深层水泥搅拌桩在软基处理施工中的应用

李辉

【摘 要】文章主要介绍了深层水泥搅拌桩在软土地基加固处理中的技术要点并对此展开论述。

【关键词】水泥搅拌桩；软土地基；加固处理；技术要点

0.前言

建筑地基工程中深层水泥搅拌桩是通过特制的深层搅拌机在地基深层对软土中加入水泥作为固化剂强制拌和，然后使软土硬化，从而提高地基强度。深层水泥搅拌桩在施工时，由于产生的噪音小、污染小，很少会影响到邻边环境，施工上既安全又经济，若在地质条件合适的情况下，是一种很好的地基处理形式。

1.深层水泥搅拌桩的加固原理及特点

1.1深层水泥搅拌桩的加固原理

软土和水泥是形成深层水泥搅拌桩不可缺少的两部分。对这两部分进行加固的基本原理是基层水泥和软土的物理化学反应的过程。在施工过程中，软土首先被搅拌机切成很多大小不等的泥团，将水泥掺入其中，水泥便把泥团包裹住。而由于水泥的掺入量比较少，水泥和软土之间就不能混合充分，这样在水泥土中就会形成两个区域：强度较大和水稳性较好的水泥区和强度较低的土块区。首先水泥和软土表面先反应，然后慢慢的向软土中心发展，经过很长的时间，土团内的软土颗粒在水泥水解产物渗透的作用下，一点一点改变其性质。

1.2深层水泥搅拌桩的优点

由于设备简单，技术效果好，费用低等优点，因此常被广泛用于大范围软地基处理。在施工中不会产生振动、污染及噪音，不会影响到周边环境，因此比较适合在市区施工。在施工中采用固化材料提高加固软土的早期强度，缩短工期，由于固结屈服应力很大，在上部承重时，不会产生固结沉降。

2.深层水泥搅拌桩的应用

某一建筑工程，地下2层，地上12层，框架剪力墙结构，梁筏基础，基础底标高-9.90m。根据勘察单位勘察报告，场区的主要地层是由填土、粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉细土、淤泥等组成。设计单位根据地质情况和工程上部结构情况，决定采用桩径500mm，桩长7.5mm，桩间距1.0m正三角形布桩的水泥土深层搅拌桩对地基进行处理。

2.1深层水泥搅拌桩施工技术要点

深层水泥搅拌桩的施工技术要求有下面几个要求：

（1）采用32.5R的普通硅酸盐水泥。

（2）水灰比控制在0.45～0.5之间。

（3）每米搅拌桩掺入水泥60公斤。

（4）停浆面为平原地面。

（5）采用四喷四搅的施工工艺。

2.2施工现场准备

（1）深层搅拌桩施工现场的要求：施工场地需平整，无杂物（包括树根、生活垃圾及建筑垃圾等）。

（2）布桩。根据设计单位设计的图纸及要求进行放桩，布桩形式、布桩段落及桩间距，在放桩完毕后还要进行报检，经监理单位认可方可进行施工。

（3）水泥搅拌桩入位。为了更好的了解和控制水泥浆用量和喷浆均匀程度，选用的水泥搅拌桩要配备电脑记录仪和打印设备。在施工前底座要用枕木垫平，悬挂上锤球，以控制好垂直度，调整卷扬机转速。

（4）人员组成。这项工程施工需要的人员有施工负责人、技术负责人、机手、质检员、钻机班长、试验员等。

（5）水泥的保管。为了防止水泥因受潮或雨水变硬，应把水泥堆放在垫有原木或塑料雨布的地方，在上面覆盖防雨布，并配有专人巡查，入库保存的水泥还要登记厂家、标号等。

（6）制桩试验。施工前各个施工段要现场试制2～3条桩，以便调整桩机及其配套设备的性能，及时了解土层和桩基受力情况，确定泵浆时间、泵浆量、控制电机转速和搅拌工艺等。

（7）悬挂标牌：明确施工负责人，水泥浆液的配比，对桩位要进行编号，开钻、停钻时间，桩的长度及其它参数。

2.3水泥搅拌桩的施工工艺

（1）主要工艺参数（如下表）。

（2）施工操作规范。

a.确定桩机对位，可以采用人工双向目测法确定钻头对位；b.保证钻杆的垂直度，可以利用液压系统，采用铅垂线对中法将钻架调垂直；c.启动压浆泵，确定各管路畅通，无泄漏，及时排除异常，以便下沉搅拌；d.将管道内水排除后再进行正常作业；e.为保证管路畅通，喷浆正常，制浆过程中应边喷浆，边搅拌，边提升连续作业，并经常观察输浆管脉动情况，以及有关仪表和集料斗中浆量变化。

