分析市政道路工程中深层搅拌桩的应用

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摘 要： 本文是作者结合多年工作经验以及工程案例，主要针对市政道路工程中深层搅拌桩施工技术等问题进行了阐述。以供参考。

关键词：市政道路；搅拌桩；质量控制；

1工程地质条件

某工程为市政道路工程，标段区内发育第四系人工填土层、海陆交互沉积层、河流相冲洪积层、坡积层、残积层、白垩系下统白鹤洞组猴岗陆相碎屑沉积岩、下古生界变质岩系，其岩性简述如下：

（1）人工填土层：以素填土、耕土为主，局部为杂填土。素填土为灰黄色、黄红色，由亚粘土及少量碎石组成，主要分布在田埂、涌边、塘边地带；杂填土呈杂色，由砖块、碎石、砂土等组成，呈松散状，多分布在村庄公路两旁；耕土呈土黄色，主要为粘性土，局部为松散状砂土，含植物根系。层厚0.5～7.1米不等。

（2）海陆交互相沉积层：主要分布在河漫滩地貌单元中，岩性属淤泥、淤泥质土、淤泥质砂，淤泥、淤泥质土呈灰、灰黑色，流塑状为主，局部软塑，夹薄层粉细砂；淤泥质砂呈饱和、松散状。层厚0.5～14.5米不等。

（3）河流相冲洪积层：主要分布在丘间凹地，以冲积物为主，局部为冲、洪积混合类型。岩性以粉、细、中、粗、砾砂为主，夹淤泥质土、亚粘土。粘土、砂土多呈饱和，粉、细砂松散，中、粗、砾砂松散―稍密，粘性土以可塑为主，局部软塑或硬塑状。层厚0.6～19.1米不等。

（4）坡积层：分布在残丘的坡面和坡脚地带，以亚粘土为主，局部为粘土，可―硬塑状为主，局部软塑或坚硬状。层厚1～5米。

（5）残积层：按其母岩性质不同，可划分为：

亚粘土、粘土：母岩为白垩系陆相碎屑沉积层，分布在区内西南部北亭村以西，呈褐红色，可塑―坚硬状，以硬塑为主。层面埋深1.5―21.6米，层厚0.6―8.1米。

砂质、砾质粘性土：母岩为下古生界混合岩，分布于区内北亭村以东。土呈灰黄色、黄白、灰褐色，可塑―坚硬，局部软塑。层面埋深1.5～21.6米不等。

白垩系下统白鹤洞组猴岗段陆相碎屑沉积层：分布在北亭断层以西，岩性以褐红色泥质粉砂岩为主，

夹砾粗砂岩、砂砾岩，按岩石风化程度可划分为全风化、强风化、中风化、微风化四个风化带。层顶埋深

大于4.0米。

下古生界变质岩系：北亭村以东广泛分布，岩性以条纹状，条带状混合岩为主，局部变质较浅，残留

有千枚岩、片岩。混合岩呈褐黄、达色、青达色，碎斑结构或粒状变晶结构，条纹状、条带状构造。按岩石风化程度可划分为全风化、强风化、中风化、微风化四个风化带。层顶埋深1.8～45.0米不等。

深层搅拌桩设计要求：桩径为500mm；桩长为要求穿过淤泥层进入下伏持力层0.5m以上，一般9～14m；桩间距为1.3～1.5m，呈梅花型布置；水泥渗入量为搅拌桩水泥用量不小于60kg/m；设计强度为≥1.5MPa。

2 深层搅拌桩施工质量控制

2.1深层搅拌法加固机理

深层搅拌法利用水泥作为固化剂，通过特殊的深层搅拌机在地基深处就地将软土与水泥浆强制拌和后，首先发生水泥分解，水化反应生成水化物，然后水化物胶结与颗粒离子交换，团粒化作用，以及硬凝反应，形成具有一定强度和稳定性的水泥加固土，从而提高地基承载力及改变地基土物理力学性能，达到加固软土地基效果。

2.2影响搅拌桩施工质量的主要因素

2.2.1现状调查

本工程地质条件复杂，根据我们以往的施工经验，搅拌桩施工受地质条件影响较大，容易出现搅拌桩施工质量不稳定的情况，合格率偏低。项目部首先对本工程已施工的600条搅拌桩进行质量检查，发现主要存在以下质量问题，如下表：

