高权福
（江苏省建工集团有限公司南京分公司，江苏南京210000）
摘要：结合双向水泥搅拌桩在铁路工程软基处理中质量控制的要点，介绍施工工艺参数的确定过程，从而保证成桩的质量稳定可靠。
关键词：双向水泥搅拌桩；原理；试桩；质量控制
前言
目前双向水泥搅拌桩作为软基加固的一种常规措施，因为其属于地下隐蔽工程，成桩质量不容易控制。只有通过取芯进行鉴别其完整性、均匀性和无侧限抗压强度，通过静载试验来检验单桩承载力等检验成桩质量。成桩完整性、均质性不合格，那承载力亦不会合格，因此必须将此作为主要质量控制点加以考虑。本文就以桩身完整性、均质性为切入点讲述双向水泥搅拌桩施工质量几个控制要点，供大家参考。
1双向水泥搅拌桩成桩原理
水泥搅拌桩是用水泥作为固化剂，通过搅拌机械，在地基深处将土与水泥浆液强制搅拌，水泥和软土之间发生的物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基，从而使加固后复合地基承载力得到大步提高，减少地基沉降。双向水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粉土和粉质性黏土等含水量较高、承载力不高的软弱基础。
2机械工作原理
双向水泥搅拌桩与普通的水泥搅拌机不同的是设置了正反两个动力设备，即外钻杆的动力由磨盘提供，内钻杆的动力由独立的电机提供，内外钻杆为两个同心圆，在内外钻杆上设置两组分开的搅拌叶，外钻杆连接外钻头，内钻杆连接内钻头。内钻杆的外壁上设置上下两层叶片，下层叶片的下部为钻尖，两层叶片之间且靠近上叶片设置喷灰口。施工中外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转同时切割、搅拌土体，内钻杆上下两层叶片的作用为：下一层破土，上一层搅拌；外钻杆的两层叶片作用为：搅拌、压灰。
图1搅拌叶构造图图2钻机结构图
3施工工艺流程
目前双向水泥搅拌桩采用四搅一喷法，具体施工顺序如下：
清理场地→桩机定位、对中、调平→调整导向架的垂直度→正反循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→正反循环提升并喷水泥浆液至设计深度→搅拌喷浆提升桩顶50cm以上→成桩结束并关闭灰浆泵→移位至下一根桩位
4施工质量控制措施
在大面积施工前必须进行试桩，取得水灰比、钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力和停浆处理方法等工艺参数，参数值取得正确性是双向水泥搅拌桩施工成败的关键，过程中做好记录工作，为试桩总结提供参照依据。
4.1水泥质量控制
双向水泥搅拌桩对地基加固的主要材料就是水泥，因此水泥的种类、规格和质量应符合设计要求，严禁使用受潮、结块、编制的水泥。现场施工水泥优先采用P?O42.5普通硅酸盐散装水泥，水泥进场严格按批次进行检验，存放超过三个月的水泥使用前应进行检测。水泥进场后要做好进场数量台账，以检查水泥的实际用量与设计用量的对比。
4.2水灰比设计
搅拌桩的水灰比是直接影响桩体硬化后的密实度的首要因素，通常设计文件中通常给定的水泥每米的参入量以及参入水灰比范围，如水灰比0.45～0.5间取值，但是现场进行浆液的配置时，水灰比的设计还需结合工程地质情况，如在土层含水量大、透水系数高的地基中就要减小水灰比，更有利于提高桩身强度和均匀性。现场施工中水灰比的设计的合理性通常以喷浆过程中孔口不大量冒浆为标志，关键是要把水泥以浆液形式搅拌到加固地层中，而不能益到孔外，直接降低单桩水泥实际用量，达不到加固的目的。水灰比还要符合送浆的可操作性，水灰比越小送浆压力越大，正常的泵送压力在0.4～0.6MPa，过大的压力容易引起浆泵的止回机构运转不灵活，抽浆和送浆困难，造成堵管、爆管发生。
水灰比的设计是双向水泥搅拌桩施工质量控制的核心内容，选用适合的水灰比的过程比较复杂，因此要通过多配比进行试装进行确认选择。目前在含水量、渗透系数高的地区，采用的粉喷模式，直接利用土层中的水与水泥拌和，工后检测质量效果也非常好。
4.3钻进和提升速度
“四搅一喷”工艺钻进过程中不喷浆，搅拌桩钻进速度可控制在0.5～1.0m/min，整桩的搅拌速度宜控制在30～50r/min，以保证土体能够被有效切割、破碎以及喷浆后搅拌。双向水泥搅拌桩单桩水泥用量必须满足设计要求，因此在提升过程中必须将水泥浆液完全均匀喷入。为保证桩端质量，钻进至设计深度后喷浆提升时，应在桩底部先停留30s左右进行桩端加固；提升速度控制在0.5m～0.8m/min，保证浆液与土体充分搅拌；达到桩顶标高后同样停留30s左右，以保证桩头成型效果；之后继续按原速度喷浆提升超出桩顶标高50cm以上即可。
各种地区、地层存在差异，为达到良好的成桩效果，钻进和提升的速度同样需要通过试桩进行确认，特别是提升速度的控制是成桩质量的控制重点。
4.4意外情况处理
在施工过程由于停电、机械故障或人为原因造成提升喷浆中断或浆液未能全部注入等一系列施工事故，需要做出相应的补救措施，以保证成桩质量合格。喷浆中断应及时记录停浆深度位置，在初凝时间内必须采取补喷措施，补喷重叠长度应大于100cm；如超过初凝时间，需要与设计沟通，采取补桩措施；由于提升速度快或喷浆压力不足造成浆液未完全喷入，应进行整桩复喷处理，复喷后浆液总量不得小于设计用量。
5成桩检测
双向水泥搅拌桩在成桩28d后，在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔钻芯，观察桩体完整性、均匀程度以及桩体的有效长度，在桩身上、中、下不同深度的3个试验做无侧限抗压强度试验，静载试验检测单桩的承载力或复合地基承载力。
6结语
无论是铁路还是公路的路基工程，工后沉降量要求非常严格，如果基础处理不好，沉降不可避免的发生。双向水泥搅拌桩作为路基软基中常规处理方法，对其质量控制的研究尤其显得意义重大，需要通过试桩取得工艺参数，过程严格控制，后期按要求进行监控量控，避免留下质量隐患。
参考文献：
[1]赵金亮，刘音义，张立庆．对深层搅拌桩施工中水灰比问题的认识[J]．西部探矿工程，2002（03）
[2]刘小和．谈干法水泥双向搅拌桩施工技术与控制[J]．山西建筑，2013（17）