浅析深层水泥搅拌桩施工质量管理

林广斌

（泉州市金鸡拦河闸管理处 362333）

1 概况

泉州市金鸡拦河闸是一座具有灌溉、供水、防洪等综合效益的大型水利枢纽工程，是泉州人民的“生命闸”。新旧金鸡闸间南岸防洪堤工程是晋江下游防洪岸线整治金塔堤段延续部分，对金鸡拦河闸重建工程能否充分发挥工程效益具有重要作用。

新旧金鸡闸间南岸防洪堤工程的防洪标准按百年一遇洪水重现期设计，工程建筑物等级为I级。桩号0+050.00～0+506.50段由于地基为软弱淤泥质土，堤基采用水泥深层搅拌桩进行加固，桩径0.6m，梅花形布置，间距1.5m（1.2m），设计桩底高程为-10.50m或置于淤泥土层下的坚硬持力层上。为确保深层水泥搅拌桩符合设计要求，认真分析施工质量的影响因素、采取有效的技术措施、全面控制深层水泥搅拌桩的施工质量，是十分必要的。

2 影响水泥搅拌桩质量的主要因素

深层水泥搅拌桩施工中影响质量的主要因素是强度、窟叉（桩体未能连成整体）和断桩，而防渗性能的主要影响因素是窟叉。窟叉产生的主要原因有垂直度偏差、桩径偏小、桩位偏移、浆液冲走等。

2.1 产生垂直度偏差的主要原因

a.规范规定的允许偏差值偏大，在防渗桩设计中标准需提高。

b.场地未平整，使桩机难以垂直。

c.桩机钻孔搅拌前未调整到规定垂直度。

d.搅拌头动力不足，在搅拌过程中产生偏移。

e.钻杆因偏细而扭动，产生垂直度偏差。

f.地表层有块石，迫使钻杆偏移。

2.2 产生桩位偏差的主要原因

a.规范规定的允许偏差值偏大，在防渗桩设计中需提高标准。

b.定位时以目测估计，产生误差。

c.表土块石使桩位偏移。

d.相邻桩搭接间隔过长。

2.3 产生桩径偏小的主要原因

a.搅拌头叶片磨损，桩径变小。

b.灌浆泵压力不足，桩径偏小。

c.水泥掺入量不足，使搅拌不匀，桩径偏小。

d.水泥结块，浆液不匀，使桩径偏小。

e.钻杆上下速度过快，使搅拌不匀，桩径偏小。

f.喷与搅不同步，使桩径变小（缩颈）。

g.未做到“四搅四喷”，使搅拌不匀，桩径偏小。

3 深层水泥搅拌桩施工质量控制的技术措施

3.1 五大生产要素中相应的技术措施

3.1.1 劳动主体的控制

施工时，首先要考虑对劳动主体的控制。一是通过加强思想教育，提高干部工人的质量意识，树立质量第一的观念、预控为主的观念、为用户服务的观念、用数据说话的观念以及企业效益与社会效益相结合的观念。二是通过择优录用、加强技能方面的教育培训，提高干部工人的质量技能，使领导者对于质量管理工作有较强的决策能力和组织能力，管理者有较强的质量目标管理、施工组织、技术指导、质量检验能力，操作人员有精湛的技术技能，能严格执行质量标准和操作规程，后勤人员能做好服务工作，搞好后勤保障。三是合理组织、严格考核，并辅以必要的激励机制，使企业员工的潜在能力得到最好的组合和充分的发挥，从而保证劳动主体在质量控制系统中发挥主体自控作用。

3.1.2 劳动对象的控制

对原材料、半成品及设备进行质量控制的主要内容包括：ⓐ控制材料设备性能、标准与设计文件的相符性；ⓑ控制材料设备各项技术性能指标、检验测试指标与标准要求的相符性；ⓒ控制材料设备进场验收程序及质量文件资料的齐全程度等。施工企业应在施工过程中贯彻执行企业质量程序文件中明确的材料设备在封样、采购、进厂检验、抽样检测及质量保证资料提交等一系列控制标准。

3.1.3 劳动方法（施工工艺）的控制

施工工艺质量控制的主要内容包括：ⓐ全面正确地分析工程特征、技术关键及环境条件等资料，明确质量目标；ⓑ制定合理有效的施工技术方案和组织方案；前者包括施工工艺、施工方法，后者包括施工区段划分、施工流向及劳动组织等；ⓒ合理选用施工机械设备和施工临时设施，合理布置施工总平面图和各阶段施工平面图；ⓓ选用和设计保证质量安全的模具、脚手架等施工设备；ⓔ编制工程所采用的新技术、新工艺、新材料的专项技术方案和质量管理方案；ⓕ为确保工程质量，还应针对工程具体情况，编列气象地质等环境不利因素对施工的影响及其应对措施。

3.1.4 劳动手段（施工设备）的控制

对施工所用的机械设备，包括起重设备、各项加工机械、专项技术设备、检查测量仪表设备及人货两用电梯等，应根据工程需要从设备选型、主要性能参数及使用操作要求等方面加以控制。对施工方案中选用的模板、脚手架等施工设备，除按使用的标准定型选用外，一般还需按设计及施工要求进行专项设计，对其设计方案及制作质量的控制及验收应作为重点进行控制。

