浅析多方位立体搅拌桩施工技术

浅析多方位立体搅拌桩施工技术

杨建华

杭州天恒投资建设管理有限公司310000

摘要：本文结合宁高城际轨道交通二期NG-TA07标多方位搅拌桩施工中的运用，详细介绍了多方位立体搅拌桩施工的控制要点及注意事项，对今后多方位立体搅拌桩施工控制具有一定的指导意义。

关键词：多方位立体搅拌桩；试桩；两喷两搅；

1、工程概况

本工程属于宁高城际轨道车辆基地，整个场区地势较低，为冲积平原，大部分位于养殖塘区。地层由上而下依次为：淤泥及人工填土，厚0.3~1m；其下为全新统可塑黏土层，厚0~2.7m，局部分布软~流塑状粉质黏土，厚0~5m；下为上更新统可~硬塑粉质黏土及残积土，厚6~14m。

本工程共计多方位立体搅拌桩15903根，共计69426延米，桩径0.5米，平均桩长4.4米。

2多方位立体搅拌桩施工原理

水泥搅拌桩是用于加固饱和软黏土地基的一种施工方法，采用水泥作为固化剂，利用特制的双向搅拌机械，在地基下面将软土和水泥固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应，形成水泥土，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。

多方位立体搅拌桩加固原理与普通水泥土搅拌桩相同，只是在常规搅拌桩机水平搅拌叶片上增加竖向搅拌叶片（或在常规搅拌桩机的基础上，增加双向搅拌功能），以实现对水泥土多向全方位的立体搅拌，相对普通搅拌桩，在有效控制了返浆量的同时，搅拌的均匀性也大大提高，明显提高了桩体的强度，增加了有效成桩深度。双向搅拌钻头如图2-1

3施工及技术准备

3.1、技术准备

技术准备工作：全面熟悉多方位立体搅拌桩设计图纸、文件，做好交底工作。组织各部门人员学习和审查施工图纸，领会设计意图，掌握多方位立体搅拌桩的施工工艺及技术参数，复核多方位立体搅拌桩桩顶、桩底标高。布置多方位立体搅拌桩平面布置图，准备好本工程所需主要规程、规范、标准、图集和法规组织所有技术人员认真学习。

材料：根据设计图纸要求，水泥采用海螺牌42.5级普通硅酸盐水泥，其质量、规格应符合设计要求。

水泥土强度试验：施工前应详细了解施工现场的地质情况，选取有代表性的土层位置，钻孔取出一定数量的试样土进行必要的软土物理性质、含水量、有机质含量试验和水泥土配合比强度试验，以验证软土的性质和设计的水泥土(搅拌桩)强度能否达到要求。

3.2、现场施工准备

搅拌桩施工前，备齐施工机械机具和材料，接通电力，施工工人进场，进行需施作喷浆作业地点的地面表皮清除，进行场地平整，桩位放线，一切准备就绪后，方可进行搅拌桩作业。

场地清理整平：施工前，应按技术规范要求进行场地清理。我标段原地面平均高度为7.5米，场地地势低洼，表面为淤泥质粉质粘土，为了保证多方位立体搅拌桩机的正常施工，在清理后的场地上分层回填素土压实至设计桩顶高程，根据设计图纸要求，回填后地基承载力要求不小于120KPa。

测量放样：测量人员按施工设计图，进行搅拌桩桩位、原地面标高等有关测量放样工作，测量放样记录及布桩图等。

设备选用：为满足工程进度和质量要求，根据本工程地质情况，本项目搅拌桩机选用SJB-Ⅱ深层搅拌桩机，UB3.0型注浆泵，共计6套，共计施工时间为3个月。

工艺性试桩：搅拌桩施工前必须进行工艺试桩，以掌握成桩经验及各种操作技术参数。成桩工艺试验桩应满足设计及规范要求。工艺试桩结束后，提交工艺试桩总结报告，经监理工程师审查批准，本工程多方位立体搅拌桩水灰比1:1，每延米水泥掺量65kg。

4、多方位立体搅拌桩施工技术运用

多方位立体搅拌桩采用新工艺新方法工艺采用“二喷二搅”，即下钻搅拌喷浆，提升搅拌喷浆。搅拌机采用正反式旋转搅拌头，少量多次喷浆的方法既可以避免土体堵住钻头处喷浆口，又保证了桩身的均匀性。

4.1、钻机就位

组装架立搅拌桩机。检查主机各部的连接，液压系统、电气系统、粉喷系统各部分安装试调情况及浆罐、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后，方可进行操作。浆罐装满料后，进料口加盖密封。安装钻机时，将钻机对准桩位，调平桩机机身以保证桩的垂直度。

