水泥搅拌桩施工质量控制及检测方法

王良发

（广西壮族自治区公路桥梁工程总公司一分公司 广西 南宁 530001）

1 工程概况

广西玉林至铁山港高速公路软基路段多处在水田冲沟地段，软土厚平均约6米左右,持力层主要为硬塑粘土层,设计采用水泥搅拌桩处理软土,设计桩径为500mm,间距1～1.5m,按正三角型布置,桩长以穿过软土层并嵌入持力层不少于50cm为原则,固化剂采用水泥浆，用P.C 32.5复合硅酸盐水泥为干粉,水灰比W/C=0.5，水泥掺入比为20%。设计要求复合地基承载力28d强度≥1.5MPa。

2 施工质量的基本要求

2.1 桩距、桩径、水泥掺入量、桩长、倾斜度等指标达到设计和规范要求，否则判定为不合格桩。

2.2 沿深度方向0.3m长度范围内桩身水泥含量过少，且芯样为软流塑状态的软土或松散砂土时，判定该桩为断桩，属不合格桩。

2.3 实测桩长比施工桩长短0.5m以上时，判定该桩为短桩，属不合格桩。

3 试桩

在地基处理施工前，先进行工艺试桩，确定施工参数，用以指导以后地基水泥搅拌桩处理施工。试桩一般为5根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

4 施工准备

4.1 水泥搅拌桩施工前应准备的施工技术资料:施工场地的工程地质报告、土工试验报告、室内配比试验报告、水泥搅拌桩设计桩位图、原地面高程数据表、加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

4.2 场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;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。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。

4.3 施工机具准备,进行机械组装和试运转,应配备可以控制桩身每米喷粉量的记录器及打印设备,防止伪造施工记录。

4.4 水泥搅拌桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。

4.5 水泥搅拌桩所用的水泥应符合设计要求,并有产品合格证,并经有资质的试验室检验合格才能使用。

5 施工工艺流程

桩位放样→钻机就位→检查调平桩机→喷搅下沉 (至设计标高)→搅拌提升同时喷粉至地面以下0.5m处 (设计桩顶)→停粉复搅一次→成桩结束→移位（施工下一根桩）。

5.1 桩位放样：水泥搅拌桩施工前应进行桩位放样，包括原始测量定位和每个桩位的复核，核对图纸与桩位，检查是否符合设计要求。

5.2 桩机就位：检查钻杆长度，钻头直径，连接好输浆管路，将桩机移到指定位置对好桩位，由现场质检人员检查确认无误后开始开机作业。

5.3 喷搅下沉：开启深层搅拌机主电机，桩机钻杆垂直下沉，下沉速度1.0-1.2m/min，下沉过程中，工作电流不大于额定值，遇较硬地层不能下沉时，可泵送少量的水或水灰比较大的水泥浆，凡经输浆管冲水下沉的水泥搅拌桩，喷浆提升前必须将喷浆管内的水排清。随时观察设备运行及地层变化情况，钻头下沉至设计深度。

5.4 搅拌提升：深层搅拌机下沉到达设计深度，在桩端搅拌喷浆30s后匀速搅拌提升。提升过程中始终保持送浆连续，中间不得间断。如有间断应进行处理。同时在输浆管冲水下沉的部位应略停加强搅拌喷浆。

5.5 停粉复搅：重复前次作业。每根桩均要进行复搅复喷。

5.6 移位：桩机移至下一桩位，重复进行上述步骤的施工。

6 施工质量控制

6.1 所有施工机械均应编号,应将现场技术员、桩机长、现场负责人、现场监理、每米喷粉量、桩长等制成标牌,悬挂于明显处,确保人员到位,责任到人。

6.2 控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度满足设计要求。

6.3 喷粉机应配粉体自动计量装置,水泥用量应由打印机直接打印,其用量误差不得大于±1%。

6.4 定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于1cm。

6.5 当钻头提升至地面以下0.5m时,喷粉机应停止喷粉。

6.6 当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,在第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小于1m,超过12h的应采取补桩措施。

