水泥土搅拌桩在水利工程堤基处理中的应用

【摘要】水泥土搅拌桩作为地基处理的一种方法，在建筑工程中经常使用。本文以其在堤防工程中的实际应用探讨影响成桩质量的关键因素和施工质量控制。

【关键词】堤防工程；水泥土搅拌桩；地基处理

1、工程概况

工程地处珠江口东侧，东莞市最南端，以珠江三角洲淤积、冲积地貌为主。根据工程地质勘查报告，堤防工程区地势平坦，堤基主要由粘-淤-粘和淤-粘-淤结构组成，且由于上部粉质粘土层较薄（厚度0.5m-1.2m），堤身及混凝土挡墙主要坐落于第四系全新统河流冲淤积形成的淤泥（厚度4.30-8.20）之上，存在地基承载力不足、沉降变形、抗滑稳定等工程地质问题。本工程混凝土挡墙地基采用水泥土搅拌桩进行处理，组成复合地基，以满足混凝土挡墙对地基的要求。水泥搅拌桩直径0.6m、中心间距1.1m、等边三角形布置，处理区域河道左右岸各宽11.08m、长780.0m。

2、施工工艺

本工程水泥搅拌桩采用型号为PH—5A的桩机，采用浆液搅拌（简称湿法）四搅两喷法施工。水泥搅拌桩施工工艺流程：搅拌机就位、调平对中→预搅下沉至设计加固深度→边喷浆边搅拌提升直至预定的停浆面→重复搅拌下沉至设计加固深度→重复喷浆搅拌提升直至预定的停浆面→关闭搅拌机。

（1）定位调平对中

全站仪和卷尺测放工程轴线和桩位，并经监理工程师验线合格，移动水泥搅拌桩机到达指定桩位对中，并再次复核桩位，施工结束后，桩位偏差不大于20cm。开钻前调校和测量桩机钻台的水平度和钻管的垂直度，即边调节桩机支腿的高低、边用水准尺测量的方法，使钻台处于水平状态，同时用吊线锤测量钻管的正面和侧面，使其在悬垂状态下就位，桩位对中偏差5cm，钻管垂直度偏差1.0%。

（2）预搅下沉至设计加固深度

待水泥搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动搅拌桩机电机，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于70A。

（3）边喷浆边搅拌提升直至预定的停浆面

水泥搅拌桩机下沉到达设计深度后，先原位转动喷浆30s，然后边喷浆、边旋转，同时严格按照试桩确定的提升速度提升水泥搅拌桩机，使水泥浆和土体充分拌和，提升至停浆面（停浆面高出桩顶设计标高0.5m）。

（4）重复搅拌下沉至设计加固深度

为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度

（5）重复喷浆搅拌提升直至预定的停浆面

（6）关闭搅拌机、清洗，重复上述五个步骤进行下一根桩的施工。

3、施工参数

水泥土搅拌桩施工参数由试验确定，见表1。

4、水泥搅拌桩施工要求

（1）施工前，应确定灰浆泵输浆量（m3/min）、灰浆经输浆管到达喷浆口的时间和喷浆提升速度。施工中所用的水泥应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送应连续进行。应专人记录水泥用量、泵送浆液时间、喷浆提升速度和次数；喷浆量及搅拌深度应采用经国家计量部门认证的监测仪器自动记录。

（2）施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，桩位的施工允许偏差为20cm，桩身垂直度允许偏差为1.0%，桩直径和长度不小于设计值。

（3）搅拌机预搅下沉时，不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，可适量冲水。

（4）当水泥浆液到达出浆口后，应喷浆搅拌30s，再开始提升搅拌头。

（5）搅拌桩施工时，停浆面应高于桩顶设计标高500mm，即停浆面为▽1.00m，在开挖基础时，应人工挖除停浆面至桩顶设计标高之间的桩段。

（6）施工工程中因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时，再喷浆搅拌提升；若停机超过3h，宜先拆卸输浆管路，并妥加清洗。

（7）必须采用相应规格的钻头以保证桩径，因磨损达不到要求时应予更换，一旦发现桩径小于设计值时要会同设计、监理单位确定补桩方案。

（8）水泥搅拌桩开钻前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

（9）在主机上悬挂一吊锤，通过吊锤控制水泥搅拌桩桩体垂直度

（10）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。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg，若储浆量小于上述量时，不得进行下一根桩的施工。

5、施工质量控制

（1）项目经理部建立质量保证体系，成立以項目经理为首的质量管理小组，全面负责质量管理工作。项目经理部配备专职质检员，严格过程控制和工序质量控制，严格执行工序质量“三检制”。

（2）作业前，对班组进行详细的技术交底。

（3）水泥必须有出厂合格证、厂家试验报告，并经现场取样复验合格方可使用。

（4）水泥搅拌桩机进场验收，确保其性能满足施工质量要求。

（5）施工过程中随时检查施工记录和计量记录，重点为水泥用量、桩长、搅拌头转速、提升速度、复搅次数、停浆处理方法等。

（6）对工序质量进行自检，自检合格报监理工程师复核.上道工序不合格，不得进入下道工序。

6、施工试验研究

本工程试桩试验采用四搅两喷法与六搅四喷两种工艺进行，以验证搅拌次数对桩身水泥土强度的影响。六搅四喷法工艺流程：搅拌机就位、调平对中→边喷浆边搅拌下沉至设计加固深度→边喷浆边搅拌提升直至预定停浆面→再次边喷浆边搅拌下沉至设计加固深度→再次边喷浆边搅拌提升直至预定停浆面→搅拌下沉至设计加固深度→搅拌提升直至预定的停浆面→关闭搅拌机。水泥土强度（28d龄期）对比见表2。

由此可见，在其它施工参数相同的情况下，增加搅拌次数可以提高水泥土的强度，进而提高水泥土单桩和复合地基的承载力。

7、施工经验总结

（1）水泥土搅拌桩施工前应先平整场地，清除地下和地上障碍物（如块径大于100mm的石块、树根等）。

（2）搅拌桩施工前，应进行工艺性试桩，确定水泥浆水灰比、泵送时间、搅拌机提升速度、喷浆量、搅拌次数等施工参数，验证搅拌均匀程度及成桩直径等。

（3）搅拌桩施工时，影响成桩质量最关键的因素是注浆流量、搅拌头喷浆提升速度、水泥浆与淤泥土搅拌均匀程度。搅拌次数越多，则拌和越均匀，水泥土强度也越高。

参考文献：

[1]《水利水电工程施工手册》编委会，水利水电工程施工手册（第1卷）. 中国电力出版社，2002，ISBN：7-5083-1275-9.

作者简介：张冬（1987-），男，山西五台，工程师，本科，主要从事水利水电工程施工管理工作。