地基基础处理中的水泥搅拌桩施工技术体系的优化

　　拟建场地位于位于福州市鼓楼区工业路以东，原青岛啤酒厂内。该工程±0.00为罗零高程8.60m。场地整平标高约为-1.50m，地下室二层底板面标高为-8.20m，基坑底设计标高约为-9.80m、-10.40m，基坑开挖深度约为8.3m、8.9m，本基坑支护长度约为650m。

 

　　根据该场地的工程地质、水文地质、周边环境、基坑开挖深度等条件，基坑东侧采用土钉墙支护；北侧采用双排HM488*300型钢桩+型钢内斜支撑+水泥搅拌桩被动区加固支护；其余侧采用HM488*300型钢桩+扩孔锚杆支护。

 

　　一、关于水泥搅拌桩施工技术环节的分析

 

　　在建筑物地基基础应用过程中，水泥搅拌桩的应用扮演着一个重要的角色，其实现了软粘土地基的加固饱和，就是利用一系列的搅拌设备进行施工工艺的优化，保证水泥的均匀性固化，在进行桩处理区域内的原状土的应用，通过水泥及其土的反应，进行土体桩的形成，通过对桩侧土的应用，来进行建筑工程承载力的应用，满足建筑工作的抗变形的需要，保证土体稳定。经处理后的土体及生成的水泥土桩组合成复合地基。这里有二层意思：土体桩不是基础而是地基，土体桩是经人工处理后的地基，它与桩周土共同承担荷载基础应力的作用。

 

　　这些年来，随着我国社会科技技术的进步，施工设备体系不断得到优化，其施工工艺不断得到改进，质量检测方式不断得到更新，判定方法不断得到优化，这就有利于地基工程特性理论的分析及其应用的优化。这就提升了水泥搅拌桩的处理方案，实现了不同模块的软土地基等的处理。比如在建筑地基处理工程中，其具备更加明显的优势，将水泥作为固化剂，进行加固土体重量与固化剂重量的协调。最佳固化剂用量可通过现场试桩确定。桩径和桩长深度主要受制于设备能力。设计固化剂用量可依据天然土体的物理力学性指标和设计强度确定，一般可取土样在室内试验，现场试桩验证。面积置换率是复合地基承载力计算的重要参数，也是桩位布置的主要依据，它反映土体和桩体承载时各自的权重。

 

　　二、施工技术

 

　　1、单向水泥搅拌桩的施工工艺

 

　　（1）定位：做好施工平台后放样定位，搅拌桩机定位，设备保持水平，钻头对准桩位；（2）制备水泥浆：水泥浆的配合比由设计标准来定，水泥浆应该在压浆前就倒入集料中；（3）下沉喷浆搅拌：放松起重机钢丝绳，将搅拌机电机启动，沿导向架钻杆搅拌机开始向下对切土进行搅拌（由电机电流来监测控制下沉速度，电机工作电流不超过70A），若在施工过程中，发现搅拌机下沉速度太慢，那么为了利于钻进，应该从输浆系统补给清水。（4）提升喷浆搅拌：当搅拌机下沉到设计深度后停止下沉，水泥浆利用灰浆泵压入地基中，边旋转边喷浆，然后提升搅拌机至预定的停浆面，提升速度要严格按照设计标准来确定。（5）清洗：将适量清水注入集料斗，然后将灰浆泵开启，紧接着将全部管路中残存的水泥浆清洗干净，同时，还应该清理干净粘附在搅拌头的松软土。（6）移位：将搅拌机关闭，然后将搅拌机移动至下一桩位。

 

　　2、双向水泥搅拌桩的施工工艺

 

　　（1）定位：做好施工平台后放样定位，搅拌桩机定位，设备保持水平，钻头对准桩位，钻机主轴垂直度误差不得过大，通常不超过1%。（2）制备水泥浆：首先将搅拌桩机下沉一定深度之后，然后再拌制水泥浆，水泥浆配合比由设计标准来定。（3）钻进喷浆：搅拌机电机的启动应该在搅拌机冷却水循环正常后，沿导向架钻杆搅拌机开始向下对切土进行搅拌；同时，将送浆泵开启之后，将水泥浆喷在土体上，通过正反向旋转叶片双向搅拌水泥土，直到设计深度。（4）搅拌、喷浆提升：当搅拌机下沉到设计深度后停止下沉，为了使得能够充分搅拌均匀桩端水泥土，应该继续搅拌30s。然后提升搅拌机至预定的停浆面，提升速度要严格按照设计标准来确定，正反向旋转叶片双向继续搅拌水泥土，以免堵塞喷浆口。（5）复搅复喷：有效桩长的桩身段应该复搅复喷，目的在于提高桩身水泥土强度，并且实现充分搅拌。（6）清洗：将适量清水注入集料斗，然后将灰浆泵开启，紧接着将全部管路中残存的水泥浆清洗干净，同时，还应该清理干净粘附在搅拌头的松软土。（7）移位：将搅拌机关闭，然后将搅拌机移动至下一桩位。由于双向水泥搅拌桩上部结构与顶部结构的部分接触受力较大，为了提高该部分的强度，应该在桩顶1.0-1.5m范围内再增加一次输浆。

 

　　与单向水泥土搅拌桩相比，双向水泥土搅拌桩受力合理、受到扰动较小、节省造价、工作效率较高，且改造方便，只需要在现有的单向水泥土搅拌桩机械上适当改造即可。与单向水泥土搅拌桩相比，双向水泥土搅拌桩施工所产生的超静孔隙水压力明显更小，还能够通过压浆作用来控制水泥浆冒浆问题，有效地确保水泥搅拌桩的质量。总之，在设计参数相同和工程地质条件相同的基础下，双向搅拌桩技术有很好的经济性和适用性，节约成本、节省施工时间、质量稳定，值得推广应用。

 

　　三、地基基础处理中的水泥搅拌桩施工技术

 

　　1、施工前的准备工作

 

　　施工前必须向监理提供浆喷桩机技术性参数并经监理工程师确认。浆液计量装置必须经监理工程师检验合格后，方可使用。桩机正式开始施工前，先进行一定数量工艺性试桩，确定工艺参数和施工方案。正式施工时应严格按监理批准确定的施工工艺方案执行，必须在施工前对施工场地平整，清除积水、杂草、植根等杂物，平整碾压施工现场，地面整平高差±10cm，高差不大于25cm，以保证钻机的垂直度及施工安全。必须按照设计的桩位、桩长、桩数、喷浆量、复搅长度及试桩确定的参数施工，桩位允许偏差为±10cm，桩长不应小于设计值，垂直度偏差不应大于1.0%，桩体强度不应低于设计值。施打浆喷桩时要控制好钻进深度、停浆面，钻深原则上应穿透整个软土层，至强度相对较高的土层。本工程，水泥土最小水泥掺入量为60-65kg/m。

 

　　2、施工过程控制

 

　　为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机垂直两面上分别设置两个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离来进行控制。每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数等，应做详细的施工记录。

 

　　为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到要求，现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间根据桩长不同而定，喷浆压力不小于0.4-0.6MPa。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s以上，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s。施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在3小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填于施工记录内。补喷重叠段应大于50cm，超过3h应采取补桩措施。

 

　　四、结束语

 

　　综上所述，地基基础处理中的水泥搅拌桩施工技术模块的优化，有利于建筑物地基基础的有效处理，从而满足日常工程建设的应用需要。

 

　　参考文献：

 

　　[1]李开明.浅谈水泥搅拌桩试桩方法[J].江西建材，2009（01）.