浅谈水泥搅拌桩的施工质量控制

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[摘 要]本文结合青岛―红其拉甫公路鲁冀界至邯郸段高速公路进行水泥搅拌桩施工的工程实例，对水泥搅拌桩从施工前准备、工艺性试桩、施工工艺流程、施工质量检验到工程验收等各个环节的质量控制进行了阐述。

[关键词]水泥搅拌桩 质量控制

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0182-01

水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂，使用特制的深层搅拌机械，对地基深处的软土、软弱土原地进行强制搅拌并与固化剂混合后经过物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特性和水稳性的混合柱状体，它的使用能提高地基的承载力，减少地基沉降。但水泥搅拌桩的成桩质量直接影响到软基的加固效果，只有在施工的各个环节上加强质量控制才能保证加固地基的各项指标符合设计，切实达到软基的处理效果。下面就结合青岛-红其拉甫公路鲁冀界至邯郸段高速公路的工程实践对各个环节的质量控制加以说明。

青岛―红其拉甫公路鲁冀界至邯郸段高速公路途经支漳河、滏阳河流泾区段，地下水位埋深浅（4.50-8.50m），由于河水长期渗流，导致沿河流附近地段上部土体含水量大，土体松散，主要为低液限粘土及低液限粉土，工程性质差，承载力低，容许承载力为70-100KPa，极限侧摩阻力20-25KPa，软弱土埋深2.0-4.5m，层厚2.0-5.5 m，呈不连续分布，不宜做天然路基。因此进行了软基处理设计，对于桥头路段采用深层水泥搅拌桩处理，具体技术参数为：

桩径：50厘米

单桩制桩长度： 12米

水泥掺加比：>12%

桩体水泥土28天无侧限抗压强度大于1.5Mpa

单桩竖向承载力 150KN

单位复合地基承载力大于150KPa

（一） 施工准备阶段的质量控制

施工准备阶段主要对原材料、配合比、施工放样及机械设备进行验证和检查：

1 对进场的同厂家、同品质、同编号、同生产日期的水泥以200吨为一检验批，按有关的检验方法进行胶砂强度、安定性、细度、凝结时间等项目的试验，符合标准后方可使用，对受潮结块的水泥严禁使用。本工程固化剂采用32.5#矿渣硅酸盐水泥。

2 用天然含水量时的加固土制备7.07M立方体试件，在标准养生条件下养护，检验7天、14天、28天无侧限抗压强度。对加固软土层的含水量及有机质含量进行检测，并对制备试件用的水泥浆的稠度和比重进行检测。在本工程的施工中，水泥掺入量为加固土体质量的12.5%，水灰比采用0.8。配合比的验证结果为：28天无侧限抗压强度达到2.6MPa，水泥浆平均稠度为22秒，比重为1.53g/cm3。

3 绘制各工点的桩位平面布置图并编号，现场逐桩进行放样定位，做好标志，并对行、排位置线在施工范围外设固定桩标识。

4 检查搅拌机设备，必须配备注浆自动记录设备并能打印出相关数据，否则不允许使用，避免人为因素的影响。该工程采用铁道部武汉工程机械厂研究所生产的PH-5A型深层搅拌机。

5 灰浆制备必须采用灰浆拌和机拌和，并试验确定输浆泵的输浆量和灰浆经输浆管到达搅拌机喷将口的时间。

（二） 工艺性试桩

在水泥搅拌桩正式开工前，根据地质情况选取代表性工点做不少于五根工艺性试桩，以便取得符合设计要求的工艺控制数据，其中包括制浆工艺、水泥用量、注浆压力、钻具提升速度、提升时钻头反转速度、搅拌遍数、单位时间注浆量、每延米注浆量等数据。并经质量检验合格后写出试桩总结报告。试桩所取得的各项数据将作为施工控制的依据。根据现行规范的规定，本工程在第一次试桩时采用的施工工艺为“3搅1喷”但成桩后通过质量检验发现

