中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁 110179
【摘 要】汉江兴隆水利枢纽船闸的地基地质主要为粉细砂、中细砂、砂砾石层,采用水泥土搅拌桩对地基进行加固处理，在施工过程中采用三轴SPM-5Ⅲ18和单轴SP-5B水泥土搅拌桩机成桩。经后期成桩质量检测，满足施工要求。
【关键词】水泥土；搅拌桩
一、概述
本工程属于湖北省汉江兴隆水利枢纽船闸的地基处理工程。地质主要为粉细砂、中细砂，持力层为砂砾石层。本工程水泥搅拌桩桩底应进入砂砾石层500mm以上。水泥土搅拌桩主要用于船闸基础处理，主要在上闸首、闸室、下闸首及消力池，上闸首搅拌桩桩顶高程为17.6m，桩底高程7.1m，按两排布置，排距1.2m，外侧桩间距1.6m，内侧桩间距0.8m。共2040根；防渗墙水泥土搅拌桩桩顶高程为17.9m，桩底高程5.9m，共162根；下闸首桩顶高程为15.1m，桩底高程4.5m，共1643根；消力池施工高程为17.6m，桩底高程4.5m，共395根；闸室段搅拌桩施工桩顶高程为20.2m，桩长10m，共4009根。船闸工程总桩数8247根，水泥搅拌桩直径均为800mm，为确保工程桩施工方案的经济可行，在地基处理施工前，先进行工艺性试桩，以确定最佳施工参数，用以指导大批量地基处理施工。
二、施工前期准备工作
平整场地，清除地面地下障碍，当场地低洼时应采用满足回填土技术要求的粘性土回填；当地表过软时，应采取防止机械失稳的措施。
对施工机械进行试运行检查，调整至最佳状态。仪器、仪表率定、检查，同时对称量设备进行校验。进场的原材料（水泥、掺合料、外加剂）等进行检验，应满足现行规范及标准要求。
三、施工工艺
深层搅拌桩地基加固是利用水泥做加固剂，采用机械搅拌将固化剂和软土强制拌合，使固化剂和软土之间产生一系列物理化学变化而逐步硬化，形成整体性水稳性和一定强度的水泥土桩体，承担上部荷载。
主要材料水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，使用前经过试验质量鉴定，水泥除有出厂合格证外，试验室每200T按批次进行检测，检验结果报监理。深层搅拌桩水泥浆液用水应符合混凝土拌和用水的标准；所用的外加剂掺合料的数量应通过试验确定。
具体施工步骤：
1.场地平整和桩位放点
施工前先平整场地，清除桩位处地上及地下的一切杂物障碍物等，按照图纸要求测量定位并做好桩位具体位置的标志。
2.桩机定位
深层搅拌机到达指定桩位，对中调整机身使设备水平，搅拌轴呈垂直状态。
3.预搅下沉
施工时用输浆胶管将储料灌浆泵与搅拌机相连，启动电机使搅拌机沿导向架搅拌切土，下沉速度可由电机电流检测表控制，工作电流不超过额定值在预搅下沉同时开始按设定的配合比配置浆液，待压浆前将水泥浆导入集料斗中。
4.喷浆搅拌、提升深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵带浆液到达喷浆口，再按预定的提升速度边提升边由搅拌叶片将水泥浆与土体搅拌均匀，这样直至提升到桩顶设计高程，即完成一次搅拌过程。
5.重复搅拌下沉
采用四喷四搅工艺，在一次搅拌后再次将搅拌机下沉至设计深度。
6.重复搅拌提升至孔口
再次喷浆搅拌提升至设计桩顶标高，关闭灰浆泵，此时保证集料斗中灰浆恰好排空。
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7.关闭搅拌机、清洗
集料斗中注入适量清水开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至清洗干净，并清洗附着在搅拌头的泥浆。
8．桩机移位
将桩机移至下一组桩，重复以上工序，完成下一组桩体施工。
转数与提速等工艺参数的选择还要受到理论浆量基本要在全程中用完的限制。根据设计文件中的现场搅拌桩试桩建议：提速为0.5～0.7m∕min，全程喷浆。
根据工艺与配比成型试验结果，施工选用4搅4喷工艺，即全程喷浆。各行程搅拌次数如下：
（1）搅下行喷浆：提速0.7m∕min，转速27.6r∕min，则首次下行喷浆，水泥土切割次数取证后为7次，喷浆量45%；
（2）搅上行喷浆：提速1.4m∕min，转速30.94r∕min，本次质点切割4次，水泥土累计结果2喷11次，喷浆量15%；
（3）搅下行喷浆：提速0.7m∕min，转速46.9r∕min，本次质点切割12次，水泥土累计结果3喷23次，喷浆量30%～35%；
（4）搅上行喷浆：提速1.4m∕min，转速30.94r∕min，本次质点切割4次，水泥土累计结果4喷27次，喷浆量5%～10%；
技术要求具体如下：
(1 )将所使用的水泥过筛，制备好的浆液严防离析，泵送连续。喷浆量及搅拌深度采用经国家计量部门认证的检测仪器进行自动记录。
(2)当搅拌机钻头达到桩底高程后，喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后再开始提升搅拌机钻头。
(3 )施工时因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下500mm处，待恢复供浆时，再喷浆搅拌提升。若停浆时间超过3小时，钻头提出地面，并应对输浆管路妥善清洗。
(4)桩身垂直偏差不大于1%，桩位偏差不大于50mm，桩径偏差不大于4%，桩顶标高应超过设计桩顶高程400mm,。
四、质量控制
施工过程中，随时检查作业记录和计量记录。桩体的施工作业过程质量检验包括桩位，桩顶、桩底高程，桩身垂直度，浆液水灰比，桩身水泥掺入比，水泥用量，搅拌头上提喷浆的速度，复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等每桩施工作业全过程的检验。
1．搅拌机喷浆提升的速度和次数须符合试验工艺的要求并有专人记录。每完成一根桩时，施工人员在记录上签字，并将其交给技术人员。
2．拌制水泥浆严格按有关参数执行，严格控制水泥浆的比重，每次拌制的浆量应大于200L。禁止在拌制完的浆液中加水或水泥。过滤网不得有破洞。
3．避免因水泥浆泵阀体关闭不严，造成假送浆现象，确保浆液有效输送。
4．预搅：软土应完全搅拌切碎，以利于水泥均匀搅拌
5．水泥浆液不得离析：水泥浆要严格按设计配置，预先筛除水泥中的结块，水泥浆应在灰浆搅拌机中不断搅拌待压浆前缓慢导入集料斗。
6．确保加固强度和均匀性
（1）压浆阶段杜绝断浆现象，若在提升过程中发生断浆，将搅拌头下沉再继续喷浆提升。
（2）严格按设计确定数据，控制喷浆量和搅拌提升速度误差不得大于±10cm/min
五、结束语
南水北调湖北省兴隆船闸工程项目部水泥土搅拌桩施工在前期由于设备选型不当，导致工期严重滞后，采用三轴SPM-5Ⅲ18和单轴SP-5B水泥土搅拌桩机施工后，不仅成桩质量好，且施工速度快，保证了下步工作的及时开展，确保合同履约顺利进行。
参考文献：
[1]宁玉宽，陈四利，刘斌。水泥土搅拌桩的加固机理及其应用[J]。西部探矿工程，2005
[2]郑俊杰，地基处理技术 第二版。武汉华中科技大学，2009
[3]何开胜，水泥土搅拌桩的施工质量问题和解决方法[J]。岩土力学，2002
论文作者:贾红宇,张珂
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第12期
论文发表时间:2016/8/16
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