浅谈影响水泥搅拌桩质量的因素

熊永尧

摘要：水泥搅拌桩是我国在20世纪末发展起来的地基处理新技术，它是通过特制的深层搅拌机械在地层深部就地将软土和水泥强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。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；成本低。 但其质量控制比较困难，须掌握影响水泥搅拌桩质量的因素，才能加强可能出现质量缺陷环节的控制，保证水泥搅拌桩质量。若不能有效的控制响水泥搅拌桩质量的因素，造成成桩质量不合格，地基复合承载力达不到要求，不仅对软土地基的处理效果不良，而且造成重大经济损失，完全违背了施工速度快、成本低的特点。影响水泥搅拌桩质量的因素主要包括施工前控制因素、施工过程控制因素、施工后检测因素。

一、施工前控制因素

1.施工前须熟悉图纸，知道水泥搅拌桩的设计意图和要求，才能按图纸严格控制。熟悉勘探资料，了解各土层分布情况及现场实地情况；设计桩径、桩长、总桩数：固化剂材料品种、规格：备桩位的相对距离、与轴线的相互关系：复核分尺寸与总尺寸是否正确：桩是否超出基础平面范围；桩每米水泥用量及是否采用变掺量设计：有关复搅的要求；检、试验具体要求。如有疑义及时通知设计予以明确。

2.机械设备进场查验，合格的机械设备，才能保证水泥搅拌桩的质量。

机械设备进场前应对设备的各项性能进行了解，主要包括钻杆长度是否满足桩深要求；机械动力是否满足下钻深度要求(对于干法施工重点要核定是否能满足复搅要求，必要是可予以现场作试桩试验)：送气(粉)管路长度是否≤60m；计量设备、打印设备是否完备准确(干法施工主要核定电子称量仪，湿发施工主要核定水泥浆流量计)，计量设备的核定在施工中必须经常、不定期的抽检；自动记录仪是否完备并经国家计量部门核定(此项为规范强条要求，干法施工中，必须设置)；核定转速、提升速度，是否存在改装传动轮直径以提高转速的情况；检查供粉罐、压力罐、送气(粉、注浆)管道、接头和阀门的密封性能。 3.原材料检验，只有合格的原材料才能进入施工现场。

施工单位应建立原材料进场台帐，主要是对固化剂的检验。一般固化剂采用水泥，对进场的水泥按批次不同分别取样复检，检验应实施全检。同时还应考察原材料堆放场地是否符合要求，避免设在浅区低洼处，严防雨水侵蚀。

4.场地清理，为钻机提供良好的工作环境，使其连续有效的工作。

施工前应对施工场地进行现场踏勘。主要查验场地是否清理、平整；场地标高是否较设计桩顶标高高0.3～0.5m；地下、地上障碍物及各种管线是否清除：施工场地是否能满足桩机不下陷不倾斜：了解是否存在液化或有机杂质含量较高淤泥，如场地表层是回填土、淤泥质土。

5.施工放样，严格按照施工图纸设计的标高和尺寸施工，以满足设计要求。桩基施工前应对施工单位放样桩位进行现场复核，查验每根桩的具体位置、与轴线相互关系。各轴线控制桩、点位必须有保护措施，防止桩机移动损坏。每日施工前宜对每日预计完成桩位依据控制轴线进行重新复核、标定。部分施工单位以木筷、竹筷等刚性物质标定桩位。受桩机移动影响容易产生位移，建议以青树枝、竹枝进行标定。

二、施工过程控制因素

有效地监控水泥搅拌桩施工过程，是确保工程质量达到设计要求的关键。在现场施工中应有以下因素影响成桩质量。

1.试验桩

确定技术参数和施工工艺，做好试验桩，选好水泥掺量的多少往往直接影响水泥搅拌桩的质量。水泥掺量由现场试验结果确定。试验桩方案包括室内取土试验和成桩试验，在各试验点现场，按照不同的水泥掺入量及搅喷次数施工试验桩，在成桩7天后采取轻便触探法，根据触探击数判断桩身强度，并进行抽芯，观察搅拌和喷浆的均匀程度，判定各种水泥掺量及施工工艺的施工效果。

