中铁七局集团武汉工程有限公司
摘要：水泥搅拌桩是用于加固饱和软粘土地基的一种技术，通过专业的搅拌钻机将水泥浆喷入软土地基中，并与软土强制搅拌，使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工方法。水泥搅拌桩作为常用的软土地基处理方法，近年来在南方地区得到广泛应用，并取得良好效果。本文作者首先介绍了水泥土搅拌桩的适用条件和特点，然后对其施工质量控制方法及质量检验要点进行研究分析，希望对相关从业人员有所帮助。
关键词：水泥搅拌桩；加固；软土地基；质量控制
引言
我国沿海地区以及江河湖泊沿岸的公路工程中，常会遇到淤泥及淤泥质土等软弱地基。该类软基一般是在静水或缓慢流水环境下沉积，经生物化学作用形成，具有富含有机物质、天然含水量高、空隙比大、渗透系数小、地基变形和不均匀变形大、抗剪强度低以及沉降缓慢等特点。在这种软基上建造桥涵等结构物，处理不好，就会出现地基的局部破坏乃至整体滑动等失稳现象。针对这一情况，采用深层水泥搅拌桩进行加固处理，能够较好地解决这一工程问题。如浙江省乐清市承建的乐清经济开发区箱涵工程淤泥软基就是采用深层水泥搅拌桩进行加固处理的，取得了良好的工程效果。 下面，本人结合多年工作经验，现就水泥深层搅拌桩加固软土地基施工技术方面浅谈几点个人体会，谨供同行参考。
1 水泥土搅拌桩适用条件和优点
适用于淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土； 对周边建筑物无影响（或很小）； 搅拌时无振动、无污染、无噪音、可在市区密集建筑群中施工； 不会产生附加沉降； 成本造价低。
2 水泥土搅拌桩施工场地布置
为清理素土层中砖块和水泥块对水泥土搅拌桩的影响，确保桩的平面位置和垂直度，将素土层再刨低1米，清理土中的块状物；清理素土层操作面要保证施工机械的操作和回转所需要的场地； 设置连续封闭式围挡，进行封闭式施工。
3 搅拌桩施工流程
搅拌桩施工采用专用搅拌头钻机钻孔，搅拌钻进至基底加固范围后进行喷浆搅拌土体。其施工主要工序工艺流程如下：
3.1定位：根据测量放线搭设稳定支架将钻机移到指定桩位，双向垂直度控制对中。调整机身，使设备保持水平，搅拌轴呈垂直状态，一般对中误差不超过2.0cm，搅拌轴向偏差不超过1.0%。
3.2浆液配制：采用普通硅酸盐水泥P.O42.5，每米掺入量55kg/m，相当于每立方米土掺加水泥量280kg/m3，按水泥掺加量3%掺入木质素磺酸钙减水早强剂，水灰比0.45～0.50；如场地地下水丰富地质又以砂层为主，水泥掺入值取得比较大确保凝结效果。
3.3施工方法 。（1）水泥搅拌桩桩机的就位调整：桩机在施工之前应该保证其机械处在水平和平稳的工作状态。 （2）喷浆钻进搅拌下沉：按照掺入比和水灰比进行水泥浆的拌制工作，将水泥浆倒入集料斗中，在浆液从喷嘴喷出时，开启深层搅拌机的电机，放松桩架的钢丝绳，链条随传力轴将搅拌机沿着导向架的方向送下，可以使搅拌头下沉与土相切，再向下旋转钻进喷浆到设计标高的位置，这就完成了设计喷浆量的一半。 （3）提升喷浆搅拌：搅拌头在桩底反转，边旋转边匀速搅拌提升，直到设计桩顶标高时为止，此过程还要保证提升的速度和钻杆的转速。 （4）重复喷浆钻进搅拌：水泥浆随着搅拌头再次旋转搅拌，逐渐下沉喷入到地基中，直至桩底的设计标高位置，喷完剩余的水泥浆。（5）重复搅拌提升：确保搅拌机边旋转边提升，直到再次回到设计桩顶标高的位置，此制桩完成之后，再进行下一个操作循环过程，同时还要根据施工的实际需要，取样养护送检，检查28d无侧限抗压强度为合格。（6）关闭搅拌机，清洗：成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口。另外，若暂不施工，需及时在贮料罐中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直到基本干净。
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4 水泥土搅拌桩施工质量控制
4.1施工前宜先做工艺性试桩，以确定各项施工技术参数，如钻进深度、输浆量、水灰比、掺入量、搅拌轴转速和提升速度等。
