浅谈水泥搅拌桩在谢寨站地基处理中的应用

陈 桥

（安徽省阜南县水利局，安徽 阜南 236300）

1 工程概况

谢寨站位于大洪河左堤阜南县境内，35+750 桩号处，具有排涝和灌溉功能。工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3 级；设计提水流量10.0m³/s，设3 台1000HDB-60 型潜水混流泵，配套电机450kW，共1350kW；设计排涝流量2.4m³/s，设1 台900ZDB-100 型潜水轴流泵，配套电机200kW，本站装机总容量为1550kW。因压力水箱及控制闸段持力层主要位于老洪河河道淤泥粉质壤土内，该层属高～中压缩性，承载力低。为满足建筑物对地基承载力的要求，采用水泥搅拌桩进行地基加固处理。

2 设计技术要求

压力水箱至出口段采用水泥搅拌桩干喷法施工，共1045 根，水泥掺入量为15%，桩径为500mm，中心距为0.9m，平均长度6.8m，停粉面高出设计桩顶0.5m，桩总长7.3m，用于水泥搅拌桩的水泥（PO32.5普通硅酸盐水泥）为干粉。设计要求水泥搅拌桩地基承载力达到：复合地基承载力≥140kPa，单桩竖向地基承载力≥75kPa。

3 施工准备

3.1 技术交底

开工前，工程技术负责人组织对桩基工程进行安全和技术质量复核，制定科学可行的施工方案、质量保证措施和验收计划。技术人员将桩位进行编号，绘图打印后对桩机人员进行交底。测量人员根据勘测设计单位提供的设计坐标及导线点数据进行复核自检，确保桩位符合设计图纸要求。施工前技术人员编制记录表格，在施工过程中对每根桩进行认真记录，做到打设一根，记录一根，图上标注一根，防止漏打。

3.2 场地整理

将地面杂物彻底清理干净，如场地处于低洼地段，应进行粘性土分层回填夯实作业，以满足机械行走要求。

3.3 设备准备

施工现场配备一台水泥土搅拌桩机，并已按照要求进行报验，另外配备挖掘机一台配合桩机整理施工场地，调运灰罐等辅助工作。

3.4 试桩

水泥搅拌桩的施工工艺，应根据设计系数和实测施工参数，通过试桩确定，试桩数量以5 根为宜，钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力等也应根据试桩确定。

3.5 先导孔

施工开始前，在桩区内按纵向每隔10m、横向每隔5m 的间距钻孔试桩，以确定软土和底层的深度，作为后续工程施工的基础。

3.6 打桩

水泥搅拌桩施工时，桩顶应比设计高度高0.5m。在开挖过程中，应人工挖除桩顶以上的质量较差部分。为确保打桩质量，施工期间机械设备的垂直和水平布置准确。

4 施工工艺流程及技术要点

4.1 施工工艺流程

（1）测量放样。在图纸上找到基准坐标点，按设计要求放出点位及控制高程。使用全站仪对四周控制桩进行放样，测量测定试桩桩位后，做好标识，并注意保护，中间部分桩位使用50m 钢尺按照设计图纸标注的尺寸进行放样，在桩位上洒白灰线做好标记，在桩机就位时，再进行钻头位置复核。放样完成后请监理人员复核并验收。

（2）桩机就位。桩机就位后进行测量复核，首先通过设备的自行水平装置调平，后将机架调整竖直，垂直误差角度不大于1%，最后就是在钻杆上标出钻孔深度的刻线作为标尺，确保钻管下钻时深度能够达标。同时检查钻杆长度，钻头直径，连接好输灰管路，复核桩位；检查桩机搅拌头翼片的数量、宽度、与搅拌轴的垂直夹角及搅拌头的回转数，保证加固深度范围内的土体均能充分搅拌。由现场技术人员检查确认无误后开机作业。

（3）第一次下钻搅拌。检查并定位桩机，自动纵向和横向移动桩机，并将钻头调整到钻孔的位置。搅拌机启动，钻头旋转钻孔。为避免钻孔过程中堵塞孔洞，不注入硬化材料，只使用压缩空气，确保钻孔顺利进行，并降低负载扭矩。钻孔过程中，固结的散装材料在现场混合。当钻至孔底时，钻孔停止，重新启动搅拌机，改变钻机的旋转方向，同时打开计量装置前的控制阀，将所需水泥量的一半注入搅动的松土中，同时提升搅拌机，最大限度地进行搅拌和注入，以获得均匀的混合物，使散装水泥与软土完全混合。

