水泥搅拌桩施工工艺

张兴佳

（深圳中车轨道车辆有限公司，广东 深圳 518026）

软土地基在大型厂房施工中普遍存在，其指的是由杂土、淤泥等高压缩性土质构成的地基。软土地基土质具有灵敏度高、容易松动的特点，因此牢固性不强。在具体施工中，针对该地基类型可使用换填垫层、碾压夯实、排水固结等方式，改善地基性能。而对如深圳西部软土地基等特殊的项目来说，应采用水泥搅拌桩、高压旋喷注浆桩、CFG桩法等方法进行软基加固处理。在很多大型厂房项目建设中，水泥搅拌桩被施工人员广泛的应用，其原理是把水泥与软土两种介质，通过搅拌机强制拌合在一起，经过物理与化学反应最终形成高强度与稳定性的桩体。

使用水泥搅拌桩技术具有多种优势：（1）整个过程不会制造噪音，也不会有振动的情况发生，因此对周边环境不会产生比较大的影响。（2）搅拌机在工作的过程中，把水泥与软土进行搅拌，通过搅拌的强制力量会产生桩体。因为搅拌过程中不会对周围的软土有较大的压力，所以对周边建筑也不会产生较大的负面影响。（3）能够显著提升地基承载力。（4）水泥浆搅拌技术比较容易掌握，施工过程短且造价低。考虑到水泥桩搅拌技术有其明显优势，所以其是处理软土地基比较好的选择。

1 水泥搅拌桩设计要点

水泥搅拌桩法的设计要点要围绕桩长和桩径、布桩形式、单桩竖向承载能力特征值，以及水泥搅拌桩复合地基承载能力特征值进行。文章结合深圳西部软土地基项目施工情况，得出水泥搅拌桩设计应遵循以下要点：（1）桩长和桩径。桩长要依据上部结构的承载能力和变形的要求方能确定，同时，搅拌桩长度还必须达到穿透软弱层到达持力层，确保桩体不会因为上部荷载的作用而发生下沉的要求。桩径应依据工程的具体情况进行选择，但需满足规范上规定的最小桩径。（2）布桩形式。实际施工中布桩的形式比较多样化，可采用柱状、壁状或块状等形式，不过采用何种形式还应依据上部结构的特点和施工现场的环境来综合评定。（3）单桩竖向承载能力特征值。地基土承载能力和桩身强度，决定了单桩的竖向承载能力。对于单桩的竖向承载能力应根据相关公式进行计算，并取较小值。（4）水泥搅拌桩复合地基承载能力。水泥搅拌桩复合地基承载能力是重要的设计依据，应由现场单桩或群桩复合地基荷载试验确定。

2 水泥搅拌桩施工工艺

（1）放线定位。要做好放线定位工作就需要保持场地整洁，不能有杂物，否则将会影响正常施工。此外，明确桩位需要参考周围的控制点，根据周围的控制点精准地找到桩位中心，然后再确定复合点的位置。（2）下沉搅拌机。放线定位之后应该启动搅拌机，但是不能直接将启动的搅拌机下沉，必须做好设备预热工作。在整个下沉过程中需要保持匀速，过快或过慢都会影响最终的搅拌效果。（3）水泥浆配制输送。在配制水泥浆时不能随意配比，需要按照给定的方案进行配比，保证水泥与水的比例合适。此外，还需要挑选高质量的水泥和水，不能选择潮湿或者变质的水泥进行配比作业，也不能将劣质的水与水泥混合。水泥浆应该配合搅拌机的下沉一同输送，保证水泥浆不出现离析的情况。（4）提升喷浆搅拌。提升喷浆搅拌是非常重要的环节，必须对此环节进行严格把控。在搅拌机下沉一段时间之后才能开始进行喷浆。此外，还需要保证原地喷浆时间超过30s，保持喷浆速度均匀，使搅拌桩机的上升速度和输浆的速度相同。在停止喷浆工作后，需要将喷射管从地下移出。（5）回灌。喷浆工作做完之后需要将一部分泥浆进行回灌，保证这部分水泥浆能够从孔口完全流出去。回灌是为了提升桩体的质量，将桩内出现的空洞填满，避免由于空洞导致桩体质量变差。（6）清洗水泥搅拌桩。在施工结束之后需要用清水对施工中使用的设备进行清洗，否则，设备就可能会出现堵塞、不清洁等情况，进行影响水泥搅拌桩的使用寿命。

3 水泥搅拌桩施工要点

（1）原材料选择。在进行正式的施工前需要对原材料进行选择，严格把控材料质量，确保符合国家相关标准。在正式施工过程中也要对水泥浆用量严格把控，使用合适的水泥浆液确保整个施工的质量。

