水泥搅拌桩软基处理浅析

谢天基

（广东省长大公路工程有限公司，广东 揭阳 510620）

水泥搅拌法是用于加固饱和和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，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。

水泥搅拌桩的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性介质——土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解和水化生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，使水泥土土体强度大大提高。这种方法适用于软弱地基的处理，对于淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等软土地基的处理效果显著，处理后可以很快投入使用，施工速度快；在施工中无噪音、无振动，对环境无污染；投资省。为确保水泥搅拌桩的施工质量符合设计要求，认真分析影响施工质量的相关因素，并采取有效技术措施，全面控制其的施工过程，这是非常有必要的。水泥搅拌桩施工质量的优劣直接关系到地基加固的成效，从而进一步关系到上部主体结构的稳定性，因此，对搅拌桩施工质量必须作到事前控制、事中控制和事后检测，进行严格监理控制。

1 水泥搅拌桩在地基基础处理中的参数设计

水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺入量，桩径、桩长、加固范围、褥垫层等内容。

水泥掺入量：水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。

桩径：根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79-2002以及成桩施工机械等因素确定，工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。

桩长：同样根据《法规》，水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m。

加固范围：根据《法规》，水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝土条形基础，水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。

褥垫层：根据《法规》，水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm，其材料选用中粗砂。

2 施工工艺控制

2.1 施工场地的选择和平整

水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土，素填土、泥性土，泥炭土，有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。

2.2 对搅拌机械在施工前的检验

水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应组织检查验收合格后方可开钻，特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象；水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能；检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序，以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度，从而引起地基质量不合要求。

2.3 试桩

根据施工现场的实际情况，在现场需要进行软基处理的范围内，在地表，中间和桩底位置各取出若干土质，进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料，一般选取3-5组用作配合比的试验，在配合比试验时用各种土质与几种分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。

选用的水泥要经过检验合格才可使用，水泥用P032.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好，严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和减水剂，用量分别为水泥用量0.5%~1%为合适，以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行工艺性试桩，工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺，即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵，接着反循环提钻井喷水泥浆液，直至提升到工作基准面以下0.5米，第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度，最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。

2.4 制浆打桩

用小木桩定好制桩点，调平钻机，保持钻杆垂直度小于或等于1%。启动搅拌钻机，控制好钻进速度，钻进速度不应大于1.2m/min；穿越粘土层时，钻进速度不应大于0.8m/min，在钻进50m后，开动空压机喷压缩空气，以防止钻进时堵塞喷浆口，同时可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利。制浆时，应按每根桩的需要，一次配足浆液，以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足，每根桩的正常成桩时间不应少于40min.喷浆压力不小于0.5mpa。

3 施工注意事项

3.1 派专人负责水泥搅拌桩的施工，对水泥搅拌桩实施全程监控。

3.2 相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象，注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。

3.3 施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。

3.4 施工过程中如果发现喷浆量不足，应按要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。

3.5 现场施工处应配备施工记录人员，对施工桩日期，天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速，浆液流量、复搅深度等进行详细记录。

4 质量检测方法

4.1 施工完成后3d内的N10轻便触探试验，主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工总桩数的1%，且不少于三根。

4.2 施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力（静载）试验，可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高，检验桩身否达到设计和规范要求，检验数量为施工总桩数的0.5%~1.0%。且每项单体工程不应少于3根。

4.3 经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用抽芯机对桩体进行抽取芯杨，主要目的是检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度是要求抽取芯样送检测机构进行28d无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。

5 结束语

水泥搅拌桩施工属于隐蔽工程，如施工质量不好，一旦被路堤等构筑物所覆盖，便构成隐患且不好检查及补救。因此，紧抓施工的各环节，严格施工过程的管理非常重要。施工质量的控制更是一项细致的技术工作。最好建立施工班组自检互检，技术负责人抽检和配合监理旁站监督的质量保证体系。由于桩身质量主要受施工过程影响，因此，做好施工过程的工艺控制是保证成桩质量的主要条件。通过上述我们可知，钻杆的提升速度及现场浆液的配浆质量是较为重要的两大环节，在施工中我们必须分清工艺流程中的控制重点，并做好这些质量控制点的控制，水泥搅拌桩的成桩质量才会得到充分保障。

[1]舒鄂南.水泥粉喷桩在京珠高速公路湖北段软基处理中的应用研究 [D].武汉理工大学;2003年.

[2]董平.砼芯水泥土搅拌桩荷载传递机理研究[D].中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）.2004年.