水泥搅拌桩水泥掺量及搅拌次数对成桩质量的影响研究

田超

摘    要：在软基地区应用最广泛的桩基为水泥搅拌桩，由于每个地区的地质各不相同，所以施工参数和工艺也不尽相同。为了研究搅拌次数和水泥掺量对质量的影响，本文先对水泥搅拌桩的施工内容进行介绍，再以帕德玛大桥连接线为基础进行试验，对搅拌次数及水泥掺量等内容进行确定，旨在提高水泥搅拌桩的施工质量。

关键词：水泥掺量;水泥搅拌桩;搅拌次数

1  工程概况

本文所研究的项目为帕德玛大桥连接线，该项目主要位于孟加拉中西部，该连接线为孟加拉东西部客货运重要走廊。该项目铁路线从现有的Dhaka车站出发，途径经过 Mawa、在建的帕德玛桥以及既有Bhanga，终点站为Jessore，新建线路主要包括辛齐亚支线和邦嘎直线，项目全长约为168.8km。

2  水泥搅拌桩的主要施工内容

2.1  对场地进行平整

施工前施工人员应先对场地进行平整处理，保证地面的平整度，便于在成桩过程中水泥搅拌机的移动。

2.2  桩位放样

在放样时应以控制网为基准点，沿着路基的横断面使用RTK技术对端头两个桩位进行放样，其他桩位则应使用钢尺和线绳以图纸为依据进行准确定位。

2.3  钻机定位

以放样点为依据进行钻机定位，纵横向移动桩机使其到达指定位置，并以四周其他桩位中心为基础，对水泥搅拌桩的钻头进行定位。定位完成后，为了检查水泥搅拌机的钻杆的垂直度，施工人员应该借助铅锤对其進行检查，使桩机的主轴倾斜度维持在1%以内。除此之外，施工人员还可以全站仪对其偏差值进行检查。

2.4  浆液配置

该项目水泥搅拌桩中所使用的水泥为 OPC42.5，水泥含量为12%，水灰比范围为0.45～0.55，水泥掺量为50kg/m。在进行施工时，技术人员可以以不同地段的天然孔隙及含水量为依据对水灰比进行调整。在水泥浆搅拌机工作时，施工人员应该保障每次搅拌的时间不低于3min，制备过程中应不断进行搅拌，当水泥浆制备完成后，施工人员应立即将其倒入储浆桶中，水泥浆的储存时间不应超过2h。

2.5  水泥搅拌桩施工

该项目所采用的水泥搅拌桩施工工艺为四搅二喷工艺，以四搅二喷工艺为基础，对搅拌桩的施工过程进行描述，主要如下。

（1）下沉钻杆钻进：当上述工作完成后，施工人员应启动搅拌机，将搅拌机的速度控制在0.5m/min～0.8m/min，使其沿着导向架下沉达到设计深度。如果在下沉过程中有较大的阻力，为了降低阻力，可将速度调到低档。

（2）提升喷浆搅拌：搅拌头达到设计深度的时候，施工人员应反转搅拌头，并对搅拌速度进行控制，使搅拌转数控制在40转/min～60转/min;一边喷浆一边进行搅拌，使其提升，与此同时，应将速度控制在0.4m/min～0.7m/min，喷出的水泥液体量应超过总量的一半，喷浆管道压力范围为0.4MPa～0.6MPa，使土和水泥浆液充分融合搅拌。

（3）下降喷浆搅拌：上提喷浆到达规定位置处时，再重新进行喷浆和搅拌，将下沉速度范围控制在0.4m/min～0.7m/min，且应控制管道的压力不超过0.4MPa，保持下沉的连续性，到达桩底后立即停止钻进，与此同时，喷出的水泥液体量应超过总量的 30%。

（4）复搅提杆出孔：下沉搅拌喷浆完成后，施工人员应进行复搅，转数控制在40转/min～60转/min，提杆速度范围控制在0.4m/min～0.7m/min，管道压力不应超过0.2MPa。

