双向水泥搅拌桩在软基处理中的应用

0 引言

目前，在江浙沪皖地区，由于沼泽湖泊较多，水系发达，软弱地基处理已成为高速公里施工中的重要环节，高速公路的稳定性、使用寿命及行车舒适度与其处理好坏有直接联系，常见的软基处理方式见表1。

表1 软基处理方式参考表软土特性 深度<3m 深度>3m 十字板抗剪强度<20kPa十字板抗剪强度<10kPa处理方式 垫层处理浅层处理十字板抗剪强度<15kPa竖向排水体加固土桩 CFG 桩 粒料桩 粉喷桩浆喷桩

1 工作原理及优点

搅拌桩也叫加固土桩，主要为粉喷桩和浆喷桩两类，主要原理为通过钻头先对土体进行切削下沉，到达桩底标高后，在反向向上搅拌提升，同时通过钻杆中心的喷浆孔将水泥浆液压进被加固土体，重复数次，使水泥浆液与土体拌和均匀，利用水泥的物理化学性能，与土体发生固结作用，从而形成强度、刚度、稳定性良好的水泥土桩体。

先期的单向搅拌桩主要存在搅拌不均匀，容易出现层状桩体，浆液沿桩体外冒，受力不合理，不能施工大直径桩等缺陷，对此，在原单向搅拌设备的基础上，改良与优化后得到双向搅拌桩，主要为将单杆单叶改为同心双轴钻杆和双叶，在内外钻杆上设置正反向可伸缩旋转叶片，由于其可以自由伸缩，故可以形成下部直径小于上部直径的钉子桩大直径桩体，其效果图如图1、图2 所示。

由于正反向叶片同时可伸缩旋转，彻底解决了层状桩体，浆液沿桩体外冒，受力不合理，不能施工大直径桩等缺陷，同时由于可施工成钉子桩大直径桩，增加了截面积，使复合地基沉降值大幅降低。通过增大桩间距，使单位软土处理工程量减小，经济效果明显。

图1 正反方向改进钻头

图2 正反向搅拌效果图

2 工程概况

本工程为沪陕高速合宁段的一部分，HN-03 标段起点桩号为K534+000，其中K544+300-K544+450 段属软弱地基，淤泥厚度约4m，且常年积水，路线止于K550+000，路线全长16km。

根据该软土段地质条件及填土荷载等情况，本软基路段采用双向搅拌桩处理方案。

3 质量控制标准

3.1 控制标准

在正式施工前，应进行成桩工艺试验，试桩应不少于10 根，以验证施工工艺，技术参数以及配合比等是否满足要求，水泥土搅拌桩成桩质量控制需满足表2 要求。

3.2 桩身强度控制标准

采用钻心取样法通过无侧限抗压测定成桩质量，每组取3 件芯样，芯样抗压强度满足表3 要求。

4 桩位布置及尺寸结构

设计桩径为0.9m，桩长8m；正三角形布置，一般区域桩间距s=1.8m，加密区桩间距s=1.5m。

5 工艺流程

5.1 水泥浆制备

双向搅拌桩选用海螺牌PO32.5 水泥，水泥掺入剂量为15%，其中：W/C=0.50，水泥浆密度为1740kg/m3，每立方水泥土材料用量为水泥∶湿土∶水=169.7kg∶1760kg∶84kg，质量配合比为m（水泥）∶m（土）∶m（水）=1∶10.48∶0.5。

5.2 成桩工艺试验

为了更好的对大规模施工提供数据支持和施工指导，得出搅拌桩的各项指标，进行成桩实验，主要包括强度、直径、钻进和提升速度等。

5.3 成桩

水泥深层搅拌成桩采用两喷四搅施工工艺，流程如图3。

表2 水泥土搅拌桩成桩质量控制标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位 数值主控项目1234水泥及外掺剂质量水泥用量桩体强度地基承载力设计要求≥14%≥0.9MPa≥150kPa查产品合格证书或抽样检验施工记录检查，检查频率100%钻芯取样无侧限抗压，检测频率为总桩数的1%-2%静载试验一般项目钻头提升速度桩长扩大桩头高度桩位偏差桩径垂直度水灰比m/min m mm mm m%%≤0.5≥8≥设计值＜50≥0.9≤1.5＜5%量水头上升距离及时间钻芯取样结合施工记录检查，检查频率100%钻芯取样结合施工记录检查，检查频率≥0.5%全站仪用钢尺量，检查频率≥2%铅锤吊线或全站仪水泥浆比重检测，每台班检测≥1 次

图3 双向搅拌桩流程图1.定位下沉；2.沉入到达底部；3.喷浆搅拌上升；4.重复搅拌下沉；5.喷浆搅拌上升；6.重复搅拌下沉；7.重复搅拌上升；8.成桩.

表3 无侧限抗压强度控制值桩长范围（m） 0～5 5～15 15～25 qu（MPa） >1.2 >0.9 >0.7

6 质量控制及检验

在成桩28d 后进行钻心取芯，每组取3 件芯样，取芯位置在桩直径五分之二处左右。将代表性芯样加工成Φ*h=20mm*100mm 的圆柱体，进行无侧限抗压强度试验，抗压强度最低值作为代表值，通过检验，桩体芯样28 天无侧限抗压强度代表值均大于0.9MPa，满足设计要求。

文章来源：《临床检验杂志》 网址: http://www.lcjyzzzz.cn/qikandaodu/2021/0626/614.html