2.4进行深层搅拌桩施工时应注意的事项

（1）定桩位时，应按规划部门提供的现场控制坐标，放轴线，丈量桩位后再进行定位，经过监理人员验收合格后再进行施工。

（2）开工前或其它原因导致钻杆长度发生钻杆长度发生改变时，必须对钻杆用钢尺进行长度标定。

（3）按技术操作规范要求调直钻架，保证庄垂直度小于或等于1.0%。

（4）桩深度不但要考虑设计深度，而且要根据实际底层变化，工作电流大小和下沉速度快慢等具体情况进行施工。如果没有十足的把握，应及时报请现场监理人员共同决定。

（5）搅拌头下降到桩头时，原位旋转喷浆时间至少需30秒钟。

（6）搅拌速度不变时，通过提高注浆泵电动机转速增加水泥浆喷入量，从而确保水泥土强度满足设计要求。

（7）制备好的浆液不能离析，必须连续泵送。按施工配合比计算出每桶加水量、水泥量及外掺剂量，准确加料，均匀搅拌，时间至少要3分钟。

（8）每个搅拌桩中水泥的掺入量：每喷搅一次的耗浆量可以根据标定的泵浆量、搅拌的次数和桩的长度来计算。若不符合设计要求，就在下次喷搅中进行相应的调整，直到每米耗浆量符合设计要求为止。

（9）在对搅拌机进行预搅下沉时，不能冲水，若遇到硬土层不能下沉时，则可以加适量冲水。

（10）最后提升搅拌时应采用不大于0.5m/min的速度提升，不能过快，当喷浆口达到桩顶标高时，应停下来提升，搅拌数秒钟。

（11）断浆的处理方法。若因停电或机械故障引起喷浆中断，应及时记录中断的深度。并在12h内采取补喷措施，将补喷情况记录在施工日志中。补喷重复的地方不应小于100cm，若超过12h，就应该采取补桩措施。

（12）接桩的处理方法。要在24h内完成桩与桩之间的连接，若不能在这个时间内完成，就应该采取补桩处理。

（13）施工记录。在施工中，应有专人及时记录施工情况，内容要详尽。其记录的内容主要包括拌制浆液的罐数，泵送时间、水泥用量、搅拌机每米提成及下沉时间、桩的垂直度和桩的深度等。为了避免出现漏桩现象，在每根搅拌桩施工完后应马上在施工图中做出标记。

2.5桩基的检测方法

（1）在成桩七天后，要先把桩头挖出，其深度要超过停浆面以下500mm，用目测查看搅拌是否均匀，测量成桩的直径，然后检查总桩数的5%，本项目检查的数量为125根，其检测结果为全部合格。

（2）对桩体进行均匀性检查时采用轻型动力触探方式（N10），其检查数量至少要占总桩数的1%.本项目检查数量为25根，其中一类桩18根，二类桩7根，没有三、四类桩。

（3）在成桩28天后，应对基槽进行开挖，进行水泥土深层搅拌桩的13组单桩荷载试验和13组复合地基荷载试验，其承载力应全部满足设计要求。荷载-沉降P-S曲线都以圆滑形的形式出现，没有明显特征，也没有明显陡降段；沉降-时间S-LG曲线业也无明显下弯现象，所有桩体在试验范围内并无破坏现象。

（4）采用双管单动取样器钻芯取样8根，桩体通常水泥土搅拌应均匀，检验芯样抗压强度的平均值要大于2.5MPa，这些措施都是为了保证桩体的质量。

3.结语

选用搅拌桩对该工程进行地基处理，不仅对地基土的加固效果好，而且质量稳定。从而说明，水泥土搅拌桩是一种成熟的地基处理技术，该技术具有工程造价低、处理效果好、质量易控制、周期较短、施工工艺手环境制约少的特点。尤其是在软土场地施工中具有很高的推广价值。 [科]

【参考文献】

[1]徐奇.深层搅拌桩在水工构筑物中的运用[J].山西建筑，2009，35（1）.

[2]杨孝全.水泥深层搅拌桩的施工技术[J].工程建设与设计，2009.

[3]郑信荣.水泥深层搅拌桩在软基处理施工中的应用与质量控制.福建建材，2011.