试论水泥搅拌桩在软基加固中的应用

谢伟

（连山壮族瑶族自治县水务局县城防洪工程管理所，广东 连山 513200）

近年来，随着大量水利工程不断实施，水泥搅拌桩施工也越来越多。水泥搅拌桩支护结构以其造价低、整体刚度和止水效果好、无振动、无噪声、无污染、设备简单、工期短等优点，在水利工程软基加固中得到设计人员的青睐。在此，本文就水泥搅拌桩在水利工程软基处理中的应用展开探讨，以供参考。

1 水泥搅拌桩的设计

1.1 设计单桩承载力不低于210MPa；复合地基容许承载力不低于120kPa。

1.2 室内配合比设计：7d无侧限抗压强度：qm≥0.8MPa；28d 无侧限抗压强度 ：qm≥1.6MPa；90d无侧限抗压强度：qm≥2.4MPa。

1.3 设计桩长一般为8～18m，桩径为50cm，水泥采用425＃级抗硫酸盐水泥，水灰比采用0.45～0.5，掺加3%水泥体积的石膏粉，设计喷灰量为52kg/m，掺入比为15%。

2 水泥搅拌桩的施工工艺

2.1 施工前的准备

2.1.1 平整场地。应清除有碍成桩的混凝土块、块石等硬质杂物及场地内树根、杂草、有机质、腐泥等软质杂物，并将凹凸不平的地面回填整平。若施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层，再用平地机精平。

2.1.2 根据施工图纸画出桩位平面布置图，用全站仪（或经纬仪）准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求在施工现场定出每根水泥搅拌桩的桩位（一般按正三角形布置），并做好标记。

2.1.3 原材料的质量控制。

水泥：所用水泥品种和质量应符合设计及规范要求。水泥进场之前，必须抽样做安定性试验、检验胶砂强度等指标，合格后方可进场使用。进场水泥数量应能满足施工进度的要求，不合格或过期、受潮、硬化、变质的水泥拒绝进场使用。

水：水质分析须检验合格。

制浆：按单桩长和试验得出的每米桩长水泥用量计算出单桩水泥用量，严格按设计的水灰比进行制浆，在制浆罐中进行拌制，备好的浆液应不停地搅拌，使其均匀稳定，防止水泥浆发生离析。超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料斗时加筛过滤，以免浆液结块而损坏泵体。

2.1.4 成桩试验。试桩一般不应少于5根。通过试桩，可以确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等各项技术参数。

2.2 施工工艺流程

施工工艺流程：场地平整→测量放样→桩机就位→制备水泥浆→第一次预搅下沉→第一次提升喷浆搅拌→第二次搅拌喷浆下沉→第二次提升喷浆搅拌→成桩结束→施工下一根桩。

2.3 施工控制要点

2.3.1 做好施工平台后放样定位，搅拌机定位，注意搅拌机的平整度并控制导向架对地面的垂直度，偏斜率≯1%。

2.3.2 采用经纬仪进行桩位施工放样，定出桩位中心。所测放的桩位轴线经复核后予以保护，桩位放样误差≯5cm；桩径偏差不得大于4%。

2.3.3 水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2。严禁带水下钻；第一次下钻和提钻时一律采用低档操作。复搅时可提高一个档位，每根桩的正常成桩时间应不少于40min；喷浆压力不小于0.4MPa。

2.3.4 喷浆搅拌均匀，不允许出现断桩。严格按试验确定的参数控制水泥浆的喷出量、搅拌及提升的速度和次数，保证喷浆搅拌的均匀性和连续性。灰浆泵的出口压力保持在0.4～0.6MPa，使水泥浆自动连续喷入地基土层内并且搅拌均匀。

2.3.5 应根据设计要求在地面下一定深度范围内进行重复搅拌。钻头边旋转、边钻进、边喷浆至设计要求复拌的深度后，再反向边旋转、边喷浆、边提升，使受到搅动的土块被充分粉碎，土体和水泥浆能充分拌和均匀。

