深层水泥搅拌法工程实例质量控制分析
刘清华
【摘 要】本文重点对深层水泥搅拌桩的施工质量控制及在地基处理中的应用进行了探讨。
【关键词】水泥深层搅拌法；地基；应用
Examples of deep cement mixing method works quality control analysis
Liu Qing-hua
(Handan City in the engineering survey LLC Handan Hebei 056000)
【Abstract】Construction quality control and application of this article focuses on the deep cement mixing pile in foundation treatment are discussed.
【Key words】Cement deep mixing method;Foundation;Application
1. 水泥深层搅拌法加固软土地基的优点
加固后的地基可以立即承受上部荷重。经深层搅拌加固后的地基，自然养护15～30d即可承受上部荷载；经深层搅拌加固后的水泥土强度可达1000～2000KPa。当水泥土搅拌桩与周围软土形成复合地基后，上层部位承受的荷载可通过刚性很大的复合地基将应力可以扩散到很大范围的残积土层上，地基沉降即可减少很多；而且水泥深层搅拌法施工不受气候影响，深层搅拌施工不受雨天影响（台风、暴雨除外），在多雨地区施工不受影响；同时，水泥深层搅拌法施工速度快。每台深层搅拌机械可打设搅拌桩250m/d。假如地基处理共布置搅拌桩22000根（桩径按0.5m计算，桩长按8m计算，共计17.6*104m），工期按75d计，仅需配备10台深层搅拌机即可完成全部加固施工；水泥深层搅拌法可充分利用原软土，水泥搅拌桩是在原有软土层上施工，不用挖弃原有软土。此举不用弃置滚动状态的淤泥而占用大量土地，对周围环境影响小；特别是水泥深层搅拌法造价较低，当水泥价格为360元/8h，施工每个深层搅拌桩（桩长按8m计，按50Kg/m水泥计）的水泥费用为186元。
2. 深层水泥搅拌桩施工质量控制
2.1 施工前的质量控制。
2.1.1 施工前准备。
（1）修建施工设备进场便道。
（2）确保施工用电设施齐全和供电稳定。在无外接电源的施工现场，应多配备一定数量柴油发电机。
（3）查明并清除施工区内地上和地下的障碍物。地下有无影响施工的块石、地下管线及其它地下设施等，空中有无影响施工的高压电线等，所有障碍物应事先清除，无法清除时，应设立明显标志，确保安全生产。
（4）场地平整。在准备施工深层水泥搅拌桩的地段，遇到有池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。
2.1.2 施工放样。第一步：用精密测量设备准确地放出施工段起始桩位和边线位置；第二步：用钢尺按设计要求进行桩距测量，并标出桩位（设计一般按正三角形或正方形布置）。
2.1.3 原材料的质量控制。
（1）所使用的水泥品种和质量应符合有关要求。大批量使用前，必须抽样做水泥安定性试验、强度等指标，合格后方可进场使用。
（2）施工用水应满足有关要求。若采用自然水源应进行水质分析，检验合格后才能使用。
2.2 实施过程质量控制。
2.2.1 试桩。在工程正式施工前，按规范要求，必须进行深层水泥搅拌桩成桩试验（一般不宜少于3根），试桩结果应得到下列要求及相关技术参数：
（1）足设计水泥用量的相关技术参数，如钻进速度、搅拌次数、提升速度等。
（2）确定搅拌均匀的施工步骤及施工程序。
（3）分析地质变化对下钻和提升的阻力影响，制定合理的施工技术措施。
2.2.2 制浆质量控制。在制浆罐中按事先设计的水灰比进行拌制，备好的浆液还应持续搅拌，使水泥浆保持均匀稳定，不得离析或停置时间过长；浆液倒入集料时应进行过滤，以免浆内结块，致使堵塞甚至损坏输浆泵。
2.2.3 输送浆液质量的控制。输送浆液前，输浆管应保持潮湿，利于输浆。输送浆液过程中，泵的压力必须满足要求，并应保持稳定，以保证供浆持续。施工过程中，遇到浆液硬结堵塞等问题时，应立即拆卸和清洗输浆管道。
