水泥搅拌桩施工工艺工法 (2)

水泥搅拌桩〔湿法〕施工工艺工法

第一章 前言

水泥搅拌桩是我国在20世纪年代开展起来的地基处理新技术，利用水泥作为固化剂，使用特制的深层搅拌机械，对地基深层的软土、软弱土进行搅拌使之与加固剂混合后起化学物理反响，对软土或软弱土地基进行加固的一种方法。使地基通过固化处理到达提高地基的承载能力，减少地基沉降的目的。

如何有效地控制深层水泥搅拌桩的成桩质量，确保软基处理的效果是我们在工程实践中探索的一个课题。本文通过水泥搅拌桩〔湿法〕在*******软土地基加固工程中的施工应用，总结形成此工法。

第二章 特点

1．该工法施工简便，投资省，施工过程较易控制，施工进度快。 2．施工过程中无震动，噪音小。比之于锤击桩、管桩等施工工艺，对场区周边环境影响较小。

3．抗渗效果好，对软弱地基加固效果明显，适合于地下水不发育的软弱地基加固，适合大范围推广、大面积施工。

第三章 适用范围

1. 水泥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。

2. 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。冬期施工时，应注意负温对处理效果的影响。

3. 水泥搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。

第四章 工艺原理

通过专用机械设备将水泥浆喷入待处理的软土地基内，并在喷注过程中上下搅拌均匀，使水泥与土发生水解和水化反响，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，这就是水泥骨架作用。

除外，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒外表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，到达提高地基承载力的

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目的。用水泥搅拌桩处理软弱地基效果显著，处理后可很快投入使用。

水泥加固土的强度取决于被加固土的性质和加固所使用的水泥品种、标号、掺入量以及外加剂等。加固土的抗压强度与水泥掺入量成正比，工程施工中常用的水泥掺入比为12％—17％，强度标准值宜取试块90天龄期的无侧限抗压强度，一般可达500—3000 kPa。

第五章 工艺流程及操作要点

5.1工艺流程 施工准备 打印记录小票

图1：湿法单轴双向水泥搅拌桩工艺流程

钻机清理、移位 提至桩顶 停止喷浆 喷浆提升 钻至设计深度 喷浆搅拌≥10s 制备水泥浆 喷浆下沉 钻机就位 对中调平 .

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5.2 施工工艺 5.2.1 施工准备

在水泥搅拌桩施工前，准备工作包括技术交底、验收机具、场地平整、测量

放线等工作。

① 技术交底

收集工程地质资料，领会设计图纸意图，结合现场周边状况。组织管理人员学习有关图集、图纸、施工标准、技术标准以及技术文件，由技术负责人参与技术交底，并牵头组织施工方案技术交底工作。

② 验收机具

施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，及时提供现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量的依据。其技术参数主要有：

钻头直径及钻杆长度是否满足设计要求； 输送水泥浆的导管是否漏浆或堵塞； 水泥制浆罐和压力泵是否能正常工作； 发电机或外接电源是否和桩机电路接通；

搅拌桩机配套设备〔包括主机电脑记录仪及打印设备〕正常工作； ③ 场地平整

去除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，标高不够处需要填素土至桩顶30cm以上，并沿场地四周挖沟排水至集水坑集中排水。场地地基承载力不应小于桩机重量的1.2倍。

④ 测量放线

按照设计的搅拌桩平面布置图放桩并标记桩号，在桩位处钉设不易更改的标记〔钢筋棍或竹签〕，方便施工中迅速确定桩位。

5.2.2 钻机就位

桩机运至工地后，先进行安装调试，待钻杆旋转、压浆泵及计量设施一切调试正常后，桩机移位至放样桩位上，使钻杆头对准桩位的中心，桩位对中偏差不超过5㎝。钻机就位后对钻机进行水平校正，使其钻杆轴线垂直对准桩中心位置，施工时钻杆倾斜度不大于1%桩长。

5.2.3制备水泥浆 ①配合比

要经过试桩确定,备好满足设计要求的水泥，并按规定频率进行抽检试验，

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本工程选用P.042.5#水泥，按设计文件要求水泥掺入比一般在12～17%之间，根据现场试桩得出满足强度要求的的水泥参量为15％，计算得出现场水泥用量约为53千克/米左右。水泥浆液的配制控制水灰比一般为0.5～0.6，比重一般为1.7～1.8，要求调制出的水泥浆有较好的流动性、和易性。

②配制与输送

搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥顺序投料，每次灰浆搅拌时间不得少于4min，应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。 5.2.4 喷浆下沉

启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转〔外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转〕切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，下沉速度不得大于0.8m/min,直至桩体设计深度，在桩端就地持续喷浆搅拌10秒以上。

5.2.5 喷浆提升

关闭送浆泵，改变内、外钻杆的旋转方向，两组叶片同时正、反向搅拌水泥土，提升钻杆，提升速度不得大于1m/min,直至设计桩顶标高以上40㎝处。

5.2.6桩机移位

上一根桩施工完毕，去除钻杆及叶片上的泥浆，并保存好该桩的电脑小票记录，留待技术人员统一收取检查。钻机移位，重复1～5步骤，进行下一根桩施工。

5.3 控制要点 5.3.1质量控制要点

① 施工过程中严格按设计及工艺要求进行。成桩过程中，现场技术人员应严格把控泵压、泥浆比重、水灰比、喷浆下沉及提升的速度，保证单桩成桩时间及质量满足设计要求。

②施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位的偏差不大于50mm，成桩直径及桩长满足设计要求。

