浅谈水泥搅拌桩的施工技术

黎雷 黎云

1.北京博纳电子有限公司

2.中核四达建设监理有限公司

浅谈水泥搅拌桩的施工技术

黎雷1黎云2

1.北京博纳电子有限公司

2.中核四达建设监理有限公司

在施工中具有无振动、无噪音、无污染等特点的水泥搅拌桩，普遍、广泛地应用于我国机场、高速公路、高层建筑的地基处理加固工程，近几年逐步引入加固人工杂填土地基的施工中，其效果显著，处理后的地基可以快速地投入建设与使用中。

高层建筑；水泥搅拌桩；施工工艺；管理

引言

作为基础工程的水泥搅拌桩，其质量好坏将直接影响到上部结构物的质量，致使做好水泥搅拌桩的施工及质量控制是十分重要的。然而，在水泥搅拌桩的施工中，由于单桩的工程量比较小，施工时间短，而通常一个单元内的搅拌桩桩与桩之间的施工是连续性的，施工强度高，因此要控制好每一根桩的质量有一定的难度。为此，在水泥搅拌桩的施工中，一定要严格按施工组织设计方案、设计技术参数、技术规范及技术规程要求施工，并认真控制各施工参数、施工工艺及施工工序，同时对于各分项、各环节需逐步进行质量检测、监控、对比，以保证桩身质量。

一、水泥搅拌桩的涵义及其特点

1、概述

一般适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力特征值不大于120kpa的黏性土等地基的水泥搅拌桩，是以水泥干粉作为固化材料，通过特制的、专用的深层搅拌机械，凭借钻头叶片，在地层深部就地将软土和水泥强制拌和，形成土和掺和料的混合物，在水泥水解水化作用下，使其产生一系列的物理——化学反应，进而软土硬结后得到具有较高强度、较好变形特性和水稳定性的混合柱状加固体，以此提高了地基强度。

2、优点

作为“深层”搅拌法的一种类型，且于20世纪90年代初在我国迅速发展起来的一门新技术—水泥搅拌桩，同其他地基加固方法相比，具有成桩过程中最大限度地利用了原土，不会发生挤土效应，不会对软弱下卧层产生附加沉降，对周围既有建筑物影响很小；施工无振动、无噪音、无污染，可多机同时施工，使用机具和施工方法简单、施工成本不高，施工速度快，技术效果明显，处理后可以很快投入使用等特点，因此，其广泛应用于工程建设中。

二、施工准备

1、技术准备

项目控制机构需集所有现场施工负责人员及桩机组机长召开施工前技术交底会议，在认真熟悉工程图纸和与项目有关的规范标准、工艺技术条件及充分领会工程项目的设计意图的基础上，根据本工程的具体特点具体落实施工工艺、施工过程中的管理制度、资料的统一、检测要求及付款方式等，确保方案技术措施得力、可行；确保原材料的厂家、品种、标号、规格、等级符合施工规范；确保操作人员符合考核、符合要求；确保质量、技术、管理体系健全；确保新技术、新工艺的应用。

2、场地准备

施工场地一定要平整、整洁，对于包括树根、大块石以及生活垃圾等的地方要及时清理干净；对于低洼的地段应通过回填黏土来填平；要确定架空电线的位置高度及地下管线的位置；要在一侧开挖排水边沟，做好临时截、排水设施，保证雨季场地不积水；开机前必须调试桩机，检查桩机运转和输料管畅通情况，等等。总之，应通过一切合理、有效的措施给桩机组创造一个好的施工环境。

3、机械准备

需要准备具备正向钻进及反转提升功能的钻机；可以根据施工时钻机的提升速度和钻机转速、选用合理粉体发送量的喷粉机；保证气粉混合体的压力只需克服喷灰口处土及地下水的阻力而喷入土中的空气压缩机；能够保证在反向旋转提升时对柱中土体有压实作用、不使其向地面翻升的搅拌钻头；用于监测粉体输入量的连续性及均匀性、并能自动记录及打印的计量装置。

