水泥搅拌桩（浆喷法）施工工艺及质量控制措施

水泥搅拌桩（浆喷法）施工工艺及质量控制措施

刘伟

中交二公局东萌工程有限公司，陕西西安710000

摘要：水泥搅拌桩是处理软土地基的一种方法，可以较大程度的增强地基的承载能力和稳定性，避免路基因不均匀沉降造成的损坏，延长公路使用时间。在施工过程中，通常采取粉喷法、浆喷法两种工艺，本文以浆喷法水泥搅拌桩施工为探讨对象，通过对其施工工艺流程、过程中质量控制，结合本项目实施情况，提出了浆喷法水泥搅拌桩桩的施工方法及质量控制措施。

关键词：水泥搅拌桩浆喷法施工工艺质量控制

1工程概况

安徽省无为县G347泉塘至牛埠及连接线工程，地处安徽省无为县境内，本项目位于沿江冲击平原，地区水网发达，软土地基分部广泛，需要处理加固的软基较多，设计搅拌桩长度合计178万延米。经地质勘查，项目范围内软土地层岩性主要由第四系全新统粉质黏土、淤泥、粉土以及粉砂组成，大部分软土层上有0.5～3.0m的黏土层，天然状态下一般不能满足路基及小型结构物对地基的要求。设计方案为水泥搅拌桩（浆喷法）处理加固，加强地基承载力。

2工艺原理

水泥搅拌桩施工是把水泥作为主要固化剂和胶凝材料，利用专业设备将水泥浆压喷入周围软土层，把水泥浆和软土搅拌均匀，使水泥与软土充分发生水解和水化反应，将软土颗粒固结在一起，使软基土体固结成一个稳定的整体，使地基强度和承载能力达到设计要求。采用浆喷法施工水泥搅拌桩时，处理加固的深度一般大于5m，但不宜超过20m。其优点是施工后软基沉降量小，后期公路养护成本低，具有良好的经济及社会效益，因此该技术在公路软土地基处理中被广泛采用。

3施工工艺及质量控制：

3.1施工工艺

为了确保水泥与土体充分搅拌，本项目设计采用“两喷四搅”的作业方法，其工艺流程为：施工前的准备桩位放样、钻机就位、进钻至设计深度、反转提升、喷浆、重复搅拌、喷浆反转提至地面、下一根桩施工，具体施工工艺流程如下：

3.2施工作业方法及质量控制要点

3.2.1施工方法

（1）准备工作

①施工机具及检测仪器准备：开工前应对所用计量装置、试验检测仪器经计量管理部门进行标定合格后方可投入使用，主要机具如下表：

序号名称单位数量备注

1浆喷搅拌桩桩机台1打设深度不小于19m

2发电机台1功率不小于90kw

3压浆泵台1

4拌浆桶个1

5全站仪台1

6水泥抗折抗压一体机台1100KN

7轻型触探仪套110kg

8泥浆稠度仪套1

②材料准备：设计使用42.5级普通硅酸盐水泥，为提高浆液的和易性和早期强度，配合使用NF高效减水剂。材料进场后注意防潮措施，由专人管理。

③人员准备：施工中配备现场技术员1人，质检员1人，机械操作人员2人，普工4人，施工前对人员进行技术交底。

④配合比设计及试桩：提前进行水泥浆的配合比设计，本工程图纸要求水泥参入比不小于15%，水灰比控制在0.45-0.55范围，根据无侧限抗压强度要求，经配比试验确定，本项目采用水灰比为0.5，减水剂用量为水泥剂量的0.5%。大面积施工前进行成桩试验，收集各项参数，验证配合比是否可行，确定适合本项目的成桩工艺。

⑤场地整理：根据设计图纸要求，对软基段的沟塘淤泥进行清理，并采用素土回填、压实，确保施工平台平整、密实，无杂物。

（2）测量放样

先用全站仪放出路基中线及坡脚线，根据设计要求，最外侧一根桩离坡脚线不小于1m，桩位按等边三角形呈梅花型设置，桩间距1.4m，用钢卷尺定出每根桩桩位，用竹签插入标定位置土层进行标记。质检工程师进行校核，桩位平面偏差5cm。