2.2.4 桩长的控制。
（1）钻杆标线法：施工前应测量钻杆长度，可用带颜色的油漆在钻杆上进行明显的桩长标志（桩长应不小于设计要求），以便掌握钻入和复搅深度，确保桩长满足设计要求。
（2）度盘读数法：利用控制钻入深度的刻度盘，通过指针读数可直接反映搅拌桩的长度（开钻前，应调节指针至读数零）。
2.2.5 水泥用量的控制。
（1）水灰比控制。按单桩桩长和设计要求，计算出单桩水泥用量，严格按事先确定的水灰比进行制浆。
（2）输浆泵控制。输浆泵必须保持足够的压力和稳定的输浆能力，输浆量必须与施工桩机的下钻速度、搅拌频率及提升速度相匹配。另外，应确保单桩施工后，所配制的水泥浆能基本用完，无剩余。
（3）只有控制好单桩的水泥用量，桩身的强度才能保证。
2.2.6 桩机操作的控制。
（1）桩就对位，调整桩身竖直度，保证深层水泥搅拌钻杆垂直。
（2）启动桩机钻机，钻头旋转钻进；启动压力泵，钻进和喷浆同时进行。
（3）钻进至设计深度后停止。
（4）重新启动桩机钻机，钻头反边向转动、边提升、边喷浆，使土体与水泥浆拌和。
（5）桩机钻头提升到地面以下1m时用慢档；喷浆口要出地面时，应停止提升，搅拌数次以保证桩头水泥浆与土体拌合均匀。
（6）按照设计要求在地表下一定深度范围内进行重复搅拌，使土体和水泥浆能充分拌和均匀。
（7）按照成桩试验确定的各项参数进行施工。桩机施工人员应及时打印和作好各项施工记录。
3. 水泥深层搅拌法工程实例
3.1 某单位扩建地基处理工程地处盆地一二级阶地上，地面坡度均为2°，场地标高1213m～1254m，地势平缓开阔，盆地前缘的缓坡堆积地貌。资料显示，地层主要由黏土层组成，其中主要由硬塑～可塑粘土层组成厚0～1.7m，为场区内的软弱下卧层。场区地下水深0～1.4m具承压性，靠大气降水和地表水渗入，水位高，水量较大等特点。设计充分考虑到水泥土搅拌桩在处理软土地基中的显著作用，及该工程周围的具体条件，决定采用水泥土搅拌桩对该扩建区进行地基处理。地基处理方面，应改善软弱地基的透水性、减弱其滞水性、提高其地基承载力，减少工后剩余沉降，控制地基不均匀沉降。原地基经过处理后复合承载力特征值≥150KPa，应稳定、均匀和密实。桩体无侧限抗压强度为1.2MPa，桩体动力触探（N63.5）≥6击。同时，在设计技术参数方面，采用单筒搅拌桩，桩径=0.5m，桩长L=8.0m。根据现场工程地质条件，设计桩长L要穿透较软弱的粘土层，进入持力层粉质粘土层lm，约6m～10m。桩长计算长度按L=80m考虑，桩间距1.5m，排距1.3m。水泥掺量则为50Kg/m，置换率为10.6%。
3.2 而且，施工要求深层搅拌机机头提升速度为0.6m/min。严格按照规范施工，从施工过程上保证施工质量。
（1）首先，事先平整施工场地，清除桩位处地上、地下大块石、树根和生活垃圾等障碍以便施工。整平场地时可采用回填粘土满足施工平台高出桩顶50cm左右。
（2）然后，在整平的地面上，按设计图纸的要求，放出每根桩的具体位置，打人竹钎并作出明显的标志。
（3）第三，将深层水泥搅拌机运到设计桩位，就位对中，检查导向杆垂直度、清扫喷射口。
（4）第四，水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
3.3 为施工方便，防止堵塞喷射管口，在各种搅喷施工工艺实际操作过程中，正循环钻进至设计深度时同时喷浆搅拌。在施工现场实际操作中，由于现有搅拌桩施工机械都配有液压移动机架，上一根桩施工完毕移到下一根桩就位对中开始搅喷的时间间隔很短，一般不会超过一分钟，操作工人为了防止堵塞供浆管道，保持工作的连续性，往往从第一根桩开始钻进搅喷起到下班清洗管道，整个过程都不会停止供浆。
4. 结束语
深层水泥搅拌桩是高速公路软土地基处理中较为常见的处理方法，具有设备简单、施工灵活快速、能有效减少不均匀沉降、技术适用范围广等优点.在应用中需严格控制影响施工质量的各个因素，对原材料、施工工艺流程各阶段严格进行质量检测，确保工程质量.
参考文献
［1］ 徐至钧，曹名葆.水泥土搅拌法处理地基［M］.北京：机械工业出版社，2004.
