水泥深层搅拌桩施工工艺及质量控制探究欧阳宪

欧阳宪

摘要：本文结合笔者的工作实践，就柳州港观塘作业区一期工程基础加固中采用水泥深层搅拌桩施工工艺及质量控制进行了深入地分析，主要从施工中设计参数及要求、试桩、施工工艺流程、施工控制、质量检验等几个方面进行了论述，以供读者参考。

关键词：水泥搅拌桩；基础加固；施工工艺；质量控制

水泥搅拌桩在地基加固处理工程中得到了广泛应用，它主要是以水泥为固化剂，采用搅拌机械将软土强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有水稳定性的优质地基。这种方法对于软土地基的处理效果显著，且施工速度快、无噪音、无污染。下面结合工程实例，就水泥深层搅拌桩施工工艺及质量控制进行探讨。

1工程概况

柳州港观塘作业区一期工程采用高桩桁架式结构，码头前沿岸线长496.84m，建设2000t级集装箱船泊位5个，兼顾停泊3000t级干散货船。码头接岸部分采用C25砼衡重式挡土墙，根据岸坡稳定计算结果，需对挡墙基础进行加固处理。挡墙基础加固采用直径600mm深层水泥搅拌桩，桩心间距1m，成梅花形布置。

2地质条件

据钻探揭示本码头水工建筑物区域地层由上至下为：素填土、淤泥质土、卵石、粉质粘土、粉土、碎石、强风化砾岩、中风化砾岩。水泥搅拌桩除桩号K0+000～K0+127m范围外的水泥搅拌桩底进入④1层不小于3.0m或④2层顶面，若无④1层和④2层，则搅拌桩底至强风化岩顶面。桩号K0+000～K0+127m范围内若水泥搅拌桩范围的④1层和④2层顶高程高于72.50m，则桩底进入④1层不小于3.0m，进入至④2层顶面，若无④1层和④2层，且强风化岩层顶高程高于72.50m时，则桩底进入至强风化岩层顶面，其余地质条件下水泥搅拌桩桩底高程至高程72.50m。

3参数设计及要求

（1）水泥掺入量：水泥掺入比为20％，90天龄期时，水泥桩粘聚力C值要求≥270kPa，内摩擦角φ要求≥32°。水泥搅拌桩固化剂采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。

（2）桩径：设计水泥搅拌桩直径为600mm。

（3）桩长：横向加固宽度在桩号K上+050～K0+000m范围为6.6m，K0+000～K0+247、K0+347～K0+430m范围为10.6m，K0+247～K0+297m范围为12.6m，K0+297～K0+347m范围为14.6m。

（5）试验检测：水泥桩要抽取不少于总数0.5％的桩进行轻型动力触探检查桩身均匀性并钻芯取样做三轴剪切试验。

4试桩

（1）水泥搅拌桩生产性试验主要内容包括加固搅拌的送浆方式、拌合体的强度和均匀性、拌合土桩的搭接质量和拌合设备系统工作的稳定性等试验，钻孔取芯不宜少于4根。现场生产性试验应在加固工程开工前90天内完成。

（2）深层搅拌桩施工是用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也超高。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。

5施工工艺流程

施工工艺主要是：先在地面把水泥制成水泥浆，然后送至地下与地基土搅和，待其固化后，使地基土的物理力学性能得到加强，达到改良地基的目的。

6施工工艺

（1）为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。

（2）水泥搅拌桩施工采用四喷二搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。

（3）为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。

（4）在搅拌桩施工过程中采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。长期使用证明，“叶缘喷浆”搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。

（5）施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

7施工中质量控制

7.1事前控制

（1）搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。

（2）水泥搅拌桩应采用合格的水泥。使用前，承包人应将水泥的样品送检，合格后方可使用。

（3）水泥搅拌桩施工机械必须具备良好的稳定性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。

7.2事中控制

（1）确定技术参数和施工工艺，做好试验桩。在各试验点现场，按照设计要求、复核地质实际情况，以确定桩长，试验桩不少于5根，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。

（2）桩位及桩高程的控制

①桩位。施工前由施工单位在桩中心插桩位标，由测量监理校核。要求桩位偏差不大于50cm。②桩顶、桩底高程。要求桩底高程超深10cm以上，桩顶高程超高20cm以上。③桩深垂直度。要求桩身垂直度偏差不超过1.5%。

（3）水泥掺量及浆液控制

①桩身水泥掺量。每根桩的水泥掺量是保证质量的关键因素之一，为了加强控制，可采取总量控制法，计算分析每一工作台班每一延米的平均水泥用量及平均工作效率。②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。

7.3事后控制

（1）施工过程的质量检测

监理随时检查施工记录，并对照施工工艺对水泥搅拌桩进行质量评定。对于不合格的工程桩，应根据位置、数量等具体情况，分别采取补桩或加强附近工程桩等措施。

（2）水泥搅拌桩单元工程验收

①水泥搅拌桩单元工程施工完成后，施工单位应在自检合格的基础上申请单元工程验收。该验收为联合验收，参加验收的单位包括施工、设计、监理、业主，监理单位为组织单位。②施工单位应为单元工程验收准备好施工布孔图、施工原始记录、搅拌桩检测资料、单元工程隐蔽验收签证、单元工程质量评定表等资料，验收前搅拌桩基础要清理桩顶高程以下0.5m的桩间土，露出完整的桩头。

8结束语

综上所述，使用水泥搅拌桩进行地基加固处理，可以使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用，水泥搅拌桩加固处理软土地基后，不仅能够提高地基承载力，而且可以减少沉降变形。

为了确保搅拌桩的稳定性，应严格掌握好施工工艺，加强施工中各个环节的质量控制，这样才能确保水泥搅拌桩的成桩质量。

参考文献：

[1]朱永清.复杂环境条件下深基坑综合支护技术的应用[J].施工技术，2011（7）．

[2]王銮学.某17m深基坑工程综合支护技术[J].施工技术，2011（7）．