双向水泥搅拌桩施工工艺体会

曾子锐

摘要：本文结合做过的实际项目案例，根据双向水泥搅拌桩在湛江港宝满集装箱码头拆装箱服务区工程（一期）地基处理工程施工中的具体实施和所达到地效果，具体分析了双向水泥搅拌桩的优缺点及施工工艺。

关键词：双向水泥搅拌桩、施工工艺、质量控制、优点、缺点

前言

常规水泥土搅拌桩施工中普遍存在桩体搅拌不均匀、桩体强度水泥浆沿桩体垂直分布不均匀、水泥浆沿钻杆上行冒出地面、桩体下部水泥含量少、搅拌桩有效桩长和有效处理深度小、功效低等问题，这些问题限制了常规水泥土搅拌桩的施工应用。而双向水泥土搅拌桩机的试验研究和工程实践，双向水泥土搅拌桩技术解决长期以来水泥土搅拌桩体应用的技术难题，确保成桩质量。

1.双向水泥搅拌桩的优缺点分析

1.1双向水泥搅拌桩的优点分析

（1）便于管理

由于采用了两喷两搅施工工艺，不需要复搅复喷，降低了人为因素的施工质量的影响。

（2）动力强大

由于采用了双向搅拌桩动力箱体，搅拌时使得土体搅拌更加均匀，形成的桩体均匀密实，强度高，短桩几率低，成桩性明显优于普通水泥搅拌桩。

（3）扰动小

同心双轴的正反向旋转使土体对叶片产生的水平转力相互抵消，降低了转杆的左右揺动，对桩周围的土体扰动减小。

（4）经济性

由于桩身强度大幅度提高，桩间距增大，单位体积的软土地基工程量小，造价降低。

1.2双向水泥搅拌桩的缺点

施工过程中，在土压力、孔隙压力、喷浆压力以及搅拌叶片旋转力的作用下，造成搅拌桩筒体内压力增大，水泥浆沿转杆上冒出甚至溢出地表，无法就地搅拌，导致桩身上部水泥含量高及大量水泥的浪费。所以设计桩顶标高时，预留20～50cm的空桩长度，主要是可以减少水泥浆的浪费和有利于环保。

2实例分析双向水泥搅拌桩施工工艺

2.1工程概况

湛江港宝满集装箱码头拆装箱服务区工程（一期）地基处理工程，施工范围：地基处理P4～P5边界（即靠近电缆沟侧），打设三排水泥搅拌桩，加固软土层。地质情况由上至下为砂、淤泥、粉质粘土、粘土。水泥搅拌桩地基处理总面积为639m2、1983m2、1936m2。桩径为60cm、80cm间距为1.2～1.34m.水泥搅拌桩喷浆桩顶标高为+5.8m，P4～J1桩底标高为-6.2m，J1～P5桩底标高为-10.6m。采用加强型大扭矩钻机，最大功率为65KW。

2.2双向水泥搅拌桩施工工艺

双向水泥搅拌桩是指利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在软土地基深处，就地将软土和固化剂还有外加剂强制搅拌，由固化剂和软土之间产生一系列的物理，化学反应，形成的具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体，从而提高软土地基的承载力，减少地基的沉降。搅拌桩施工前，应根据现场实际情况，进行试桩，取得各种机械参数，确保施工质量。

（1）场地整平

双向水泥搅拌桩是对软基处理的一种改良水泥土搅拌桩。场地整平前一定要把地表的耕植土清除干净，然后测量高程，根据设计图纸上的桩顶标高确定填土（砂）高度。填土（砂）高度要比设计桩顶标高高约20cm。高于设计标高主要是可以减少水泥浆的浪费和有利于环保。回填的土以粘土为主，换填土中不能有块石，块石容易使搅拌桩机打钻或卡钻。换填完成后，要把场地碾压，为钻机行走提供方便。场地整平时一定要做好排水，在场地四周挖排水沟。根据地形设置坡度保证场地不积水。

（2）测量放线

场地整平以后，测量放线。水泥搅拌桩区域一般为不规则的，放样时一定要把中线、左右边线、搅拌桩打桩区域的转折点放出来，做为控制桩。

（3）布桩

采用整体布桩，先将布桩区域框出来，然后将两控制桩的中线桩布出来，在按设计要求进行布桩，布桩时要用钢尺拉出每一行的总长度在钢尺上找出对应的点，这样可以减少累积误差。

