摘要：深层水泥搅拌桩多用于软土层较厚的地基加固处理工程中，由于其工艺独特，且施工方便，工期短、无公害、施工过程无振动、无躁音、不排污，造价低廉、实用可靠，在软基处理中被广泛应用并取得良好的效果。本文简要叙述了水泥搅拌桩在软基处理施工中的施工应用技术。
关键词：水泥搅拌桩 地基 施工 应用
一、原理分析
水泥搅拌桩是一种应用较广泛的地基加固技术， 其基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，可通过专用机械设备将固化剂灌入需处理的软土地层内，并在灌注过程中上下搅拌均匀，使水泥与土发生水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，发挥水泥的骨架作用。同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度，达到提高其复合地基承载力的目的。
二、水泥搅拌桩的类型
水泥搅拌桩按灌注的是浆液还是粉体也可分为湿法与干法，即通常所说的浆喷搅拌法和粉喷搅拌法。浆喷搅拌法工艺是利用水泥浆作固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在加固深度内就地将软土和水泥浆充分拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥土的一种地基处理方法。粉喷搅拌法工艺是采用压缩空气把干燥，松散状态的水泥粉直接送入地下与地基土拌和，利用地基土中的孔隙水进行水化反应后，再行固结，达到改良地基的目的。本文重点研究目前我国水泥搅拌桩施工中较多采用的“喷浆”工艺。
三、水泥搅拌桩的施工工艺流程及质量控制
水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。冬季施工，应注意负温对处理效果的影响。
1、施工准备
（1）搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。
（2）水泥搅拌桩应采用满足施工设计要求的普通硅酸盐袋装水泥以便于计量，并按规定频率进行抽检。
（3）水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。
（4）水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能。
（5）正式大面积开工前，应进行不少于3颗的工艺试验桩，来安排工期计划。用以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数。其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、卷进和提升速度。
2、施工工艺
（1）就位对中：深层搅拌桩机移动到指定桩位、对中。
（2）预搅下沉：启动搅拌机，放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流检测表控制，工作电流不应大于额定值。
（3）制备固化剂浆液：搅拌机下沉同时，后台拌制固化剂浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中。
（4）喷浆搅拌提升：搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口，再按设计确定的提升速度边喷浆、边提升搅拌机。
（5）重复搅拌：搅拌机喷浆提升至设计顶面高程0.3～0.5m后，关闭灰浆泵，这时集料斗的浆液正好排空，为使软土和浆液搅拌均匀，再次将搅拌机下沉至设计深度后，在将深 层搅拌机提升出地面。
（6）移位：重复上述五个步骤进行下一个桩的施工。
3、施工质量的技术控制
（1）施工时严格按设计图纸要求施工，注意桩顶、桩间高程控制，保证制桩质量和长度；
（2）施工时应注意机械传动部位，高压部位、油路、电路经常检查，保证正常工作状态；
（3）固化剂配比应严格按设计的配比拌制，制备的浆液不得离析、不得停置时间过长，超过3h的应降低标号使用；
（4）浆液倒人集料斗时应加筛过滤，避免浆液内结块，损坏泵体；
（5）袭送浆液前管路应保持潮湿，以利输浆，拌制的浆液数量、泵送量和搅拌机的搅拌、提升、复搅时间应有专人记录；
（6）搅拌机预搅下沉应尽量不用冲水下沉，当遇到较硬土层时，可适量冲水，但喷浆前必须将管内水排净，同时考虑冲水对桩身的影响；
（7）操机与供浆人员应密切配合，搅拌机提升的次数和速度必须符合施工工艺，供浆必须连续。因故停浆时，再喷应下沉停浆点以下0.5m喷浆，超过3h宜清洗管路。
4、问题分析及处理措施
对水泥搅拌桩施工中出现的几种常见问题，通过对其出现原因的分析研究，提出相应的处理办法。
施工问题原因分析及处理措施
问 题原 因 分 析处 理 措 施
5、施工质量及加固效果检验
（1）检验方法
1）在开挖基槽和凿除桩头时，应对桩数、桩位、桩径及桩头强度进行检查，如发现漏桩、桩位和桩径偏差过大、桩头强度偏低等质量事故，必须采取补救措施。
2）取样检验在成桩后7d内，在凿除桩头时，按照2%～5%的频率，分别割取6组5×5×5cm的试件进行标养，分别测定7d、28d和90d龄期的无侧限抗压强度。
3）桩顶强度检测，一般可用16、长2m的平头钢筋，垂直放在桩顶，如用人力能压入10cm(28d龄期)，表明桩头质量有问题，一般可先挖除，再填入 素混凝土或砂浆。
4）在凿除桩头过程中，经观测如对成桩的均匀性及强度有怀疑，应在7d内再挖深1m，使用带钻头的轻便触探器，在桩身中心钻取桩芯水泥加固土样，观察其搅拌均匀程度（主要观察颜色是否一致，是否存在水泥土的结核及未被搅匀的土团等)，并根据触探击数（N10）判断桩身强度是否符合设计要求。
5）对工程地质条件复杂的场地或重要的大、中型工程，应采取现场静载荷试验方法进行测试，一般仅作单桩垂直载荷试验，必要时还应作单桩或群桩的复合地基的载荷试验。
6）对搅拌桩要求相邻搭接的围护桩和对整体性要求严格的工程，应在有一定龄期后进行整体开挖，检查其外观质量，同时根据搅拌桩不同的用途，做好建筑物的沉降或位移观测，用以评价地基加固或支护的效果。
（2）外观鉴定
1）桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。
2）搅拌均匀，凝体无松散。
3）群桩桩顶平齐，间距均匀。
四、结束语
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土等软土地基，具有施工成本低、工期短、处理效果显著等优点。对于工期紧、不宜进行基坑大开挖或基础土质换填的工程，考虑使用水泥搅拌桩进行基础处理应该是经济、科学的施工方案。
参考文献：
[1]《土力学与基础工程》武汉工业大学出版社 1998.
[2]《新编建筑工程材料》中国建材工业出版社1998.
[3]《建筑施工技术》同济大学出版社1999.
[4]《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012.
[5]《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008.
论文作者:赵小伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/4
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