谈水泥搅拌桩施工(湿喷法)各阶段的控制重点

顾莹莹

水泥搅拌桩是近年来应用比较广泛的一种软土路基处理方法，其原理是水泥与土发生水解和水化反应，提高土体的强度，达到提高地基承载力的目的。由于水泥搅拌桩是地下隐蔽工程，施工过程中控制点多且不易掌握。一旦被路堤及构筑物所覆盖，便构成隐患和不易补救。下面笔者结合高速公路某标段的水泥搅拌桩施工过程，来具体介绍各阶段的质量控制。

1 施工工艺介绍及设计参数

某标段设计总湿喷桩桩长约为 110万 m，10万余根。确定采用施工工艺为一喷四搅，喷浆采用提升喷浆。即在第一次钻进搅拌过程中不喷浆，到达设计桩底在提升复搅同时喷浆，提升至桩顶后立即第二次下沉钻进复搅至桩底，最后进行第二次提升复搅出地面。

设计参数:1)水泥浆配比掺量。水泥用量为50 kg/m，水灰比0.5，外加石膏用量以水泥用量的2%计。2)平均钻进速度。采用提升喷浆，空钻钻进速度控制在V≤1.0m/min。3)平均提升速度应控制在:喷浆时:V≤0.4m/m in～0.7m/min;复搅时: V≤0.8m/min。4)搅拌速度控制在V=30 r/min～50 r/min。5)喷浆时泵内泵送能力控制在30 L/min～50 L/min，并按照机械类型、管道长度及钻进或提升速度调整。

2 施工准备阶段工作及质量控制

1)熟悉设计文件、研究施工图纸及现场核对。2)原始资料的进一步调查分析。3)调查分析技术经济条件。施工现场的动迁状况，当地可利用的地方材料状况，地方能源和交通运输状况，地方劳动力和技术水平状况，当地生活物资供应状况，施工用水用电状况，设备租赁状况等。4)试验准备。a.水泥:对进场材料进行原材试验检测，同时经总监办进行复检，双方试验均合格后方可用于工程施工。b.水泥浆密度的确定:水泥进场后按批次送项目部试验室，经试验室标准配置后确定浆液密度，同时送总监办复检，验证后用于施工控制，下发各湿喷桩施工队伍。5)施工前技术准备。工程开工前编制本工程的施工技术方案和施工注意事项，并对各施工班组进行交底。

3 施工阶段工作重点

3.1 现场准备

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，做好临时截、排水设施，做好施工准备，以及供水供电线路、机械设备施工线路、机械设备放置位置、运输通道等。

3.2 施工放样

在已经清表并按要求平整好的路基上，先放出各施工控制桩，并撒出湿喷桩处理范围，再根据桩排尺寸用经纬仪、钢尺定出每根施工桩桩位，桩位偏差不得超过 3 cm，绘制桩位点状网格图。

3.3 组织施工

1)钻机就位:据设计图纸测量放样后，搅拌桩机就位、对点、调平。用水平尺调整机身的水平度，锤跎校正桩位垂直度;垂直度偏差小于 1%;校正钻杆长度并用醒目的油漆在钻架上标识刻度，同时在钻杆上标出下钻深度标记，使之符合规定桩长。为保证桩位的准确度，使用定位卡辅助定位。2)浆液配置:浆液配置设拌浆桶一个、储浆桶一个，每个桶容量在 1m3以上，确保每桶搅拌量能够满足单根桩水泥浆用量。水泥浆拌制时，向浆池中按试验配比投放规定用量的水、水泥、石膏(配制开机第一根桩的水泥浆时，要考虑输送管道的充盈量，适当增加水泥投入量)。水泥浆必须充分搅拌均匀(预搅不小于3min)，检测水泥浆液密度并记录。如水泥浆密度达不到要求时，分析原因，可采取适当加水泥或水。3)钻进、送浆:将制备好的水泥浆经筛网过滤后，流入储浆桶，水泥浆在储浆桶保持搅拌以保证水泥浆不离析，喷浆时采用专用泵泵送进入管道，直至钻杆出浆口。在钻进过程中不喷浆，钻进至设计桩长或硬土层后，开动灰浆泵，并根据浆液的水灰比调节灰浆泵压力，保证喷浆量满足要求。将搅拌头至桩端反转匀速提升搅拌，并连续喷入水泥浆直至停灰面。当喷浆口到达整平标高以下25 cm时停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。4)复搅:钻头提升至整平标高面以下25 cm时，再次将深层搅拌机下沉搅拌到规定要求深度，最后将深层搅拌机钻头旋转提升至地面，如无法进行全程复搅，应报监理工程师批准。5)资料打印:当钻头提升到桩顶设计标高时，成桩结束，在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料。机台应立即打印出深搅桩单桩原始记录，严禁移机打印。6)移位:关闭钻机，清理搅拌叶上包裹的土块及喷浆口，桩机移至下一桩位，重复上述五个步骤进行下根桩的施工。

