浅谈如何提高钉形水泥土双向搅拌桩的实体质量

章旭

摘要：本文论述了宁波市中交未来城市政道路葭浦路Ⅰ标工程，通过现场钉形水泥土双向搅拌桩实体质量的数据收集、调查，有效的提高了钉形水泥土双向搅拌桩施工质量一次合格率，减少了工程施工成本，缓解了施工工期压力。

Abstract： In the municipal road Jiapu Road Ⅰ section project of Zhongjiao Weilaicheng IN Ningbo， through on-site data collection and investigation of on-site nail-shaped cement-soil two-way mixing piles， the construction quality one-pass rate of nail-shaped cement-soil two-way mixing piles is effectively improved， the construction cost of the project is reduced and the pressure of the construction period is relieved.

关键词：钉形水泥土双向搅拌桩;施工工艺;质量控制;解决措施

1  工程概况

葭浦路Ⅰ标工程道路等级规划为城市次干道，时速设计为40km/小时，桩号范围为XPK0+000-XPK3+659，全长3659m。工程全线都要进行软基处理，分为一般路段软基处理和桥头路段软基处理，一般路段软基处理运用钉形水泥土双向搅拌桩（以下简称水泥搅拌桩）。

水泥搅拌桩设计共24341根，桩长13～18m，共计406530m，采用梅花形布置，桩间距2m;上部扩大头高度4m、直径1m，采用四搅二喷的工艺施工;下部桩体及不带扩大头水泥搅拌桩直径0.6m，采用二搅一喷的工艺施工。

2  施工工艺及技术

水泥搅拌桩的主要施工工艺流程：

①对桩机进行定位：先放线及定位，然后把打桩机安装在指定的桩位并要对中。

②喷浆切土下沉：将灰浆泵予以开动，当浆液确定是从喷咀顺利喷出的时候，将桩机予以启动，控制搅拌轴顺沿导向架进行搅拌回转，实施向下切土钻进。下钻过程中2组叶片都要正、反向旋转同时进行切割、并对土体予以搅拌，直到扩大头的设计深度，在扩大头底部持续性进行喷浆搅拌不得低于30秒;通常情况下，钻进参数是0.5m/min，转数是50r/min左右，为0.5MPa的喷浆压力;并要达到设计喷浆量。

③收缩叶片喷浆切土下沉：操控动力箱，旋转变换方向收缩叶片，2组叶片要一同正、反向旋转来进行切割、对土体进行搅拌，一直要达到设计的深度（具体施工桩长以现场实际施工情况而定，持力层控制以桩机电流控制，一般认为电流变化突然比较大时就是已经进入了持力层），持续性在桩底喷浆搅拌不可小于30秒;钻进参数一般为0.7m/min，转数70r/min左右，喷浆压力0.5MPa，深度大于12m时喷浆压力0.8MPa并满足设计喷浆量（由水泥掺入量及水泥浆水灰比换算得出）如碰到硬土层，可利用钢绳加压器进行均匀的给压，直到钻入至设计的桩底高程。

④提升搅拌，2组叶片要正、反方向旋转同时对水泥土予以搅拌，直至下部桩体的顶端。

⑤伸展叶提升搅拌：开动灰浆泵，浆液被确认是顺利从喷咀喷出时，对动力箱进行操控，旋转方向换向伸展叶片，2组叶片正、反向同时旋转切割、搅拌土体，钻进参数通常为0.7m/min，转数70r/min左右，直至地表或桩顶以上50cm。

⑥重复喷浆切土下沉：要确认浆液从喷咀顺利喷出时，操控升降手把让搅拌轴沿着导向架进行搅拌回转，进而向下进行切土钻进。下钻时2组叶片要保证一同进行正、反向旋转切割、对土体进行搅拌，一直达到扩大头的设计深度，在扩大头底部持续性的进行喷浆搅拌不得低于30秒;钻进参数一般为0.5m/min，转数50r/min左右，喷浆压力0.5MPa，并满足设计喷浆量（水泥浆水灰比为0.55换算得出）。

⑦重复提升搅拌。

⑧机具调位：待完成上一根桩施工以后，将叶片和钻杆上的泥浆予以清除，钻机予以调位，对下一根桩予以施工。

3  成桩质量控制

3.1 技术性控制

①调试后，对桩机的运转、输料管是否畅通进行检查后，方可开机。

②施工中校正桩架平整度及导向架的垂直度可利用水平靠尺、吊锤或经纬仪，使双向搅拌施工的全过程垂直度有保障，对下钻和提升速度予以严格管控，使喷浆量得到保证，让成桩的质量有保障。

