浅谈水泥搅拌桩施工质量控制1

摘要：水泥搅拌桩是珠三角地区最常用的软基处理方式。本文介绍了试桩目的与总结，水泥搅拌桩施工方法，水泥搅拌桩施工，成桩检测，施工控制要点等方面就水泥搅拌桩施工质量控制进行了探讨，确保这种有效的软基处理方式满足质量技术要求。 关键词：水泥搅拌桩 试桩 施工 质量控制 1、工程概况

某标段位于珠江三角洲区域，属冲击平原地貌，地形平坦开阔，高程在4～14m，地表多为耕地、经济林，鱼塘等，水利沟渠、塘埂、小路等纵横交错。地表广泛分布第四系人工填土层、冲积层，上覆为粘性土、淤泥质土或填筑土。下覆基岩为全～中风化砂质泥岩。在鱼塘底、沟渠旁及沼泽下埋藏有淤泥质软土，呈局部分，埋深0～9.1m，厚度0～4.5m。上覆粘性土局部为软塑土。地下水主要第四系孔隙水及基岩裂隙水，赋存于砂层里，主要靠地表水供给。由于这种特殊地质条件，存在较多的软土地基，其处治方法采用水泥搅拌桩加固处理及挖除换填处理，这以水泥搅拌为试验段，该合同段水泥搅拌桩设计总量72522m，桩径0.5m,成等边三角形或正方形分布，桩距1.2m至1.8m不等，平均处理深度4m至9.5m。 2、试桩目的与总结 2.1试桩目的。①通过试桩掌握施工工艺和机械设备的操作方法；②确定水泥浆的最佳稠度、控制喷浆量、搅拌下沉、提升速度及重复搅拌时的下沉和提升速度等技术参数；③通过试桩后的检验，确定每延米喷浆量、水灰比和最佳水泥用量；④根据现场实际地质情况，确定实际施工桩长。

2011年3月11日～2011年3月14日，在FSK0+120～FSK0+216段进行了水泥搅拌桩试桩工作。根据试桩方案，试桩过程中按照3种水泥用量、3种水灰比、3种搅拌速度共进行了27根水泥搅拌桩试桩施工，详见下表。

表1：水泥搅拌桩试桩 桩位状况表 施工桩长序号 桩编号 施工日期 (m) 45-101 （A1） 2 3 4 5 6 45-9（A2） 2011、3、11 45-8（A3） 2011、3、12 45-7（A4） 2011、3、12 45-6（A5） 2011、3、12 45-5（A6） 2011、3、12 11.4 8.7 8.5 10.6 9.7 3档进4档出 3档进4档出 3档进4档出 4档进4档出 4档进4档出 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2011、3、11 11.9 3档进4档出 0.5 钻速（档位） 水灰比 水泥用量(Kg/m) 50 50 50 50 50 50 7 8 9 45-4（A7） 2011、3、12 45-3（A8） 2011、3、12 45-2（A9） 2011、3、12 45-19.1 9.6 9.9 4档进4档出 4档进3档出 4档进3档出 0.5 0.53 0.53 50 50 50 10 （A10） 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2011、3、13 10.2 4档进3档出 0.53 50 36-11(B1) 2011、3、13 36-10(B2) 2011、3、13 36-9(B3) 2011、3、13 36-8(B4) 2011、3、13 36-7(B5) 2011、3、13 36-6(B6) 2011、3、13 36-5(B7) 2011、3、13 36-4(B8) 2011、3、13 36-3(B9) 2011、3、13 25-10(C110 8.7 8.7 9.3 8.4 8.4 8.6 8.7 8.9 3档进4档出 3档进4档出 3档进4档出 4档进4档出 4档进4档出 4档进4档出 4档进3档出 4档进3档出 4档进3档出 0.53 0.53 0.53 0.5 0.5 0.5 0.56 0.56 0.56 20 ) 21 22 23 24 25 26 2011、3、14 9.2 3档进4档出 0.53 60 25-9(C2) 2011、3、14 25-8(C3) 2011、3、14 25-7(C4) 2011、3、14 25-6(C5) 2011、3、14 25-5(C6) 2011、3、14 25-4(C7) 2011、3、14 9 10 10.4 9 9.4 9.9 3档进4档出 3档进4档出 4档进4档出 4档进4档出 4档进4档出 4档进3档出 0.53 0.53 0.5 0.5 0.5 0.56 60 60 60 60 60 60 27 28 25-3(C8) 2011、3、14 25-2(C9) 2011、3、14 9.3 9 4档进3档出 4档进3档出 0.56 0.56 60 60 2.2试桩结论。2011年4月15日至4月17日检测单位对业主工程部和总监办工程在上述试桩同抽选水泥搅拌桩进行了抽芯检测，以确定桩身质量是否满足设计要求。检测水泥搅拌桩情况见下表：

