中铁七局集团第三工程有限公司 陕西西安 710032
摘要：多向搅拌水泥砂浆桩是一种新型的地基加固处理措施，在国内外的研究刚刚起步，在泥炭土和有机质土的多向搅拌水泥砂浆桩加固处理方法还为首次应用，通过现场的应用取得良好的社会经济效益。
关键词：多向搅拌水泥砂浆；施工工艺；质量控制
1导言
新建铁路昆明枢纽东南环线工程位于云南省昆明市东南边，线路行进于滇池东侧并绕滇池环行。地质地层条件复杂，地基主要软土、松软土、膨胀土为主，软土、松软土又以含泥炭土和有机质土为主。
多向搅拌水泥砂浆桩是一种新型的地基加固技术，主要应用于我国沿海地区的松软土地区，地基的主要土层以淤泥质土和软土为主。在滇池地区的泥炭土和有机质土是第一次运用。
2多向搅拌水泥砂浆桩工作原理
多向搅拌水泥砂浆桩是在水泥搅拌桩的基础上改进的方法。首先，多向搅拌水泥砂浆桩采用水泥砂浆作为固化剂代替单一的水泥，即在水泥中掺入一定比例的中砂、粉细砂和粉煤灰，以增加泥炭土地基土中粗颗粒物含量，降低地基土的塑性指数，改良加固土体的物理力学性能指标，提高桩体无侧限抗压强度。同时，多向搅拌水泥砂浆桩同样以水泥或水泥砂浆作为固化剂，但在单向单轴搅拌设备设备上进行了改进。利用常规搅拌桩成桩机械作为机架，在钻机底部操作台的动力系统，通过外钻杆传递动力，再通过钻杆顶部配备的专用传动箱，同时带动同心多轴钻杆正反向旋转，在内钻杆上设置多层正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装多层反向旋转叶片，通过外杆叶片反向旋转过程中的压浆作用和内杆上多层正向旋转叶片同时搅拌水泥（水泥砂浆）土的作用，阻断水泥（砂）浆上冒途径，把水泥（砂）浆基本控制在最上、最下两组叶片之间，保证水泥（砂）浆在桩体中均匀分布和充分搅拌均匀，确保成桩质量和大幅度提高桩身强度。
3 施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程
多向搅拌水泥砂浆桩桩机进入已整平的场地和测放了桩位的地段准备施钻，施钻程序如下：
a）多向搅拌水泥砂浆桩机械就位，移动钻机，准确对孔；b）预搅下沉；c）喷浆搅拌提升；d）重复搅拌下沉；e）重复喷浆搅拌提升至孔口;f）关闭搅拌机械。
3.2操作要点
⑴ 场地整平
施工前，必须先进行推土和场地平整，清除施工区域的表层硬物，素土回填夯实。路基承受荷载，以能行走50t大吊车及步履式重型桩架为准。地平处理面积，以距离路基周边外约8m左右控制。设备进场后，首先在基坑上部进行组装底盘，平整完场地后在基坑内组装架体，现场组装采用50t履带吊配合。
⑵ 定位放线
根据甲方提供的坐标点，按设计图纸规定的尺寸，定出一个原点和四条主控轴线，然后根据原点和主控轴线建立区域直角坐标，由原点开始分别依次定周边轴线，最后与原点闭合。
①①钢尺分别丈量出每根轴线，做出醒目标记。
②②轴线控制点必须远离影响线（桩外1m），每周对控制点进行一次复核。
③③控制点的埋设必须稳固，每次观测前应进行检查。
④④根据施工进度安排，组织不定期检测，均须进行检测调整，确定控制符合精度，并记录在案。对各测量桩、水准点进行保护，避免人为的破坏。
⑤⑤测量精度的控制及误差范围。
测角：采用三测回，测角误差5″以内，总误差5mm以内；
测距：采用往返测法，取平均值；
量距：用鉴定过的钢尺进行量测并进行温度修正与测距仪并用。
⑶ 桩机定位
① 由当班班长统一指挥，桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。
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② 桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，并用经纬仪经常校核。桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。
⑷灰浆制备
