混凝土搅拌桩在地基处理中的应用

　　一、混凝土搅拌桩应用原理

 

　　混凝土搅拌桩法是一种常用的处理软土地基的施工方法，它基于混凝土的物理化学反应过程，以混凝土为主要制剂，加入各种具有固化作用的外渗剂，用深层搅拌机将混凝土和地基软土强制混合拌匀，在外渗剂的固化作用下，形成混凝土水化物凝胶体，凝结土颗粒和小土团成为一体，凝结后软土则变坚硬，最终软土和混凝土形成一个具有水稳定性并且高强度的优质复合整体。主要用于松软地基处理如淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等。它并非和一般的混凝土硬化机理一样，成分较少的混凝土在软土包围下进行反应，因此过程繁杂且硬化时间长，加上各种水化物发生离子交换、团粒化作用和凝硬反应使其最终大大提高了硬度。该法施工较快捷简便，无噪音及环境污染，因此被广泛应用。

 

　　二、混凝土搅拌桩的适用范围及特点

 

　　1、混凝土搅拌桩的适用范围

 

　　混凝土搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用性。

 

　　2、混凝土搅拌桩的特点

 

　　（1）在基础或地下室施工时，减少地下水对施工场地的影响，可使地下室或基础施工时，减少水下作业，使混凝土施工时不受地下水的影响，使用时受地下水影响因素相对较小、能较好保证工程质量。

 

　　（2）因混凝土搅拌土桩有隔水作用，可使基础或地下室在使用过程中不受地下水的浮力和侧压力的影响，而保证基础质量和地下室的使用功能不受影响。

 

　　（3）因混凝土搅拌土桩的挡土支撑作用，使基坑施工时不因土层崩塌而影响周围建筑物的质量，也不会因基坑排水造成地下水流动，影响其它建筑物的基础稳定，减少为此带来的纠纷。同时因混凝土搅拌土桩的支护作用，可用于在不能采用其它工程桩作基础，只能采用去土换砂等浅基础的多层建筑物的旧城区改造建设，先在基坑周围施打围护桩，按设计要求的排数施打，到达一定强度时，再开挖基坑，并按设计图纸内容进行一系列基础项目的施工。

 

　　三、混凝土搅拌桩在地基处理中的施工工艺及质量控制

 

　　1、准备工作

 

　　1）机械设备：混凝土搅拌桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常作业。机械和设备如下：深层搅拌机、灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、控制柜、自动记录喷浆量设备、其他辅助设备等。

 

　　2）场地准备：清除地表的杂草、树根、耕植土等，填前翻松20～30cm，掺石灰5%拌和均匀后整平并压实至87%，并形成不小于2%的外向横坡。在拓宽路基外侧开挖临时排水边沟，保证施工期间的排水。临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用，在施工期间不能长期积水。

 

　　2、混凝土搅拌桩复合地基的施工

 

　　1）施工工艺流程

 

　　清理场地，施工放样-钻机定位-钻进到设计深度-成桩-调平-送风-喷浆、搅拌、提升-离地面50cm停止喷灰-复搅下沉-至桩底停止搅拌、喷浆1min-搅拌提升至桩顶-关闭电源，钻机移位。

 

　　2）混凝土搅拌桩的施工方法

 

　　（1）施工时所使用的混凝土掺入比采用18%，水灰比选取0.45～0.50之间。在每根桩开始施工前，根据桩长数一次配备该桩的用浆量。

 

　　（2）在桩机竖杆两侧各悬挂一条5m长的吊锤，上端离竖杆水平距离5cm，每条桩施工前均需测桩机垂直度。本工程控制搅拌桩桩身的垂直度偏差应小于0.4%。

 

　　（3）采用“四搅四喷”的搅拌桩施工工艺，控制一条长度为19m的桩成桩时间不少于75min。

 

　　（4）应用流量泵控制输浆速度，确保搅拌提升速度与输浆速度同步，要求前台桩机与后台供浆密切配合，联络信号明确。

 