（4）第二次下钻搅拌。打开搅拌机第二次下钻，在钻进过程中搅拌，使水泥与周围土体完全混合，边提升边喷射边搅拌，利用喷粉桩机的步履功能移动钻机至新孔位，重复以上过程。

（5）施工记录报监理审核。施工员详细记录成桩时各项指标的完成时间，持续时间以及现场情况，完成后报送监理部进行审核签字。

4.2 施工技术要点

（1）开始施工时，基坑应高出搅拌桩顶边缘至少1.0m，施工面应平整、无杂物，施工设备要求平稳、安全。应在距离搅拌桩顶边缘1.0m 处用人工挖土。

（2）实际桩顶边缘应比设计桩顶边缘至少高出0.5m。设计桩顶在挖掘时用人工清除。严禁用挖掘机或其他机械清除，以免损坏桩身结构。

（3）为确保桩的质量，在施工过程中，应坚持校正机械的垂直度和水平度，打桩时垂直度偏差不得超过1.0%，桩位偏差不得超过20mm，桩深不得超过设计深度，桩径不得小于50cm。

（4）控制桩的下沉和提升速度，每米不超过0.8m/min。桩底钻孔后，应将钻孔底座旋转就位1～2min，打开喷灰盖，从喷嘴喷出水泥粉后，方可起吊。施工和处理过程中遇到的问题应及时处理。

（5）为防止粉尘从地面逸出，散落到空气中污染环境，应控制好最后一道工序中螺旋钻的提升时间，确保螺旋钻在喷洒过程中距地表50cm 左右停止喷洒。

（6）钻孔复搅深度应为桩长的1/2 或1/3。根据桩芯取样、桩身检查的结果看，一次喷粉提升成桩影响桩身的强度，在整个搅拌桩过程中应确保桩身的均匀性。

5 水泥搅拌桩施工

施工期间场地应平整，并在地面两侧设置排水设施。桩的位置应清晰、可辨、准确。水泥须放置在高地上，下面有良好的通风，而且放置水泥的场地排水良好。严禁将不同厂家和型号的水泥混合在一起，以保持施工秩序。

每天认真核对桩机的收料量，确保每批桩机的收料量与打桩机生产的搅拌桩长度数量相对应，并核对数据的准确性。加强数据管理，在施工过程中准确录入相关技术数据，确保所有数据必须准确可靠。

对于搅拌桩的成桩条件、混合料的均匀程度以及7d 和28d 的强度，由第三方检测机构进行检测。

6 桩体检测与复核地基静载试验

6.1 全程质量控制

水泥搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，机械操作要熟练，水泥浆用量及复搅深度应满足要求。水泥土搅拌过程中钻头的下降和上升速度应与第一次相同，每根水泥土搅拌桩的下降和上升时间应由专人记录，如有不符，应在“备注”栏中注明。施工前应全面检查桩机，用水平仪和悬挂球调平机架，驱动架上冲杆的倾斜度不得超过1%。在施工过程中，必须及时、正确地完成初步调整，如有问题应及时纠正。

6.2 成桩检测

桩基施工后3d 内，应通过触探法检查每米桩身的均匀性，频率为总桩数的1%，不得少于3 根。成桩7d 后，浅部开挖桩头（低于桩面0.5m），目测检查桩身的均匀性，并测量桩径,检查数量占总桩数的5%。成桩28d 后，在压力水箱和控制闸范围内各抽取三组，进行单桩复合地基垂直承载力静载试验。单桩复合地基的承台板面积为1.0m×1.0m，加载方式为均匀堆载。检测结果表明，复合地基的承载力符合设计荷载要求。

7 结语

水泥搅拌桩是一种高效、经济和安全的地基处理技术，不仅可以用于一般工民建等工程，也可以用于大中型水利工程基础处理。通过谢寨站地基处理实际应用，有效提升了谢寨站地基承载力，也使地基变形情况得到有效控制■