① 制备灰浆前，检查水泥是否受潮、结块、变质，严禁使用未经复试或复试不合格的水泥。
② 在搅拌头预拌下沉的同时，严格按设计配合比制作灰浆，灰浆搅拌时间不得小于2min，以便浆液充分拌合。
③ 水泥砂浆采用二次搅拌工艺，水泥砂浆搅拌顺序为：向搅拌桶里注入规定量的水→边搅拌边掺入水泥、粉煤灰→当水泥浆搅拌均匀后，逐量加入规定量的中、细砂并搅拌均匀→放入二次搅拌桶内进行二次搅拌。
⑸喷浆搅拌提升
① 采用四搅两喷工艺，即预搅下沉至设计深度，喷浆搅拌提升至孔口，重复搅拌下沉至设计深度，重复喷浆搅拌提升至孔口。第一次下钻及提钻均采用低档操作，复搅时可提高一个档位。
② 钻进速度：预搅下沉0.8～1.0m/min,搅拌提升0.8～1.0m/min，复搅下沉1.0～1.2 m/min，复搅提升1.0～1.2 m/min，喷浆压力0.4～0.5Mpa。
③ 成桩结束后，理好钻杆和压浆管道，进行移架移位，每班必须认真、真实进行成桩记录。
3.3 质量控制措施
① 多向搅拌水泥砂浆桩施工中须保持搅拌机底盘的水平和导向架的竖直,搅拌桩的垂直度偏差不超过1%；桩位的偏差不大于50mm；成桩直径和桩长不小于设计值。
② 施工前认真检查相关设备及管路系统。设备的性能须满足设计要求。管路系统的密封必须良好，管道必须畅通；
③ 喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动计录；
④ 浆液的拌制严格按设计配合比控制，严格监督浆液的制作，搅拌时间必须达到要求，浆液的密度采用浆液比重计检测，不得采用一只桶边拌边抽的方式施工，在喷浆过程中浆液应连续搅动，防止浆液发生离析，确保成桩质量，每根桩检验的次数不得少于2次；
⑤ 搅拌机钻头下沉和提升速度、供浆与停浆时间，下钻深度、喷浆高程及停浆面、单桩喷浆量应符合施工工艺的要求，并应有专人记录。多向多轴搅拌机钻头到达桩端时，须原位喷浆搅拌30s以上，桩底水泥砂浆与土体充分搅拌均匀，再开始提升搅拌头，确保成桩质量；
⑥ 成桩过程中，如因故停浆，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度停浆面以下不小于0.5m。因故停机超过3h，拆卸管道清洗，并在原桩位旁补桩；
⑦ 施工中发现喷浆量不足，须进行整桩复喷，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时须及时记录中断深度，在3小时内采取喷补处理措施，并将补喷情况填报于施工原始记录表内。恢复供浆时须在断浆面上或下重复搭接0.5m喷浆施工，因故停机超过3小时，拆卸管道清洗后，在原桩位旁边补桩。
⑧ 喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。
⑨ 多向搅拌水泥砂浆桩施工完成28内不得有任何机械在上面行走，28天后，按要求进行单桩及复合地基荷载试验检测。待检测合格后，方可进行上部路基施工；
⑩ 现场各项原始记录必须真实、齐全。
4、小结
多向搅拌水泥砂浆桩是一种新型的地基加固处理措施，在国内外的研究刚刚起步，在泥炭土和有机质土的多向搅拌水泥砂浆桩加固处理方法还为首次应用，在现场实际使用中软基加固效果明显，取得了良好的经济效益。
随着国家经济发展和战略规划，铁路建设将出现快速发展，该技术对于提高企业在同类工程中的竞争力、提高单位的科技水平有深远意义。
参考文献：
[1]龚晓南，地基处理手册[M]，北京：中国建筑工业出版社，2008；
[2]《公路软土地基路基设计与施工技术规范》，交通部 JTJ017-96；
[3]JGJ 106-2003 建筑基桩检测技术规范[S]北京：中国建筑工业出版社，2003；
论文作者:李光锋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第3期
论文发表时间:2017/6/30
标签：砂浆论文; 水泥论文; 浆液论文; 钻杆论文; 地基论文; 泥炭论文; 灰浆论文; 《防护工程》2017年第3期论文;