单轴双向水泥搅拌桩施工工艺改良

车晓天

【摘要】水泥搅拌法是目前十分普遍的施工方法，被广泛应用到交通工程和土木工程的地基处理这一环节中，这主要是由于水泥搅拌法比起其他的施工方法有着巨大的优势，其主要优点有施工工艺简单、施工造价不高、对周围环境影响小等。但在大量的实际施工过程中，水泥搅拌法仍暴露出一些不足之处，需要我们采用一定的措施加以解决。本文将主要分析单轴双向水泥搅拌桩施工工艺，结合这以往的施工经验找出其中的不足，并加以改良。

【关键词】单轴双向水泥搅拌桩；施工工艺；技术改良

随着我国社会的进步和经济的发展，越来越多的建筑工程在全国各地开展建设中，这其中应用到了许多新的技术和手段。水泥搅拌桩是在土木工程和交通工程地基处理中最常用的施工方法，随着应用越来越多，该方法也暴露出许多问题，比如强度增长慢、隐蔽工程现场质量控制管难度大等，存在着不小的改良空间。本文将结合具体的施工案例对此进行分析研究。

1、工程概况

某市道路工程包括主线高架桥、地面道路和跨线桥等部分，该道路工程包含G2高速拼宽段和地面道路联络通道。其中高速拼宽段工程长度约为1.96KM。路基拼宽段高度为3米，综合考虑之后决定采用水泥搅拌桩加固方案。

水泥搅拌桩采用湿喷法，单轴双向搅拌，总桩数19535根，Φ700mm，正三角形布置，桩间距2m，处理深度18～20m，采用强度等级P.O32.5水泥，设计水泥掺入量100kg/m。原设计水灰比0.6，水泥土室内试验28d无侧限抗压强度为R28，大于等于1.0MPa。

2、水泥搅拌桩施工特点及难点

水泥搅拌桩加固采用的水泥量较少，水泥的水化反应的环境不理想，主要是在土的包围下产生的，这对凝结速度产生了一定的影响，导致凝结速度要远比混凝土凝结速度缓慢，无侧限抗压强度增长慢，这对施工周期造成了不小的影响，要满足设计强度的要求至少需要28天。此外，水泥搅拌桩大面积施工时，浆液的水灰比受多种因素的影响难以精确控制，因此施工质量很难保证。

3、单轴双向水泥搅拌桩施工技术

3.1水灰比的确定

水灰比是水和水泥按质量计算的比率，一般规范要求的水灰比在0.45～0.60之间。使用P.O32.5水泥施工时，按设计或工艺试验确定的水灰比在拌浆桶中进行标准拌制。

本工程为加快水泥搅拌桩强度增长，缩短搅拌桩养护时间，对其配合比进行优化，原则是以不改变每延米水泥用量为前提，与设计商议将水灰比0.6改为0.4，通过降低水的用量来加快水泥凝结硬化，缩短水泥搅拌桩龄期。

3.2浆液拌和试验

先在拌浆桶中加入500kg水泥和200kg清水，并用强制拌和机进行拌和，拌和完成后，发现浆液非常稠，甚至出现了一定比例的水泥结块漂浮在浆液表面，其主要原因是浆液中清水用量减少，大大增加了拌和的难度，拌和情况非常不理想，这种浆液是无法作为原料压入基底的。

项目部对拌和情况进行分析，考虑从两个角度改善水泥浆拌和效果，第一，优化配合比。第二，提高拌和机电机转速，原叶片旋转速度为60r/min，改良后叶片转速为80r/min，改善了水泥浆拌和效果。

3.3浆液预压试验

针对拌和试验后采取的2项优化措施，拌和后的水泥浆流动性明显提高，拌和达到预期效果，故开始对浆液进行预压，本次预压在地面上操作，根据水泥浆射出距离确定压浆效果。试验发现0.4水灰比的浆液虽然已经达到了高流态，但是由于其相对密度较大，传统的0.2MPa的压浆机虽能将浆液压出，但是水头较小，压出的水泥浆量非常小，且不连续。

根据这一情况，项目部对压浆设备进行跟换，将原先0.2MPa压浆机改为自制最大压力值2MPa压浆机，现场实际操作压力值控制在1.46MPa，压浆量与提升速度相匹配，并根据压浆机的压力值跟换相应的压浆管及接头，确保管道接头位置的抗压及密封性能。

4、关键施工技术

4.1单轴双向水泥搅拌桩施工技术（二搅一喷一停）

深层搅拌桩的施工工序为：深层搅拌机定位→预拌下沉→制配水泥浆→喷浆搅拌、提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。

施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳挂在起重机上，用输浆胶管将储料罐砂浆泵与深层搅拌机接通，开动电动机，搅拌机叶片相向而转，借设备自重，沉至要求加固深度，再均匀速度提起搅拌机，与此同时开动砂浆泵将砂浆从深层搅拌桩中心管不断压入土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直到提至地面，即完成一次搅拌过程。

4.2搅拌桩每延米水泥用量控制

施工过程中，每台施工机械都要按要求配备电脑记录仪，并且现场要配备水泥浆密度测定仪，对施工进度进行实时监控反馈，防止桩体每米参合量以及水泥浆用量无法达到设计要求，从而影响到施工质量。

4.3水泥搅拌桩搅拌速度

水泥搅拌桩的下钻速度一般要控制在0.38～0.75m/min的速率，结合这工程的实际状况，参考所采用设备的自身特点，工程中下钻速度控制在0.6m/min的速率

5.施工安全防护措施

施工安全是整个工程顺利进行的重要前提和保障，应对现场的施工人员加大安全宣传并制定一系列安全规则。

5.1施工人员进入施工现场必须要佩戴安全帽，无论天气如何炎热绝不能穿拖鞋短裤进行施工，并且在施工过程中要保持严谨的工作态度，不允许出现嬉戏打闹等情况。

5.2施工现场的电力线路和用电设备一定要由持有相关证书的电工进行安装，其他人员不能乱搭乱接。各种设备的操作人员要有过硬的技术和严谨的态度，要进行定期检查保养，发现问题要及时维修解决。

6、结束语

水泥搅拌桩是目前十分流行的施工方法，对于软基的处理有着极大的技术优势，因此被广泛应用到土木工程和交通工程的施工中，对整个工程的质量有着十分重大的影响，这要求我们在以后的施工过程中，一定要严格按照水泥搅拌桩施工工艺进行施工，并结合着以往的经验对该工艺进行改良，以满足以后的施工需要。

参考文献：

[1]李莉.水泥搅拌桩对高含水量和高塑性指数软土的加固效果研究及其应用[J].土工基础.2005（4）：64-66.

[2]叶观宝，杨晓明，徐超.水泥土桩复合地基承载力的载荷试验研究[J].结构工程师.2005（3）：64-67.