［2］ JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范［S］.
【摘 要】本文重点对深层水泥搅拌桩的施工质量控制及在地基处理中的应用进行了探讨。
【关键词】水泥深层搅拌法；地基；应用
Examples of deep cement mixing method works quality control analysis
Liu Qing-hua
(Handan City in the engineering survey LLC Handan Hebei 056000)
【Abstract】Construction quality control and application of this article focuses on the deep cement mixing pile in foundation treatment are discussed.
【Key words】Cement deep mixing method;Foundation;Application
1. 水泥深层搅拌法加固软土地基的优点
加固后的地基可以立即承受上部荷重。经深层搅拌加固后的地基，自然养护15～30d即可承受上部荷载；经深层搅拌加固后的水泥土强度可达1000～2000KPa。当水泥土搅拌桩与周围软土形成复合地基后，上层部位承受的荷载可通过刚性很大的复合地基将应力可以扩散到很大范围的残积土层上，地基沉降即可减少很多；而且水泥深层搅拌法施工不受气候影响，深层搅拌施工不受雨天影响（台风、暴雨除外），在多雨地区施工不受影响；同时，水泥深层搅拌法施工速度快。每台深层搅拌机械可打设搅拌桩250m/d。假如地基处理共布置搅拌桩22000根（桩径按0.5m计算，桩长按8m计算，共计17.6*104m），工期按75d计，仅需配备10台深层搅拌机即可完成全部加固施工；水泥深层搅拌法可充分利用原软土，水泥搅拌桩是在原有软土层上施工，不用挖弃原有软土。此举不用弃置滚动状态的淤泥而占用大量土地，对周围环境影响小；特别是水泥深层搅拌法造价较低，当水泥价格为360元/8h，施工每个深层搅拌桩（桩长按8m计，按50Kg/m水泥计）的水泥费用为186元。
2. 深层水泥搅拌桩施工质量控制
2.1 施工前的质量控制。
2.1.1 施工前准备。
（1）修建施工设备进场便道。
（2）确保施工用电设施齐全和供电稳定。在无外接电源的施工现场，应多配备一定数量柴油发电机。
（3）查明并清除施工区内地上和地下的障碍物。地下有无影响施工的块石、地下管线及其它地下设施等，空中有无影响施工的高压电线等，所有障碍物应事先清除，无法清除时，应设立明显标志，确保安全生产。
（4）场地平整。在准备施工深层水泥搅拌桩的地段，遇到有池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾。
2.1.2 施工放样。第一步：用精密测量设备准确地放出施工段起始桩位和边线位置；第二步：用钢尺按设计要求进行桩距测量，并标出桩位（设计一般按正三角形或正方形布置）。
2.1.3 原材料的质量控制。
（1）所使用的水泥品种和质量应符合有关要求。大批量使用前，必须抽样做水泥安定性试验、强度等指标，合格后方可进场使用。
（2）施工用水应满足有关要求。若采用自然水源应进行水质分析，检验合格后才能使用。
2.2 实施过程质量控制。
2.2.1 试桩。在工程正式施工前，按规范要求，必须进行深层水泥搅拌桩成桩试验（一般不宜少于3根），试桩结果应得到下列要求及相关技术参数：
（1）足设计水泥用量的相关技术参数，如钻进速度、搅拌次数、提升速度等。
（2）确定搅拌均匀的施工步骤及施工程序。
（3）分析地质变化对下钻和提升的阻力影响，制定合理的施工技术措施。
2.2.2 制浆质量控制。在制浆罐中按事先设计的水灰比进行拌制，备好的浆液还应持续搅拌，使水泥浆保持均匀稳定，不得离析或停置时间过长；浆液倒入集料时应进行过滤，以免浆内结块，致使堵塞甚至损坏输浆泵。
2.2.3 输送浆液质量的控制。输送浆液前，输浆管应保持潮湿，利于输浆。输送浆液过程中，泵的压力必须满足要求，并应保持稳定，以保证供浆持续。施工过程中，遇到浆液硬结堵塞等问题时，应立即拆卸和清洗输浆管道。