表2：水泥搅拌桩试桩检测表

水泥用量序号 桩编号 钻速（档位） 水灰比 (Kg/m) 钻芯检测，无侧限抗压强合格，1 45-9（A2） 3档进4档出 0.5 50 胶结性较好 钻芯检测，无侧限抗压强合格，2 45-6（A5） 4档进4档出 0.5 50 胶结性较好 钻芯检测，无侧限抗压强合格，3 45-2（A9） 4档进3档出 0.53 50 胶结性较好 钻芯检测，无侧限抗压强合格，4 36-10(B2) 3档进4档出 0.53 胶结性稍差，搅拌不均匀 钻芯检测，无侧限抗压强合格，5 36-7(B5) 4档进4档出 0.5 胶结性较好 钻芯检测，无侧限抗压强合格，6 36-4(B8) 4档进3档出 0.56 胶结性较好 钻芯检测，无侧限抗压强合格，7 25-9(C2) 3档进4档出 0.53 60 胶结性稍差，搅拌不均匀 钻芯检测，无侧限抗压强合格，8 25-5(C6) 4档进4档出 0.5 60 胶结性稍差，搅拌不均匀 检测情况 钻芯检测，无侧限抗压强合格，9 25-2(C9) 4档进3档出 0.56 60 胶结性稍差，搅拌不均匀 从上表中可以看出，本次检测9根水泥搅拌桩均合格，抗压最小强度满足设计要求，其中25-2，25-5，25-9，36-10四根水泥土搅拌桩胶结稍差，搅拌局部不均匀，其余水泥土搅拌桩胶结较好，桩长符合设计要求。

从施工各种参数、检验报告可以得出以下结论：①三种掺灰量都能达到设计无侧限抗压强度。②相同的施工工艺，掺灰量60的配合比，搅拌土胶结性能较之不一定好。③钻进提升速度对水泥搅拌土的胶结性及均匀性略有影响。

根据检测结果及设计要求，在以后的水泥搅拌桩施工过程中，我部拟选用50公斤水泥用量，0.5水灰比，4挡进3挡出的钻进速度，按照四喷四搅工艺进行水泥搅拌桩施工，具体参数如下表：

施工技术参数表 每米用水单程每米流量控一搅下沉 二搅提升 三搅下沉 四搅提升 每米成桩用时 泥 量喷浆量制措施 （m/min） （m/min） （m/min） （m/min） （min） 0.8 三1.5 四0.8 三1.5 4.6 电脑流四50 10.28 量计档 档 档 档 3、水泥搅拌桩施工方法 3.1场地平整和桩位放点。施工前按设计图纸要求先平整场地，按照设计要求进行测量放样，定出桩位，并对桩位按照桩位平面布置图进行编号。

3.2桩机就位。利用起重机移动搅拌机到指定桩位对中，为确保桩位正确，必须使用定位卡。钻头对位后调平桩机机台，精确对位，保证桩中心偏位不大于5cm，采用吊垂法保证钻杆垂直度不大于1％。

3.3浆液配制与输送。①配合比。水泥为42.5＃普通硅酸盐水泥（P.O），根据试桩过程及抽芯检测结果，拟采用50Kg水泥用量、0.5水灰比（外围试验配比），四档下沉、三档提升的“四喷四搅”工艺施工。②配制与输送。施工前在水泥浆池四周挖设临时排水沟，并配备彩条布等防雨设施，防止因雨水或地表水流入浆池引起水泥浆质量不合格。搅拌水泥浆时，根据每次搅拌水泥的数量（袋装，每袋50kg乘以袋数），按0.5水灰比计算出用水量，用磅秤称量后倒入搅拌桶内，在搅拌桶内画好加水刻度。先加水，后放水泥，一边加水泥一边搅拌，每次灰浆搅拌时间不得少于5min，使搅拌充分、均匀，形成浓度拌匀的水泥浆，无沉淀。水泥浆搅拌均匀后，从灰浆拌搅桶倒入集料斗时，必须经过滤筛，把水泥硬块筛出。集料斗的容量为1.0m³。以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。在储料斗安装搅拌器，进行二次搅拌，使水泥浆液不沉淀。 ③供浆必须连续，拌和必须均匀。－旦因故停浆，为防止断桩和缺浆应使搅拌机下沉至停浆面以下0.5ｍ，待恢复供浆后再喷浆提升。如因故停机超过2小时，及时拆卸输浆管路并清洗，拌制好的水泥浆弃用。④水泥浆由活塞式压浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内压力保持在0.4MPa以上。 4、水泥搅拌桩施工

4.1搅拌下沉喷浆。开钻前制备水泥浆，检查压浆系统是否正常，启动电机，使搅拌机沿导向架搅拌切土匀速下沉，注浆压力保持在0.4MPa以上。硬地层加大活塞频率增加压浆压力，软底层减小活塞频率减少压浆压力，保持每米设计压浆量，均匀压浆。当电流值大于30A

时，再下沉50cm钻到设计桩底，完成一喷一搅。

4.2提升搅拌喷浆。搅拌桩机下沉到设计深度后，停留30S后以匀速提升、喷浆，注浆压力保持在0.4MPa以上。边提升，边由搅拌叶片将水泥浆与±体搅拌，边提升直至提升到设计桩顶高程，即完成二喷二搅。

