水泥搅拌桩施工技术

水泥搅拌桩施工技术

梁雄宇

中交四航局第一工程有限公司广东广州510310

摘要：水泥搅拌桩广泛应用在软弱土层地基加固处理中，其基本原理是利用水泥与土产生化学作用，从而提高地基承载力。本文介绍了水泥搅拌桩的现场施工技术，分析、探讨施工中需要解决的问题，对施工质量控制有一定作用。

关键词：水泥搅拌桩；施工技术；施工管理

1引言

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过深层搅拌机械，在地基深部将软土和固化剂拌和，使到软土硬结，从而提高地基强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可有效提高承载力，该工艺广泛适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土质等软弱土层。

水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，但水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度，但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。本文仅介绍湿法施工技术。

水泥搅拌桩已经大量应用到工程中去，为有效地控制水泥搅拌桩的施工质量，确保软基处理效果，撰写本文对指导施工有一定作用。

2工程概况

鹤山市十一号街（鹤山大道-砚江河）工程，位于广东省鹤山市，道路等级为城市次干路，设计车速40km/h，在路基桩号K0+500～K0+817.385范围内，采用水泥搅拌复合地基处理。水泥搅拌桩按正三角形布置，桩间距1.5m。其中，K0+500～K0+616段水泥搅拌桩长15m，K0+616～K0+817.385段水泥搅拌桩长20m。水泥搅拌桩桩径为50cm，水泥掺入量为70kg/m，水灰比0.5，采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。水泥搅拌桩采用四搅四喷工艺施工，提升和下沉速度小于0.8m/min。

3施工工艺及方法

3.1、整体施工顺序

施工准备→搅拌机具就位→制备水泥浆→预搅拌喷浆下沉→提升喷浆搅拌→重复上、下搅拌喷浆→清洗移位→下一桩施工。

3.2、施工准备

水泥搅拌桩施工主要使用的机械包括：深层单轴水泥搅拌桩机、灰浆搅拌机、灰浆泵、计量装置、比重计。

施工前，使用机械平整场地，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，然后压路机压实至整平标高，为保证有效桩长，整平标高比桩顶标高高出30～50cm。同时，施工段的四周开挖50*50的排水沟，做好临时排水设施。

3.3、桩机就位

先根据桩位设计平面图进行测量放线，定出每一个桩位，然后用吊机将水泥搅拌桩机吊到指定位置，对准桩位，保持起吊架垂直，安装就位。

水泥搅拌桩机就位后，用水平仪抄平机架，通过底座支垫调节调整水平，安装塔身和钻杆，调整钻杆与地面垂直，用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，垂直度容许偏差不大于1%。在桩旁的机架侧面安装深度刻度盘，通过刻度盘控制钻进深度，并在操作台安装流量计，控制浆液流量。

3.4、配制水泥浆

桩机就位并调试正常运转后，开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，将水及水泥放入搅拌桶中，并启动搅拌桶开始搅拌，配置好的浆液过筛后放入集浆池中，待浆液静止后，使用比重计测量水泥浆液比重，实测得水泥浆液比重为1.81kg/m3。

浆液制备过程中安排专职试验员现场监督施工，配置的浆液不得离析，供浆连续，并且记录泵送浆液时间。

每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。集浆池内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

3.5、搅拌喷浆下沉及提升

（1）、搅拌下沉喷浆：启动搅拌机后缓慢放松起吊钢丝绳，使钻杆沿导向架边搅拌边切土下沉，下沉速度由电机电流监测表控制，保证工作电流不大于额定电流。施工过程中应严格控制搅拌时的下沉和提升速度，提升或下沉速度不得超过0.8m/min，以保证加固范围内每一次深度均得到充分搅拌。注浆压力保持在0.4～0.6MPa，在硬地层应加大活塞频率增加压浆压力，软底层减小活塞频率减少压浆压力，保持每米设计压浆量，均匀压浆，钻到设计桩底，完成一搅一喷。