③钻孔深度利用电脑仪进行控制，让停浆面的搅拌时间有保证。管控输浆速度利用流量仪，让输浆出口压力同试桩时所得压力基本上一致。

④根据掺量配合比来施工，配制好的水泥浆不能有离析，供浆须连续性。上部采用四搅二喷、下部采用二搅一喷工艺，下沉速度控制在0.5-0.8m/min。因故不得不停漿时接桩务必要重叠≧1m，若停机达到3h，就不得再使用已配制的浆液，且要清洗干净管路。

⑤对于施工的记录和浆液配料的浓度要随时检查。

3.2 质量管控

①水泥：选用42.5的普通硅酸盐水泥，且务必要有出厂合格证及品质试验报告单，施工场地安装100t水泥罐。

②灰量：不可超出规定值的±5%。

③桩径：钻头一定要选用对应规格的，如若发现桩径比设计的要求要小，就要按相同置换率在桩边进行补桩。

④为使压浆时确保不发生断浆状况，对喷浆及搅拌的速度要予以严格控制。

⑤完成搅拌桩施工后，并确定龄期到达后，才可以在人工凿除桩顶50cm位置处浮浆段进行下道工序的施工;完成桩体施工一个月且验收合格后，方可进行其他工序的施工。

⑥开钻前，整个管道要用清水清洗，并检查管道中是否存在堵塞，在水排干净后才可下钻。

⑦为保证桩体的垂直度与规范要求相符，把一吊锤悬挂于主机上，要使吊锤同钻杆的上、下、左、右距离相等得到控制。

⑧为了让水泥搅拌桩的桩端、桩顶及桩身的质量有保证，首次提钻喷浆时位于桩底部须停30秒进行磨桩端，在上提过程中把余浆全部喷入桩体，磨桩头要位于桩顶部位进行，停留30秒。施工时对于喷浆和停浆的时间要予以严格控制。开钻后每根桩要连续性作业，喷浆不得中断。施工中如发现喷浆量不充足，应复搅整桩，且喷浆量不能比设计用量小。如因停电或机械出现故障导致喷浆中断时，要把中断深度及时的记录。在12h内采取补喷措施进行处理，且做好补喷记录。补喷重叠段得不小于100cm，大于12小时要实施补桩。

4  施工中存在问题及解决措施

4.1 存在问题

按照质量缺陷数据进行分类、整理，对施工过程中水泥搅拌桩施工质量进行调查，发现施工中水泥搅拌桩质量一次合格率偏低（具体数据如表1）。

通过调查水泥搅拌桩质量得知：影响水泥土搅拌桩施工质量一次性合格率的问题症结是强度不够和桩体不均匀，占到总因素的70%。

4.2 解决措施

如需提高水泥搅拌桩的施工质量，主要在于强度不足和桩体不均匀两个关键性问题，能解决这两个主因的合格率达到90%，则可提高水泥搅拌桩施工质量一次合格率至：（73+14*0.9）/93*100%=92.04%，可以大大减少材料及成本。针对水泥搅拌桩缺陷类型的强度不足和桩体不均匀这两个主因，制定了对策及措施如表2。

5  实施后取得效果

①经过调整桩机钻进、提升与搅拌施工工艺，得出更有效的施工方法，实施后对水泥搅拌桩进行了取芯检查，芯样的完整率达到合格要求，桩身完整性一次验收合格率达到92%。

②现场抽取50组水泥土试块，进行抗压试验，其中强度合格率达到96%。

③水泥搅拌桩施工质量一次合格率从原来的78.5%提高至93%，减少补桩量约7000m，以每米170元（扩大头与下部桩体综合均价）计算，节约成本119万元，节约工期30天，以每天工人成本1000元计算，节约成本3万元，合计节约成本121万元。

6  结语

水泥搅拌桩与桩间土与基础地面间的褥垫层一同组成了复合地基，具有施工方便、高承载力、小沉降值、变形快速稳定、极易进行施工质量的控制、工程成本低等特点。通过本工程实例，有效的提高了水泥搅拌桩施工质量一次合格率，减少了工程施工成本，緩解了施工工期压力。

参考文献：

[1]刘松玉，钟文华.钉形桩成桩的工艺方法[P].CN：200310106

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[2]毛鹤琴.土木工程施工[M].武汉：武汉理工大学出版社，2009.

[3]王刚.钉形桩在市政道路工程中的应用[J].西部交通科技，2010（5）：34-37.