建筑与工程 啊Ｉ 深层水泥土搅拌桩的施工技术、流程与质量控制 冯明龙 （泰州『 兴泰基础建设工程有限公司 江苏泰州 ２２５３００） ［摘 要］当前水泥土搅拌桩为软弱土地基处理的一种方法，具有施Ｉ 方便、费用低廉、加固软弱土厚度大的优点，在我国得到了广泛的应用。本文为 此从深层水泥土搅拌桩工程的安全和经济角度出发，探讨了深层水泥土搅拌桩的施工技术、流程与质量控制方法。 ［关键词］水泥土搅拌桩 施工 质量控制 中图分类号：０２１３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）１２ ０１４７ Ｏｌ 水泥土搅拌法按照施工工艺，可将其分为浆液喷射法和粉体喷射法两种， 前者形成的加固体称为深层搅拌桩，后者形成的加固体称为粉喷桩。在机制 上，水泥土搅拌法利用水泥作为闹化剂主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基 深处就地将软土和匿ｆ化剂强制搅拌，产：生‘系列物理化学反应，使软土硬结成 具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。其所形成的加『刮体与桩间 土共同承担上部结构的荷载，从而提高地基的承载能力，减少沉降变形。不过 在当前的应用中其有很多不完善的地方仍处在探讨研究之中。 １深层水泥土搅拌桩的施工技术 深层水泥土搅拌桩是利用水泥或水泥系材料作为吲化剂，通过特制的深层 搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂强制搅拌，形成水泥土圆柱体。 由于固化剂和其它掺合材料与原位土之问产生一系列物理化学反应，使圆柱体 具有一定强度，桩周土得到部分改善，组成具有整体性、稳定性及一定强度的 水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。在大量的工程实践中，初步 形成了适应我国特色的施Ｙ－３－＂艺和设计理论，如水泥浆液搅拌法，水泥粉体搅 拌法，夯实水泥土桩法，高压旋喷搅拌法等方法。 （１）水泥浆液搅拌法。水泥浆液搅拌法是 化材料用水泥浆液施 方法 的统称，简称浆喷。该工法就是首先转动搅拌叶片使其边切土边靠自重下沉， 待搅拌叶片下沉到预定深度时，泵入预先按一定比例配制的水泥浆液，刷时边 提升边回转搅拌，使固化剂与地基土充分拌匀，形成柱状加固体。根据需要， 也可将加固柱体搭接排列，形成壁状或块状加同体 （２）水泥粉体搅拌法。水泥粉体搅拌法是同化材料用水泥干粉或水泥系 粉体施工方法的统称，简称粉喷。该工法与浆喷不同的是搅拌叶片下沉时压 入空气，待下沉到预定深度时，压入水泥粉气同两相汽流，同时边提升边回转搅 拌，使固化剂与地基土充分拌合，形成柱状加固体。 （３）夯实水泥土桩法。夯实水泥土桩法是先用机械或人］：先掏成孔，再将 孔外拌和好的水泥和土的混合料分层填入孔内分层夯实的方法。这里所说的 土可以是原位土，也可以是外来土、砂或水泥系材料。 （４）高压旋喷搅拌法。高压旋喷搅拌法是利片］钻机把带有喷嘴的钻杆钻 进原土层中预定深度后，以２０ ４０ＭＰａ压力将水泥浆液从喷嘴中Ｉ喷射出来，能量 大，速度快，形成的脉动射流冲击破坏土层，士粒在射流的冲击下与浆液搅拌混 合重新排列，凝固后形成柱状固结体。 ２深层水泥土搅拌桩的施工流程 （１）定位：使用起重机悬吊深层搅拌机到达指定桩位，对中 （２）预搅下沉： 待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起蘑机钢丝绳，使搅 拌机沿导向架搅拌切土下沉。（３）制备水泥浆：待深层搅拌机下沉到一定深度 时，即开始按设计确定的配合比搅拌水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗 中。④提升喷浆搅拌：待深层搅拌机下沉到达漫计深度后，开启灰浆泵将水泥 浆（４）压入地基中，并且边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度 提升深层搅拌机。（５）重复上、下搅拌：深层搅拌机提升到设计加固深度的顶 面标高时，集料斗中水泥浆应正好排空。为使水泥浆和软土充分搅拌，可再次 将搅拌机边旋转边沉入土中，至设汁加固深度后再将搅拌机提升出地面。（６） 清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残层的水泥浆， 直至基本干净。同时将粘附在搅拌头的软土清洗干净。（７）移位：重复上述操 作，进行下一根桩的施工。 ３深层水泥土搅拌桩施工中应注意的问题 施工前应确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌头喷浆 口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。