2.3.6 应严格控制重复搅拌时的下沉和提升速度，保证加固深度范围内每一深度均得到充分搅拌；一般，提升速度不得大于0.6m/min。

2.3.7 清洗。向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存的水泥浆，直至基本干净，并将黏附在搅拌头上的软土清洗干净。

2.3.8 钻具提升至地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。

3 施工注意事项

3.1 施工时设计停浆（灰）面一般应高出基础底面标高0.5m，在开挖基坑时应将上部0.5m挖去。

3.2 为保证水泥搅拌桩端、桩顶及桩身施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底60s，余浆上体过程中全部喷入桩体，使浆液完全到达桩端，使水泥浆与桩身土体充分搅拌。

3.3 水泥浆液的供应必须连续，一旦因故中断，必须将搅拌头下沉到停浆面以下0.5m处，待恢复供浆后再搅拌提升，以防断桩；若停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，再清洗。

3.4 为保证桩头质量，喷浆搅拌应高于设计桩基顶500mm；搅拌机提升至地面以下1.0m时宜用慢速，且当喷浆提升至设计桩顶标高时，应稍有停滞，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

3.5 施工中发现喷浆量不足，应按要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量，如因停电、机械故障原因导致喷浆中断时，应在12h内采取补喷措施，补喷重叠段应大于100cm，超过12h应采取补桩措施。

3.6 制桩完成后，须达到要求的龄期后方可进行开挖，清理桩头时不得使用重锤或重型机械，宜用小锤、短钎等轻便工具操作，以免损坏桩头。

3.7 当搅拌桩作为承重桩开挖基坑时，基底标高以上300mm宜采用人工开挖，以防止发生断桩现象。

4 水泥搅拌桩的质量检测

4.1 现场载荷试验

对于作为建筑物基础的搅拌桩应在成桩28d后按桩数1%的数量进行单桩载荷试验和复合地基载荷试验，搅拌桩设计单桩承载力标准值为110kN，复合地基承载力标准值120kPa。

4.2 轻型动力触探（N10）检测

施工单位按照5%的检测频率，在成桩1～3d内，采用轻型动力触探（N10）检测桩身的强度。根据N10贯入30cm的锤击数来判定桩上部强度是否合格。检测出来的锤击数如大于等于设计给定锤击数，则认为桩的上部强度合格；否则，则认为不合格。

4.3 取芯检验

随机抽取施工总桩数0.5%的桩体，用钻孔方法（采用金刚石钻头）连续取水泥土搅拌桩桩芯可检验桩体强度和搅拌的均匀性。取芯用ф108岩芯管，取芯率达到90%以上，钻孔偏斜小于1%，抽芯孔位置距桩中心0.15m左右，深度应超过桩长1m。取出后可当场检查桩芯的连续性、均匀性和硬度，并用锯、刀切割成试块做无侧限抗压强度试验。

4.4 开挖检验

选取不少于总桩数5%的桩体进行开挖检验，检查加固桩体的外观质量、搭接质量、整体性桩顶质量、桩位偏离等情况。主要检验项目有：①桩、墙的垂直和整齐度情况；②桩体的裂缝、缺损情况；③桩体强度和均匀性；④桩顶是否平齐、圆匀；⑤坑底隆起情况；⑥桩身颜色深浅是否一致。同时，还应用手感知桩身是否存在水泥浆富集的结核或未被搅匀的土团，从而判断桩身水泥土的搅拌均匀程度。

结束语

综上所述，水泥搅拌桩处理软土地基能有效地使桩、土体形成复合地基,大大降低了桩间土的应力,提高了地基的强度和承载力。是用于水利工程加固饱和软黏土地基的一种技术，它既能有效地加固软土基础，满足防洪工程、河涌整治的建设标准，又能在一定程度上节约建设投资。

[1]郭金锁.深层水泥搅拌桩在软土地基加固中的应用[J]山西建筑.2009.05.

[2]宋春山.深层水泥搅拌桩在软基加固中的应用[J]黑龙江水专学报.2006.12.