浅谈水泥深层搅拌桩的施工工艺及质量控制
关键词：水泥深层搅拌桩，施工工艺，质量控制
1前言
江阴市长山大道地处苏南沿江软土地区，全长18.951公里，按一级公路标准设计，该地区软土埋层浅，厚度大，土质含水量高，土性较差，主要软土层淤泥：灰色，流塑，含有机质条纹，稍有光泽，干强度高，韧性高，厚度4.30~15.0m，静力触探比贯入阻力PS=0.5MPa，压缩模量Es=2.6MPa，高压缩性。
为保证路基及桥涵结构物的填筑质量，施工图设计中主要采用水泥深层搅拌桩处理软土地基。
2施工工艺
2.1施工机械的选择
对施工机械的选择，严禁使用非定型产品或自行改装设备。所有进场设备都应配有良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表，水泥浆量检测记录仪器（包括桩深度测量、流量测量、水泥浆密度测量装置）及垂直监测报警仪，所有仪表均需经计量部门检测标定合格方可使用。钻头宜采用同设计桩径的单搅拌轴叶片喷浆方式的搅拌机钻头。
2.2室内配合比试验
深层搅拌桩处理软基的效果如何，很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件（主要指土质条件和天然含水量）。因此在施工前根据设计文件提供的地质资料，选取三个典型地段钻探取样，按软土天然含水量及土性不同做室内配比试验（监理单位做平行试验）。水灰比分别采用0.40、0.45、0.50三种，水泥用量以设计文件中每延米用量为中值及±5kg/m三种分别试验。试验结果表明，0.45水灰比水泥浆稠度适中，一般地段水泥用量为50kg/m，挡墙下格栅状布置的深搅桩水泥用量为55kg/m。施工单位将这一试验成果报请监理部门审批。
加固处理土的强度，应以无侧限抗压强度衡量，试件养护龄期为7d、28d、90d。根据设计文件要求R90≥1.2Mpa,R28宜达到0.8MPa。7d、28d、90d强度关系宜采取关系式R28=1.49R7，R90=1.90R28推算。
2.3现场工艺性试桩
水泥深层搅拌桩是用搅拌钻头将水泥浆与软土强制拌和，拌和次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也越高。但拌和次数越多，施工时间也越长，功效也越低。
为了保证成桩效果，考虑到不同土层，不同机具须确定不同的操作技术参数，以供工人操作时遵照执行。每次成桩试验的桩数均应大于5根，施工温度大于5℃，通过试桩，得出满足设计要求的各种技术参数如下：
2.3.1钻进速度V＜1.4m/min
2.3.2平均提升速度，喷浆时Vp＜1.4m/min，复搅时Vp＜1.0m/min
2.3.3搅拌速度R=43～46转/min
2.3.4喷浆时泵的泵送能力为30～50L/min
试桩检验可采取7d后直接开挖取出，或至少14天后取芯，以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
2.4工艺流程及要求
深搅桩施工具有一定的操作顺序和要求，施工时不可随意更改。具体如下：
2.4.1钻机就位整平，调整立轴垂直度，垂直度偏差≤1%，桩位偏差≤10cm。
2.4.2预搅下沉：启动搅拌机，待搅拌钻头转速正常后，以小于1.4m/min的速度，沿导向架边旋转切土边下沉至桩尖设计标高。同时按确定的水灰比制备水泥浆并充分搅拌，以保证水泥浆不离析。
2.4.3喷浆搅拌：当钻头下沉至设计标高后，将钻头以小于1.4m/min匀速提升，同时喷浆，把水泥浆与土体充分拌和直至桩顶标高。但在离顶部1m处宜慢速提升，以确保桩头均匀密实。
2.4.4复搅下钻：以小于1.4m/min的匀速复搅下沉至设计底标高，同时利用浆量监测仪提示，对浆量不足之处，补浆到位。
2.4.5复搅上升：以小于1.0m/min的匀速复搅上升至桩顶。
2.4.6关闭搅拌机，检查原始记录，并移至下一桩位。
3质量控制
3.1水泥深层搅拌桩影响成桩质量的主要参数如下：桩长、灌入水泥总浆量、段浆量、水泥浆密度及复搅记录。
3.2施工中注意事项
3.2.1将场地平整至深搅桩施工高程，须清除一切障碍物。场地低洼处回填素土（不能回填杂土），压实度应不小于85%。
3.2.2施工中应采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。使用前应按规定的程序对水泥质量进行检验。
.2.3.3施工中应根据成桩试验确定的技术参数进行施工，提升前要有等待送浆到达桩底时间，防止出现提升却未喷浆的情况，具体时间随机械类型与输浆管长度而定。
3.2.4深搅桩原则上应穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层，并深入硬土层50cm，当工作电流明显增大可判断进入相对硬层。当地质发生变化时，桩长应作相应调整，但须经有关部门审批认可。
3.2.5在成桩过程中，如发生意外事故（如机械故障、断电等）而影响成桩质量时，应在12小时内采取补喷措施，补喷重叠长度不得小于1米，否则应采取补桩措施，并填在施工记录中备查。
3.2.6对输浆管要经常检查，以免泄漏或堵塞，长度也不宜过长。对使用的钻头也应作定期检查，其直径需满足（-1，+3）cm要求。
3.2.7深搅桩桩位的施工顺序应执行先外围后内部并顺序推进的原则。
3.2.8深搅桩施工完毕后需养生28天，待达到设计强度后再进行路基和结构物施工。
4质量检测
4.1检测方法
深搅桩完成后，应对其进行检测，以判定工程质量的优劣，共有五种检测手段，分别为：
4.1.1浅部开挖桩头：在停灰面50cm宜达到实体，目测搅拌均匀性，量测成桩直径、桩间距。
4.1.2轻便触探N10：在成桩7天内采用轻便触探仪检查桩的质量。
4.1.3钻探取芯：在成桩28天后进行，以检查桩长及水泥用量。
4.1.4无侧限抗压强度试验：在成桩28天后，在桩体上部（桩顶以下0.5m、1.0m、1.5m处）截取三段桩体进行试验。
4.1.5静载试验：可检测单桩或复合地基承载力，从而掌握软基处理效果。
4.2实测项目
表一水泥深层搅拌桩质量实测项目
5结语
本工程水泥深层搅拌桩软土地基路段经过施工单位精心施工，监理单位严格监理，自2007年10月份通车以来，软土地基路段未产生纵、横向裂缝，路桥连接处也未有跳车现象的发生，水泥深层搅拌桩对软基加固处理达到了设计的预期效果，有效地减少了路基沉降。
参考文献：
1、 刘松玉公路地基处理南京东南大学出版社
2、 河海大学等主编交通土建软土地基工程手册北京人民交通出版社
3、 张诚厚，袁文明，戴济群高速公路软基处理北京中国建筑工业出版社