水泥搅拌桩施工质量控制要点

摘要：水泥搅拌桩在铁路工程建设中得到广泛应用。水泥搅拌桩施工质量的好坏，直接影响软土地基的承载力、压缩量等指标。本文结合广珠铁路的施工实践，总结了水泥搅拌桩施工中质量控制的方法和要点。

关键词：水泥搅拌桩 施工 质量控制

0 引言

广珠铁路是国铁I级电气化铁路，设计时速120km/h，

年运量6000万吨，是全国为数不多的直接建到港区的货运铁路，目的是“下火车装轮船、下轮船装火车”，实现以港兴市，带动珠海以及沿线城市大发展的目标。广珠铁路SG-2标DK50+810～DK51+543.68段为丘间谷地，地形稍有起伏。场地主要为鱼塘、河涌。软土路基位于地势低洼的水塘区，地表上层为第四系覆盖层，其中包括：人工填土，厚约0.9-4.2m；淤泥，2.3-8.2m；淤泥质粘土，0-5.5m；黏土，1.6-5.4m；细砂；下伏基岩为第三系砂岩、泥质粉砂岩夹少量泥岩。本文以广珠铁路SG-2标DK50+

810～DK51+543.68段软基处理为例对水泥搅拌桩施工全过程中的一些质量控制要点进行分析。

1 施工前准备工作的质量控制

1.1 施工机械的选配

该段软基机械配备参照表1。其中水泥搅拌桩桩机在施工前要进行全面的检查。主要检查四点：钻头直径及钻杆长度能否满足设计、施工要求；水泥浆输送管道是否畅通或漏浆；水泥制浆桶和压力泵是否正常工作；桩机机身竖直度的调整是否可行。

1.2 电脑记录仪的选配

为了使施工资料规范化，利用电脑对每一根桩的施工资料进行完整记录，据实记录每一根桩的施工时间、施工桩长，避免假资料的出现，要求做到：①电脑的一切设定值都由厂家统一设定，不允许有自行调整的功能；②电脑必须取消存储功能，施工过程中采用即时打印，下一根桩开始施工时上一根桩的资料自动消失；③深度计要经检查准确无误；④电脑经检查符合要求后由项目部统一贴封条，不得随意私动。

1.3 施工场地及其他准备

①施工场地平整，对于沟塘回填路段，用压路机进行碾压，且在一侧挖好排水沟，保证雨季施工时场地不积水；②根据设计范围对桩位进行精确布置并编号，引出主要控制点至施工现场不易碾压的地方，用混凝土进行固定保留；③进场水泥抽样检验，所用水泥品种和质量确保符合设计及规范要求；④在不同地点根据设计要求、不同桩长进行工艺性试桩，确定下沉及提升速度、水灰比、水泥浆泵工作压力、每延米水泥用量等工艺参数。该段经计算成桩需达到的参数：a水泥搅拌桩直径Φ50cm。b每米搅拌桩需掺入水泥量52.1kg。c每米搅拌桩需掺入水泥浆体量42.7L。

现场按以上参数对两根桩进行成桩试验，确定以下施工参数：a桩机下沉的速度1.70～2.00 m/min。b桩机的提升速度为0.97m/mim。c每min喷浆量41.4L。d喷浆系统压力控制在0.2～0.4MPa。

2 施工过程中的质量控制要点

2.1 水泥浆质量的控制

搅拌桩采用32.5级普通硅酸盐水泥，掺灰量不得小于被加固湿土重的15%，按照设计严格控制灰浆水灰比（水：水泥的重量比）为0.45：1。灰浆搅拌应在储浆罐中搅拌均匀，并过滤，放置时间超过两小时的水泥浆应降低标号使用；成桩过程中，因故停止，恢复供浆时应在断浆面上或下重复搭接0.5m喷浆施工；因故停机超过3h，拆卸管道清洗。喷浆过程中浆液应连续搅动防止水泥沉淀，水泥浆泵送必须连续，喷浆压力必须足够和稳定，应控制在0.2-0.4Mpa范围内。