4、测量准备

第一，在对各控制点进行复核后，按设计图纸进行放线、定位，若遇到需要改动原设计位置的，则在取得设计、监理等同意后，方可执行；第二，通过采用竹片或板条点白灰的形式准确定出各搅拌桩的现场位置，移动钻机要准确对孔，对孔误差不得大于50mm，并报监理复核；第三，在桩机的井架上准确画出每米的深度标示线，在钻头落地的情况下准确标示出“零”起点的位置。

5、试桩准备

为更好地指导水泥搅拌桩的大规模施工，更好地保证施工质量，需进行试桩实验，通过采用地基原状土作室内配比实验和现场工艺性成桩实验来确定水泥品种对各类加固软土的适应性、水泥标号、水泥浆的水灰比、最佳的搅拌次数、泵送压力、泵送时间、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，待试桩成功后，且各项指标符合施工规范、要求以及设计文件时方可进行水泥搅拌桩的正式施工。另外，试验过程中，需确保试验、施工所需的材料如水泥、外加剂等经检验合格后方可使用。

三、施工阶段

1、施工方法

水泥搅拌桩的施工方法分为喷粉和喷浆两种方法：若喷入土中的材料为水泥粉时，该法常称为粉体喷射搅拌法，所形成的桩称为水泥粉喷桩，此方法水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度，但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅；而当往土中喷射的材料为水泥浆时，该法常称为深层搅拌法或湿喷法，所形成的水泥土桩随之称为深层搅拌桩，此方法搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长。

当地基土的含水量较高时，向土中喷射水泥粉，能充分吸收土中的水分，加固后地基的初期强度高，因此用粉体喷射搅拌法加固效果显著；反之，用深层搅拌法较适宜。

2、工艺流程

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆（水泥粉）→至工作基准面以下0.5m→重复搅拌下钻并喷水泥浆（水泥粉）至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→清洗→移位、施工下一根桩。

此过程中需注意的是：严格按照设计的水灰比配制浆液，制备好的水泥浆不得有离析现象，泵送必须连续；设备就位后，必须平整，并确保施工过程中不发生移动、倾斜，同时，要保证机架和钻杆的垂直度，所存在的偏差要符合规范要求；严格控制搅拌时的下沉和提升速度，严格按设计确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度，以保证桩身强度和均匀性、保证加固范围内每一深度得以充分搅拌；控制浆液的配制质量和每根桩的浆液压入量、控制桩的直径、控制水泥桩的深度、控制每台班的成桩速度；尽量连续工作，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，应及时通知监理、设计人员，以便及时采取补桩措施，来保证施工质量。

3、质量检验

为检验水泥搅拌桩所处理后的复合地基是否满足要求，是否可以投入使用，必须进行质量检验。质量检验一般要进行桩身强度测试，可从桩的总数中随机抽取15%，进行触探试验、开挖检查、小应变试验，桩体试件无侧限抗压强度测试，以及桩体与桩间土共同作用的载荷试验。所检验的桩必须保证以下几个方面符合规范和设计要求：水泥搅拌桩所用固化料品种、规格及质量；浆液配比、单桩喷浆量，制备好的浆液应均匀不得离析；水泥搅拌桩数量、成桩长度、布桩形式及复搅长度；水泥搅拌桩处理后的单桩和复合地基承载力；检验、校准设计参数等。

四、结束语

虽然水泥搅拌桩已广泛应用于我国工程建设中，但由于受各种因素的影响和制约，其施工中或多或少的存在这样、那样的问题，这给其质量带来诸多隐患，因此，在施工中必须严格按设计要求和有关施工规范、规程进行，从原材料进场开始至搅拌桩施工结束的每一道工序都严把质量关，对可能出现的问题通过采取有效预防和严格控制的形式，以更好地保证桩身质量和施工质量。

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[2]杨孝全.水泥深层搅拌桩的施工技术.工程建设与设计.2009年06期

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[4]黄茹.水泥搅拌桩在房屋建筑软基处理中的应用.大众科技.2008年05期

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.033