水泥搅拌桩施工技术探讨

李剑文

【摘要】： 水泥搅拌桩是进行软基处理的一种有效形式。本文介绍了水泥搅拌桩施工中试桩、施工准备、施工工艺流程、设计参数及要求、施工控制、质量检验等控制环节。

【关键词】：地基处理；水泥搅拌桩；施工控制

一、工程概况

1、文教园区香雪路市政及配套工程位于萝岗区文教园区内，路线呈东西走向，西接萝岗中心区2号路与12号路交叉口，东至玉岩路。该道路为Ⅰ级城市主干道，道路全长约2655米，宽42米，双向6车道。主要施工内容有：道路工程、排水工程、雨水渠箱及污水管道基坑支护工程、给水工程、电力管沟工程、照明工程、交通工程、电信管道工程等。

本项目场地软土主要为淤泥、粘土，其状态为流塑或松散，具有触变、流变性的性质，欠固结在外界条件变化下会产生不均匀变形。这对修建于软土上的道路及箱涵结构物等工程会造成极不利影响。

2、设计地基处理情况：

图纸设计水泥搅拌桩处理区域：填方处理至坡脚线，挖方处理至人行道边线，箱涵区域内的基础由箱涵自行处理。

软基处理深度原则上穿透软弱土层进入持力层0.5米，将软土层全部加固，形成复合地基。

设计水泥搅拌桩61054根、653305m。桩底标高以穿透淤泥进入持力层0.5m控制。

桩径：500mm，桩距：等边三角形布置。箱涵截面范围桩距1.1m；其他路段车行道范围桩距1.3m，人行道范围内桩距1.5m。

加固剂：采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比控制范围0.4～0.5之间，每米水泥用量约55Kg。最终以拟加固场地的水泥加固土室内配比试验确定。

桩身强度：≥1.0MPa（28天抗压强度）单桩承载力：≥160KN。复合地基承载力：桩径为1.1m≥130KPa，桩径为1.3m≥120KPa。

二、施工工艺和方法

1、 施工工艺

根据设计要求，本项目软土地基处理采用“四喷四搅”施工工艺，其工艺流程如图所示。

2、 施工机械设备

本项目选择GPP-5B 型桩机，该桩机是一种适合多种地基加固方法的施工机械，可用于地基加固及基坑的支护、止水帷幕。主要特点如下：

1） 桩机为机械传动，机械、液压操纵，操纵方便、可靠。

2） 桩机移位采用液压步履方式，对孔就位方便，满足施工工艺要求。

3） 桩机在加固深度内，钻杆可连续钻进或提升，工作效率高。有三种提升、给进、回转的速度，以适应不同地层的要求。

4） 桩机结构简单、紧凑，采用积木式拼装，拆装运输方便，操作灵活，使用可靠。

3、 施工方法

3.1、施工准备

（1）材料及配合比试验

①采用42.5R普通硅酸盐水泥，配浆水灰比为0.5，每米水泥用量约为55kg。施工前应通过试验不同土质确定现场水泥掺入量，使桩身强度满足要求。

②为了增加水泥砂浆和易性能，可掺入一定量的木质素磺酸钙、硫酸钠、石膏复合使用，以促进速凝、早强。

（2）工艺性成桩试验

搅拌桩正式施工前应进行工艺性成桩试验，在满足设计强度的前提下，选择合理的水泥掺入量（针对不同土层）和施工工艺。成桩试验应确定以下技术参数：

① 选择合适的工艺流程；

② 验证现场施工搅拌桩强度能否达到设计值；

③ 确定合适的水泥浆比重，作为施工的控制指标；

④ 确定机械钻进、提升速度。

3.2、搅拌桩施工工艺

（1）定位对中：

移动水泥搅拌桩机到达指定桩位对中。控制桩机钻台的水平度和垂直度。

（2） 制备水泥浆：

搅拌桩机准备钻进时，按设计确定的配合比拌制水泥浆。

（3） 搅拌下沉：

待搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动机器电机，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度控制在0.8m/min左右。

（4） 提升喷浆搅拌：

水泥搅拌桩机下沉到达设计深度后，边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升水泥搅拌桩机，使水泥浆和土体充分拌和至设计桩顶标高，提升速度一般控制在0.5m/min。

（5） 重复上下搅拌：

水泥攪拌桩机喷浆提升至设计桩顶标高时，为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。重复上下搅拌，完成搅拌桩施工。

（6） 移位：

关闭电机，移位至下一桩位。

3.3、施工技术要点

（1） 水泥搅拌桩施工前，应用仪器探明桩位范围是否遗留管线，如有应予以迁移。

（2）搅拌桩机应垂直于地面，要注意平整度和导向架垂直度。

（3）水泥搅拌桩机就位后，按设计配合比拌制水泥浆。

（4）根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌。

（5） 喷浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。

（6） 严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。

（7） 控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内得到充分搅拌。

（8） 在成桩过程中，如果停机造成施工中断，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，机器下沉半米再继续成桩。

（9） 搭接施工相邻桩的施工间歇时间不超出10-12 小时。

（10）所用水泥品种先征得现场监理同意，水泥进场马上按规定取样试验，试验合格才可使用。