搅拌桩与建筑结构安全探究

摘要：搅拌桩对建筑软基的加固，保障建筑结构安全具有重要作用，本文介绍了搅拌桩的技术工艺特点、技术要求及施工质量的影响因素，并就提高搅拌桩施工质量的对策措施进行了简要分析。

关键词：搅拌桩 质量 施工

地基软土层的加固问题在建筑工程尤其是在一些高层建筑物的施工过程中日趋突出。搅拌桩通过固化材料与软土层得搅拌加固，提高地基的承载力、降低地基出现严重的沉降变形的可能，最大限度的利用软基。由于受软土层多变性与施工条件多样性的限制，搅拌桩的加固效果存在很大变数较大。只有综合分析影响搅拌桩施工质量的因素并采取及时有效的对策，才能达到预期的加固效果。

一、搅拌桩的技术特点及影响因素

（一）技术特点

搅拌桩是使用特制搅拌机械对水泥浆和软土进行强制搅拌，通过石灰、水泥等固化剂材料与软土之间发生的物理与化学反应，将软土硬结为具有一定强度，水稳定性与整体性较好的优质地基。搅拌处理后的地基土重度与处理前相比变化不大。搅拌桩能够最大限度使用地基原土，避免了缩颈、塌孔等问题的发生；同时施工时噪音小、振动小、污染小，桩体的邻接地面不会造成相邻建筑物结构的损坏；此外，搅拌桩不受最小桩距限制，能够按照施工需要，将加工成块状、条状等形体的地基土体进行加固搭接，发挥承重、防水及挡土等作用。搅拌法能够明显减少地基基础的开挖土方与钢材配筋的使用量，取得良好的经济与社会效益。

（二）施工方法与技术要求

搅拌桩施工过程中首先应确保桩位准确、桩体垂直。将钻进搅拌时要将桩位偏差控制在10cm以内，保证桩机台水平，搅拌桩与地面基本垂直，将桩机设备安装与桩机结构垂直度的偏差控制在1.5%之内。其次保证水泥掺入量，作为搅拌桩施工的关键与难点，须于施工前取原土进行配比试验，使桩柱的水泥掺入量满足7%～15%，确保施工的质量。第三要避免水泥浆离析现象的发生，水泥浆配制应满足设计要求，且搅拌后的水泥浆的停放时间不超过2h；同时由于地基软土与水泥等固化剂材料搅拌的均匀程度会直接影响到桩质量，因此在施工时应将地基软土完全切碎预搅，使软土与水泥浆充分钻搅均匀。此外，要保证桩体的连续性，最重要的是确保供浆的连续性，施工过程中保证碎土下沉、提升、喷浆均匀，在喷浆时，严格按照规定控制提升速度，避免出现断浆、输浆管道发生堵塞等问题，将提升速度的误差控制在±10cm/min左右；施工时一旦发现异常，须立即停止施工，待正常送浆，钻具提升至喷浆处的上部后方可重新进行钻搅喷浆，严禁就停浆处进行连续施工，防止产生断桩问题。搅拌桩施工除应对工程施工用料、下沉碎土以及提升喷浆的时间情况进行详细记录外，还应对同工艺与同配比的工程桩进行随机的抽检取样，通过不同龄期工程桩的qu试验，及时处理试验发现的质量问题。

（三）施工质量的影响因素

水泥喷浆桩的成桩过程非常复杂，影桩成型质量的因素很多，主要包括地质资料的变异；设计过程中参数材料选择的正确性以及施工管理与质量监控的效果和频数等方面。

二、搅拌桩的施工工艺

搅拌桩施工分5阶段进行。分为制浆定位、搅拌下沉、搅拌提升、喷浆重复搅拌下沉与提升、搅拌机关闭等工序，搅拌桩施工时要求所有的施工流程按质量规范标准进行，技术要求十分严格。

测量放线首先应根据基准点，对建筑物的轴线进行测量，经复核后确定出桩位的控制点，并放出桩位；而后测量场地面与桩顶标高标高，计算桩长，由于工程施工容易受相邻工地的影响，因此搅拌桩由地表面钻钻进，要对每根桩的标高都进行实时测量，并于桩顶之上多喷0.3m左右，保证桩长与桩顶标高符合设计要求。第二阶段桩机就位，将桩机与桩中校准并调至水平。制备浆液，通过水灰、掺灰比试验，确定最优的水泥浆配比，一般情况下水泥、水减水剂的配比为1：0.5：0.002；掺灰量站待加固土重的15%。下沉喷浆搅拌，使用四喷四搅的施工技术，搅拌机下沉与提升时均要进行喷浆搅拌，并重复搅拌四次，搅拌桩机提升时需边提升边喷浆，同时对提升速度进行严格控制，提升速度不超过1m/min，提升至桩顶时排空集料斗内的水泥浆。在所有流程完成后便可移至下一桩位，重复施工流程继续施工。