2.2 施工桩长的质量控制

施工桩长的控制有两种方法。一种是度盘读数控制法。另一种是钻杆标线控制法。本段施工两种方法并行，相互核对，以防仪器失灵引起的错误。

2.3 钻机操作的控制

①桩位严格要求按照《搅拌桩平面布置图》进行测放，如图1、图2所示。②钻机对位后要精调桩身竖直度，使搅拌轴保持垂直。③启动搅拌钻机，同时启动压力泵工作，边旋转、边钻进、边喷浆，桩机下沉的速度可为1.70-2.00

m/min。喷浆过程中浆液应连续搅动防止水泥沉淀，喷浆压力应控制在0.2-0.4MPa范围内。④钻至设计标高后停钻，再次启动搅拌钻机，原地旋转10秒钟，待水泥浆送至孔底，管道压力达0.2-0.4MPa时，钻头呈反向边旋转、边提升、边喷浆，使土体与水泥浆进行初步拌和，以保证桩端质量。严格控制喷浆提升的速度，宜为0.97m/min。⑤搅拌机提升至地面以下一米时要放慢提升速度，当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。⑥根据设计要求在地面以下一定深度范围内进行重复搅拌，钻头边旋转、边钻进、边喷浆至设计要求复搅的深度后，再反向边旋转、边喷浆、边提升，使受到搅动的土块被充分粉碎，土体和水泥浆能充分拌和均匀。⑦施工过程中若因故停浆，要将搅拌头提升至停浆面以上0.5m处，待恢复供浆时搅拌下沉至停浆面1m以下再进行搅拌提升，以免断桩。⑧现场操作人员要详细记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间以及施工桩长等参数的变化。记录要准确可靠，记录的深度误差不得大于5cm，记录的时间误差不得大于5s。⑨施工过程中随时测量桩的垂直偏差，其垂直度偏差小于1.5%。具体质量控制要求见表2：

2.4 旁站人员对施工的控制

①旁站人员要随时检查水泥浆的比重，钻头的大小，电脑小票是否符合要求等，并监督钻进深度以确保施工桩长符合设计要求。②每天必须记录所管辖桩机的具体施工情况，包括运转、修理及停、开机时间，以全面掌控现场的施工。

3 施工后的质量检测控制

3.1 桩的质量检测

①轻型动力触探（N10）检测：施工单位按照5%的检测频率，在成桩1～3d内，采用轻型动力触探（N10）检测桩身的强度。根据N10贯入30cm的锤击数来判定桩上部强度是否合格。检测出来的锤击数如大于等于设计给定锤击数，则认为桩的上部强度合格；否则，则认为不合格。②抽芯取样检测：在成桩28d后采用抽芯取样检测，可反映出该搅拌桩整体喷浆均匀情况，桩身的长度、强度和完整性。③单桩承载力检测：在成桩28d后采用静载预压，检测单桩承载力是否满足设计要求。

3.2 桩的质量评定

①单桩评定。Ⅰ类桩：a桩长、桩径满足设计要求，整体喷浆均匀，无断浆现象。b复搅段的桩芯完整且连续，呈柱状，复搅段以下，能取出完整的柱状芯样。c所取芯样的柱状加块片状取芯率大于80%。Ⅱ类桩：a桩长达到设计要求，整桩喷浆局部不均匀，但无断浆现象。b复搅段的芯样大部分完整，呈现柱状，可制成等高试件做无侧限抗压强度试验，局部松散呈块片状；复搅段以下，能取出芯样，芯样不完整，呈可塑状。c复搅段强度满足设计要求，复搅段以下有一定的强度。d所取芯样的柱状加块片状取芯率大于65%；当取芯率小于65%时，标贯击数须大于设计要求。其中：I类为优良桩，II类为合格桩。②复合地基承载力评定。复合地基承载力必须满足设计要求。③综合评定。单桩评定均为II类桩以上，其中I类桩占85%以上，且复合地基承载力满足设计要求，其它指标合格时评定为优良；单桩评定均为II类桩以上，其中I类桩应占60%以上，且复合地基承载力满足设计要求，其它指标合格时评定为合格。搅拌桩检验记录可采用表3的格式填写：

4 结束语

水泥搅拌桩是利用深层搅拌机械穿透软基层后，借助搅拌轴的旋转，在软基地基深处就地将软土和固化剂（水泥浆液）强化搅拌，边提升边喷浆，由固化剂和软土间产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固体——深层搅拌桩。施工过程中水泥浆质量控制和桩垂直偏差的控制为保证水泥搅拌桩质量的关键。采用这种方法处理软土，效果显著，处理后可很快投入使用，在确保工程质量的前提下能够降低施工成本、缩短了基础处理施工工期，在工期紧、出于成本考虑不易进行基坑大开挖或基础土质换填时，考虑使用水泥搅拌桩进行基础处理是比较经济、科学的施工方案。

参考文献：

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