4.2、水泥浆搅拌工艺

水泥浆搅拌应采用二次搅拌工艺（正反循环搅拌头），经工艺试桩所得的泥浆配合比进行拌浆，拌浆时先向注浆池里面注入定量的水；边搅拌注入水泥，搅拌施工后放入二次搅拌筒里面进行二次搅拌。配置浆液时，水要清洁，酸碱适中。

4.3、下沉喷浆

启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导架搅拌切土下沉，速度控制在0.8～1.0m/min，搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷边旋转。钻进喷射过程中经常检查浆液初凝时间喷浆压力及旋转提升速度等参数是否符合规范要求，钻进至设计深度时检查记录电流值做好原始记录。

4.4、提升喷浆

钻进到达设计深度后,为保证土体均匀搅拌，在桩端50cm范围用I档喷浆搅拌30s后，提升喷浆搅拌至桩头,提升喷浆速度控制在≤30cm/min,喷浆压力0.2～0.5Mpa。（桩顶最小桩底最大）。为了保证水泥浆搅拌桩桩底、桩头的质量，在桩底和桩头均要用I档喷浆搅拌30s。

4.5、施工终孔

搅拌桩加固深度终孔条件有三种情况：一是钻孔达到设计深度，同时钻机电流大小达到要求，可以结束钻孔；二是钻孔未达到设计要求，钻机电流大小达到要求，报监理工程师和设计院确认桩已穿透软弱土层到达硬层以下深度满足设计要求，是否停止施工；三是钻孔深度已达到设计要求，钻机电流大小未达到要求，报监理工程师及设计院，根据设计院及监理工程师意见是否终孔。

搅拌桩必须穿透软弱层至硬底，嵌入粉质黏土（硬塑）不小于1m，桩体水泥掺入量符合设计、规范。记录终孔时电流表读数。

4.6、停机移位

将搅拌钻头提升到地面以上，停止主电机，停止空压机，填写施工记录。最后将桩机移到下一个桩位施工。

5、施工质量控制要点

5.1严格控制水泥质量：为保证成桩质量，本项目采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥必须有出厂合格证和品质试验报告单，现场采用水泥罐盛装散装水泥。

5.2灰量控制：不得超过规定值的±5%。

5.3桩径：必须采用相应规格的钻头，因磨损达不到要求时应予更换，一旦发现桩径小于设计要求须按相同置换率在桩边补桩。

5.4为确保压浆时不发生断浆现象，严格控制喷浆和搅拌速度，控制下沉和提升速度。

5.5搅拌桩施工完并达到龄期后，才进行下道工序施工；桩体施工完成一个月并且经验收合格后，方可填筑路堤或施加其他荷载。

5.6由专人负责多方位立体搅拌桩的施工，全过程旁站多方位立体搅拌桩的施工过程。

5.7为保证桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

5.8钻杆长度的确定和标定，钻杆长度的确定和标定是确保有效桩长的核心要素。控制下钻深度能满足有效桩长，要在钻杆上对其下沉的位置须以标定，用红漆来标定以便于操作人员的操作准确和质检人员的检查。

5.9严禁在没有喷浆的情况下进行提升钻头作业，严格控制搅拌时的下沉和提升速度，下沉和提升速度不得超过1.0m/min，以保证加固范围内每一深度都得以充分搅拌，确保桩身强度和均匀性；

5.10施工时采用少量多次喷浆的方法，保证二次搅拌，二次喷浆，搅拌工程中均喷水泥浆，以保证桩身强度和均匀性。喷浆必须连续，若施工因故中断，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不小于0.5m。若停机超过3个小时应拆卸输浆管路清洗干净并在原桩位旁边补桩；

5.11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纪录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

5.12现场施工人员应认真填写施工原始记录，记录内容应包括：施工桩号、施工日期、天气情况；喷浆深度、停浆标高；灰浆泵压力、管道压力；钻机转速；钻进速度、提升速度；浆液流量；每米喷浆量和外掺剂用量；复搅深度。

6结语

本工程采用的是强度检验和承载力检验方法。其中承载力检验采用复合地基载荷试验，检测数量为32根。浆喷桩的检验结果是单桩喷浆量符合设计要求；强度检验在成桩28d后，根据设计图纸要求，采用取芯机钻取芯样做抗压强度检验，检验数量为32根。检验方法为在每根检测桩桩径方向1／4处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片．取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。经检测结果本项目多方位立体搅拌桩强度及承载力均符合设计及规范要求。

参考文献

[1]《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）;

[2]《宁高城际轨道交通二期高淳车辆段设计图纸》