水泥搅拌桩施工相关问题分析

文｜广东省第四建筑工程有限公司 林胜波

前言

水泥搅拌桩是处理软基常用加固方法之一，它的工作原理是采用特制的搅拌机械，把水泥喷进需要加固的软基内，并喷进过程中不断进行均匀搅拌，在搅拌作用下，土和水泥产生化学应形成凝胶体，把小土团和土颗粒紧密凝结成整体，组成稳定结构，提升土体强度，使地基承载力满足施工要求。

目前，水泥搅拌桩常用的施工方法包括湿法喷注浆液和喷注粉体两种。在实际施工过程中，采用搅拌设备，钻进地基深部，通过人工控制，喷入加固液体，并与地基深部的土体搅拌均匀，结成桩体，增强土体的物理性能，减小基土变形，提高其承载能力。

实践表明，采用水泥搅拌桩施工后，软基土体加固效果良好，可以很快进行后续工序施工。

一、水泥搅拌桩的施工工艺及质量控制措施

1、施工前的准备

（1）对施工现场进行处理，保证其场地平整，地上杂物清除。

（2）为方便计量，搅拌材料一般选用普通的硅酸盐袋装水泥。实验室要检验选用材料,保证其各项性能指标符合施工要求。

（3）施工过程中，要备好相关记录设备如电脑打印机等，以便及时跟进泥浆用量和喷浆的均匀程度，并对相关数据进行记录。

（4）桩位放样：放置桩机的场地要平整, 开挖基坑时，应留有一定距离的保护层，距离控制在50—100cm为合适，为方便施工，可通过挖土或钢板等方法，适度加固地基；测放轮廓线，建筑物轮廓线基坑边距要保证超过2m；搅拌桩放样定位，边桩位置确定等。

2、成桩试验

施工前，先要进行试桩。要在地质条件相同基础上进行成孔成桩试验，试验桩数量至少要达到2—3 根，并记录相关试验数据，内容包括采用钻头方式、速度（钻进、提升、搅拌）等，在分析相关数据基础上，合理制定搅拌桩的施工方案及成桩工艺和质量控制措施。

3、水泥搅拌桩的施工工艺流程

工艺流程如下：平整场地→施工放线（设备进场）→定桩位→桩机对位调平→预搅下沉（浆液配制）→提升喷浆搅拌（取样养护送检）→重复上下搅拌→清洗→移位。

水泥搅拌桩施工程序示意图见图1。

4、水泥搅拌桩的施工工艺

（1）开展钻进作业前，先要检查管道和清洗，确保管道没有存在堵塞问题；要排清管道里的水后，方能进行开钻作业。

图1

（2）安装水泥搅拌桩机的场地要进行处理，保证平整，以保证桩机平稳，防止产生位移、倾斜等问题，检查拌机性能，保证各项性能正常；制定故障处理方案。

搅拌过程中，要及时跟进钻进情况而对桩机的垂直度和平整度进行调整，调整范围不能超过1%，放样孔位与设计误差范围不能高于20mm，成桩误差不能超过50mm。

（3）成桩过程中，当桩机搅拌头到达预定设计深度（即距桩底1.5m 时），要提升桩机速度，在旋转的同时提升速度；每个成桩位置要保证有搅拌次数超过20次。

（4）成桩施工过程中，需要确定每根桩的水泥用量；确保钻杆上标线准确，误差不能超过100mm，单根偏差不能超过5%。

二、质量控制措施

（1）制浆质量。严格按照预先设计好的水灰比进行配制，要控制水泥和水的配比。在拌制泥浆过程中，要连续搅拌，保证水泥浆液的稳定性和均匀性，如因故需要停止作业，停止时间要控制在2h以内；浆液要筛过滤后，方可倒进集料里，避免出现水泥结块，损坏泵体。

（2）泵送浆液。为保证泵送浆液顺利进行，要保证管道内环境湿润后，再开始泵送水泥浆液。泵送过程中，要保持泵压力的稳定，使泵送浆液能连续进行以及浆液的搅拌均匀，如管道被浆液堵塞，要把管道拆除，将其清洗干净。

（3）单桩水泥用量。严格根据按照设计方案进行水灰比配置，一经确定后不能随意更改；按规定控制泵送量，使到泵送时泵的压力，与提升速度、搅拌速度等相匹配；要根据施工方案确定钻进、搅拌和提升的速度，并在施工中严格执行，要控制水泥浆用量，使其在单桩完成即用完。为保证泥浆和土能拌和充分，搅拌机起杆速度控制在每分钟1.0m以内，喷浆口快要到达地面时，要停止提升作业，并搅拌数秒，确保桩头密实均匀。