（5）搅拌时需注意的问题。①搅拌桩机的成桩法应为直线桩位成桩法，先沿着纵向前进，一排桩施工完成后，再横向进行施工。②为了使水泥搅拌桩的成桩质量得到保障，当搅拌到桩底或桩顶的时候，应使水泥搅拌机保持旋转30s以上，不得提升或下沉，通常成桩时间应大于40min。③水泥搅拌桩位于浸水区域时，施工人员应使用淑君砂对其进行填筑，使其到达水泥搅拌桩桩顶0.5m以上或者到达水面0.5m以上，再进行水泥搅拌桩的施工。④对比施工图，如果发现现场的地质、标高以及位置不符合要求时，施工人员应通知设计人员，对现场进行重新勘测，以现场实际情况为依据，对其设计联系单进行变更。

2.6  平整桩间土

完成水泥搅拌桩的施工后，施工人员应对桩顶上的土进行清除，并平整桩间土。如果桩间土的标高低于桩顶标高时，施工人员可使用疏浚砂对其进行填筑。为了防止水泥搅拌桩桩间土不平整或者水泥搅拌桩桩顶不平整，施工人员应将厚度为100mm～200mm的疏浚砂填筑在水泥搅拌桩和土工布之间，并对其进行碾压，防止出现土工布不平整或破裂的现象。

3 实验过程

3.1  试桩方案

该工程的试桩编制专项方案符合要求，且在各参与方的监督下进行试桩施工，两搅两喷50kg/m和40kg/m的试验桩各10根，四搅二喷50kg/m和40kg/m的试验桩各15根，共50根试验桩。当试验桩龄期到28d时，施工人员应采用钻芯法、标准贯入法进行检验，并对试桩总结报告进行完善，便于后期施工。

3.2  试桩目的

（1）对水泥搅拌桩水泥掺量进行确定。

（2）对水泥搅拌桩施工工艺（两搅两喷、四搅二喷）进行确定。

（3）对水泥搅拌机搅拌转速、单根桩施工时长以及喷浆提升速度进行确定。

（4）对水泥搅拌桩质量检测标准和方法进行确定。

3.3  技术参数

试桩路线桩号从Ch.0+000开始到Ch.0+120截至，水泥搅拌桩的所采用水泥为 OPC42.5，水泥含量为12%，水灰比范围为0.45～0.55，设计水泥掺量为50kg/m。

3.4  钻芯法、标准贯入法试验过程

对试验水泥搅拌桩进行分组，分别进行标准贯入试验和钻芯法检测，对结果进行汇总并形成相应的结果通知单，技术人员应以检测结果为基础，对数据进行标准贯入试验和统计分析。

通过对检测报告进行分析可以了解标准贯入法的贯入击数、水泥掺量以及施工工艺之间的关系：对四搅二喷、水泥量为40kg / m的搅拌桩进行分析可知，其平均击数为30.76次;对四搅二喷、水泥量为50kg/m的搅拌桩进行分析可知，其平均击数为33.42次;对两搅两喷、水泥量为40kg/m的搅拌桩进行分析可知，其平均击数为27.28次;对两搅两喷、水泥量为50kg/m的搅拌进行分析可知，其桩平均击数为29.90次。

对检测报告进行分析和总结，可知转身混凝土强度代表值、水泥掺量以及施工工艺之间的关系，对四搅二喷、水泥量为40kg/m的搅拌桩进行分析可知，其平均强度为6.9MPa;对四搅二喷、水泥量为50kg/m的搅拌桩进行分析可知，其平均强度为8.4MPa;对两搅两喷、水泥量为40kg /m的搅拌桩进行分析可知，其平均强度为5.4MPa;对两搅两喷、水泥量为50kg/m的搅拌进行分析可知，其平均强度为7.8MPa，均符合要求。

4  结语

本文对水泥搅拌桩的施工过程进行介绍，再以此为基础进行试验，通过对帕德玛大桥连接线进行试验可知，从搅拌次数看，随着搅拌次数的增加，质量则越稳定，但是如果搅拌次数过多则会影响施工进度，因此为了保障其经济型和质量，施工人员应通过试桩对最终参数进行确定。

参考文献：

[1] 王驰，徐永福.路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究[J].岩土工程学报，2013（5）.

[2] 傅日华，向晋举.水泥砂桨搅拌桩在软基处理中的应用[J].交通科技，2011（1）：65～67.