浅谈水泥土搅拌桩试验桩施工的注意事项、相关问题的分析及处理措施

陈学龙

（泉州市工程建设监理事务所）

0 引言

水泥土搅拌桩施工主要经过试桩及正式施工两个阶段。其中试桩工作是根据设计对工程的具体要求，结合工程地质特性、桩机的设备性能、工程工期要求等因素在施工场地通过施打一部分试验桩，获取适用于工程实际地质的搅拌桩施工参数。在正式施工阶段，按照试桩阶段获取的施工参数指导现场施工。可以说，试桩工作是基础性工作，发挥着“磨刀不误砍柴工”的作用，应引起工程技术人员的重视。

1 试桩阶段注意事项、存在问题及分析

1.1 思想上对试桩工作要有正确的认识

虽然试桩阶段只进行少量桩的施工，但它是基础性工作，是为了验证设计参数的合理性，其要性不容忽视。因此对试桩工作在思想上应正确看待。工程建设过程中有几种错误的观念，一种是部分施工管理人员认为搅拌桩施工主要控制施工过程，试桩只是走个过场而不重视，只是简单地把设计图纸复制给工人，没有进行相应的技术交底，思想上的轻视就可能造成后期试桩工作无法取得预期的目的，表现为检测结果无法满足设计要求，从而不得不回头逐个环节查找分析原因，并再次组织试桩，由此拖延了工期，影响工程进度。

另一种错误观念是把试桩看成与正式施工脱节的两个环节，认为试桩仅是为了取得合格的检测报告。为了试验桩在成桩后的检测过程中能顺利通过，不按试桩方案拟定的参数进行，在试桩过程中提高了标准，例如提高水泥掺入量、增加喷浆量等，而正式施工中又降低标准。如此，试桩失去了指导后续正式施工的意义。以上错误观念均影响施工质量，应当予以纠正。笔者认为可以通过召开试桩前的技术交底会将试桩的重要性以及注意事项分析透彻，引起施工管理人员及班组人员的重视。

工程试桩流程图如下：

1.2 试桩阶段注意事项

试桩可以细分为试验桩施工准备阶段、试验桩施工阶段、试验桩检测阶段三个阶段。每个阶段各有其侧重点及注意事项。

1.2.1 试验桩施工准备阶段注意事项有：

（1）熟悉设计图纸，掌握施工要点，对设计不明确的问题应在这个阶段提出，请设计人员答复。

（2）结合勘察文件熟悉试桩位置的地层分部情况，对试验桩的桩长进行预控。

一般情况下，设计会给出桩长、桩底标高等参数，并对桩端持力层予以说明，如穿透软土层进入硬土层0.5 米或1 米等。但由于地质报告中的地质剖面图反映的是一段区间的地层分布情况，每根桩的桩长不能简单地以设计图纸给出的平均桩长为依据指导施工，还需结合桩底标高是否进入设计要求的持力层加以判断，这主要是通过施工过程中搅拌机电流表是否突然增大来反映。因此对施工中桩长可能出现的几种情况要有预判：第一种是实际桩长与设计桩长相等或相当，这说明地质情况与勘察报告相吻合，桩底持力层与桩长均实现了预期值。这种桩应该占大部分。第二种情况是当桩长达到设计桩长而桩端未进入持力层时，应继续钻进，直至进入持力层，此时实际桩长将大于设计桩长。第三种情况是当桩长未达设计桩长而桩端已进入持力层时，此时实际桩长将小于设计桩长。对于后两种施工出现的情况要特别做好记录说明，以免误判为问题桩。

（3）参与第三方检测单位人员现场土样取样过程，并做好相关记录。如取样桩号，取样的深度等。尽管水泥土配合比是委托检测机构进行的，但工程管理人员有必要学习《水泥土配合比设计规范》，对试验过程有所了解，明确做室内配合比的意义。室内配合比是要确定水泥量掺入比。提高水泥掺入量大固然会增加强度，但同时也要考虑对工程造价的影响，最理想的状态是满足设计强度要求的前提下，经济最合理。如果水泥量掺入比取值偏保守，对造价控制不利。

（4）施工用水样取样检测。水是影响水泥硬化、水泥固结的重要因素之一。水中硫化物的含量对水泥土成桩会有影响，这点往往会被忽视。因此取样的水样应是现场施工实际用水。

（5）为了便于施工管理，对进场的已经架设完毕的桩机分别进行编号，并在各台机架上做好刻度标记，用于施工过程中桩长的核查。

（6）根据桩机具体性能暂拟定试桩采用的钻进速度、提升速度等。由于速度直接影响工期，对于工期有严格要求的工程，以及桩数较多的工程，要考虑到不同速度下工期差异有多少。可以在规范允许的施工钻进及提升速度中取不同的速度，例如提升速度参考范围为0.5 米/秒～0.8 米/秒，试桩时可以设定其中一台桩机的提升速度为0.5 米/秒，另一台桩机的提升速度为0.8 米/秒。如果后期检测过程中两种施工速度的成桩检测结果均能满足设计要求，那么以较快的速度施工，则可以节省工期。

