深层水泥搅拌桩建造重点讨论

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【摘要】文章结合番禺龙湾水闸重建工程船闸基础搅拌桩施工实例，阐述了深层水泥搅拌桩的施工要点，对施工中常遇问题提出了处理措施。

【关键词】基础；搅拌桩；施工

一、概述

深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过专用的深层搅拌机械，将水泥浆注入地层、并与地层中的软土强制搅拌均匀，水泥和软土混合后，将产生一系列物理—化学反应，形成具有一定强度的桩体，达到地基加固的目的。番禺龙湾水闸重建工程船闸基础处理就采取此方案，船闸水泥搅拌桩主要分布于下闸首、闸室、下游主导墙、下游副导墙，共12885m。船闸搅拌桩直径为600mm，桩间距有：1100mm×1100mm、750mm×800mm、1200mm×1200mm、1150mm×688mm，最大桩长约12.6m。

施工平面布置图如下所示：

二、施工工艺流程（如右图）

三、施工要点

（一）施工机械配置

根据本工程水泥搅拌桩的型式、长度（最大成桩长度12.6m），并且考虑到施工场地小以及工期较紧等限制因素，采用两台广东建筑机械厂出产的SPJ-18B型搅拌桩机同时施工，SPJ-18B型搅拌桩机地基加固最大深度18m，喷浆最大成桩直径1000mm，功率53kw，桩机总重11.5t，可以满足设计搅拌桩施工要求，且由于桩机较轻，操作移动灵活。

（二）场地布置

在施工前，首先修好连接施工场地的施工便道（6m宽，路面铺石粉压实）；由于现场地表过软，施工机械无法正常行走，因此在施工现场铺设一层60cm厚的石粉垫层，并利用挖掘机和推土机等机械在垫层表面来回行走4～5遍平整压实；因为在围堰基坑内施工，地面渗水量很大，所以围绕施工现场四周开挖一道排水边沟，保证施工场地表面干爽。

（三）测量定位

按设计图纸放线，首先用全站仪准确定位出各部位搅拌桩施工边线的位置；然后通过钢卷尺准确量出每根桩的桩位，桩位插竹片或板条标示。

（四）施工方法说明

采用“四搅三喷”的施工工艺。

1．生产性试验

生产性试验包括室内配比试验和室外成桩试验。

（1）室内配比试验。由建设单位、设计院会同施工单位和监理人到现场采集土样，作水泥土的配比试验，测定各水泥土的不同龄期、不同的水泥掺入比、试块抗压强度，为搅拌桩施工寻求最佳的水灰比、水泥的掺入比配方，土样取样数量一般不少于2kg，采集的样要用取样盒装好后并用石腊密封，或者密封在双层塑料袋内，防止水份蒸发。制作水泥土试块所用的土、水泥以及外加剂的数量要称重和作好记录，水泥和土要搅碎调均匀。

（2）搅拌桩试验。在搅拌桩正式施工前28天，应进行搅拌桩试验，由建设单位、设计单位会同施工单位和监理人选择具有代表性的场地作为搅拌桩施工的试验场地。检验设计参数和施工工艺是否合理，进行工艺试桩超过10根，选5根桩进行抽芯和做单轴挤压试验，并确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达喷浆口时间以及起吊提升速度等参数，施工工艺试验结果通过监理人的审批后才能开始搅拌桩的正式施工。

2．搅拌桩施工

（1）施工轴线和孔位布设：施工前按施工图纸测放施工轴线和孔位，并对其进行妥善保护，桩位布置与施工图纸误差不得大于3cm。

（2）设备就位：成桩设备安装就位平整和稳固，以确保施工中不发生倾斜、移动，在桩架上应设置用于施工中观测深度和斜度的装置。桩机上安装用于观测搅拌机下沉和提升速度、工作电流、来浆和停浆时间的自动记录装置。

（3）制备水泥浆液：按照试验测定和认可的水泥浆液配合比和固化剂与外掺剂，由复勘后设计的桩长计算出搅拌桩需喷浆量，将材料放入搅拌机中加水进行水泥浆液搅拌制备，经检验合格后输入蓄浆池准备输灌。

