双向水泥搅拌桩技术应用探讨

摘 要：随着我国国民经济的快速发展，在处理边坡和软土地基问题时，常常采用单向水泥搅拌桩技术。而近年来在单向水泥搅拌桩的基础上，又开发出了一种性能更佳、更利于控制施工质量的双向水泥搅拌桩。本文首先比较了单向水泥搅拌桩与双向水泥搅拌桩的工作原理、施工工艺，同时，最后得出结论：在设计参数相同和工程地质条件相同的基础下，双向搅拌桩技术有很好的经济性和适用性，节约成本、节省施工时间、质量稳定，值得推广应用。

关键词：双向 水泥搅拌桩技术 应用

中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0051-01

近年来在单向水泥搅拌桩的基础上，又开发出了一种性能更佳、更利于控制施工质量的双向水泥搅拌桩，这种施工方法具有较好的综合社会效益和综合经济效益，在施工中不会影响到相邻建筑物、不污染环境、不排污、无振动、无地面隆起、无噪声。本文就双向水泥搅拌桩技术应用进行探讨。

1 单向水泥搅拌桩与双向水泥搅拌桩的工作原理

1.1 单向水泥搅拌桩工作原理

利用特制的钻孔搅拌机械来钻井钻杆至设计土层深度，然后再灌入30 s的水泥浆液，将固化剂水泥与软土在地基深处进行强制搅拌，最后使得二者产生一系列物理化学反应，硬化后形成具有一定强度、水稳定性、整体性的优质地基（固结体―水泥搅拌桩）。

1.2 双向水泥搅拌桩工作原理

改进现行钻孔搅拌机械的钻头、钻杆及动力传动系统，钻杆采用同心双轴钻杆，将反向旋转叶片安装在外钻杆上，将正向旋转叶片按照在内钻杆上，并设置喷浆口，通过正反向旋转叶片来双向搅拌水泥土，还可以通过压浆作用来控制水泥浆冒浆问题，保证水泥浆在桩体中能够搅拌均匀、均匀分布，确保成桩质量。

2 单向水泥搅拌桩与双向水泥搅拌桩的施工工艺

2.1 单向水泥搅拌桩的施工工艺

（1）定位：做好施工平台后放样定位，搅拌桩机定位，设备保持水平，钻头对准桩位；（2）制备水泥浆：水泥浆的配合比由设计标准来定，水泥浆应该在压浆前就倒入集料中；（3）下沉喷浆搅拌：放松起重机钢丝绳，将搅拌机电机启动，沿导向架钻杆搅拌机开始向下对切土进行搅拌（由电机电流来监测控制下沉速度，电机工作电流不超过70A），若在施工过程中，发现搅拌机下沉速度太慢，那么为了利于钻进，应该从输浆系统补给清水。（4）提升喷浆搅拌：当搅拌机下沉到设计深度后停止下沉，水泥浆利用灰浆泵压入地基中，边旋转边喷浆，然后提升搅拌机至预定的停浆面，提升速度要严格按照设计标准来确定。（5）清洗：将适量清水注入集料斗，然后将灰浆泵开启，紧接着将全部管路中残存的水泥浆清洗干净，同时，还应该清理干净粘附在搅拌头的松软土。（6）移位：将搅拌机关闭，然后将搅拌机移动至下一桩位。

2.2 双向水泥搅拌桩的施工工艺

（1）定位：做好施工平台后放样定位，搅拌桩机定位，设备保持水平，钻头对准桩位，钻机主轴垂直度误差不得过大，通常不超过1%。（2）制备水泥浆：首先将搅拌桩机下沉一定深度之后，然后再拌制水泥浆，水泥浆配合比由设计标准来定。（3）钻进喷浆：搅拌机电机的启动应该在搅拌机冷却水循环正常后，沿导向架钻杆搅拌机开始向下对切土进行搅拌；同时，将送浆泵开启之后，将水泥浆喷在土体上，通过正反向旋转叶片双向搅拌水泥土，直到设计深度。（4）搅拌、喷浆提升：当搅拌机下沉到设计深度后停止下沉，为了使得能够充分搅拌均匀桩端水泥土，应该继续搅拌30 s。然后提升搅拌机至预定的停浆面，提升速度要严格按照设计标准来确定，正反向旋转叶片双向继续搅拌水泥土，以免堵塞喷浆口。（5）复搅复喷：有效桩长的桩身段应该复搅复喷，目的在于提高桩身水泥土强度，并且实现充分搅拌。（6）清洗：将适量清水注入集料斗，然后将灰浆泵开启，紧接着将全部管路中残存的水泥浆清洗干净，同时，还应该清理干净粘附在搅拌头的松软土。（7）移位：将搅拌机关闭，然后将搅拌机移动至下一桩位。由于双向水泥搅拌桩上部结构与顶部结构的部分接触受力较大，为了提高该部分的强度，应该在桩顶1.0～1.5 m范围内再增加一次输浆。

3 双向水泥搅拌桩技术的质量控制

3.1 确保加固强度和均匀性

断浆现象不得出现在压浆阶段，如果不得已，在成桩过程中断浆，那么恢复供浆时，在断浆面搭接不小于0.5 m喷浆搅拌施工。同时，对搅拌提升速度和喷浆速度严格控制，按试验确定的参数及设计喷浆量、桩数、桩长、桩位进行施工，此外，还要有专门的监测仪器来自动记录搅拌深度和喷浆量。

3.2 保证垂直度

要密切注意导向架对地面的垂直度，成桩桩长、成桩直径不得小于设计值，桩位偏差不得大于5 cm，搅拌桩垂直偏差不得超过110%。

4 实例分析

在沿海高速公路某段做了1600根总长12800 m的双向水泥搅拌桩及单向水泥搅拌桩试验。双向搅拌桩28天后进行的取芯强度和承载力检测数据明显高于单向搅拌桩。具体数据见表1，单向搅拌桩与双向搅拌桩主要技术参数见表2，双向搅拌桩主要技术参数均要优于单向搅拌桩。

5 结论与建议

（1）与单向水泥土搅拌桩相比，双向水泥土搅拌桩受力合理、受到扰动较小、节省造价、工作效率较高，且改造方便，只需要在现有的单向水泥土搅拌桩机械上适当改造即可。（2）与单向水泥土搅拌桩相比，双向水泥土搅拌桩施工所产生的超静孔隙水压力明显更小，还能够通过压浆作用来控制水泥浆冒浆问题，有效地确保水泥搅拌桩的质量。（3）总之，在设计参数相同和工程地质条件相同的基础下，双向搅拌桩技术有很好的经济性和适用性，节约成本、节省施工时间、质量稳定，值得推广应用。

参考文献

[1] 吴纯亮，莫海华.水泥搅拌桩施工质量控制[J].广东建材，2010（3）：111-114.

[2] 李彦彦.水泥搅拌桩施工技术及管理[J].北方交通，2008（3）：120-123.

[3] 周翔.水泥搅拌桩试桩设计及工程应用[J].甘肃科技，2009（10）：100-103.