水泥搅拌桩地基处理工艺浅析

　　1引言

 

　　水泥土搅拌桩是以桩体的形式对软土地基进行加固，使桩体与天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基。水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。建筑地基处理技术中，对淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的软土地基，常常采用深层搅拌法加固提高地基承载力。

 

　　2搅拌桩施工工艺

 

　　（1）施工前准备工作

 

　　搅拌桩施工前，根据施工图纸规定的桩位、桩型、桩径、桩长、复勘的场地地质条件和持力层埋藏深度，选择搅拌施工机具。现场采集土样，作水泥土的配比试验。组织相关的技术人员进行施工前技术交底，传达各种施工资料。

 

　　清除搅拌桩区域内地上、地下一切障碍；在边坡附近施工，应考虑施工对边坡稳定性的影响，并采取确保边坡稳定的措施。

 

　　（2）材料选取

 

　　1）水泥和外加剂应符合有关规范及设计文件的要求。2）外加剂选择早强、缓凝、减水以及适合当地土质的材料，但应避免污染环境。使用外加剂通过试验确定其掺入量。

 

　　（3）施工工艺

 

　　1）工艺流程

 

　　搅拌桩的桩身强度很大程度上取决于搅拌喷浆的均匀程度，本处采用“四搅四喷”的施工工艺。

 

　　桩机就位→搅拌机搅拌喷浆下沉→搅拌机搅拌喷浆提升→搅拌机搅拌喷浆下沉→搅拌机搅拌喷浆提升→形成固结桩。

 

　　2）搅拌桩施工

 

　　a.施工场地平整：整平高程比设计桩顶高程高出50cm，如场地平整时局部出露淤质土或其它软弱土层应将其开挖至设计桩顶高程，然后回填粗砂垫层，并辗压密实。

 

　　b.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。

 

　　c.制备水泥浆液：按照试验测定和认可的水泥浆液配合比和水泥与外加剂，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。

 

　　d.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。

 

　　f.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。

 

　　g.提升搅拌：桩顶设计高程与施工场地地面高程接近时，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。

 

　　h.成桩：当下沉与提升达到设计要求“四搅四喷”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拦中注明。

 

　　i.桩体保护与桩顶开挖：搅拌桩施工完毕28天后，桩顶以上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。

 

　　3施工中常见的问题与处理方法

 

　　施工中常见的问题与处理方法见下表：

 

　　施工中常见的问题与处理方法表

 

　　常见问题

 

　　发生原因

 

　　处理方法

 

　　预搅下沉困难，电流值高，电机跳闸

 

　　①电压偏低②土质偏硬，阻力太大③遇大石块、卵砾石层等障碍物

 

　　①调高电压②重量冲水或浆液下沉③挖除障碍物

 

　　搅拌机下不到预定深度，但电流不高

 

　　土质粘性大，搅拌机自重不够

 

　　增加搅拌机自重或开动加压装置

 

　　喷浆未到设计设计顶面（或底部桩端）标高，集料斗浆液已排空

 

　　①投料不准确②灰浆泵磨损漏浆③灰浆泵输浆偏大

 

　　①重新标定投料量②检修灰浆泵③重新标定灰浆输浆量

 

　　喷浆到设计位置集料斗中剩浆液过多

 

　　①拌浆加水过量②输浆管路部分阻塞

 

　　①重新标定拌浆用水量②清洗输浆管路

 

　　输浆管堵塞爆裂

 

　　①输浆管内有水泥结块②喷浆口球阀间隙大小

 

　　①拆洗输浆管②使喷浆球阀间隙适当

 

　　搅拌钻头和混合土同步旋转

 

　　①灰浆浓度过大②搅拌叶片角度不适宜

 

　　①重新标定浆液水灰比②调整叶片角度或更换钻头

 

　　4施工质量控制及技术措施

 

　　水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全程的施工监控。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。

 

　　（1）开工前，先做好试桩，检测工作完成后，修正设计及施工参数。

 

　　（2）按设计配合比将干燥的掺合料与水泥加水用拌合机搅拌均匀，过筛后输入蓄浆池。作好材料堆放场地的地面排水及防雨工作，保持材料的干燥。

 

　　（3）下沉钻头钻进时，根据土质软硬情况，选择档次。时时注意电流的变化，及时换档。提升注浆搅拌时不得使用快档，宜选择慢档提升，保证喷浆搅拌均匀。当慢档下沉或搅拌时，电流过大，应查清原因，避免损坏转盘，变速箱或钻杆。前台搅拌机与后台供浆机时刻保持联系，施工时集中注意力，相互配合，确保搅拌与供浆配合无误。注意检查和及时维修送浆管道，尽量避免施工中出现故障。

 

　　（4）要注意保证机架和钻杆的垂直度，严格要求桩的垂直偏差不超过1%，施工中采用双向经纬仪观测每根桩的垂直度，如发现偏差过大，及时调正。为保证桩位准确度，必须使用定位卡，使桩位偏差不大于5cm。对设计要求搭接成壁的桩应连续施工，搭接部位的防渗性能直接影响防渗墙的防渗性能，所以必须高度重视。墙体搭接质量主要通过桩机移位控制。每次移位距离根据桩径和墙厚通过理论计算得出，施工中严格控制，确保桩与桩之间的搭接厚度满足墙厚的要求。施工中，相邻桩施工间隔时间不应超过2h，如超过2h，则应对前一单元的最后一根桩空钻留出榫头，以待搭接。如因特殊情况没有留榫头，则必须采取贴桩的处理办法。

 

　　（5）水泥应过筛，无结块、无杂质。喷浆应连续，单桩料罐喷浆量、钻头提升或下沉时间等设有专人记录。

 

　　（6）在桩顶和桩底喷浆时，应复搅复喷。在喷浆口达到桩顶和桩底时，宜停止提升或下沉，搅拌喷浆数秒。

 

　　（7）对于存在地质情况不明、搅拌喷浆疑难的桩段应进行重点处理，可采用重复多次喷浆的方法使桩身强度加强。

 

　　（8）喷浆必须连续，一旦因故停喷，为防止断桩，必须将搅拌喷头下沉到停喷点以下0.5m，再供浆、喷浆提升。

 

　　（9）施工记录设有专人负责监控，其主要由喷浆记录仪对施工序号、施工日期、施工时间、施工深度、每米桩体喷浆量、复搅、复喷及单桩体喷浆总量进行自动实时监测、显示、记录，每天打印整理出当天所施工桩的记录。对施工中发生的问题和处理情况，均必须如实汇总分析。

 

　　（10）施工中采用的一切材料均通过试验室的检验方可使用。

 

　　5结语