结合工程实例分析深层搅拌桩施工工艺

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【摘 要】本文主要阐述了深层搅拌桩加固复合地基施工技术原理及其在工程中应用注意事项，以供参考。

【关键词】搅拌桩；地基处理；施工技术

1、工程概况

本工程在泵室底板和水闸底板采用深层搅拌桩作为基底防渗墙，防渗墙最小厚400mm，有效桩长11.0m，水泥掺量15%，包括水闸左岸E、F段挡土墙基础桩在内，总桩数625根，总延米7396m；另外， 交通桥两侧引道9.0米范围采用搅拌桩进行台后处理，总延米16593m。本工程搅拌桩总量23989m。

2、深层搅拌喷粉桩

2.1深层搅拌喷粉桩的原理及其在工程中应用

深层搅拌法是利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂（常用水泥作为主固化剂），通过特别的深层搅拌机械，用高压空气通过钻机搅拌叶片的转动，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌混合，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，形成具有整体性、稳定性和足够强度拌和柱体（水泥土），与原地层共同起复合的作用来承受上部的荷载。

深层搅拌喷粉加固的土质一般有淤泥、淤泥质土、粉土、含水量较高的粘土和亚粘土等，加固深度达12-18m，甚至25-30m，它的应用范围有以下三个方面：

1）一般的工业与民用建筑的地基处理：由于加固土的桩体强度及弹性模量远远大于天然地基土体，水泥桩与桩之间土形成复合地基，提高了地基承载能力，减少了地基变形。

2）基坑支护工程：由于经过搅拌后形成的交叉水泥土桩体具有较高的强度和密实性，在基坑开挖深度不很大时，能够在基坑同时起到挡土和隔水作用。

3）防渗帷幕：水泥搅拌桩能够搭接施工组成连续的水泥土帷幕墙，用于粉土、夹砂层、沙土地基的防渗工程。

2.2影响深层水泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素

工程实践分析表明：影响深层水泥搅拌喷粉桩工程特性的主要因素是水泥掺量、土的性质、搅拌的均匀程度、施工工艺控制、养护的时间和温度等方面。

1）水泥掺量：一般来说水泥土桩的无侧限抗压强度随水泥的掺合量的增加而提高，掺合量在7%一20%之间为最佳。在饱和的淤泥或淤泥质土中采用的平均掺合量16%，并在桩体不同部位采用变掺合量的施工工艺，可获得比较满意的效果。

2）土体的性质：土体的含水量、密度、有机物含量等物理力学性质是影响深层搅拌水泥喷粉桩的强度的重要因素，土中含水量不宜太低（40%以下）也不宜过高，较为合适范围是50——85%；土体越松散、有机物含量越高，加固效果越差。在新填土量较厚和有机腐植物含量较高的地方，不宜采用水泥深层搅拌喷粉桩进行地基处理。

3）搅拌的均匀程度：搅拌的均匀程度对水泥土桩体的强度影响很大，但达到一定搅拌时间后，强度随搅拌时间的增加增长缓慢。在实际工程中采用二搅一喷的较多；二搅二喷方式一般可满足较高的设计要求；最高的有四搅四喷的方式。

4）施工工艺控制：深层搅拌喷粉桩处理的复合地基，所使用的机械设备和水泥掺合量等其他指标，在设计确定的同样条件下，施工工艺控制尤其重要。就目前在工程实践中，成功与失败的处理例子都有。现场按照设计参数实际控制好坏直接关系到成桩质量，特别是水泥掺合量的控制以及复搅深度与时间控制。也就是说，人为因素所造成的工艺控制直接影响成桩质量。

5）养护龄期和温度：深层搅拌水泥喷粉桩处理的复合地基，水泥土桩强度同混凝土一样随龄期的增长而增大，但其规律与混凝土不同，水泥土的强度在龄期超过28天后仍有明显的增长，在龄期超过90天后其强度增长才缓慢；处理完成的地基据资料反映，达到真正的稳定要长达3年时间。在相同的龄期条件下，水泥土桩的强度随养护温度的提高而增长。

3、深层搅拌桩施工和质量检验

3.1施工工艺

a、施工场地整平标高比设计桩顶高程高出50cm，如场地平整时局部出露淤质土或其它软弱土层则将其开挖至设计桩顶高程，然后回填50cm厚砂垫层。

b、设备就位：成桩设备安装就位平整和稳固，以确保施工中不发生倾斜、移动，在桩架上设置用于施工中观测深度和斜度的装置。成桩设备设置用于观测搅拌机下沉和提升速度、工作电流、来浆和停浆时间的自动记录装置。

c、制备水泥浆液：按照试验测定和认可的水泥浆液配合比和固化剂与外掺剂，由复勘后设计的桩长计算出搅拌桩需喷浆量，将材料放入搅拌机中加水进行水泥浆液搅拌制备，经检验合格后输入蓄浆池准备输灌。

d、搅拌机预搅下沉：搅拌机预搅下沉时禁止冲水下沉。

搅拌桩施工期间进行基础加固区的沉降观测，掌握整个加固区的沉降变形，作为评价地基加固效果和使用维护的依据。完工后按监理人的要求提交有关的观测资料。

e、喷浆成桩：开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续稳定喷入水泥浆液。搅拌桩的施工工艺（钻进速度、喷浆压力控制、喷浆量控制、钻进深度误差）根据设计要求的配比和搅拌试验实测的各项施工参数换算后确定。同时，使用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6Mpa，并使搅拌提升速度与输浆速度同步。当浆液达到出浆口后，喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端。

浆喷深层搅拌的水泥掺入量为被加固土体重度的18%，固化剂浆液严格按预定的配比拌制，制备好的浆液不离析、不停置时间过长，超过2h的浆液作废浆处理。浆液倒入集料斗时应加筛过滤，以免浆内结块损坏泵体。泵送浆液前管路应保持潮湿，以利输浆。拌制浆液的罐数设专人统计记录，固化剂、外掺剂用量、提升速度和泵送浆液的起止时间由专用的自动记录设备统计记录。

为保证搅拌桩的垂直度，注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，使垂直度偏差不超过1%。为保证桩位准确度，使用定位卡，使桩位偏差不大于3cm。对设计要求搭接成墙的桩连续施工，相邻桩施工间隔时间不超过24h。如间歇时间太长与第二根无法搭接，应在设计和监理人认可后，采取补救措施。