浅谈钉形水泥土双向搅拌桩施工工艺

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摘要：通过使用钉形水泥土双向搅拌桩说明，他是处理路基及软土地基行之有效的方法，是保证基础稳定的可行手段。

关键词：钉形水泥土 双向搅拌桩路基 工艺

Abstract: through the use of nail form water soil two-way mixing pile that he is to treat roadbed and effective methods of soft soil foundation, is to guarantee the stable foundation of the feasible method.

Keywords: nail form water soil two-way mixing pile roadbed process

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

一、适用范围：

长三角地区为冲击平原，自古就是鱼米之乡境内河汊纵横，地理特点复杂多变多存在淤泥层、流砂层等不稳定土层，给工程建设带来了一定的困难。尤其是路基础及软土地基处理应更多的探讨、推广更符合地理环境特点的办法来解决问题。

从施工可行性、工程经济性等因素考虑，采用钉形水泥土双向搅拌桩进行地基及软土路基的处理，都是可行的 且行之有效的办法，并且值得推广、利用。

钉形水泥土双向搅拌桩是通过特制的机械深层搅拌机，利用同轴双向转动的转杆以及可自动伸缩的钻头，沿深度方向将软土与固化剂（水泥浆，可掺入一定量的外加剂）就地进行强制搅拌，使土体与固化剂发生物理化学反应，形成具有一定整体性和一定强度的水泥土复合地基。

1、处理范围，河（塘）淤积较为严重，河（塘）淤积深浅不一，两侧桥台的处理以及任何底下暗浜、土质不好、不具备承载及摩擦强度的地基处理均可使用。

2、桩体的设计，钉形水泥土双向搅拌桩的下部直径采用50cm，扩大头直径为100cm，桩长由沉降及稳定计算的结果确定，一般桩长为19米，扩大头高度4米，双向搅拌桩在平面上呈正三角形布置。

室内配比试验水泥土90天强度应达到1MPa

3、主要材料要求及水泥掺量的确定，固化剂宜选用强度等级为42.5级以上的普通硅酸盐水泥，水灰比可选用0.50～0.60。外掺剂可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料，但应避免环境污染。添加剂为纯净的生石膏粉，水泥用量扩大头部分为200kg/m左右，下部为50kg/m左右。

二、施工工艺

1）开工前准备，在钉形水泥土双向搅拌桩施工以前，施工单位要充分做好一切施工场地的准备工作，具体包括如下几个方面：

a、进出场地的道路通畅，路基承载力应允许运输车辆通行。

b、施工场地已经平整，地上、地下障碍物已清除（包括大块石、树根、垃圾、线路、排水沟等），场地要满足桩基的位移要求。

c、有低洼、沟塘的施工地段已排水回填，压实度要达到80%以上，回填材料不得用杂土，不得有直径大于8cm的石块。

d、查阅场地勘测资料，对施工地段的土质情况要充分了解，对地下有无管线及需解决的问题应书面上报监理及业主认可。

e、根据设计要求，对现场进行测量放线，定出桩位，并撒上白灰或定入木桩。

f、准备好施工所需要的水泥等材料，并经检验合格。

2）工艺性试桩，为了更科学的指导施工，严格控制钉形水泥土双向搅拌桩施工质量，在正式施工前，必须进行现场工艺性试桩，其目的是：

a、检验室内试验所确定的水灰比是否合适，同时合理选择喷浆口的位置及大小（供参考的喷嘴口的位置在叶片的2/3处，浆口大小按现场测定）。

b、掌握下钻、提升的困难程度。

c、确定钻头进入硬土层电流变化情况

d、确定水泥浆液密度

e、确定合适的输浆泵的输浆量。

f、掌握水泥浆到达喷浆口的时间、搅拌机提升、下沉、复搅提升速度等参数。

g、验证钻头叶片的角度设置。

h、验证成桩的均匀度及桩径大小。

一般情况下，同一场地验桩根数不少于3根，根据工艺性试桩检测结果编写施工组织设计，报总监及业主审查后方可开工。

3）施工工艺，钉形水泥土双向搅拌桩上部（扩大头）采用四搅三喷，下部采用二搅一喷施工工艺，具体施工顺序如下：

a、 桩机定位：放线、定位，安装打桩机，移至指定桩位并对中。

b、 切土下沉：启动搅拌机，叶片伸展到扩大头设计直径，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直到扩大头设计深度。

c、 缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩至下部桩体设计直径，两组叶片同时正反向旋转，切割搅拌土体，直至设计深度，在桩底持续喷浆搅拌不小于10秒。

d、 提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面。

e、 扩径提升搅拌：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片伸展至扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表，关闭灰浆泵，并检查检查搅拌叶片是否伸展至扩大头直径（如个别叶片未打开，可人工打开）。

f、 搅拌下沉：两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，同时开启灰浆泵喷浆，直至扩大头设计深度。

g、 提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表或桩顶以上50cm

4）质量控制，为了保证施工质量，施工单位要根据工艺性试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点，具体要求如下：

a、为保证双向水泥土搅拌桩的垂直度，首先保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，控制水泥土搅拌桩的垂直度偏差不得大于1.5%，桩位偏差不得大于5cm

b、严格控制钻机下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保喷浆长度和水泥浆液喷入量达到设计要求。如因意外原因断浆，必须以最早的时间（3h以内）补喷，重叠复喷50cm以上，超过3h按照规定重新补打一根桩。确保全桩水泥用量不得少于试桩时确定的水泥用量，每米用浆量误差不得大于5％。

c、水泥浆必须按预订的配比进行拌制，保证每根桩所需的浆液一次单独拌制完成，使用前过筛并在3小时内用完。浆液储量不得少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工，施工时输浆管路保持潮湿，以利于输浆。

d、对输浆管经常检查，不得泄漏和堵塞，管道长度不得大于60m。定期检查钻头。保持钻头直径误差在-1cm～+3cm之间。

e、合理安排施工顺序，以利于整体的成桩质量和软基处理效果。

f、成桩资料应在施工现场打印，每根水泥土搅拌桩施工完成后，应立即打印成桩资料，严禁补打资料。

g、双向水泥搅拌桩施工结束28天并经检验合格后，方可以填筑路基。

5）施工质量检验，施工质量检测方法主要有常规检查、桩身取芯、载荷试验等。

a、常规检查，成桩7天后采用浅部开挖桩头，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，做好记录，检查频率为总桩数的5％，且每项单点工程不少于3根。

b、桩身取芯，成桩28天后可进行取芯试验，现场进行标准贯入试验，结合室内试验检验桩身强度。取芯时，应注意取芯的工艺，应采用双管单动取样器钻取芯样，为保证试块尺寸，钻孔直径不小于108mm检验桩数为为总桩数的0.5％，且每项单点工程不少于3根。

c、载荷试验，竖向承载双向水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验，对大型的工程可选用2根以上的群桩进行复合地基试验。试验规程见《建筑地基处理技术规范》（JGJ79--2002）。载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28天后进行，检验数量为总桩数的0.8％，且每项单体工程不应小于3根。

三、结论

通过以上方法，得出钉形水泥土双向搅拌桩对处理路基与软土地基是成功有效的，在技术条件允许的情况下应广泛使用，施工中应注意环境保护，采取适当措施减轻对环境的影响，路基及基础工程应避免雨水挤压浸泡。 持续改进技术方法加强成本控制。

参考文献：

1、《中国工程建设标准强制性条文》

2、《市政公用工程设计文件编制深度规定》

3、《公路路基设计规范》

4、海宁市环西二路设计图纸

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。