4.3重复搅拌下沉喷浆。由于采用四喷四搅工艺，所以一次搅拌、喷浆后需再次搅拌、喷浆下沉至设计深度，完成三喷三搅。

4.4提升重复搅拌喷浆。喷浆、搅拌提升到设计桩顶标高，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实，关闭压浆泵，集料斗的水泥浆应刚好用完。完成四喷四搅。

4.5关闭搅拌机，清洗。贮料罐中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直到基本干挣，并将粘附在搅拌桩机钻头的泥土清理干挣，疏通喷浆孔。当连续施工，移位时间不长，喷浆孔没有堵塞时，不用每次清洗搅拌桶及钻头喷浆孔。

4.6移位至下一根桩。搅拌机以移位到下一根桩重复以上工序，完成下一根桩。 5、成桩检测

成桩后25天采取重型动力触探仪（N63.5）检查桩体的质量。在成桩28天后进行无侧限抗压强度试验。

水泥深层搅拌桩施工期间及成桩质量检验标准如下：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 检查项目 水泥质量 水泥用量 机头提升速度 桩底标高 桩顶标高 桩位偏差 桩径 桩体垂直度 抽芯 单轴复合地基承载力 桩体RQD 无侧限抗压强度 单位 m/min mm mm mm % 根 KPa % MPa 允许偏差 设计要求 参数指标 ≤0.5 ±200 +100 -50 ＜50 ＜0.04D ≤1.5 N63.5≥15击 ＞85% ≥1.2 检查方法 查产品合格证或抽样送检 查看流量计 量机头上升距离及时间 测机头深度 水准仪（最上部500mm不计） 用钢尺量 用钢尺量（D为桩径） 经纬仪 检查频率为3% 检查频率为2‰ 28d抽芯检验 28d强度 6、施工控制要点

6.1施工前应对场地清理、整平、压实，压实度达90%，并报检监理工程师。同时查清有无

地下管线，如有，则应迁移后再施工。所有进场水泥建立台帐登记制度，对每天的实际消耗数量建立台帐，以备复查。由专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程监控水泥搅拌桩的施工过程，并由专人填写施工记录表。

6.2桩长：按设计要求桩体应穿透软土层进入持力层50cm，喷浆前检查钻杆长度，在搅拌机的井架上用油漆以米为单位标出刻度线．成桩28天后钻孔取芯，测量桩长。水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检查管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

6.3搅拌下沉喷浆：施工时用输浆胶管将储料灌浆泵与搅拌机接通。启动电机，使搅拌机沿导向架搅拌切士下沉。整个制桩过程应确保边喷浆、边搅拌，现场采用SP-Ⅱ浆粉记录仪记录喷浆量，通过调节水泥浆泵的泵送频率来控制桩体每延米的喷浆量。施工时应严格控制喷浆时间和终止喷浆时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆，否则应进行补喷，补喷时的重叠长度应＞1ｍ。当喷浆量不足时应进行补喷，补喷时的重叠长度应＞50cm。

6.4提升喷浆搅拌：探层搅拌机下沉到设计探度后，以规定的速度均匀提升喷浆，注浆压力保持在0．4Mpa以上．边提升边由搅拌叶片将水泥浆与士体搅拌，这样直至提升到设计桩顶高程，即完成一次搅拌过程。搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速；当喷浆口到达地面下50cm时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。制备好的水泥浆液不得离析，泵送必须连续。每天作业完毕后，应用水清洗集料斗、灰浆泵、搅拌机及相应管道，以备再用。 为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂－吊锤，钻进过程保持吊锤与钻杆平行来控制桩体的垂直度。每天在搅拌桩作业完毕后，必须派专人清理现场表面浮浆。 6.5在搅拌桩施工完成，通过质量检测合格后，方可进行填土加载等其它工序。 7、施工过程质量控制

施工前应绘制浆体喷射搅拌桩平面布置图，对全体浆体喷射搅拌桩进行统一编号，按编号进行施工，防止漏桩。建立的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。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。每天认真校核桩机的领料数量及施工桩位，检查桩机的每批领料数量与该机完成的浆体喷射搅拌桩延米数量是否相符，并复核打印资料的准确性。每日的施工原始记录应交现场施工负责人核查，正确无误后，交现场监理人员检查签认。严格控制钻孔下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保湿喷桩长度和喷浆量达到规定要求。浆喷桩要穿透软透土层到达强度相对较高的持力层深入土层50cm，持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进电流表的读数值来确定，当钻杆钻进时电流表的读数明显上升，说明已进入硬土层，如能持续50cm以上则说明已进入持力层。如软土层厚度与设计桩长不符时，应遵循以下原则：⑴如达到设计桩长软土层仍未穿透时，应继续钻进，直至深入持力层50cm为止；⑵如未达到设计桩长在已探明确已钻至硬土层的情况下，至少应深入持力层1.0 ｍ。

钻机提升时管道压力不宜过大。在成桩过程中，如发生断电、卡钻等外在因素影响桩身质量时，应在12h内采取补打措施，补打重叠长度不宜小于1.0ｍ。对输浆管要经常检查，不得泄漏，不得采用受潮成块的水泥，其直径以49～53毫米为宜。在边坡附近施工时，应采取措施确保边坡的稳定。