（2）、水泥搅拌桩喷浆搅拌下沉至设计深度后，停留30S后以匀速提升、喷浆，同时控制好提升速度，均匀喷浆，连续进行。当深层单搅拌轴机提升至地面以下1m时，应慢速提升和旋转，即将出地面时，应停止提升，喷浆搅拌10～20s，以保证桩头密实。

3.6、重复搅拌喷浆下沉及提升

重复搅拌：为使软土与水泥浆搅拌均匀，在喷浆完成后，再次将深层搅拌机喷浆下沉至设计要求深度，再边搅拌喷浆提升至地面，进行重复搅拌。复搅时离地面100cm段采用慢喷慢搅，避免浆液上冒。技术员检查计算水泥用量来判断桩的质量。

单搅拌轴机配置通过标定的流量计，施工时技术员随时检查施工记录，发现不合格桩或异常情况，及时采取补桩措施或汇报总工程师后一起参与处理。

成桩过程中，如因故停浆，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于0.5m。若停机超过3小时，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。

3.7、清洗泵道

搅拌完成后，经现场技术员检查合格，向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，保持清洗干净。清洗后，将钻机移至下一个桩位重复施工，同时对桩头进行处理，达到设计要求。

3.8、移机

当钻杆提出地面，确认成桩符合设计要求后，移机继续下一根桩施工。桩长允许偏差不大于5cm，桩径允许偏差不大于2cm。

横向、纵向移机操作：把钻杆落位放好，机塔和底盘加固稳定，通过自身的调节底座和轨道，向前后左右伸缩，均能移动。

4存在问题及改进措施

总体来说，在施工过程中仍然暴露出了一些问题，或者后续施工中可能出现的问题，需在水泥搅拌桩施工过程中加以改进，详细如下：

（1）、喷浆阻塞：原因是制浆池滤网破损，可能有少量颗粒物进入喷浆管导致堵塞，后面将管拔出，灰浆泵加压通水将颗粒物冲出。后期施工时应改善现场水泥存储环境及时清渣，并时常检查滤网的破损状况，及时更换破损的滤网。

（2）、钻进受阻：原因可能是地下存有以前人工回填的孤石或其它坚硬物体。处理措施：应停机排除障碍或移位，若移位还是不能打到设计桩长，应及时向总工程师和监理汇报，查明情况，并制定处理措施。

（3）、速度失稳：原因是机组人员操作不规范、不熟练。处理措施：做到操作手持证上岗，制定完善明确的责任制并搞好岗前培训，后期对操作不规范的操作人员清退出场。

（4）、喷浆不足：原因可能是输浆管泄漏或输浆管道过长，沿程压力损失大。处理措施：应及时检查、维护管道并选择适当的位置开挖制浆池。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压力。

（5）、桩机倾斜：主要原因是局部场地不平整，下雨天气使部分场地松软，导致桩机不均匀沉降，使机体和钻杆倾斜。大面积施工前应用平地机平整场地并压实，施工平台四周挖好排水沟，并在适当位置开挖集浆池，将返浆引入集浆池中及时抽走。施工班组应提前准备充足的方木，移机前先垫好方木，尽量较少机体倾斜。

（6）、断桩：成桩过程中，如因故停浆，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于0.5m。若停机超过3小时，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。施工时技术员随时检查施工记录，发现不合格桩或异常情况，及时采取补桩措施或汇报总工程师及监理后一起参与处理。

（7）、冒浆严重：产生原因可能是粘土颗粒之间粘结力强，不易拌合均匀，搅拌过程中易产生抱钻；有些土层不是粘土，容易拌合均匀，但由于上复压力较大，持浆能力差，易冒浆。针对严重冒浆情况，应对不同土层选择合适的工艺。搅拌桩机沉入前，搅拌桩位要注水，使搅拌头湿润，地表为粘土时，可掺入适当砂子，改变土层粘度。也可适当提高钻速，减少冒浆。

5结束语

水泥搅拌桩工艺是一种成熟、有效的处理软弱地基的施工技术，但在整个施工过程中，发现操作人员对于水泥用量和钻进速度一般疏于监控，因此，我们应对这两个方面加强监督，加强检验，方可保证施工质量。