起吊设备要保持水平：在地面较 为起伏时，一定要保持设备的水平，这样才能保证旌工的顺利进行和桩身的质 量。要保证施工安全：冷却循环水在整个施工过程中不能中断，应经常检查进 水回水的温度，回水温度不应过高。保证施工电压。施工时应保证连续性， 因故停浆时，宜将搅拌头下沉至停浆点以下一定深度，待恢复供浆后再喷浆提 升：若停机超过３小时，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。 预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲 水成桩，含水量的增加对桩身强度的影响。搅拌桩的垂真度偏差不得超过 １％，桩位布霍偏差不得大于５０ｍｍ，桩径偏差不得大于４％。搅拌头喷浆提升的 速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌头每次下沉的深度和 提升的时问。深度记录误差不得大于１ＯＯｍｍ，时间误差不得大于５ｓ。为保证 桩端施』：的质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底３０，使浆液完全达到桩 端。特别是设计中考虑桩端承载力时，这点尤为重要。制好的水泥浆液不得 析，泵送要连，搅拌的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应 有号人记录。在施工过程中还经常出现搅拌不均匀的情况，这类情况多数由 于提钻速度过快，叶片搅拌速度跟不上所致。这种情况的处理在工程中应加 强管理，注意不能堵塞喷浆１］，并控制提钻速度。由于桩顶的应力较大，一般 设 ‘时桩顶１／３桩 进行复喷复搅。 ４深层水泥搅拌桩施工质量控制与检测 水泥土搅拌法加固软土地基的效果，通常通过施工前的试验、施工过程 质量控制和旌ｒ：后的试验、使用过程中监测来进行检验。 （１）施 的试验 采用水泥土搅拌桩加固软土地基，在我国的使用不过 ２０多年的时间，其加固机理，设计理论，施１１－１ ２艺等均不是很完善：同时各地的 地质条件、地基土的性质等均有差别。采用水泥土加固软土前进行相关室 内试验、原位测试和施工［艺验是必须的。 （２）施ｊ．过程质量控制。在预搅工程中，要使软土完全预搅破碎，以利于 刚水泥浆均匀搅拌 在水泥浆搅拌时，要严格按设计的配合比配置，要预先筛 除水泥中的结块，时要防ｌ 水泥浆发生离析，要在水泥浆搅拌机中充分搅动，在 压浆前 缓慢地倒入集料斗中。为确保加固的强度和连续性，在压浆阶段不 允许发生断浆现象 输浆管道 要保持畅通，不能发生堵塞现象：要严格按设计确定的数据，控制喷浆和搅 拌提升速度：要控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深 度均得到充分搅拌。为使搅拌桩垂直于地面，要保证起重机的平整度和导向 架对地面的垂直。对于采用水泥土搅拌桩作为支护和隔水结构时，要确保壁 状加同体的连续性，原则上每一施ｊ＿Ｉ段宜连续施工，相邻柱体施工间隔不得超 过２ ４小时。 （３）成桩后的质量检验。为保证水泥土搅拌桩的施：［质量，首先应根据施 Ｌ的原始记录，查看是否符合规范，从源头上确保施工的质量。开挖检验：根据 工程设计要求，选取一定数量的桩体进行开挖，可以直接检查加固桩体的外观， 从而对水泥浆与软土的拌和状态、均匀性、整体性有较感性的认识。钻探取 芯：通过在桩体中的钻探取芯，可以真观地看出水泥浆与软土的和程度，桩长能 否满足设计要求等：同时通过钻探采取水泥土试样制成试件，与室内制作试块 进行强度比较，从而确认采用室内水泥土强度来推测复合地基承载力的可靠 性。原位测试手段：同样对于水泥土桩体的均匀性也可通过标准贯入试验或轻 便钎探等动力触探手段来检查，同时通过标准贯入试验也可检查桩体的强度。 （４）使用过程中的质量监测。对正式采用水泥土搅拌桩加固软土地基的 ：ｒ．程投入使用后，要定期进行沉降、侧向位移等的观测是最直观检验加固效 果的检验 同时也是对设计麓Ｉ＝的最终检测。工程实践中，对于非重要的水 泥土搅拌桩工程，可采用标准贯入试验进行检测：对于重要的承受竖向荷载的 水泥土搅拌桩复合地基工程，以静载荷试验方法进行检测。 总之，水泥土搅拌桩复合地基是诸多复合地基中具有代表性的一种，一般 具有：ｌ期短、污染少、震动小、经济效益显著等特点，进行水泥土桩复合 地基的理论和试验研究对＝Ｉ 程实践具有重大的指导意义。 参考文献 ［１］郑刚．水泥搅拌桩荷载传递机理研究［Ｊ］．土木工程学报，２００２，３５（５）： 褥垫层对复合地基承载机理的影响［Ｊ］．土木工程学报 ［３］叶观宝，司明强，半刚性复合地基沉降实用计算方法的探讨［Ｊ］．水文 地质工程技术，２００１，４：４２～４４． ［４］郝玉龙．深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降分析及控制［Ｊ］．岩土工 程学报，２００１，２３（３）：５． 科技博览ｉ １４７