2.2.4 桩长的控制。
（1）钻杆标线法：施工前应测量钻杆长度，可用带颜色的油漆在钻杆上进行明显的桩长标志（桩长应不小于设计要求），以便掌握钻入和复搅深度，确保桩长满足设计要求。
（2）度盘读数法：利用控制钻入深度的刻度盘，通过指针读数可直接反映搅拌桩的长度（开钻前，应调节指针至读数零）。
2.2.5 水泥用量的控制。
（1）水灰比控制。按单桩桩长和设计要求，计算出单桩水泥用量，严格按事先确定的水灰比进行制浆。
（2）输浆泵控制。输浆泵必须保持足够的压力和稳定的输浆能力，输浆量必须与施工桩机的下钻速度、搅拌频率及提升速度相匹配。另外，应确保单桩施工后，所配制的水泥浆能基本用完，无剩余。
（3）只有控制好单桩的水泥用量，桩身的强度才能保证。
2.2.6 桩机操作的控制。
（1）桩就对位，调整桩身竖直度，保证深层水泥搅拌钻杆垂直。
（2）启动桩机钻机，钻头旋转钻进；启动压力泵，钻进和喷浆同时进行。
（3）钻进至设计深度后停止。
（4）重新启动桩机钻机，钻头反边向转动、边提升、边喷浆，使土体与水泥浆拌和。
（5）桩机钻头提升到地面以下1m时用慢档；喷浆口要出地面时，应停止提升，搅拌数次以保证桩头水泥浆与土体拌合均匀。
（6）按照设计要求在地表下一定深度范围内进行重复搅拌，使土体和水泥浆能充分拌和均匀。
（7）按照成桩试验确定的各项参数进行施工。桩机施工人员应及时打印和作好各项施工记录。
3. 水泥深层搅拌法工程实例
3.1 某单位扩建地基处理工程地处盆地一二级阶地上，地面坡度均为2°，场地标高1213m～1254m，地势平缓开阔，盆地前缘的缓坡堆积地貌。资料显示，地层主要由黏土层组成，其中主要由硬塑～可塑粘土层组成厚0～1.7m，为场区内的软弱下卧层。场区地下水深0～1.4m具承压性，靠大气降水和地表水渗入，水位高，水量较大等特点。设计充分考虑到水泥土搅拌桩在处理软土地基中的显著作用，及该工程周围的具体条件，决定采用水泥土搅拌桩对该扩建区进行地基处理。地基处理方面，应改善软弱地基的透水性、减弱其滞水性、提高其地基承载力，减少工后剩余沉降，控制地基不均匀沉降。原地基经过处理后复合承载力特征值≥150KPa，应稳定、均匀和密实。桩体无侧限抗压强度为1.2MPa，桩体动力触探（N63.5）≥6击。同时，在设计技术参数方面，采用单筒搅拌桩，桩径=0.5m，桩长L=8.0m。根据现场工程地质条件，设计桩长L要穿透较软弱的粘土层，进入持力层粉质粘土层lm，约6m～10m。桩长计算长度按L=80m考虑，桩间距1.5m，排距1.3m。水泥掺量则为50Kg/m，置换率为10.6%。
3.2 而且，施工要求深层搅拌机机头提升速度为0.6m/min。严格按照规范施工，从施工过程上保证施工质量。
（1）首先，事先平整施工场地，清除桩位处地上、地下大块石、树根和生活垃圾等障碍以便施工。整平场地时可采用回填粘土满足施工平台高出桩顶50cm左右。
（2）然后，在整平的地面上，按设计图纸的要求，放出每根桩的具体位置，打人竹钎并作出明显的标志。
（3）第三，将深层水泥搅拌机运到设计桩位，就位对中，检查导向杆垂直度、清扫喷射口。
（4）第四，水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
3.3 为施工方便，防止堵塞喷射管口，在各种搅喷施工工艺实际操作过程中，正循环钻进至设计深度时同时喷浆搅拌。在施工现场实际操作中，由于现有搅拌桩施工机械都配有液压移动机架，上一根桩施工完毕移到下一根桩就位对中开始搅喷的时间间隔很短，一般不会超过一分钟，操作工人为了防止堵塞供浆管道，保持工作的连续性，往往从第一根桩开始钻进搅喷起到下班清洗管道，整个过程都不会停止供浆。
4. 结束语
深层水泥搅拌桩是高速公路软土地基处理中较为常见的处理方法，具有设备简单、施工灵活快速、能有效减少不均匀沉降、技术适用范围广等优点.在应用中需严格控制影响施工质量的各个因素，对原材料、施工工艺流程各阶段严格进行质量检测，确保工程质量.
参考文献
［1］ 徐至钧，曹名葆.水泥土搅拌法处理地基［M］.北京：机械工业出版社，2004.
［2］ JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范［S］.