6.7 为保证搅拌机的垂直度。应在主机上悬挂吊锤进行控制,使垂直度偏差不应超过1%。

6.8 搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求,搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录,深度应达到设计要求,时间误差不得大于5S,施工前应丈量钻杆长度,并标上明显标志,以便掌握钻入深度,复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。

6.9 下钻速度变慢为0.50 m/min,电流值是定额电流值的125%以上,才可认为已进入持力层。

6.10 储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量,如储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。

6.11 水泥搅拌桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等,监理人员应随时检查记录情况。

6.12 桩距、桩径、喷灰量的检测控制由监理进行全程旁站控制。

6.13 桩长、桩身质量在施工单位自检基础上，监理抽检。检测频率为3%，其中监理1%，施工单位自检2%。

6.14 抽检桩应尽可能覆盖每个施工机组，且分布均匀。

7 施工质量检测方法和评判

7.1 目测法

成桩7d后，开挖0.5～1.0m深基坑，测量桩位、桩间距，检查桩数，不符合设计要求时应补桩或采取其它的有效措施；

7.2 轻型动力触探法

水泥搅拌桩成桩7d可采用轻型触探法进行桩身质量检测,抽检频率为2%,触探点应在桩径方向1/4处。根据现有的轻便触探击数 (N10)与水泥土强度对比关系来看,当桩身7d龄期的击数N10大于30击时,桩身强度就能达到设计要求。轻型触探可以全桩长检测,也可按长度检测。

7.3 水泥搅拌桩成桩28d后,采用小应变方法和地质钻探方法检测桩身质量,通过这两种方法，可以直观地掌握整根桩的完整性、水泥土搅拌均匀程度、桩的施工长度、是否到达持力层、含灰量及桩的垂直度等。取芯位置应取在桩径1/4处,而不应取桩中心处,因水泥搅拌桩桩体中心是钻杆占据的空间,成桩后中心部位强度较低,易造成桩体强度偏小的假象。钻孔取芯时要注意保持钻机的平稳,避免因钻杆倾斜而造成斜孔,导致钻芯失败,钻芯长度应比桩长50cm左右,以检验桩底土性状。及每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位,送试验室做三组 (3块一组)28d龄期的无侧限抗压强度试验。钻探取芯抽检频率为0.3%。

7.4 如果某段水泥搅拌桩钻探芯样检测结果不合格率小于10%,则可认为该段水泥搅拌桩整体满足设计要求;如果不合格率大于10%小于20%时,则应在该段同等补桩;如果不合格率大于30%,则该段水泥搅拌桩评定为不合格。

7.5 对搅拌桩取芯后留下的孔洞应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

7.6 为评价复合地基的承载力,可在成桩28d后,采用小应变对桩进行荷载试验,随机抽查的桩数不宜少于桩数的3%,且不得少于3根。

7.7 当28d的小应变测试结果不合格时，将检查桩数扩大5%。

8 对不合格桩的处理办法

8.1 对不合格的评判应事实清楚、证据充分、结论公正。

8.2 若某一检测段出现1根不合格桩，施工单位可要求复测，复测时在不合格桩附近随机抽取2根桩进行扩大检查。如2根桩全部合格，则该桩所代表的这批桩总体评定为合格，无需加桩。若2根桩中有1根不合格，则表明该检测段整批桩不合格，需进行补桩。

8.3 现场发现不合格桩，应及时向业主、设计代表、监理和中心试验室报告，以便决定是否需要采取地基补强措施。

9 结束语

虽然水泥搅拌桩施工工艺已相对成熟和完善，但水泥搅拌桩施工质量却常常让人担忧。只要我们现场施工人员和工程技术人员提高质量控制意识，不断完善和改进施工工艺，严格控制好原材料，工程质量会有所提高。

［1］TB10113-1996粉体喷搅法加固软弱土层技术规范[S].

［2］YBJ225-1991软土地基深层搅拌技术规程[S].

［3］GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].

［4］JTJ064-1998公路工程地质勘察规范[S].