（4）成桩试验

压浆泵：双向水泥搅拌桩必须采用砂浆泵，本施工采用的是最大压浆压力为5Mpa，共有四个档位。压浆泵压力由一档调到四档，在二档时每分钟压浆量约为28L，满足设计要求。

下钻速度：本施工采用的钻机为加强型大扭矩搅拌机主机额定功率为65KW，调速采用的电子调速表，根据现场用秒表记时确定为：转速约为300转每分下降0.25米，转速约为300转每分上升0.25米，所以初定为下钻速度为300转，提钻速度为300转。

钻头直径：设计要求钻头直径为60cm±1cm。现场量取钻头直径为60.5cm满足设计要求。

水泥浆：设计要求水泥浆粘度为18s，经现场测定水泥浆粘度为18s满足设计要求。

先把压浆泵调到二档，下钻速度控制在400转，提钻速度为300转，达到持力层时钻头在桩底停留30s再提钻。每米水泥用量为87ＫＧ，满足了设计要求。28天后强度检测，强度为0.6Mpa，达到设计要求。

2.3质量控制

（1）垂直度的控制

用两个铅锤来控制。在钻杆架上吊一根不小于3米的铅垂线，在钻杆架中线方向划一标记，只要钻杆上的铅锤与标记线重合说明钻机的左右垂直。只要钻杆架与铅垂线最下端小于3厘米说明钻机前后垂直了（垂直度的偏差值为1%）。

（2）对中的控制

焊一根钢筋位于钻机侧面并与钻杆三维垂直的方向，从钻杆中心线量出2.4米，两边各挂两铅锤，只要铅锤能对中外面一排桩时说明里面一排桩也就对中了（但前提是钻机必须和桩的排在一条直线上并且桩成正三角形布置桩间距为1.2米）。

（3）水泥浆的控制

搅拌罐体积为0.5m3,经计算所得：需加海螺P.O42.5水泥9.7包，通过搅拌机搅拌，搅拌时间要大于4分钟。将一次搅拌罐搅拌后的水泥浆倒入二次搅拌桶内，测试水泥浆比重或粘度。水泥搅拌桩中，水泥浆比重大于1.8时就满足设计要求。粘度只要在16－18Ｓ时也满足设计要求。在一些情况下，凭经验也可以大致确定水泥浆比重。用手指在拌灰罐里蘸一下，再摔一下，如果看不到指甲与指头交接的地方时说明浆可以了。

（4）持力层的控制

水泥搅拌桩控制的主要一项就是必须达到持力层，控制达到持力层的一个重要指标就是电流表的电流值。在该处地质上覆盖软质粘土、松软土、粉质粘土，在该地质条件下：钻机初始下钻时的电流一般是20A－25A，当电流表显示达到80A时钻机开始抖动，就认为达到持力层了。不过这也要结合设计桩长，桩底标高进行对比，如果是钻机钻入的标高与设计桩底标高差不多时就可以认为达到持力层了，如果和设计偏差太远就应该检查了。桩长的控制除了看刻度盘上的记录还要在钻机钻杆架上由动力箱顶面向下每50cm作好标记，便于监管。

（5）每日水泥台账的记录

每日水泥台账的记录能综合的反应出双向水泥浆搅拌桩成桩质量。水泥台账的记录包括：水泥进场量、设计桩长、打桩根数、总延米数、水泥用量、水泥剩余、备注。其中水泥用量可以真实的反应出当天的桩体水泥平均每延米用量。水泥用量的计算为：

水泥用量＝水泥进场量－水泥剩余量

水泥进场量每天由现场施工员记录。

清点水泥袋点出来的水泥用量与计算出来的水泥用量相同说明正常，如发现消耗的水泥袋小于计算出来的，说明用料不足。

打桩根数：打一个桩长为12米的桩用时包括移机时间48分钟，一天一台机工作16小时，一天能打20根桩。用这个根数可以控制总体钻机的下钻速度，提钻速度，间接地可以控制下钻深度。每天在备注一栏记录钻机工作时间，在工作时间里卡死打桩根数，这样，由人为因素引起的质量问题基本上就控制了。

3结语

采用双向水泥土搅拌桩技术，解决了长期以来水泥土搅拌桩应用中的难题，可确保成桩质量，提高成桩功效。在软基处理领域具有广阔的应用前景，该技术易于掌握和推广，在市政道路等软土路基处理中极具推广价值。