（3）桩机的就位、调平

施工前对现场进行清理、平整，用水平尺调整机身的水平度，锤球校正桩管的垂直度，确保成桩桩体的竖直度，使单桩发挥最大承载能力。

（4）开始搅拌至设计深度

启动就位调整好的搅拌机，使搅拌机沿导向架垂直钻进下沉，钻进速度可由电机的电流控制，根据搅拌机型号不同，一般控制在0.8～1.5m/min，电流过大容易烧坏电机，如下沉速度太慢，可以利用喷浆系统补给少量清水以加快速度，过程中记录进钻深度，确保搅拌桩深度不小于设计。

（5）制备水泥浆

待搅拌机钻到一定深度时，即可开始按给定的配合比拌制水泥浆，严格控制水灰比，搅拌好的浆液不能离析，经试验人员检测合格后再使用，水泥和减水剂用量以及泵送搅拌的时间等由现场技术人员进行记录控制。

（6）压浆搅拌

搅拌机搅拌到设计深度后，打开泵送装置将制备好的水泥浆压入软土地基中，控制好喷浆压力及喷浆量，边喷浆边反向旋转，喷浆时提升速度一般为0.5～0.8m/min，以确保喷浆量符合设计要求。当钻头提到离地面1m时，要减慢速度，当喷浆口即将出地面时，应停止上提，并喷浆搅拌30s，使桩头搅拌均匀，提高桩头的质量。

（7）重复上、下搅拌、喷浆。搅拌机提升至设计加固的顶面标高0.5m时，停止喷浆，再往下搅拌时喷浆达到设计加固深度，然后反旋转提出地面。

（8）清洗桩机、移位，重复上述（2）～（7）道施工步骤，进行下一根桩的施工。

3.2.2成桩质量要求及控制措施：

（1）质量要求：施工后7天，用轻便触探仪钻取桩身的加固土，检查搅拌的均匀性，同时根据轻便触探仪探击数用对比法判断桩体强度，并在成桩后28天，对水泥搅拌桩的质量进行检测，检测指标及要求如下：

（2）质量控制措施：

①本项目采取素土回填、压实，对将要进行搅拌桩施工的场地加以平整，以确保桩机平台稳固，保证成桩的竖直度。

②施工中使用的水泥、NF高效减水剂，经试验检测合格报监理工程师批准后方能使用。泵送浆液要连续进行。施工中因故必须暂停时，应使搅拌头伸入已喷浆段0.5m，待恢复供浆后继续作业。因故中断超过3h时，应清洗喷浆管道防止水泥浆凝固堵塞管道，并进行复搅，重叠长度不小于1m。

③搅拌机下钻和提升搅拌应按一定速度进行，速度太快会引起电机工作电流超过额定值。当钻头被卡住时，应立即关闭电源，将钻头强制提起之后，再重新启动。

④施工时应采用定位装置，以确保成桩位置及成桩的竖直度。各类管线接头必须接好封闭。用电设备要有漏电保护装置，确保不发生安全事故。

⑤水泥浆要严格按照经试验确定水灰比拌和，为防止离析现象，应在制浆机中不停搅拌，搅拌罐中的水泥浆保持均匀状态，不能有离析分层现象。压浆前再将水泥浆倒入料斗中并及时压浆。

⑥施工中，如因特殊原因无法下钻时，应及时通知监理工程师和设计人员到现场查明原因，以便及时采取补救措施，以保证软基施工质量。

⑦压浆搅拌必须连续，拌制的水泥浆数量、水泥和减水剂的用量以及送浆时间等配有专人记录，当发现喷浆量不满足设计要求时，应及时处理。

⑧施工中出现沉桩时，应先分析产生原因再进行处理。孔洞深度在1.5m以内的，可采用符合设计的水泥土回填并进行压实；孔洞深度大于1.5m时，可先用素土进行回填，再进行接桩，接桩重复长度应大于0.5m。

结束语

处理好软土地基是公路施工和正常营运质量保证的前提，很多公路产生的路基不均匀沉降，反射到路面导致路面出现裂缝、坑槽等早期破坏，从而降低了公路的行车舒适性和使用寿命。水泥搅拌桩作为一种施工工艺简单、施工周期短、地基处理效果好、可靠性高、施工成本低的地基处理手段被广泛用于各种软土地基的处理中。

参考文献

[1]方圆，张江雄，刘永波.软土地基水泥搅拌桩施工技术及质量预控措施[J].工程技术研究，2017（11）

[2]蒋瞳瞳.水泥搅拌桩加固软土地基的应用[J].山西建筑，2017，43（34）

[3]詹玲玲.浅谈水泥搅拌桩在市政道路软土地基中的应用[J].江西建材，2017（12）