③前台操作与后台供浆应密切配合，制备好的浆液不得离析，不得停放时间过长，泵送必须连续。

④后台供浆停机时，及时通知前台以防止断桩和缺浆。使搅拌桩机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。假设停机大于三小时，应在原桩位

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旁进行补桩处理。并将输浆管拆下，妥为清洗。

⑤搅拌桩桩顶需高出设计桩顶标高40cm以上，且在桩顶处应特别注意桩头的施工质量，宜应慢速，当喷浆口至桩顶标高时，宜停止提升，搅拌10--20秒，以保证桩头密实均匀。

⑥当输浆管有弯折、外压或漏浆情况时要及时检查、理顺管道，去除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时停机换管，当输浆管道过长，沿程压力损失增大时可使制浆池布置靠近桩位，以缩短送浆管道。

⑦当钻进搅拌中遇到阻力较大，钻进太慢，应增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压，或边输入浆液边搅拌钻进。

⑧随时检查施工记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其它处理措施的。

⑨水泥搅拌桩成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和压浆泵操作手密切配合，按照边搅拌边喷浆的原那么，防止出现因喷浆口堵塞而出现只搅拌不喷浆。

⑩水泥搅拌桩成桩后水泥搅拌桩未达设计强度前,桩顶严禁机械设备碾压。 5.3.2常见问题处理 常见问题

下沉困难 电流值高 电机跳闸 下沉困难、电流正常 土体与钻头同步旋转

搅拌叶片角度设置不适当 输送管内有水泥块或输浆管堵塞

钻至设计深度而浆桶内

有剩余或不够 提升困难

灰浆泵输出量偏小或偏大

投料量不准确 机架倾斜较大

调整灰浆泵输出量 重新计数投料量 调整机架的垂直度

发生原因

电压偏低 土质硬、阻力大 遇大块石等障碍物 土质粘性大，箱体自重小

灰土浓度大

处理方法

调高电压 适量冲水或稀释浆液

挖除障碍物 增加自重或提高转速 重新设定水灰比 调整钻头上叶片角度 管道用水冲冼

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第六章 材料及设备

6.1 材料 水泥采用P.042.5普通硅酸盐水泥。对进场的同厂家、同品种、同规格、同批号的水泥以500T为一检验批，按有关的检验方法做胶砂强度、安定性、细度、凝结时间等工程试验，符合标准时方可使用。施工中应注意如下几点：

施工中建立健全材料管理台帐，施工中使用的水泥应经过自检前方可进场，进场后的水泥应按批进行报检，报请监理工程师抽检合格前方可投入使用； 用水泥罐保管水泥，水泥罐应定期检查密封性以防止雨淋导致受潮、结块；

建立水泥台帐审核签认制度。台帐中应注明水泥的领料日期、数量及施工桩点号等。浆体喷射搅拌桩机的水泥必须由机长领取并编号，同时必须由旁站人员现场核实后签认。施工人员在原始记录上应注明每根浆体喷射搅拌桩的施工桩号。

6.2 机具设备 每个作业班组配置1台NSC-200-EP型水泥搅拌桩钻机，1台ZJ-50型压浆泵，1台JBR-2型水泥浆搅拌机。全站仪、水准仪等测量工具。每台水泥搅拌桩钻机24小时运转可完成水泥搅拌桩约300米。具体施工进度按现场钻机数量及场地情况而定。

第七章 平安措施

①桩机设备使用前进行平安检查，加强保养使其保持良好的工作状态及具备完好的平安装置。机械设备按照规定周期进行检修和例行保养。

②操作人员必须具备相应的执业资格才能上岗，所有职工必须经过三级平安教育严谨违章作业；

③严格按照平安技术操作规程操作，建立健全平安保证体系，制定平安责任制度。

④钻机启动前要置于空挡，启动后空转试验，并检查各部位的运转情况。钻机要限位装置，钻进时如有故障，应立即切断电源，停钻检查。

⑤ 各专业工种做到持证上岗，非机电人员不得动用设备。 ⑥ 机下作业时必须佩戴平安帽，高空作业必须系好平安带。

⑦进入施工现场不准穿硬底鞋、拖鞋，必须戴好平安帽。电焊工操作时应戴

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好面罩、护目镜、焊接手套；

⑧如遇台风等大风天气，应立即停止施工，将机械下部垫实切断电源后施工人员撤离施工现场，至台风避难场所躲避以保证平安。

第八章 环保措施

①建立健全环境保护体系，成立环境领导小组。

②对水泥罐周边做好拦护措施，降低有风天气水泥扬尘对环境的污染。 ③做好废料的处理，不得直接排入周边河流，以免造成环境污染。

第九章 应用实例

本工法应用于******等软土地基加固工程。

9.1工程概述

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9.2水泥搅拌桩概况

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9.3工程结果评价

桩基检测委托业主指定检测单位检测,对满足龄期的桩基进行检测，抽芯检测总桩数的2‰,单桩承载力和复合地基承载力检测总桩数的2‰，经检测全部合格，桩身总体搅拌均匀，芯样连续完整；单桩承载力和复合地基承载力均满足设计要求。

9.4建设效果及施工图片

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