩层,再往下走,由于附加应力引起的地基压缩变形小,一般可忽略不计。
3.4水泥搅拌桩
①材料要求
水泥搅拌桩一般采用32.5R复合硅酸盐水泥，水泥建议含量为15%，每米水泥用量不少于50kg。水灰比初定为0.5：1。桩体28天无侧限抗压强度≥1.0MPa。
砂垫层的中粗砂：大于0.5mm的砂的含量宜占总重的50％以上，含泥量小于3％，渗透系数不应小于5×10-3cm/s。土工格栅为钢塑复合单向土工格栅铺,每延米抗拉屈服力≥100KN/m,屈服伸长率≤3%，1%伸长率时的拉伸力≥81KN/m。
②水泥搅拌桩长度根据设计要求及结合现场地质情况实际确定，桩底要求打穿淤泥进入持力层50cm。桩体施工完成一个月并且经验收合格后，方可填筑路堤或施加其他荷载，桩身2d龄期的击数N10达到15击(含15击)或7d龄期的击数N10大于原天然地基击数的N10的一倍以上。
③检测要求
为了检验水泥搅拌桩的桩体强度以及处理后的复合地基承载力是否达到设计要求，按相关的检测规范要求，必须对水泥搅拌桩28天的桩体进行抽芯检测，检测的数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。单桩承载力容许值为160KPa，复合地基承载力容许值为120KPa。
4施工控制
4.1水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
4.2为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
4.2.3对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
4.3为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
4.4水泥搅拌配合比：水灰比0.45～0.50、水泥掺量12％、每米掺灰量46.25kg、高效减水剂0.5％。
4.5水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。