1.2.2 试验桩施工阶段注意事项有：

（1）拟定试验桩桩位并现场放样，试验桩桩位的布置尽量考虑后期检测时工作面的预留。建议桩位适当拉开距离，目的是后期检测时，当对不同编号的试验桩分别同时进行单桩承载力、复合地基承载力、钻心取样等检测时，可以同步进行，从而缩短检测周期。

（2）现场标定工作。这项工作是试验桩施工阶段工作的重点。施工管理人员应根据现场搅拌桶的具体尺寸，分别进行标定，确定出水泥投放量，水的用量。下面以一个例子说明计算过程：

经现场测量，搅拌桶直径为1 米，深度为0.8 米。设计采用的水灰比为0.5，水泥掺入比为16%。现场取样的淤泥土的密度为1750 千克/立方米。搅拌桩设计半径为0.25 米，桩长为10 米。

可以计算出：

①每立方米淤泥土中水泥掺入量为1750×16%=280 千克。

②单根水泥土搅拌桩的体积为3.14×0.25×0.25×10=1.9625 立方米，则单根水泥土搅拌桩中水泥量为280×1.9625=550 千克（约11 包水泥）。

③水灰比为0.5，即水与水泥的质量比为1 比2，那么单根桩中用水量为550×0.5=275 千克（约0.275 立方米水）

现场标定过程：前面已计算出单根桩的用水量为0.275 立方米，已测量出搅拌桶的直径为1 米，深度0.8 米，可计算出要往搅拌桶中倒入的水的深度为：0.275÷（3.14×0.5×0.5）=0.35 米。

按照计算出的水添加完毕后，往搅拌桶中边搅拌边逐包倒入550 千克水泥（约11 包）直至搅拌均匀，理论上拌制完成的水泥浆即为单根水泥土搅拌桩中的水泥浆量。

（3）单根桩理论水泥浆喷浆量的计算

水泥浆拌制完成后，应用水泥浆比重计测量水泥浆液的比重。经实测可知，水灰比为0.5 对应的水泥浆比重约为1.8 千克/升。水灰比是否符合设计要求，在现场是通过测量拌制完成的水泥浆的比重反映出来，为了确保水泥土中的水泥含量，送浆前应对每根桩的水泥浆比重进行测量，发现比重不足的，应采补足水泥量后重新搅拌。根据工程实践，笔者列出了不同水灰比对应的水泥浆比重表：

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当水灰比为0.5（1:2）时，可知拌制完成的水泥浆中水泥与水泥浆质量比为2：3。根据计算式喷浆量（升）×1.8 千克/升×2/3=550 千克，可计算得出喷浆量=458升。说明单根桩施工完成后，自动记录仪上打印出的施工记录单上喷浆量应不小于458 升。

（4）对试验桩单桩施工时间的预控。仍以10 米的桩长为例，拟定钻进速度为1 米/分钟，提升速度为0.5 米/分钟，当搅拌桩施工工艺为四搅两喷时（预搅下沉，提升喷浆搅拌，重复搅拌下沉，重复提升喷浆），钻机启动至结束的时间计算为60 分钟（其中：预搅下沉10 分钟，提升喷浆搅拌20 分钟，重复搅拌下沉10分钟，重复提升喷浆20 分钟。）

（5）试验桩施打过程中，现场施工管理人员应对桩长、电流表变化情况、水泥浆比重测量数据、总施工时长等实际施工情况分别予以记录，与自动记录仪打印出的施工记录对照，查看是否相符。确认试桩过程正常后，方可结束进行下根试验桩的施工。

1.3 试验桩检测阶段注意事项有：

试验桩检测项目包含单桩承载力、复合地基承载力、钻芯取样检测，应根据设计要求进行相应项目的检测工作。在这一阶段，要向检测人员提供试验桩施工中的准确数据，避免张冠李戴的现象发生，或提供错误的施工记录。

2 结束语

试验桩施工完成并经检测合格，标志着试验桩工作顺利完成。通过试验桩明确了各施工参数，此时可对试桩施工方案中不足之处进行修改、补充或完善，形成正式的水泥土搅拌桩施工方案，以指导后续施工。对试验桩工作的重视相当于做好了基础工作，但正式大面积施工的质量控制也不是试桩工作的简单复制，由于试桩只是施打少量的桩，当大面积施工开始后，难免现会出现不可预见的情况，如机械故障，施工临时用电故障，工人操作失误等问题，这些问题要事前准备好应对措施，只有施工前准备充分，施工中加强监管，出现问题时及时采取措施予以处置，才能确保水泥土搅拌桩的施工质量。