浅谈建筑工地水泥搅拌桩施工管理

摘要：水泥搅拌桩是一种应用较广泛的地基加固方法，普遍用于高速公路、机场及高层建筑的地基处理加固工程。本文主要介绍水泥搅拌桩现场管理、施工控制要点等以提高施工效率和保证施工质量。
　　关键词：地基施工搅拌控制水泥搅拌桩现场施工
　　一、前言
　　水泥深层搅拌桩是进行软基处理的一种有效形式,利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。先在地面把水泥制成水泥浆，然后送至地下与地基土搅和，待其固化后，使地基土的物理力学性能得到加强(即喷浆法)或者采用压缩空气把干燥、松散状态的水泥粉直接送入地下与地基土拌和，利用地基土中的孔隙水进行水化反应后，再行固结，从而加固改良地基。喷浆法在我国被普遍采用。
　　水泥搅拌桩的固化原理是，水泥喷入地基深处后，由于水化和水解反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙及含水铁铝酸钙等化合物，在水中和空气中逐渐硬化，钙离子和土中交换性钠离子发生交换作用，使粘土颗粒集合成较大团粒；水泥水化物中的游离氢氧化钙吸收水和空气中的二氧化碳，生成不溶于水的碳酸钙等项效应，形成具有一定迁强度和稳定性水泥加固土。
　　虽然这种施工工艺已相对成熟和完善，处理效果显著，但其施工质量却比较难于控制。所以要抓好以下施工要点,保证施工质量:
　　二、施工前的准备
　　1.平整施工现场工地,清除大块石、树根和生活垃圾等障碍,填平低洼处,在旁侧挖出排水边沟，以防下雨而积水。
　　2.将水泥样品送试验室检验,确为合格的R32.5级普通硅酸盐袋装水泥。3.为了让每一根桩的施工资料清晰完整，水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备。
　　4.选择施工机械：武汉产的PH-5、PH-7粉浆两用型桩机，最大施工深度一般为18米以下，当用于水泥搅拌桩施工时最多只能配置4个搅拌刀片，其行走部分采用液压腿，十分灵活，工作效率相对较高，适用于施工桩长较短，土质为砂性土、亚粘土、淤泥质亚粘土的段落，当土质为纯淤泥时，不宜采用；上海和宜兴产的STB-1型专用水泥搅拌桩桩机，移动比较困难。
　　5.全面检查施工机械，验收合格后方可使用。
　　6.召开施工前技术交底会议,所有现场施工负责人员及桩机组机长都必须到场，落实施工工艺、施工过程中的管理制度、检测要求等。
　　7.确保旁站人员的素质过关,确保旁站人员充分地掌握了水泥搅拌桩的施工原理、施工方法、施工控制要点等。
　　三、水泥搅拌桩施工工艺
　　水泥搅拌桩施工应采用二喷四搅工艺，如果地下土质状况比较复杂，喷浆头容易被堵塞，可采用三喷四搅的工艺，即钻进、搅拌→喷浆、提升、搅拌→喷浆、钻进、搅拌→喷浆、提升、搅拌，以提高施工效率。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，不能带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。
　　1.定桩位:搅拌机就位、对中
　　开工前施测出桩位点后，须经甲方或监理工程师复核无误，用竹签作好标记。钻机对位时，作到钻头中心与桩位钻杆一条线，且钻机水平、周正稳固方可开钻，施工中发现钻机倾斜应立即矫正。
　　2.预搅下沉预搅充分，以利于土和水泥浆均匀搅拌
　　待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌电机，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌机沿导向杆搅拌切土下沉。如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。当很难钻进时，可重复“提升、钻进”数次，直至顺利下沉；当无法钻进时，可与设计、监理方协调，根据基础布置状况，适当移位，或进行开挖处理。搅拌时必须保证桩机导向架的垂直度，使搅拌桩的垂直度不超过1.0%，并检查桩位偏差不大于50mm。
　　3.制备水泥浆
　　待搅拌机开始下沉即可开始按成桩试验确定的配合比制备水泥浆；在预搅下沉到设计深度前，制备好水泥浆。
　　4.喷浆搅拌提升
　　待搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，桩底端喷浆保证30秒时间。之后边喷浆、边搅拌、边提升，注意提升速度不大于0.5m/min。到达设计桩顶时，应停止提升，搅拌30秒，第一次喷浆量应控制在单桩总浆量的50%左右。
　　5.重复搅拌下沉、提升
　　在重复搅拌下沉时保持喷浆。根据复合地基承载力计算及受力分析，桩体6m以上的部位基本承受了上部荷载的70%以上，越往下部受力渐渐越来越小，可以在桩顶1-1.5m范围内多增加一次喷浆，以提高强度。
　　6.清洗
　　7.移位
　　8.重复上述步骤，开始下一根桩施工。
　　四、施工控制要点：
　　1.开钻前，用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后可下钻开工。
　　2.所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，明确责任。
　　3.基础底面以上至少留有50cm厚的土层，以保证喷浆搅拌至少高出基础底板底面高程50cm；
　　4.保证足够的注浆压力；必须使用自动流量计控制实际喷浆量；
　　5.控制喷浆搅拌提升速度，段浆量（l/m）要均匀；
　　6.相临桩的施工间隔不得超过24小时。
　　7.在桩机井架的正面和侧面吊挂重量不小于2kg的垂球，防止施工时桩机倾斜。
　　8.对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
　　9.在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置，确保水泥搅拌配合比的准确性。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
　　10.第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间也为30秒。
　　11.施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
　　12.施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。
　　13.桩体进入持力层不宜超过50cm，否则将会影响桩体质量和施工效率。
　　14.每次搅拌必须有专人负责记录，现场施工人员要认真详细填写施工原始记录。
　　15.如在搅拌桩施工过程中采用"叶缘喷浆"的搅拌头，会有更好的效果，这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。长期使用证明，"叶缘喷浆"搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。
　　16.当施工过程中发现地层中有厚度小于50cm的硬层时,应放大回浆量,如下钻比较困难还应在动力头上加大配重,并在最下面的两个横向搅拌刀片上焊接锋利的破土刀片，使其能够迅速穿透此段硬土层。当硬层厚度大于50cm时，此土层可作为持力层，无须继续深入。
　　五、结束语
　　水泥搅拌桩通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土等。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定其适用性。冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。水泥搅拌桩处理软地基，效果显著，处理后可很快投入使用，在工期紧、进行基坑大开挖或基础土质换填成本过大时，水泥搅拌桩处理工艺是比较经济的选择。但是软基处理属于隐蔽工程，如施工质量不好，一旦被建筑物所覆盖，便构成隐患且不好检查及补救。因此，抓好施工环节，对施工过程进行严格控制和管理，才能确保工程的质量。
　　
　　参考文献：
　　〔1〕《土力学与基础工程》何世玲化学工业出版社2005
　　〔3〕《建筑施工技术》危道军人民交通出版社2005
　　〔4〕《建筑桩基础技术规范》中国建筑工业出版社GB50007-2002