水泥搅拌桩施工技术在水利工程施工过程中的应用

　　摘 要：正在软土地基上所建水工建筑物就必须对软基进行加固处理。因而一般采用桩基础，加大基础承载力的方法。水泥搅拌桩是最常用的软基处理方式。本文结合工程实例，对水泥搅拌桩施工前、施工过程中质量控制要点进行探讨，并对实际工程水泥搅拌桩施工后的质量进行检测，以确保工程的安全可靠。
　　关键词：软土地基；水泥搅拌桩；质量控制
　　前言：水泥土搅拌桩是指利用水泥等材料作为固化剂，经过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土与固化剂强制搅拌，由固化剂与软土间产生一系列的物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体。
　　1、试桩
　　在正式施工前要进行试桩。试桩不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数；确定灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间；确定搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度；确定喷浆压力；钻进、提升阻力情况及特殊情况施工处理措施等，检验施工设备及选定的施工工艺。
　　2、施工准备
　　2.1施工场地
　　（1）搅拌桩施工场地应事先平整，考虑到搅拌桩顶空桩，并且桩顶端质量较差之故。将场地平整至高于樁顶设计标高50cm。将来基坑开挖时，将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。局部不平整的已挖填到位。清除桩位处地上、地下一切障碍（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。开挖临时截、排水沟，施工用电使用高压电，施工现场放置备用发电机，以备停电时连续施工。
　　（2）开挖临时截、排水沟，施工用电使用高压电，施工现场放置备用发电机，以备停电时连续施工。
　　2.2、测量放样：首先用全站仪（或经纬仪）准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，再用钢尺量距定出桩位，现在已放样完毕，各桩位均插木桩并洒白灰点以作标记，对桩位进行编号，并注明该段落加固深度，交监理审核。
　　2.3、原材料的质量控制
　　（1）水泥（固化剂）质量是关键，所用水泥品种和质量应符合设计及规范要求。水泥进场之前，必须抽样做安定性试验，检验胶砂强度等指标，合格后方可进场使用。进场水泥数量应能满足施工进度的要求，不合格或过期、受潮、硬化、变质的水泥拒绝进场使用。
　　（2）施工用水采用水质良好的水，矿化度小于0.3g/L.水中的侵蚀CO3含量不超过国家标准，对水泥不具侵蚀性。
　　2.4、钻机检查准备
　　开钻前，在钻机上标注明显的尺寸标记，以掌握钻杆钻入深度、复搅深度，并进行空负荷试运转，检查桩机运转是否正常，喷浆机输料管道是否畅通，确保试桩过程中各种机械设备运转正常。桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称经过标定，不合格的仪表进行更换。桩机钻架垂直的两个面上各设置一个2.0 kg 重的吊线锤，并画上垂直线，以便控制垂直度。
　　3、施工工艺
　　（1）、工艺流程：（四搅两喷）
　　桩位放样钻机定位制备浆液喷搅钻进喷搅提升重复搅拌成桩移位。
　　（2）、施工工法：
　　1）钻机定位
　　检查钻头直径，连接好输浆管路，检查主机各部位间连接情况及水泥浆搅拌罐、输送泵是否正常，做好必要的调整和紧固工作。将桩机移到指定位置，使钻头中心对准桩位，误差不大于50mm。钻机就位后进行钻机调平：调节液压支腿，调整桩机平台，使之水平，前后用水平尺控制，左右用铅锤控制。保证钻机垂直度偏差不超过0.5%。
　　2）制备浆液
　　水泥采用固化剂强度等级为42.5Mpa的普通硅酸盐水泥，水泥浆必须搅拌均匀，水泥浆每次搅拌时间不少于3分钟，按水泥浆液比重1.84kg/L，随时检测水泥浆液比重，控制水灰比为0.50。备好的浆液要不停地搅拌，使其均匀稳定，并将浆液倒入集料斗备喷。
　　3）喷搅钻进
　　开动灰浆泵，出口压力保持0.4～0.6MPa，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进，下沉速度≤1.0m/min。根据钻杆标记确定钻进到达地面下20cm开始喷浆，并在桩底喷浆搅拌30秒，进行磨桩端。
　　4）喷搅提升
　　搅拌机边喷浆边提升搅拌，提升速度与喷浆量严密衔接，提升速度暂定≤0.8m/min。直至超出设计桩顶标高0.3m（将来人工挖除）停喷。
　　5）重复搅拌
　　为使已喷入土中的水泥浆与土充分搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中（地面以下桩长的1/3且不小于5m的范围），进行复搅复拌。
　　6）成桩移位
　　成桩后移位，重复上述一至五步骤，进行下一根桩的施工。
　　4、施工控制
　　（1）、施工要点
　　1）严格控制桩的平面位置、桩径的净尺寸和桩的垂直度，开挖时随时检查，出现偏差及时纠正。
　　2）浆体拌制后应有防止其发生离析的措施，并保证在2小时内使用完，否则降低标号使用，拌制水泥浆的罐数、水泥用量、泵送时间等均安排有专人记录；
　　3）水泥浆入泵时必须过筛，以保证水泥浆中的集料粒径最大不超过0.5cm，，防止堵塞管道。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业，提升过程中始终保持送浆连续，中间不得间断，使注浆泵出口压力保持在0.4Mpa，如遇到浆液硬结堵管，立即拆卸输浆管道，清洗干净。
　　4）每次钻进、提钻喷浆时在桩底部停留30秒，进行磨桩端。
　　5）施工中因故停浆时，须将搅拌机下沉至停浆点以下1m，待恢复供浆时再搅拌提升；
　　6）当喷浆口到达桩顶设计标高时，停止提升，搅拌30秒，以保证桩头均匀密实；
　　7）必须做好每一根桩的施工原始记录。
　　8）为了确保桩体每米的水泥浆用量达到设计要求，钻机配备电脑记录仪。同时现场配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计与施工要求。
　　9）停钻施工时开启灰浆泵，清洗全部管路中残存水泥浆，直至基本干净，把粘附在搅拌头上的软土清洗干净，以免水泥凝固堵塞管路。
　　10）对施工中发现不合格的桩不超过两个小时在原位采用同等水泥量复打或工后不合格的桩在旁边复打。
　　（2）、施工过程检验
　　现场人员认真填写施工记录，记录内容为：施工桩号、施工日期、天气情况；喷浆深度、停浆标高；灰浆泵压力、管道压力；钻机转速、电流强度；钻进速度、提升速度；浆液比重、浆液流量、每米喷浆量；复拌深度。
　　根据每一根桩的水泥用量、水泥浆液的均匀性或喷浆参数、搅拌次数和时间以及成桩深度等对其质量进行评价，如发现缺陷，应视其所在部位和影响程度，及时采取补桩、注浆或其他加强措施。
　　5、结束语
　　水利工程软基处理属于隐蔽工程，水泥搅拌桩是一种有效处理软基的办法，如施工质量不好，便构成隐患且难以检查及补救。因此，紧抓施工环节，严格施工过程的管理是非常重要的，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。
　　（作者单位：河北省水利工程局）

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