水泥土搅拌桩智能化施工控制

（中交四公局第一工程有限公司，北京 100020）

一、水泥土搅拌桩智能化施工控制系统简介

（一）系统结构

水泥土搅拌桩智能化施工控制系统十分复杂，其构成元素相对较多，主要包括：数据传输系统、数据采集系统、水泥浆监管系统、数据储存系统以及智能控制系统等。

（二）系统运行过程

在一般的水泥土搅拌桩上安装深度调速电机、测量仪、流量计等多种传感器，实时监测水泥土搅拌桩的工作动态并收集运行参数，以便对水泥土搅拌桩的喷浆量和深度进行远程控制（连接方式通常为有线连接）。然后再配备一个用来连接各类传感器的监控主机，传感器与监控主机应采用无线连接，由监控主机控制各个传感器和水泥土搅拌桩，且监控主机应该具备送浆调量的自定义程序、监控报警程序以及存储功能、自动上传数据功能。此外，还要配备一个控制主机，由控制主机对监控主机上传的数据进行实时分析并及时反馈和下达指令，由于控制主机承担着接收数据、分析数据的职能，因此必须具备高强度的计算能力和程序设置能力，还要提前写入各种情况的反馈指令。

施工开始前，先开启测量传感器进行资料收集，再由控制主机分析数据并下达施工指令，施工完成后，只需手动点击“完成施工”，各类设备将自动停止工作。

二、水泥土搅拌桩智能化施工控制系统的应用

（一）机械设备的选择

一般要求搅浆桶体积大于0.5m3，配备多种功能和用途的钻头以及专门的动力供浆泵。水泥土搅拌桩由底盘、支架、箱体、钻杆、钻头等部件组成，在选择水泥土搅拌桩时，要充分考虑施工设计要求和工程地质状况，确保机械类型和结构尽可能统一。

（二）施工前的准备

正式施工前，要充分做好各项准备工作，如解决施工用水、用电问题，设置施工便捷通道等。打桩前，务必测量软土地基的承载能力，判断其是否符合施工要求以及负荷桩机的工作需求，同时，要彻底清扫加固区域，确保桩位附近无障碍物，以免影响施工质量。此外，还要对相邻地带的其他建筑采取保护措施，将施工对相邻地带建筑的影响降到最低，以免产生安全事故或者其他纠纷。

（三）施工流程

正式施工前，要再次审定施工图纸，并做好技术交底工作。除此之外，还要做好相关施工准备，确保各类机械准备就绪。在施工过程中，要严格遵循施工设计和施工方案，发现问题及时上报处理，待问题解决后再恢复施工。

施工的具体流程为：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→钻杆对中搅拌下沉，不喷浆→配制水泥浆→搅拌提升、喷浆→重复搅拌下沉至设计深度→重复搅拌、喷浆提升→清洗桩机、导管→下一根搅拌桩施工。

试桩数量根据实际情况确定（不低于3根），还要对单桩竖向承载力和复合地基承载力进行现场测定。关系表达式如下：

式中，N表示桩体搅拌次数；β表示搅拌轴与搅拌叶片的垂直夹角(。)；V1表示钻杆提升速度(m/s)；V2表示钻杆下沉速度(m/s)；n1表示内杆转速(r/s)；n2表示外钻杆转速(r/s)；Z1、Z2表示内、外钻杆上搅拌叶片的总枚数。为了提升机械的应用效率，需要了解和掌握相关机械的参数信息，这样才能使各种机械充分发挥作用，并实现各机械之间的良好配合。

三、水泥土搅拌桩智能化施工控制要点

（一）施工技术控制要点

施工时，要格外注意水泥浆液的配比问题，一般情况下，水与灰的比例为1：0.5左右，且对混合浆液过滤搅拌。水泥浆液配制好后，要及时进行灌浆或喷浆施工，以免发生离析，造成浆液浪费；为保证砂浆流动良好，要确保输浆管道内部始终处于潮湿状态。

成桩过程中，要确保设备连续供浆，以保障施工质量，提升桩体强度。需要注意的是，持续供浆重叠应大于0.5m接桩，如果必须停浆，一定要合理把控停浆时间，时间过长将会导致浆液失效，若想重新恢复施工，则需要拆除输送浆液的管道并进行全面清理，以免残渣堵塞管道，因而在施工过程中应避免出现停浆的情况。

此外，还要合理把控搅拌提升速度，确保其不高于输浆速度；确保连续喷浆，如果出现喷浆不足的情况，则需要及时采取措施，严格按照设计要求进行补桩；严格控制施工流程，避免出现断浆、堵塞或机械损毁现象。

（二）施工质量控制要点

1.合理确定施工工艺，提前研究施工可行性方案，同时检查各项施工设备的到位情况和运行情况。

2.严格控制各种原材料的质量，如水泥材料是否合格、是否满足施工需求等。在水泥配制过程中，要严格控制配合比例，以确保其满足施工要求。

3.施工前要整理施工场地，并在场地上精准标记桩位分布，有效减少障碍物对施工的影响。

4.确保导向架处于垂直状态，确保搅拌机底盘处于水平状态。在施工过程中，要实时监测桩基位置。

5.施工时，要严格把控输浆搅拌速度，并设专人控制。与此同时，加强对成型桩的检查，重点查看其是否存在断桩或者断浆等现象。

6.施工完成后还要进行必要的抽检，以确保其符合工程要求。

7.施工完成后，对桩顶0.5m范围内的区域进行人工处理，对桩顶以下1～1.5m范围内的区域进行二次喷浆搅拌。

四、结语

目前，水泥土搅拌桩技术已经被广泛应用，但由于这种工艺存在一些瑕疵，给实际施工带来诸多不便。因此，本文对水泥土搅拌桩智能化施工控制进行了研究，以便对同类施工提供借鉴参考。