表1 搅拌桩检测项目

三、施工后的质量检测控制

为验证施工质量，保证桩的承载力，搅拌桩施工完成后，根据相关规定，需要随机抽取部分桩进行检测。（见表1）

质量检测：(1)开挖检查：完成搅拌桩施工作业7天后，可对桩身直径进行验收，除去桩四周的泥土，露出桩顶下500mm，检查桩身中心偏差。

(2)检测桩身完整性：可在达到开挖龄期时，通过钻芯法对桩身完整性进行检测。应抽取一定数量的钻芯进行检测，根据相关规定，应抽取总桩数的2%（至少达到5根）以上取样，进行单轴抗压强度试验。

四、水泥搅拌桩施工中常见质量问题分析与防控措施

1、桩的长度达不到设计要求

主要原因分析：施工过程中个别施工人员没有按要求进行施工，管理人员监管不到位，投入的施工材料不够；在施工前没有对软弱地层进行深入了解，对地层中存有的碎石层厚度未能清楚掌握，使钻机无法钻进，而施工人员误认为桩底已进入持力层，施工作业停止。

控制措施：设计单位要认真分析地质勘察文件，清楚施工现场地质情况，制定精确的设计方案，针对不同的施工区域，制定相应的搅拌桩长度，便于施工人员进行施工和控制。

做好施工全过程质量控制工作，包括施工前技术交底、制定工序控制和质量管理措施，强化施工现场管理制度的落实和监管措施；认真完成试桩工作，清楚掌握地基土层中存在的石夹层情况，包括其所在位置、深度、分布范围等，制定各区域施工桩的长度，使后续桩施工顺利进行。

2、掺入水泥数量不够，没有形成抽芯

原因分析：在施工过程中施工人员没有严格按照设计要求进行作业，没有投入足够的水泥材料，导致不能形成抽芯，从而影响地基承载力过低，达不到设计要求。

控制措施：加强对施工人员技术和质量培训，增强他们的责任心，严格根据规定要求进行施工，做好关键工序的控制，保证施工质量。

3、桩身出现断桩缩颈

原因分析：施工过程中没有按规定进行拔管，快速拔管所致。

控制措施：施工前技术交底工作要做到位，让作业人员清楚认识到控制拔管速度的重要性，在施工中自觉遵守有关规定。

如在施工期间因受到停电等意外因素，造成桩机停工半小时以上时，再次进行施工后要重新进行喷浆，并钻入土体1～2 m后，再拔管，可有效防止桩体出现断桩缩颈问题。

4、成桩偏斜

原因分析：基底弱，或土体中含水量过大，导到桩机施工时发生倾斜，成桩也倾斜。

防治措施：要将施工场地内的杂物清除和处理，保证场地平整。如软基中含水量较大，应先对地基进行加固处理，保证其强度，避免桩机下沉。

5、桩体疏松

原因分析：施工所用水泥材料安定性不达标；施工土质较为松散或含水量过小，容易流失粉体，桩体没有足够的含水量。

防治措施：做对水泥、土样进行试验，确保符合施工要求后才进行正式施工。水泥不合格要弃用；开钻前如发现土样含水量过低时应先注入适量的水，或采用喷浆搅拌法施工。如桩体疏松，再进行钻进复喷，加强桩体固结。

6、桩机预搅下沉困难

原因分析：钻进过程中遇到粘土层等土体，钻头被卡住；或碰到硬土层、块石等，钻头受到较大阻力。

控制措施：实际操作中要查明具体原因，并采取相应措施解决。如因硬土层引起时，可适度进行冲水，协助钻头穿越硬土层后，应停止冲水。也可以更换钻孔钻头，待完成穿越硬土层后，再重新换成水泥搅拌桩钻头，继续施工。如土体存在块石等明障碍物时，应先进行人工钻孔，清除障碍物后，再用土将孔回填夯实后，才能进行后续工序施工。

7、水泥浆和土没有均匀拌合

原因分析：注浆泵所施压力不足，或堵塞喷浆孔，水泥浆不能顺利喷射，钻头喷浆孔的规格和位置不正确。

防控措施：定期对输送管路进行冲洗，保证喷浆孔畅通;喷浆孔不能过大，并应安置在桩径向外1/3处。

8、桩体强度低

原因分析：喷灰量小，喷粉量达不到规定要求，水泥强度低、钻杆提速不匀、土质松软漏灰等，均造成桩体强度过低问题。

防治措施：加强对喷灰量监控，保证送灰管畅通；水泥质量要符合施工要求；按规定进行钻进和提速作业，碰及粘土、松软土时，要放慢速度进行钻进和搅拌作业。对施工过程中出现的质量问题应引起足够重视，否则会造成桩基承载力低下，不能满足施工需要。

五、结束语

水泥搅拌桩属于隐蔽工程，施工质量的好坏，确定基础承载力能否达到设计要求，对建筑结构上部质量有着重要影响。施工过程出现质量隐患，不容易发现和补救。因此，需要全面加强对水泥搅拌桩的的施工工序和质量控制。

众多工程实践表明，水泥搅拌桩对软基处理有着显著的效果。因而已普遍应用于道路桥梁、水利建设、房建工程领域，随着施工经验的不断总结和技术的优化，水泥搅拌桩应用前景更加广阔。