三、搅拌桩质量问题的解决对策

只有综合分析影响搅拌桩质量的因素，采取行之有效的措施，避免因搅拌桩加固效果不佳对建筑结构安全产生不良影响。

（一）提高桩头与桩身的强度

（l）确定合理的掺灰比

由于土的固化度不高，土体具有很大的离散性，灰浆与土体的反应较小，因此，掺灰比不宜小于5%，可于施工前进行掺灰比试验，按照不同的掺灰比将固化剂掺入待加固软土中，制成试样，通过抗压试验，确定最优掺灰比。

（2）选择合适的水灰比与外掺剂

水灰比多宜选择为0.5，在浆液内加入适量的石膏、三乙醇氨等减水剂，既能够发挥增加浆液可泵性与流动性的作用，还可起到提高桩身强度的作用。在搅拌桩设计与施工过程中，当待加固地层的含水量较高时，可在工程施工时先进行生石灰喷粉桩的施工，或对浆液的水灰比进行优化调整，在降低待加固土层含水量的同时，增强桩身强度与地基的承载力。

（3）保证灰浆与土层搅拌均匀

使用四喷四搅的施工技术，保证灰浆与土充分搅拌与成桩时固化剂均匀分布。在施工过程中，对于一些难以搅碎的土层要使用慢挡进行重复搅拌。同时保证均匀连续出料，避免出现送浆管堵塞。

（4）为增强桩头的强度，可预留出50cm左右的待挖段，并采用复打工艺，进行施工。同时要保证浆液的搅拌时间不短于10 min，当浆液的停待时间过长出现离析现象时，必须进行重新搅拌以保证桩身强度。

（二）保证施工参数符合设计值

（1）桩长桩顶标高与设计值相符合

待加固底层浅处较硬难以钻进时，可采用挖松方法通过，深处地层出现硬块时，可调小泵量，慢速下搅完成设计值，为确保桩头标高与强度，在预搅下沉过程中，可采用最小浆量通过空搅段，严禁注水，以免降低桩头标高。

（2）确保施工桩径满足设计要求

严格按照桩径设计值配制钻头，施工过程中，要实时对钻头尺寸进行检查，对于发现的桩径与设计桩径不相符的桩，要更换钻头并于原位重新进行喷浆施工，保证桩径。

（三）避免出现漏、错、断桩

严格按照施工图纸与场地控制桩位布桩，要求布桩桩位误差控制在2cm之内，安排专人负责桩机对位工作，通过定位卡对位，成桩偏差控制在5cm左右。依据施工图纸进行桩位施工，按照布桩顺序施工，并对每条桩的施工情况进行详细记录；保证均匀连续送浆，对于因送浆管或钻头堵塞及突发事故产生的半截桩，要待事故处理完毕后，在停止桩段1m以下重新进行喷浆搅拌施工，避免发生断桩。

结语：

（一）搅拌桩复合地基应用于高层建筑基础的加固时，必须详细记录该地层的地质资料，按照工程设计施工，才能保证建筑结构安全，实现节约成本的目标。

（二）搅拌桩端以下未经处理地基土层的压缩变形值参照《建筑地基基础设计规范》的相关规定确定。压缩变形值可采用压板试验加以验证。

（三）搅拌桩施工严格按照试验提供的最优配比进行，确包喷浆提升速度与注浆压力符合设计要求，保证施工质量。

参考文献：

[1]王岗.水泥搅拌桩在软弱地基处理中的应用[J].科技资讯，2009，（07）.

[2]刘尧志.水泥搅拌桩新型施工工艺的应用[J].北方交通，2009，（01）.

[3]张东清.铁路路基软基处理水泥搅拌桩的施工控制[J].企业科技与发展，2009，（04）.

[4]肖建文.深层软基水泥搅拌桩的施工控制[J].汕头科技，2006，（02）.

[5]马海峰.水泥搅拌桩加固软土地基施工质量控制[J].吉林交通科技，2009，（03）.