某工程深层搅拌桩施工技术研究

（湖南水利水电职业技术学院长沙市410131）

某工程深层搅拌桩施工技术研究

张 静

（湖南水利水电职业技术学院长沙市410131）

文章结合某工程深层搅拌桩施工实际案例，详尽地介绍了施工布置、生产性试验、施工准备、压浆浆液、一般要求、施工工艺、质量检查与验收。可供同类工程提供参考、借鉴。

深层搅拌桩施工技术

1 概述

深层搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械在地基将软土或沙等和固化剂强制拌和，使软基硬结而提高地基强度。适用于处理淤泥、砂土、淤泥质土、泥炭土和粉土。工程施工中常会遇到软土地基，由于深层搅拌桩施工工期短、效率高并且不会造成地面隆起、不排污不挤土，施工中无振动无噪声不污染环境，施工工艺简单、费用低，近几年应用越来越广泛。

2 某工程深层搅拌桩施工

2.1 工程概况

2.1.1 主要工程项目及布置

本工程深层水泥搅拌桩主要用于基坑支护及地基加固以及堤防加固，桩长（4.4～10.9）m，掺入水泥量为15%～18%。

2.1.2 主要工程量

本标段基坑支护、地基加固工程主要工程量见附表。

2.1.3 施工依据

（1）《通用硅酸盐水泥》（GB 175－2007）；

（2）《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）；

（3）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106－2014）；

（4）《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79－2012）；

（5）《水运工程测量质量检验标准》（JTS258－2008）。

附表基坑支护、地基加固工程主要工程量表m3

2.2 深层搅拌桩施工

2.2.1 施工布置

（1）施工用水。每套设备配备1台潜水泵自江内抽水，并配备1个（3～5）m3的水箱，经沉淀过滤后用于施工作业。

（2）施工供电。施工用电由施工总布置统一安排，采用专用电缆就近自电源接入点接取使用，每套深层搅拌施工设备的用电功率约50 kW。

（3）水泥制浆站。每套设备配备一个移动式水泥制浆站，制浆站采用脚手架钢管搭设，边墙、房顶均用篷布围盖。制浆站占地约面积40 m2，建筑面积约30 m2，内设水泥堆放平台（采用脚手架钢管搭建，离地高度约50 cm），平台上铺竹夹板或木板；设1台ZJ－400高速制浆机、1台1 m3搅拌桶和1台BW250/50输浆泵等设备。制浆站的具体布置地点根据现场实际情况确定，以便于材料运输和靠近工作面为原则，随工作面的移动适时迁移。制浆站设一个约2 m3废浆沉淀池，并设排水排污沟，废浆经排水排污沟进入沉淀池沉淀后，采用专用汽车把固相物弃至监理人指定的地点。

2.2.2 生产性试验

水泥土搅拌桩施工前根据设计按照监理人指示进行工艺性试桩，数量不得少于2根，以检验施工参数和工艺。和确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌讥喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺，并将试验成果提交监理人。

2.2.3 施工准备

（1）成孔和成桩设备安装就位平整和稳固，确保施工中不发生倾斜、移动；在桩架或桩管上应设置用于施工中观测深度和斜度的装置。

（2）布置开挖排水沟和集水井，排水沟开挖截面一般控制为宽×深=400mm×500mm，积水井体积约（3～5）m3，沟井内应经常清除沉积物，保持排水沟畅通。

（3）进行现场测量放钱，定出每一个桩位，并做出明显标志、基钱、水准基点等，复核测量并妥善保护。

（4）桩基工程施工前，按施工图纸的规定和监理人的指示，进行成孔、成桩或成墙试验，以检验施工参数和工艺，并将试验成果报送监理人。

（5）现场施工用的临时设施，如供水、供电、道路、灰浆拌制工作棚、临时房屋、工作台以及材料库等均建设完备。

（6）主要机具设备是否配备、机械组装和试运转是否完好。

①机具组装：a、机具脱位；b、安装水泥浆液制备系统；c、管线连接:用压力胶管连接灰浆泵出口与深层搅拌机的输浆管进口。

②试运转：a、电网电压保持在额定工作电压，电机工作电流不得超过额定值；b、调整搅拌轴旋转速度，不得超过设计规定值的l0%；c、输送浆液管路和供水水路通畅；d、各种仪表应能正确显示、检测数据准确。

③主要机具设备：拟采用天宝机械/SP－5A深层搅拌桩机进行深层搅拌桩的施工，电子称自动称量并显示每米注浆量。另外用BW150型泥浆泵注浆，采用ZJ－400型高速搅拌机拌制水泥浆，用BW250/ 50型泥浆泵输浆。并配备流量计、压力表、配电装置和压力胶管、压力胶管快速接头等设备及水、浆流量与压力的自动记录仪及相应的转速、提升速度自动记录仪。以上设备及时运达施工现场，施工前7天报告监理人检验。

2.2.4 压浆浆液

（1）深层搅拌压浆用的浆液主要材料为水泥，水泥在使用前作质量鉴定，搅拌水泥浆液所用的水符合混凝土拌合用水的标准。

（2）深层搅拌压浆用的水泥浆液，可根据工程需要加入适量的外加剂及掺和料构成复合浆液。所用外加剂和掺和料的数量通过试验确定，选用前报监理人员批准。

（3）应按规定的水灰比配制水泥浆液，采用标号不低于P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥平均掺入比堤防工程新江为18%，基坑围护工程为15%，水泥新鲜无结块。