3.1.5 施工环境的控制

环境因素对工程施工的影响一般难以避免，要消除其对施工质量的不利影响，主要是采取以下预测预防的控制方法：ⓐ对地质水文等方面的影响因素的控制，应根据设计要求，分析基底地质资料，预测不利因素，并会同设计等方面采取相应措施；ⓑ对天气气象方面的不利条件，应制定专项施工方案，明确施工措施，落实人员、器材等方面的各项应对措施，从而控制其对施工质量的不利影响；ⓒ因环境因素造成的施工中断，往往也会对工程质量造成不利影响，必须通过加强管理、调整计划等措施，加以控制。

3.2 对施工过程中各阶段的质量控制措施

3.2.1 水泥搅拌桩施工前准备阶段的质量控制措施

3.2.1.1 施工机械设备的选择及检验

我国目前使用的搅拌机械，主要分两大部分：ⓐ提供搅拌钻进的机械；ⓑ提供输送水泥材料的输送设备。搅拌机械应能够将水泥和土充分搅拌均匀，输送水泥系统应能按照设计要求的掺入量将水泥均匀送到土中。这就要求必须选择配备可以控制每米喷浆量的搅拌机械，且应配置记录仪能随时打印数据。输浆泵的压力表，桩机上的转速表、电流表必须经过标定，不合格的仪表必须更换。所有桩机开钻之前均应检查验收，合格后方可开钻。

3.2.1.2 原材料的质量控制措施

水泥搅拌桩所用的水泥应经过试验室自检及监理抽检，合格后方可用于工程中。水泥的堆放应符合防雨防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。

3.2.1.3 施工前的工艺试桩

试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数，确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，验证搅拌均匀程度及成桩直径，确定具体地质条件下合理的工艺流程，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。试桩根数不少于3根，且必须等试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。

3.2.2 水泥搅拌桩施工阶段的质量控制措施

3.2.2.1 施工质量控制措施

严格按水泥浆搅拌桩施工规范施工。

a.钻机就位。吊钻机对准位后，使钻杆垂直，倾斜度小于1%，桩位偏差小于5cm。

b.搅拌水泥浆液。采用325号硅酸盐水泥，水灰比控制在0.4～0.6范围内，每延米深层搅拌桩水泥用量不小于50kg。

c.喷浆搅拌提升。搅拌头下沉到设计深度后，开启灰浆泵，通过管道送浆至搅拌头出浆口，出浆口启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计规定的提升速度（0.5～0.8m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌合。

d.重复搅拌下沉。搅拌钻头提升至桩顶以上50cm后关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，重复喷浆搅拌提升，一直提到地面。

3.2.2.2 喷浆量控制措施

水泥搅拌桩的质量好坏与水泥浆掺入量的多少及喷浆的均匀性有直接关系，因此，计量水泥浆是质量控制的关键。目前一般采用流量与钻机深度相结合的电子记录仪，它能在记录上反映深度、相对应每延米的喷浆量、总浆量、施工时间等。计量控制主要应注意以下两点：

a.要保证喷浆的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度及水泥净浆的比重。水泥浆喷入必须满足每米喷浆量的要求。

b.从开始喷浆到钻头处出浆有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻。二次钻至桩底后即喷浆提钻，防止搅动破坏了桩底原状软土，使沉降量加大。

一旦断浆，必须补浆，且与断浆处搭接长度不小于50cm，保证成桩的连接性。

3.2.2.3 复搅控制措施

水泥浆与土搅拌的均匀程度是关系到水泥搅拌桩桩体强度的关键因素。大量的施工实践已充分证明：水泥搅拌桩复搅与不复搅的质量相差甚大。钻头喷出的水泥浆往往呈脉冲状，若不充分搅拌，会在桩中呈现层

状，形成“夹生”，这样的桩即使水泥浆掺入量再多也没有强度。复搅的作用在于通过充分的搅拌使水泥浆与软土得到比较完全的接触与作用，促进桩体整体性的形成。为了确保搅拌的均匀性,施工时严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，当桩长较长、土体天然含水量较高、粘性重时，宜采用“四喷四搅”的施工工艺，并使搅拌钻杆转速不小于45r/min，提升及下沉速度不大于1.0m/min，搅拌叶片设置为6片，防止出现“沉桩”现象。

4 结语

为了提高深层搅拌桩的施工质量，必须认真分析深层搅拌桩施工过程中可能出现的质量问题，结合工程的实际情况，选择适宜的防治措施。同时，应编制有针对性、可行性和指导性的专项施工方案，以指导施工。施工中应严格执行有关规范规程和专项施工方案的要求。只有这样，才能提高深层搅拌桩工程的施工质量，对确保新旧金鸡闸间南岸防洪堤工程的施工质量、充分发挥金鸡拦河闸重建工程的效益，具有重大意义。■