（2）钻机及桩的施工要点。①桩位放样。施工场地的搅拌桩布置要注意细节，保证桩体之间能够比较规则，而且较为均匀；在布置桩体的时候要使各个桩体成为规则的行列，每个桩体间要有固定的距离，从而保证桩体能够有一定的承受力。桩体的布置细节对于测量有较高的要求，要求测量放样过程严格按照流程进行。首先要明确各个地方的控制点，使用钢尺等工具对桩体的位置精准确定，在做好桩体定位工作之后需要将确定好的位置用竹签插上去做标记，再在竹签周围撒上石灰，便于更快地找到桩体的位置，帮助桩机进行后续工作。②钻机就位。对桩体进行定位之后，需要按照确定好的位置放置钻机。在进行这项工作时，需要注意以下的问题：一是确保钻头保持一定的角度；二是以合适的速度下落钻机，并使得整个下落过程中钻杆保持垂直。钻机开始工作之前需要专门的人员查看钻头、钻杆的状态，保证钻头和钻杆处于正确的位置，如果钻头和钻机所处的位置不恰当就需要对其进行调整，确保钻机整体状态合适。③桩体垂直度控制。正式施工时需要控制好桩体垂直度的误差，将其控制在合理的范围之内。控制垂直度的误差需要利用垂球，一般会用两个垂球，一个悬挂在钻机井架的正前方，另外一个则悬挂在侧面，利用两个垂球和钻杆间距离的变动情况判断整个施工过程中钻杆是否保持正常工作角度。如果出现偏斜的情况，需要马上停止这个过程，并使用正确的方式进行纠正。④桩长控制。在钻进过程中需要按照之前试桩时设置好的各项参数开始工作，如果电流到了60A，而且从60A开始呈现出一个稳定的增长趋势，那么就可以认为持力层已经到达，再继续钻进1m就可以停止工作。从开始钻进到停止工作，得到的长度就是桩体的长度。⑤桩径控制。确定桩径需要参考搅拌刀的各项参数，通常情况下在明确刀片直径之后减少1～2cm就可以得到桩径。但是在实际施工的过程中，随着施工时间的增加，搅拌刀会出现磨损的情况，这就需要工作人员及时更换搅拌刀，否则将导致桩径出现较大误差。

（3）拌制水泥浆。在正式施工时，施工的工地上常常有专门的搅拌罐，每个桩机都配有搅拌罐，这样可以避免浆液污染。此外，施工时需要将原料按照固定的配比进行配置，还要按照规定好的顺序倒入原料，并在原料搅拌一定时间后及时停止。原料搅拌好之后需要将浆液倒入专门的罐中进行处理，通过处理可以将一些硬块过滤出去得到高质量的浆液。工地的监督人员需要对处理好的浆液进行检查，随机选择一些浆液检查其质量，如若发现问题，要根据施工规定进行严肃处理。

（4）喷浆及搅拌。在施工的过程中要控制好喷浆量，还要在规定的时间之内搅拌好浆液，保证浆液的数量和质量。要保证喷浆量达到标准，规范搅拌过程就必须对各项参数进行科学设置，如果使用的参数错误，则不能保证施工质量。在钻进时也需要使钻头保持一定的垂直度，同时不能钻进过快或过慢，要按照合适的速度钻进。另外，还需要在初次搅拌中注意操作细节，初次操作很容易出现堵塞管道的情况，所以可以适当减少喷浆量。

当钻机施工时需要对钻机的工作速度进行严格的控制，以保证原料可以充分混合，确保在规定的时间之内做好搅拌工作。当正式开始钻进工作之后，不能中断施工过程，一旦中断就会影响成桩的质量；在喷浆的时候要保持钻杆在原有的位置，不能随意提升其位置。当出现意外情况必须重新开始施工作业时，需要对桩体进行一些处理，确保桩体的重叠长度超过50cm。

4 影响水泥搅拌桩质量的因素

水泥搅拌桩质量是否稳定、优良，对于整个施工工程会产生直接的影响。一些施工质量差的工程，很多都是水泥搅拌桩不合格造成的。而影响水泥搅拌桩质量的因素主要包括以下几个方面：（1）施工人员意识不足。施工人员是水泥搅拌桩工作的主体和执行人，水泥搅拌桩施工程序繁多，而且很多细节问题需要多加注意和防范，工作人员的素质对施工作业的完成质量有很大的影响。如果施工人员不熟悉具体的操作流程或对施工用料配比、放置顺序等不够了解，就会导致桩体质量较差。施工人员应该熟悉施工环节，并以严谨负责的态度控制桩体长度及所用材料的质量，减少由于桩体质量较差而产生的施工质量问题。（2）搅拌不均匀，搅拌之后得到的浆液应该是均匀的，如果原料不合适则会导致桩体承受能力达不到要求。为了保证原料搅拌均匀、需要高素质的施工人员，还需要保障施工设备的正常工作。因此在对浆液进行搅拌时，设备操作人员要严格监控整个操作流程，观察搅拌的情况是否均匀正常，如出现搅拌异常情况则要及时终止。（3）提升喷浆搅拌速率过快。提升喷浆需要按照适当的速度，如果工作速度过快会影响搅拌头的正常工作，导致桩身强度不符合相关标准。所以，在搅拌程序中要对搅拌速率多加注意，做到实时洞察、有序进行。

5 结束语

如今，水泥搅拌桩施工在各领域被广泛应用，尤其是在大型厂房建筑施工过程中应用范围更加广阔，重要性也更加突出。无论项目量体的大小如何，其在整个建筑工程中都彰显着重要的作用，如果没有做好水泥搅拌桩施工工作，将会导致建筑上部的结构出现问题，从而影响整个建筑的安全性和稳定性。因此必须设计合理的施工方案，并且严格按照施工方案操作。