4.2浆液的配制用料为32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.4～0.5，拌和时间不得少于3分钟，防止离析。
4.3水泥浆从拌和机倒入贮浆桶或贮浆坑时，需过滤、清除杂物，贮浆坑容量要适当，不会造成因浆液不足而断桩，又能避免多余浆液在桶内沉淀浪费材料。
4.4成桩要控制搅拌桩机的提升速度和搅拌次数，钻进下沉时可用快档，提升时必须用慢档：其提升速度为0.8m/min；并控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续，确保每米水泥掺入量为15%。
4.5用线锤随时检查搅拌机的垂直度，倾斜度不得超过1.0%；严格控制放线和桩机对中等误差，保证桩位偏差不大于5cm；
4.6为保证桩端施工质量，应桩座底喷浆30秒以上，使浆液完成到达桩底，然后再均匀搅拌提升，到达桩顶设计标高时，搅拌数秒，保证桩头均匀密实。
4.7施工时因故停浆，宜将搅拌轴下沉至停浆点以下0.5m，等恢复供浆时间再喷浆提升，若停机超过1h，为防止浆液结硬堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。
4.8尽量采用沿搅拌桩轴线纵向走机，各桩之间的搭接时间不应超过24h，如因故超过上述时间，与第二根无法搭接，应在设计单位认可后，采取中间补桩及注浆等措施。
4.9所有的施工参数都派专人记录，其中深度记录误差不应大于10mm，时间记录允许误差5s。
5 水泥土搅拌桩质量检验
水泥搅拌桩的质量控制应贯穿于施工的全过程，施工质检人员、现场监理必须严格控制施工工艺。施工中要随时检查施工记录的水泥剂量情况，并依照施工工艺对每根桩进行质量评价。检查重点是：水泥用量、水泥浆稠度及比重、桩长、搅拌头转数和提升速度、喷浆压力、喷浆时间、复搅次数和复搅深度及停浆处理方法等。
水泥搅拌桩施工质量检验步骤如下： (1）在成桩3d内，用轻便动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检查频率一般为每工点施工总桩数的1%，且不少于3根； (2）成桩7d后，采用浅层开挖桩头目测检查搅拌的均匀性、整体性及外观质量，并测量成桩直径；开挖深度为停浆面以下1.5m处；检查频率为作业点总桩数的5%；(3）在成桩28d后，钻芯取样（用双管单动取样器钻芯取样）做无侧限抗压强度试验，每根桩取3处，即距桩顶及桩底1.0m各取一处，桩中间取一处，每处取2个试件；检验频率为每作业点总桩数的0.3%，且不少于1根桩；同时从钻取的芯样中检查搅拌均匀性、桩长及桩底是否穿过软土层；(4）在成桩28d后，对单桩承载力及复合地基承载力进行检测；检测频率为每施工段桩总数的0.5%，且不少于2根桩。 实际工程中，各项目可根据规范明确更适合自身的检测频率、技术指标、施工工艺和检验标准，但最好是采用试桩所提供的这些内容。
6 结束语
总之，水泥搅拌桩能有效地加固软土地基，但也存在一些问题，如成桩质量难以保证、处理深度偏浅、桩土共同作用难以协调等。因此，在实际工程施工中，必须要对施工中的各个环节进行严格把控，，确保每一道施工程序都能够在技术规范的指导下进行操作，控制好每一道工序的质量，全面把握水泥搅拌桩的施工质量。
参考文献
[1] 颜恩锋，孙友宏，许振华等.深层水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用[J].岩土力学，2003（S1）.
[2] 王晓岚，水泥搅拌桩在道桥工程软基处理中的应用[J]中国新技术新产品，2009.01
[3] 许发明. 水泥搅拌桩加固软土地基应用技术研究[J].广东公路交通，2012（3）.
论文作者:张志刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/2
标签：水泥论文; 水泥浆论文; 浆液论文; 水灰比论文; 标高论文; 地基论文; 淤泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;