按照设计要求、地质实际情况和机械设备性能进行工艺试验桩，确定不同土层的水泥用量、水灰比、进尺速度及搅喷次数等技术参数及施工工艺。

2.桩位、桩径及桩顶底高程

A、桩位。施工前进行测量放样，确定桩中心位置。要求桩位偏差不大于5cm。

B、桩顶、桩底高程。要求桩底高程±20cm，桩顶高程+20cm，-5cm。

C、桩身垂直度。每根桩施工时，根据导向架的吊锤偏移用米尺测定搅拌轴垂直度，间接测定桩身垂直度。要求桩身垂直度偏差不超过1.5%，且小于5cm。

D、桩径。每根桩施工时，桩径偏差应小于0.04D（D为桩径）。

3.水泥掺量及浆液

A、桩身水泥掺量。水泥掺量是水泥搅拌桩质量的主要影响因素之一，施工时一定要确保每根桩的水泥掺量。应根据由试验桩所定的水泥掺量，检查每根桩的水泥用量。

B、水泥标号。根据设计要求选用水泥。进场前水泥必须检验合格后方可使用。

C、浆液。通过特制的制浆桶水的体积核选定的水灰比，确定每次制浆加入的水泥量。制备好的浆液不得离析、不得停置时间过长，超过2小时的浆液不再使用。

D、水泥浆液搅拌均匀性。贮浆池内浆液应均匀，输送时应确保其连续，喷浆搅拌时，若输浆管道堵塞或爆裂，应及时组织处理，时间过长应换浆。  4.搅拌和喷浆时间

喷浆时的提升速度也是影响搅拌桩质量的主要因素之一，施工时严格控制提升速度不大于0.5m/min。下沉速度可根据地层的不同分别选用搅拌机的1（0.45m/min）、2（0.8m/min）、3（1.47m/min）挡。搅拌时不允许出现搅拌桩头未到桩顶浆液已拌完的现象。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，搅拌机应下沉停浆点以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。

三、施工后检测因素

水泥搅拌桩单元工程在按设计图纸要求完成施工后，按以下程序进行检测。

1.水泥搅拌桩单元工程检测

A、水泥搅拌桩单元工程施工完成后，应抽取该批桩数的2%进行成桩质量检验。一般在成桩后7天内使用轻便触探器钻取桩身土样，观察搅拌均匀程度，根据设计图纸和有关规范要求采用触探击数，用对比法判断桩身强度。桩身击数不小于35击/30cm，检验深度一般在设计桩顶高程以下，不超过4.0cm。如因空桩较长，采用轻便触探进行检测，结果未必精确，起不到检测效果。可采用以下几种方法进行检测：a.按单元总根数的2%进行坑探，挖深到建基面以下1m，检查桩身完整性、连续性及搅拌均匀程度；b.对0.5%的搅拌桩进行抽芯检测；c.个别地基相对较差的地段，进行单桩及复合地基承载力试验。

B、承包商应按图纸或合同要求采用静荷载法试验检测单桩或复合桩地基承载力。符合地基承载力应符合设计规定。

C、经触探检测对桩身强度有怀疑的工程桩，应取桩体中原状加固土土样，直接测定桩身强度。

D、场地工程地质情况复杂或施工中有问题的桩，应用荷载试验方法检验桩的承载力，取桩体中原状加固土土样，直接测定桩身强度。

E、对搅拌桩相邻搭接要求严格的地段，应在成桩养护到一定龄期时，选取数根桩体进行开挖，检查其外观质量。

2.水泥搅拌桩单元工程质量评定

水泥土搅拌桩地基质量检验标准应符合下表规定。

结语

随着水泥搅拌桩的不断运用，施工单位积累了丰富的施工经验，但质量问题仍是施工中最突出的问题。科学合理的组织施工，严格控制对质量产生影响的因素，是控制质量比较好的办法，能防止由于质量问题而产生的停工返工，从而有效的控制成本，保证工期。

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