4 施工阶段质量控制

1)为保证湿喷桩的垂直度，应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，确保搅拌桩偏差不超过 1%，桩位偏差不大于5 cm。2)严格控制施工桩长，首先在钻杆上用醒目油漆标出杆下沉深度标志线，一般考虑比要求钻深大 30 cm。另在钻杆导向架上用醒目油漆标志刻度线，每50 cm为一间隔，一次标注。钻孔深度以电脑控制为准，以钻杆和导向架刻度校核为辅，确保桩长达到设计要求。3)严格控制钻机下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保搅拌桩长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。桩长不小于设计长度，全桩水泥用量不得小于配比极端用量，且水泥损耗量不得大于5%。4)水泥浆液应按预定的配合比拌制，保证每根桩所需的浆液一次性单独拌制完成，用完后再拌制下一根桩所需浆液，并派专人记录每根桩水及水泥用量。制备好的水泥浆不得离析，不得停置过长，超过 2h的浆液应予以废弃。浆液倒入集料斗时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。泵送浆液前，确保管路潮湿，以利输浆。5)搅拌桩原则上穿透软弱土层达到强度较高的持力层，并深入硬土层0.5m，持力层除根据地质资料外，还要根据钻进时电流表的读数来确定，当钻进时电流明显上升至 60 A～70 A时，说明已进入硬土层，如能持续 0.5m以上，则说明已进入持力层。6)钻机每次下沉(钻进开始与结束)或提升(泵送浆开始或结束)时间派专人记录，根据成桩试验确定的技术参数进行施工。7)钻进与提升时管道压力不宜过大(以不堵塞出浆孔为原则)，以防钻孔淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。8)供浆连续，拌和均匀，一旦因故停浆，为防止断桩和缺桩，应使搅拌机钻头下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过 3 h，为防止浆液结硬堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。此根未完桩做废桩处理，或在 12 h以内采取补喷措施，补喷重叠长度不小于1m。9)对输浆管及闸门进行检查，不得泄露及堵塞，管道长度不宜过长，对使用的钻头要定期检查，其直径磨损量不得大于 1 cm，但不得采用直径过大的钻头(以不大于设计桩径+3 cm为宜)，以免桩身成型不好。10)应注意搅拌桩的桩位施工顺序:在一个区域内，先打设路基两侧及路基断头的桩，以形成一个封闭的区域，再逐渐往中心打设，有利于整体的成桩质量和软基处理效果。

5 成型检测阶段工作重点

1)水泥搅拌桩成桩7 d可开挖桩头并采用轻便触探法进行桩身质量检验。检验搅拌均匀性:用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。2)水泥搅拌桩成桩 28 d后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样送实验室做 28 d龄期的无侧限抗压强度试验。3)其他检测项目:桩距、桩径、桩长、竖直度、单桩水泥用量。

6 结语

以上是本人在江苏省某高速公路某标段的水泥搅拌桩施工过程中总结出来的一些方法和浅见，希望与同仁们共同探讨与研究。

[1] JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[2] JTJ 017-96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].