水利工程水泥搅拌桩施工工艺研究

徐龙

摘 要：随着国家经济的发展，各地的水利水电项目的上马，原有的处理工程桩基的方法已经无法适应现在的工程需求。文章通过对水利工程水泥搅拌桩的原理以及施工过程中需要注意的问题及如何做好质量控制进行介绍。

关键词：水利工程；水泥搅拌桩；施工工艺

前言

随着我国在水利工程方面的投入，各种水利工程项目在各地兴建。我国在上世纪发展起来了水泥搅拌桩这一地基处理新技术，水泥搅拌桩这一技术通过对地层深部的土壤和水泥结合提高了地基的强度。水泥搅拌桩这一技术有着很大的优点，这一技术很快就在我国的水利工程建设过程中发展起来了，文章将会对水泥搅拌桩这一技术在施工过程中需要注意的要点进行阐述。

1 水泥搅拌桩技术简介

水泥搅拌桩这一技术是我国在上世纪发展起来的地基处理新技术，水泥搅拌桩通过利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。这种方法适用于软弱地的处理，對于淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等软土地基的处理效果显著，处理后可以很快投入使用，施工速度快；在施工中具有无噪音、无振动，对环境无污染、投资省等优点，现在广泛应用于地基处理中。

水泥搅拌桩这一技术作为一项工程的基础性工程，它的质量的好坏直接关系到地基处理的成效，进而影响到上层建筑的稳定性。在水泥搅拌桩施工过程中，因为单桩的工程量比小，施工时间短，而通常一个单元内的搅拌桩桩与桩之间的施工是连续性的，施工强度大，因此要控制好每一根桩的质量有一定的难度。为使桩身质量得到进一步的保证，文章将对搅拌桩质量施工过程中需要注意的要点进行介绍。

2 搅拌桩施工工程举例

有一水枢纽工程库区附属工程，工程为V等，主要建筑物为5级，按抵御相当于10a一遇的设计洪水设防。护岸挡墙采用扶壁式钢筋砼结构形式，平均墙高10.60m。护岸挡墙地基土的工程地质特征：按岩土层的成因，组成岩土层的成分、颗粒粒度、沉积韵律及塑性指数，在钻孔控制范围内，将地基土分为6个层次，自上而下分为：（1）人工填土；（2）黏土、壤土及砂壤土；（3）中细砂；（4）淤泥和淤质土；（5）残积土层及全风化岩；（6）强风化岩。

2.1 施工前准备工作的质量控制要点

在进行地基基础工程施工前，需要对施工地域进行完整的地质勘察，从而得到第一手的资料，对施工地域附近的管线、建筑物、构筑物和其他的公共设施的构造状况等了解清楚。地基与基础工程的施工，均与地下土层接触，应对地质勘察资料引足够的重视。建筑施工单位必须具有相应的专业资质，并建立完善的质量管理体系和质量检验制度。地基基础工程，专业性较强，没有足够的施工经验，应付不了复杂的地质情况，多变的环境条件，较高的专业标准。为此，必须强调施工企业的资质。对重要的、复杂的地基基础工程应有相应资质的施工单位。基础工程为隐蔽工程，工程检测与质量见证试验的结果具有重要的影响，必须有权威性。只有具有一定资质水平的单位才保证其结果的可靠与准确。施工过程中出现异常情况时，应停止施工，由监理或者建设单位组织勘察、设计、施工等有关单位共同分析情况，解决问题，消除隐患，地基基础工程大量都是地下工程，虽有勘探资料，但常有与地质资料不符或没有掌握到的情况发生，致使工程不能顺利进行。为避免不必要的重大事故或损失，遇到施工异常情况出现应停止施工，待妥善解决后再恢复施工。

2.2 施工准备

进行施工前需要进行试桩试验，首先根据设计处理范围、桩的数量及间距对所需要下桩的桩位进行复核和布置，布置时需要安装图纸设计范围对每一根桩进行编号并绘制桩位平面布置图。而后进行成桩试验，以确定水泥掺入量等各种施工参数，验证搅拌均匀程度及成桩直径，了解下钻及提升的阻力情况，针对场地不同特点采取相应的施工工艺，成桩时选择不同的软弱地层和不同的桩长地段分别进行，并进行相应的全长抽芯试验和荷载试验，检验或修正设计配合比和承载力的设计值。每种情况试桩不少于3根，掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数，并以此指导施工。在完成工艺性试桩后经报告业主及监理工程师批准后再开始施工。所有使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

2.3 水泥搅拌桩的施工工艺

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻喷浆至设计深度→成桩结束→施工下一根桩。

3 水泥搅拌桩的施工控制

水泥搅拌桩的施工控制：（1）水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。（2）将搅拌桩位置用白粉定位，移动深层搅拌机到达指定桩位对中，为保证水泥搅拌桩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，桩位误差不得大于5cm，垂直偏差不得超过1%，桩长和桩径不得小于设计值。（3）对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。（4）为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。（5）水泥搅拌配合比：水泥搅拌桩的固化剂采用32.5级矿渣硅酸盐水泥，水泥掺入比不小于15%（55Kg/m），水泥浆水灰比0.45～0.50。（6）严格控制喷浆压力和转速及提升、下降的速度，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌，从而保证桩体搅拌均匀，桩体强度达到设计要求。每根桩的正常成桩时间不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。（7）为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。（8）在搅拌桩施工过程中采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。长期使用证明，“叶缘喷浆”搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。（9）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐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。（10）施工中发现喷浆量不足，应按整桩补喷，补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记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

4 结束语

文章对水利工程搅拌桩的施工原理以及水泥桩的施工工艺进行了介绍。

参考文献

[1]JTGF10-20065.公路路基施工技术规范[S].

[2]JTGF80/1-2004.公路工程质量检验评定标准[S].

[3]JTJ076-95.公路工程施工安全技术规程[S].