存在桩身颜色不一致、水泥结核及土团未被搅匀的情况；且经动力触探试验，部分桩身强度不能满足设计要求。因此改用“4搅2喷”的施工工艺再次试桩，检验结果满足了设计要求。确定的工艺数据为：每根桩的水泥用量为650Kg、注浆压力1600KPa、钻杆提升速度1米/秒、钻头反转速度为60r/min、每延米注浆量60L/M、施工工艺流程为：

地上地下清障、地面整平测定桩位桩机定位调平预搅下沉至设计深度配置水泥浆边喷将边搅拌提升至预定停浆面重复搅拌下沉至设计加固深度提升喷将搅拌至预定停浆面重复搅拌至设计加固深度提升搅拌至预定停浆面关闭搅拌机、清洗移至下一根桩

（三） 施工中的质量控制

施工中的质量控制是确保水泥搅拌桩成桩质量的关键，在施工中必须注意以下几点：

1 水泥搅拌桩的桩位偏差不得大于5M，桩身垂直偏差不超过1.5%，施工中应对桩机的定位及垂直度进行认真检查并填写检查记录表。

2 水泥搅拌机的喷浆提升速度、搅拌次数、喷浆压力等必须符合工艺要求，并有专人检查并记录，当因故停止喷浆时，应将搅拌头下沉至停浆点一下0.5米处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升，如因故停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路清洗后备用，并在记录中记明这种异常情况、深度及处理方法。

3 搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层搅拌下沉太慢时，方可适量加水，但冲水对桩身强度有较大影响，应加大喷浆量，增加复搅遍数。

4 水泥浆必须使用机械拌制，拌和时间不少于3分钟，用比重计测其比重并检测稠度，且应过筛，不得产生离析，不得停置时间过长，超过2小时的浆液应降低标号使用，拌制水泥浆的罐数、水泥用量及泵送浆的时间、压力必须有专人记录，泵送浆液前管路应保持潮湿，以利于输浆，泵送必须连续，切喷浆量及搅拌深度应采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录并打印。

5 当水泥浆到达喷浆口后，应喷将搅拌30秒，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再提升搅拌头，边喷浆边提升边旋转搅拌，提升速度按试桩结果控制，当提升制原地面下30-50M时，不停浆原地搅拌30秒钟再下沉搅拌。

6 所有的施工记录必须专人逐桩现场认真填写，不允许后补。

（四） 施工质量检验

1 成桩7天内 ，采用轻型动力触探检测成桩桩身的均匀程度。轻型动探仪锤重10Kg，贯入杆直径2.5M，落距50M，检测视每米桩身先钻孔70M深度，然后触探30M。检查频率为每工点施工总桩数的1%，且不少于三根。

2 在成桩28天后，钻芯取样（用GY-150型立轴回转式液压钻机取样）做无侧限抗压强度试验，每根桩取三处，即桩顶及桩底1.0米处和桩中间，每处取两个试件，检验频率为每工点总桩数的0.3%，且不少于一根桩，同时从钻取的芯样中检查搅拌均匀性，桩体完整性。

3 进行单桩竖向抗压静载荷试验。检测采用维持荷载法，逐级施加荷载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，最大荷载加至300KN。

本工程通过以上方法检测的所有桩，单桩承载力极限值均大于300KN，满足设计要求，钻芯法桩身完整性检测中，Ι类桩占74%，Ⅱ类桩占26%，全部符合要求。

（五） 工程验收

下列保证资料齐备后，予以工程验收

1 施工平面和桩位布置图

2 土工试验结果及材料检验报告

3 施工原始记录和施工记录汇总表

4 工程质量检测报告

结束语：利用水泥搅拌桩进行公路软基处理属于隐蔽工程，如果成桩质量不好，一旦被路堤等构筑物覆盖后，所产生的质量问题就很难以检查和补救，因此，在施工时必须抓好各个环节的质量控制，严格做好各道工序的检查和验收，才能确保工程质量，消除工程隐患。