　　（5）除了确保设计成桩深度外，还要注意地层的变化，根据电流的大小，确认持力层的深度，确保施工达到设计桩长。

 

　　（6）对于本工程中存在地质情况不明的地段，本工程采取重复多次喷浆的方法以加强桩身强度。

 

　　（7）喷浆必须连续，若施工中出现停喷，为了避免断桩，将搅拌喷头下沉到停喷点以下0.5m，再供浆、喷浆提升。

 

　　3）混凝土搅拌桩的施工技术要求

 

　　（1）混凝土浆液制备须有充分的时间要求大于4min，以保证搅拌的均匀性和混凝土的水化。混凝土浆从灰浆拌合机导入集料斗时，必须过滤筛，把混凝土硬块剔出。水灰比应根据试桩的参数确定，一般为0.45～0.5。浆液进入储浆罐中必须不停顿搅拌，以保证浆液不离析。

 

　　（2）喷浆量控制：设计28d无侧限抗压强度≥1.0Mpa，喷浆量在室内试验基础上，每米提高混凝土用量5Kg，并控制最小混凝土用量≥50Kg/m，最大混凝土用量≤70Kg/m，混凝土用量为两次喷浆量之和。

 

　　（3）湿喷桩机下钻和提钻速度是控制喷浆量的关键因素，由试桩确定，一般钻进速度≤1.0m/min.钻头到达桩底后搅拌喷浆1～2min、间歇后提钻，确保底部有足够的灰量，提钻速度≤0.8m/min，确保搅拌均匀.

 

　　（4）喷浆搅拌提升，靠近离整平高程约0.25m处，重复喷搅以提高桩头质量，直至离整平高程约0.25m处停止，然后回填石灰土或砂垫层至整平高程并压实，压实度≥87%。

 

　　（5）湿喷桩机钻杆下沉或提升的时间应有专人记录，时间误差不得大于5秒。当复搅发生空洞后意外事故而影响桩体质量时，钻机提升后应立即回填素土，进行重新喷浆复搅，在12小时内补救施工，其搭接长度不小于1.0米。

 

　　4）砂垫层的施工

 

　　混凝土搅拌桩施工完成7天并检查合格后，进行砂垫层及土工格栅的铺设，砂垫层总厚度40cm。当填土高小于4.0m时，再砂垫层中部铺设一层土工格栅，当填土高度大于4.0m时，分别在砂垫层底面以上10cm、30cm出铺设一层双向土工格栅，土工格栅材料要求：经、纬向抗拉强度≥80KN/m，对应延伸率≤10%的双向土工格栅。

 

　　3、混凝土搅拌桩质量控制

 

　　1）质量目标为：“把沪宁高速公路扩建工程建成质量一流、环境优美、管理先进、国内领先和国际一流的现代化高速公路”。

 

　　2）施工中严格遵守业主和监理的各项要求，并进行各项质量检查和评定，对现场原始资料实行严格管理，要求应及时、真实、准确，资料管理设专职资料管理员进行统一管理。

 

　　3）施工前应做首件工程，进行首件认可制度，同时认真总结首件施工工艺，取得相关的技术参数，试验每个施工方案的可行性，为后续施工总结积累相关经验。并成立三级检查制度：自检、互检、交接检。

 

　　4）严格监理程序，尊重监理工作。

 

　　5）工地试验室试验人员和试验设备配备完整，能很好地配合施工进展完成各项施工试验，同时严格服从监理试验工程师的各项要求，及时报送各项试验数据，为工程施工质量保驾护航。

 

　　6）加强进场原材料质量控制。加强施工现场安全工作，保证文明施工.

 

　　四、结论

 

　　混凝土搅拌桩是一项环境复杂易受多因素影响的隐蔽工程，施工过程中应充分熟悉技术特点，遵循质量控制事项，运用多种检验方法，保证工程最终质量。本文主要对混凝土搅拌桩在地基处理中的应用进行了分析探讨，以期对以后的地基处理有所帮助。

 

　　参考文献：

 

[1]徐至钧，曹名葆.水泥土搅拌法处理地基[M].北京：机械工业出版社，2004.