水泥搅拌桩施工技术及现场施工管理探究

2020-12-02付鹏

商品与质量 2020年20期

付鹏

珠海君豪岩土科技有限公司广东珠海 519000

水泥搅拌桩法是一种利用原状土资源，通过与水泥主剂进行充分搅拌发生一系列物理化学反应，从而改善土层条件的一项新技术，该法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、黏性土、素填土及无流动地下水的松散砂土，且效果显著。根据施工方法的不同分为干法和湿法,前者是水泥浆和地基土搅拌，后者是水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。该工法因其施工绿色无污染、无噪声、无振动、速度快、造价低而被广泛采用。本文将从设计、施工两方面做简要分析、论述，希望能从中给施工人员带来一定有效参考。

1 水泥搅拌桩工法设计

水泥搅拌桩法的工作原理是用高压将浆液固化剂喷入被加固的软土中，凭借机械上特制的钻头叶片旋转，使固化剂与原位软土就地强制搅拌混合，形成整体性好、稳性强和承载力高的桩体。根据工程项目设计需要，水泥搅拌桩法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载力的复合地基、基坑工程维护挡墙、被动区加固、防渗帷幕等，设计时可根据不同地层地基土及设计要求灵活选用固化剂及配比，可采用柱状、壁状、格栅状及块状等加固形式。按施工设备及方法的不同分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。相比之下，三轴搅拌桩机械自动化系统较高，施工工效及成桩质量高，一般在深基坑设计中被广泛采用。水泥搅拌桩法设计应用时应综合使用功能、可行性、加固效果、成本及工期综合比选，并就桩长、桩径、水灰比、搅拌提升速度、水泥参量、施工工艺等关键参数予以明确[1]。

2 水泥搅拌桩施工技术及现场施工探究

本文将结合多个搅拌桩施工项目管理经验，就施工中常见的重难点及处理措施论述如下：

一是施工水灰比控制；单次搅浆容量必须根据搅浆桶容量来定，如搅浆桶总容量为600L，则每桶有效的搅浆量可取总容量的2/3,即400L，由此即可反算出水泥及水的质量，每桶用水量可由流量表或桶内标记来严控，水泥用量可由电子秤控制；成品水泥浆及检测必须坚持每桶必检的原则，检测方法可用比重秤称量或比重计直接量测；施工过程中应充分利用包括深度计、流量计、各种压力表、电压表等各种检测仪器仪表，同时浆液储量应不少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工。二是垂直度管控；常规垂直度管控方法是十字线锤法，方便实用，但往往会忽视一潜在隐患，因桩型，桩长、桩顶标高、空搅深度及场地标高等都不一样，涉及目的也不同，施工现场为了加快进度，钻杆的长度都会按照最大入土深度配置，但在后期用同规格长度的长钻杆施工短桩时明显会出现扰度较大的情况，极大的影响了桩间的搭接。三是钻头、线路及搅拌提速控制；对输浆管路要经常检查，不得漏浆及堵塞，管道长度不应大于60m，对使用的钻头要定期检查，其直径磨耗量不得大于1cm，但也不宜大于设计桩径30mm，以免影响桩身成型质量。搅拌下沉及提升速度对搅拌桩的质量影响巨大，搅拌桩钻头在旋转下沉及提升过程中形成的轨迹为柱状螺旋线，类似弹簧，而下沉与提升速度的快慢影响着螺旋线的间距，速度越快，间距越大，夹心层越厚，搅拌越不均匀；速度越慢，间距越小，夹心层越薄，搅拌越均匀，成桩质量越好；按照现场实际使用经验结合规范要求，对于常规地层的搅拌下沉速度控制在1米/分钟，搅拌提升速度控制在0.5米/分钟较为合理，且成桩质量有保障，不同地层搅拌速度不同，可根据试桩情况进行调整[2]。四是施工顺序管控；对于排桩加止水的设计方案，如果排桩为灌注桩，则宜先施工止水搅拌桩，再施工排桩灌注桩，这样以避免灌注桩的扩大头对止水桩造成影响导致无法成桩；如排桩为管桩，则宜先施工管桩，再施工止水搅拌桩，避免管桩的施工挤土效应对搅拌桩的负面影响；在一个区域内，应先打设路基两侧及该处理段两头的桩，以形成一个封闭的区域，再逐渐往中心打设，有利于整体的成桩质量和软基处理效果；五是冷缝处理；其指相邻水泥土搅拌桩施工间歇超过24小时，未形成“套接”及“搭接”的有效组接形式；其原因可能是遇到深层障碍物、机械故障或停电等；可采取在冷缝处补做搅拌桩或旋喷桩等技术措施。六是冒浆控制；搅拌桩钻进或提升过程中水泥土浆液面未与孔口保持水平，水泥土浆液溢出较多；主要原因是施工工艺选择不当或地层粘结力强，不易拌合均匀，搅拌过程中易产生裹钻；有些土层虽易拌合，但由于上复压力较大，持浆能力差，也易冒浆；所以在施工过程中，首先要对不同土层选择合适的工艺；其次，搅拌桩机沉入前，要注水湿润钻头，地表为粘土时，可掺入适当砂子，降低粘度；七是钻进困难；施工过程如遇预搅下沉困难，电流值高、电机跳闸，电压较低；极大可能遇到硬层、大石块或树根等障碍物，使得阻力太大；此时可采取调高电压、适量冲水下沉或开挖排除障碍的方法来解决处理；若搅拌桩机下沉不到预定高度，但电流值又不高，可能是土质太粘、搅拌桩机自重不够的原因，可采取加设反压装置或增加搅拌桩机自重的方法解决；八是SMW工法施工管控；如设计搅拌桩底与型钢底标高位于同一位置，强烈建议与设计沟通变更，因为从施工经验来看，此时后插型钢很难达到设计预定位置，建议加长搅拌桩长，使得搅拌桩底较型钢底低1-1.5米；另外，型钢顶标高应控制在高于冠梁顶至少0.5米位置，型钢间冠梁混凝土必须振捣密实，且转交处的型钢间距必须考虑起拔时的有效作业面宽度（0.4米），其目的均是为了满足后期型钢起拔[3]。