（4）施工所用水泥浆液水灰比根据现场搅拌试验确定，并报监理人批准。

（5）所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；喷浆量及搅拌深度采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。

2.2.5 一般要求

（1）水泥搅拌桩施工现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。

（2）当桩周为成层土时，对相对软弱土层增加搅拌次数或增加水泥掺量。

（3）搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，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。

（4）竖向承载搅拌桩施工时，停浆面应高于桩顶设计标高（300～500）mm。在开挖基坑时，将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。

（5）施工中保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%；桩位的偏差不得大于50mm；成桩直径和桩长不得小于设计值。

2.2.6 深层搅拌桩施工

（1）预搅下沉。下沉前先用经纬仪检查桩架垂直度，垂直度误差超过0.1%，应对主机进行调整。设备应安设测斜装置，若机架倾斜大于0.3%，应及时调平。接通泥浆泵与深层搅拌机，供冷却水至深层搅拌机且冷却循环正常，开启搅拌机，放松钢丝绳，使搅拌机借自重沿导向架搅拌下沉。为保证桩孔不偏斜，一般钻进速度不应大于0.8 m/min，土层较硬时，速度不大于0.6 m/min。搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬上层下沉大慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。

（2）喷浆搅拌提升。深层搅拌机下沉到达设计深度，开启泥浆泵，将水泥浆从搅拌头中心管压入地基中，边喷边搅，直至提出堤顶。施工停浆面高出桩顶设计标高0.5 m，当水泥浆液到达出浆口后，喷浆搅拌30 s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。在墙体凝固后，将高出部分挖除。一般来说，供浆量以孔口微微翻浆为准。具体施工时每分钟的供浆量又需根据提升速度的不同来确定，水灰比则根据每米需要的浆量及掺入比确定。具体选用的施工参数通过生产性试验确定并报监理工程师批准。采用电子秤称量每米耗浆量，自动计量并显示，避免人工测量产生的误差。

（3）重复上下搅拌。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深度后，再搅拌提升出堤顶。根据工程实际，经监理工程师批准后，可留一部分水泥浆在重复搅拌提升时喷用。

（4）停机清洗。完成桩的喷射搅拌工作提升出地面后，停机利用清水冲洗管路及机具。

（5）单元成墙。深层搅拌按照上述程序完成Ⅰ序桩，深层搅拌机纵向平移，重复以上过程完成Ⅱ序桩，深层搅拌机再次纵移，重复以上过程完成Ⅲ序桩，并同时完成本单元墙施工。前后两组桩相互套接，分三次成墙。

（6）施工时如因故停浆，将搅拌头下沉至停浆点以下0.5 m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过3 h，先拆卸输浆管路，并妥加清洗。

（7）壁状加固时，相邻桩的施工时间间隔不超过24 h。如问隔时间太长，与相邻桩无法搭按时，采取局部补桩或注浆等补强措施。

2.2.7 质量检查和验收

会同监理人进行以下项目的质量检查和验收，并将其检查和验收记录提交监理人。

（1）水泥搅拌桩施工前应检查的内容。①桩位现场放样成果检查；②水泥及外掺挤质量。

（2）水泥搅拌桩施工质量检查的主要内容:

①水泥土搅拌桩的质量控制贯穿在施工的全过程，并应坚持全程施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是：水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。

②水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用以下方法：a、成桩7 d后，采用浅部开挖桩头（深度超过停浆面下0.5 m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查量为总桩数的5%。b、成桩后3 d内，用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性。检验数量为施工总桩数的1%，且不少于3根。c、竖向承载水泥上搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。d、载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28 d后进行，检验数量为桩总数的0.5%～l%，且每项单体工程不应少于3点。经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28 d后，用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验，检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。e、对相邻桩搭接要求严格的工程，在成桩15 d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。f、基槽开挖后，检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，采取有效补强措施。

（3）水泥搅拌桩工程的完工验收。水泥搅拌桩工程全部完工后，向监理人申请完工验收，并提交完工验收资料：①水泥搅拌桩工程竣工图和说明书；②水泥搅拌桩工程材料检验成果报告；③水泥搅拌桩工程载荷试验、承载力试验报告；④质量检查记录和质量事故处理报告；⑤监理人要求提交的其它完工资料。

3 结语

某工程深层搅拌桩施工案例验证了其施工工期短、效率高并且不会造成地面隆起、不排污不挤土，施工中无振动无噪声不污染环境，施工工艺简单、费用低的特点为后面的类似工程提供了经验。

[1]张巧兰.水泥深层搅拌桩的施工[J].山西建筑，2014，（11）.

[2]陈延飞.深层搅拌桩施工技术在试验水库主坝防渗施工中的应用[J].农业科技与信息，2016，（7）.

[3]郭卫东，李伟.水泥土深层搅拌桩施工技术在兴隆闸基础处理工程中的应用[J].水利建设与管理，2013，（9）.

2016－11－24）

张静（1980－），女，吉林靖宇人，工学硕士，讲师，工程师，目前从事水电职业技术教学工作，手机：15111060385。