序号 缺陷项目 频数（根） 频率（％）

A 桩身强度不合格 73 81.1

B 桩底未达到设计深度 6 6.7

C 桩平面位置偏差超规范 4 4.5

D 桩顶未达到设计标高 3 3.3

E 断桩 2 2.2

F 其他 2 2.2

根据以上调查，可知本工程已施工的600根搅拌桩，不合格桩数达到90根，合格率仅为85％。其中桩身强度不合格桩达到73根，占不合格品的81.1％。因此，桩身强度不合格是本搅拌桩分项工程的主要质量问题。

2.2.2确定原因

桩身强度不合格是本搅拌桩分项工程的主要质量问题，对此，经过现场调查、查看工程地质报告、对作业人员进行问卷调查等一系列措施，确定造成桩身强度不合格的主要原因有以下4个：

a.未制定不同地质的速度控制标准。施工过程中没有按地质不同调整搅拌上提下搅速度，都是统一速度0.6m/min。

b.未控制每根桩浆液用量。浆液配制量未按每根桩不同土质深度算出，有时用量过剩，有时不足。

c.水泥现场临时存放点无有效防护。运至现场水泥有部分无防水措施，容易受潮。

d.新老工种搭配不合理。经调查，大部分工人工龄都在三年以上，有部分桩机工人工龄都在一年以内。

2.3对策制定及实施

2.3.1对策制定

针对以上4个主要原因，制定了如下对策：

对策1：做各种地质情况的搅拌试验，根据试验数据制定不同地质的速度控制标准。

对策2：按不同地质的水泥用量确定每根桩的浆液用量。

对策3：在每台桩机搅拌器边搭设临时储存工棚，储存位置底部用木板垫高。

对策4：将所有工人召集起来，按工龄长短重新分配组合。

2.3.2对策实施

实施1：制定各种地质的提升速度控制标准。

按本工程三种主要地质各取一个试验区域，每种地质按不同搅拌喷浆速度各试打10根搅拌桩，测量记录每米水泥用量，再抽芯检验各种提升速度下的搅拌均匀程度和桩身强度。列出记录对比表格：

搅拌桩提升速度试验记录表

按以上试验记录表格分析：在砂层中由于砂与水泥浆结合良好，骨料强度高，搅拌桩强度较高，提升速度宜适当加快，过慢反而使水泥结块，浪费水泥。在淤泥层中由于淤泥与水泥浆结合较差，搅拌桩强度偏低，故搅拌速度宜适当放慢。在粘土层中施工，搅拌提升速度宜适中。

根据试验结果，按照搅拌均匀和桩身强度≥1.5MPa的要求，制定速度控制参数如下表：

地质情况 搅拌速度(m/s) 每米水泥用量(Kg/m)

实施2：按每根桩的深度和土质控制每根桩浆液用量。

根据已确定的搅拌速度标准和每米水泥用量，按每根桩的地质情况，计算每根桩的水泥用量，并据此控制每根桩的浆液用量。以1―1桩为例，计算如下：

桩号：1－1＃ 合计

实施3：水泥现场临时存放点采取有效防护措施

在水泥浆搅拌机附近用彩条布搭设临时储存棚，填高地面，用木板架高，防止水浸，临时储存棚只供存当天使用水泥，严禁过量储存，随时用完随时从仓库运输。

实施4：操作工人重新搭配，新老结合，以老带新。

将所有桩机工人召集起来，重新核实操作工龄。实施时将操作工人的按工龄重新搭配，每台桩机配三年以上操作工龄的工人3人，二年操作工龄的工人1人，一年操作工龄的工人1人。使所有桩机工人新老搭配合理。

3搅拌桩质量检验

经过采取以上措施，搅拌桩施工完成后，对本工程搅拌桩进行了抽查，抽查桩数2780根，情况如下：

序号 项目 不合格桩数

由上表可知，实施质量控制措施后，抽查的2780根桩中，不合格的桩数仅为171条，搅拌桩施工合格率为93.8%，大大提高了搅拌桩施工合格率。

4结束语

本工程搅拌桩设计水泥渗入量为60kg/m（按平均提升速度0.6m/min）；实施质量控制措施后，根据不同地质采用不同的提升速度和水泥用量，减少了水泥用量。根据工程完工后总水泥用量计算，活动后平均每米水泥用量58.6kg。每米减少水泥量为1.4 kg，本工程共有搅拌桩269166.7米，共节约水泥376833.38 kg，以当时水泥价格330元/吨计算，节约资金：376833.38kg×330元/吨÷1000 kg/吨＝124355.02元。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。