砼芯水泥土搅拌桩在深厚软土处理中监理控制要点

    朱卫松

    摘 要：当前公路施工中深层软基处理常用的方法有湿喷桩、PTC管桩、高压旋喷桩、碎石桩、CFG桩等（粉喷桩由于环境污染比较严重，因此已很少采用），其中最常见为前两种处理方法。本次探讨的砼芯水泥土搅拌桩（又名砼插芯桩）属于湿喷桩的改进产品，其主要工艺原理是在湿喷桩的中上部插入一根砼预制方桩，目前已在江苏省的宁常高速公路和南京绕越高速公路进行了新工艺尝试和应用，其处理效果明显优于湿喷桩，但又不如PTC管桩，属于介于两者之间的中间产品，其施工造价同样介于两者之间。它的应用将为设计单位对于不同的地质条件多了一种比选方案，填补了应用湿喷桩达不到预期处理效果，而采用PTC管桩又过于浪费的技术空白。希望能够为读者提供一定的参考。

    关键词：砼芯水泥土搅拌桩；深厚软土处理；监理控制要点

    1 引言

    砼芯水泥土搅拌桩是软土地基处理的一种新型施工方法，其施工质量的好坏，将直接影响到路基的工后沉降，是公路工程施工中质量控制的重要环节。下面主要介绍砼芯水泥土搅拌桩的施工工艺控制、质量监理要点、工后质量检测及监理工作体会。

    2 砼芯水泥土搅拌桩施工工艺控制

    2.1 预制方桩

    砼方桩应设置专门的预制场进行集中预制。为防止预制方桩在插入湿喷桩过程中发生折断，一般对于超过5m以上的预制方桩进行分节预制，以南京绕越高速公路为例，预制方桩总长为9m，分两节预制，下节长5m，上节长4m，在下节的尾部设置四个预留孔，以备上节四根预埋钢筋插入下节的四个预留孔中。

    2.2 湿喷桩施工

    按照设计水泥用量和设计桩长优先施打湿喷桩。

    2.3 砼芯桩施工

    砼芯水泥土搅拌桩施工应尽量采用一体机进行作业（一台钻机同时具备湿喷桩作业和插芯桩作业），在湿喷桩施工后应随即插入成品的砼预制方桩，如预制方桩分两节以上预制的，应在上、下节结合部位用硫磺胶泥进行粘结。

    3 质量监理要点

    若进行分机作业时（即湿喷桩钻机和插芯桩机相互独立作业）应满足在水泥初凝时间内插入砼预制方桩，避免间隔时间过长，导致对湿喷桩成型产生人为扰动，甚至出现砼预制方桩插入困难，从而使预制方桩发生受损。

    砼芯水泥土搅拌桩施工时要求预制方桩插入湿喷桩圆心（一般允许有5cm偏差）。

    确保湿喷桩施工质量是保证砼芯水泥土搅拌桩质量的前提，因此在监理过程中需重点做好湿喷桩施工质量的控制，关于湿喷桩施工质量控制方面提以下几点建议：

    ⑴开工前监理应要求施工单位提供CAD桩位平面图，经监理工程师审核无误后对布桩图进行签字确认。这种做法的好处有以下几点：

    ①虽然施工图设计中已明确具体段落的工程数量，但由于设计水平不一，往往导致施工图设计中的工程数量与实际布桩数量存在明显的差异，一般砼芯水泥土搅拌桩的处理宽度至护坡道外侧即可，再往外处理就进入了边沟范围，反而会影响以后的边沟开挖。

    ②当施工图设计中的工程数量大于实际布桩数量时，监理如不对布桩图进行确认，往往给施工单位留下钻空子的空间，相反，当施工图设计中的工程数量小于实际布桩数量时，会导致实际处理范围不够，影响施工质量。

    ③对于实际布桩工程量与施工设计工程量不符的部分，可以通过工程变更进行调整。

    ⑵开工前，监理组试验室应根据气候情况确定水泥浆的水灰比（一般水灰比设计范围为0.45-0.55，除夏季外一般选择0.5水灰比为宜，夏季期间为防止出现堵管，水灰比可在0.5-0.55之间进行选择），水灰比确定后施工单位和监理组试验室应平行做室内水泥浆标准配制，并确定标准水泥浆比重，施工单位应在开工前向监理组提交配合比申报，经监理签字确认后作为现场施工控制的依据。

    ⑶施工前应对不同的施工段落分别组织工艺性试桩，尤其是第一次工艺性试桩需确定各种施工参数（如钻进速度、提升速度、电流控制、桩长等），并把第一次工艺性试桩按照首件工程认可制的相关要求向监理组进行报批。后续段落的工艺性试桩仅需确定实际桩长与设计桩长的吻合性即可，试桩数量一般以6根为宜。

    ⑷为防止施工单位利用水泥浆流量仪进行作弊，监理工程师应在开工前对标定合格的流量仪进行铅封。

    ⑸在湿喷桩施工过程中，应安排监理人员进行全过程旁站，并及时填写好现场原始记录表。

    ⑹每根桩施工结束后，现场监理应要求施工单位立即打印出水泥浆流量仪监控小票，并当场在小票上进行签字确认，严禁事后补打小票。

    ⑺现场监理应严格控制好每根桩的水泥用量，并每天对水泥库进行盘库，以校核水泥总用量与实际施工工程量是否吻合，并在现场建立水泥使用台账，现场监理每天对水泥台账进行签字确认。

    ⑻一般情况下，湿喷桩施工宜采用下钻喷浆、提升补浆的施工工艺，这样做的好处是有利于搅拌均匀（与提升喷浆相比，多了一次搅拌）。但对于地质较硬的地段为防止堵管或水泥浆喷出困难，可以采用提升喷浆、二次复搅下钻补浆工艺，但需注意在提升喷浆前留有一个等浆时间（需现场做从浆泵启动至钻头出浆的时间间隔试验），防止桩底产生断浆。

    ⑼当由于施工中断等原因导致断桩时，应在二次施工时在断桩部位重叠1m长度。

    ⑽冬季施工期间，应对浆管进行保温包裹，避免发生堵管。

    ⑾施工期间应严格按照桩长指标和电流指标进行双控，确保湿喷桩进入相对持力层，否则将大大降低湿喷桩的处理效果。

    4 工后检测

    砼芯水泥土搅拌桩的工后检测主要以承载力试验和沉降观测为主。而对于湿喷桩的质量检测主要通过事先预留部分备检桩不作插芯处理，然后对备检桩作取芯检测，之所以采用备检桩，是由于一旦在湿喷桩中心插入预制方桩后，取芯只能在湿喷桩周边进行，而湿喷桩施工和取芯作业均允许有一定的垂直度偏差，这样就很难保证全桩长满足取芯要求。以南京绕越高速公路为例，砼芯水泥搅拌桩工后检测的单桩承载力是普通湿喷桩的2.5-3倍，复合地基的承载力比普通湿喷桩提高了近2倍，且工后沉降量也比普通的湿喷桩处理有了明显提高。

    5 结语

    砼芯水泥土搅拌桩是一种较好的深层软土地基处理方式，其工后沉降明显优于普通湿喷桩处理，较好的提高了复合地基承载能力，且工程造价也远远低于PTC管桩。但由于插入砼预制方桩后对湿喷桩的随机钻芯检测带来了困难，因此还有待进一步研究。