（4）搅拌机预搅下沉：搅拌机预搅下沉时禁止冲水下沉。

搅拌桩施工期间应进行基础加固区的沉降观测，掌握整个加固区的沉降变形，作为评价地基加固效果和使用维护的依据。完工后按监理人的要求提交有关的观测资料。

（5）喷浆成桩：开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续稳定喷入水泥浆液。搅拌桩的施工工艺（钻进速度、喷浆压力控制、喷浆量控制、钻进深度误差）根据设计要求的配比和搅拌试验实测的各项施工参数换算后确定。同时，使用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6Mpa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。当浆液达到出浆口后，喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端。

浆喷搅拌的水泥掺入量、固化剂浆液掺入量严格按预定的配比拌制，制备好的浆液不离析、不停置时间过长，超过2h的浆液作废浆处理。浆液倒入集料斗时加筛过滤，以免浆内结块损坏泵体。泵送浆液前管路应保持潮湿，以利输浆。拌制浆液的罐数设专人统计记录，固化剂、外掺剂用量、提升速度和泵送浆液的起止时间由专用的自动记录设备统计记录。

为保证搅拌桩的垂直度，注意桩机平台的平整度和导向架对地面的垂直度，使垂直度偏差不超过1%。为保证桩位准确度，必须使用定位卡，使桩位偏差不大于3cm。对设计要求搭接成壁的桩应连续施工，相邻桩施工间隔时间不超过24h。如间歇时间太长与第二根无法搭接，应在设计和监理人认可后，采取补救措施。

前台操机与后台供浆密切配合，联络信号必须明确，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度符合已定的施工工艺，后台供浆连续，一旦因故停浆，立即通知前台，为防止断桩和缺浆，将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升，如因故停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，拆卸输浆管路，妥为清洗。

（6）提升搅拌：桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时，采用慢速，当喷浆口即将出地面时，停止提升、搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

（7）成桩：当下沉与提升达到设计要求“四搅三喷”后即可完成一根搅拌桩的作业，开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆，桩机移至另一桩位施工另一根搅拌桩。

施工记录设专人负责，详细记录搅拌机始沉时间、每米下沉或提升的时间、记录来浆与停浆时间、完成桩体施工时间，记录时深度误差不大于5cm，时间误差不大于5min，施工中发生的问题及处理情况在备注栏中注明。

（8）桩体保护与桩顶开挖：搅拌桩施工完毕28天后，桩顶以上的0.4m覆盖土层采用人工开挖，以保护桩头质量，覆盖土层禁止采用机械开挖。

（五）施工质量控制

1．制浆质量的控制

按试验确定的水灰比（水和水泥按重量比严格控制）在制浆罐中进行拌制，备好的浆液还应不停地搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长，超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。

2．泵送浆液质量的控制

泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆。泵送浆液过程中，泵的压力必须足够和稳定，供浆必须连续，拌和必须均匀。如遇到浆液硬结堵管，必须立即拆卸输浆管道，清洗干净。

3．桩机机身的垂直度控制

（1）调整机身两边的拉杆，使机身纵向竖直；

（2）调整机身下边的四个带液压装置的支撑脚，使机身横向竖直；

（3）纵横向都竖直后，钻杆上的悬锤线就会指向中心刻度并紧靠在中心度盘处。

4．桩长的控制

（1）钻杆标线控制法：施工之前应丈量钻杆长度,可用红色油漆在钻杆上划桩长的明显标志（桩长应不小于设计要求），以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，确保设计桩长；

（2）度盘读数控制法：杆钻入深度的圆盘,通过指针读数可直接反映出钻桩的长度。（注意开钻之前，指针读数必须为零）。

5．单桩水泥用量的控制

控制好桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度，确保单桩施工完毕后，为该桩所配制的水泥浆能全部用完，不得有剩余。

四、施工中常见的各种问题及处理措施

五、结语

深层水泥搅拌桩适用于地基承受力较低的地基基础施工，它的优点是加固效果显著，加固后地基可以很快投入使用，目前，已广泛应用于水利工程软基础处理，并取得了较理想的效果。

【参考文献】

[1]软土地基深层搅拌加固技术规程[M]．

【作者简介】黄建烨（1983－），男，广东省水利水电第三工程局助理工程师，研究方向：水利水电工程施工管理。