多向水泥砂浆搅拌桩施工工艺及优缺点

多向水泥砂浆搅拌桩施工工艺及优缺点

摘要：多向水泥砂浆搅拌桩施工工艺的控制对成桩质量起着决定性作用。分析了多向水泥砂浆搅拌桩的优

缺点。

关键词：多向水泥砂浆搅拌桩 施工工艺 质量控制 优点 缺点

1程概况

广西沿海铁路扩能改造工程DK75+525-DK75+930段采用多项水泥砂浆桩进行软基处理，该段全长405米，最大中心填土10.7米。上覆软粉质粘土γ=16.9KN/m3 c=6KPa φ=4°σ=40KPa 粉质粘土γ=18KN/m3 c=20KPa φ=16°σ=150KPa下伏基岩为花岗岩〈4-W4〉γ=19KN/m3 c=29KPa φ=20°σ=200KPa，〈4-W3〉γ=23KN/m3 c=0KPa φ=40°σ=400KPa，桩底控制在〈4-W4〉。全段内水质检验，环境水对砼具有酸性侵蚀，侵蚀等级为H2。施工采用正三角布置桩间距为1.2米成桩直径为50cm。如果持力层为土层或全风化层情况进入持力层不小于1.5米。本段共有16234根桩 ，桩长为3-4.8米，总延米为58442米，采用加强型大扭矩钻机，最大功率为45KW。

多向水泥砂浆搅拌桩是目前公路,铁路正在大面积推广的一种新型的水泥土搅拌桩，它能适用于日益发展的交通运输所必须的，载重量大，速度高，密度大等要求。同时具有强度高，稳定性好，使用寿命长，施工简单，工期短，对原状土扰动小等优点。由于诸多环节不妥（桩间距不均，提升速度过快，成桩深度不够，桩径不够，垂直度偏差太大等）从而影响到多向水泥砂浆搅拌桩的质量。所以控制多向水泥砂浆搅拌桩的施工工艺成为一个关键性的技术问题。

多向水泥砂浆搅拌桩系指利用水泥等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在软土地基深处，就地将软土和固化剂还有外加剂强制搅拌，由固化剂和软土之间产生一系列的物理，化学反应，形成的具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体,从而提高软土地基的承载力，减少地基的沉降。

2 多向水泥砂浆搅拌桩施工工艺

2.1场地整平

多向水泥砂浆搅拌桩是对软基处理的一种改良水泥土搅拌桩。场地整平前一定要把地表的耕植土清除干净，然后测量清表后的高程，根据设计图纸上的桩顶标高确定填土高度。填土高度要比设计桩顶标高20cm。高于设计标高主要是可以减少水泥浆的浪费和有利于环保。回填的土粘土一般较好，换填土中不能有块石，块石容易使搅拌桩机打钻或卡钻。换填完成后，要把场地碾压几遍，为钻机行走提供方便。场地整平时一定要做好排水，在场地四周挖排水沟。根据地形设置坡度保证场地不积水。 2.2测量放线

场地整平以后通知测量队放线。水泥搅拌桩区域一般为不规则的，测量队放样时一定要把中线、左右边线、搅拌桩打桩区域的转折点放出来，做为控制桩，并让测量队把每一个控制桩的高程带上，以备以后控制桩顶标高，和桩底标高。

2.3布桩

采用整体布桩，先将布桩区域框出来，然后将两控制桩的中线桩布出来，在按设计要求进行布桩，布桩时要用钢尺拉出每一行的总长度在钢尺上找出对应的点，这样可以减少累积误差。

2.4成桩工艺试验

压浆泵：多向水泥砂浆搅拌桩必须采用砂浆泵，本段采用的是最大压浆压力为4MPa，最大压浆长度为300米，共有四个档位。压浆泵压力由一挡调到四档，在二档时每分钟压浆量为30L，满足设计要求，暂时把压降档位定为二档。

下钻速度：本段采用的钻机为加强型大扭矩搅拌机主机额定功率为45kw，调速采用的是电子调速表，根据现场用秒表记时确定为：转速为400每分下降0.9米，转速为300每分下降0.7米，根据设计要求，下钻速度≤1.0m/min。提钻速度≤0.8m/min。所以初定为下钻速度为400，提钻速度为300。

钻头直径：设计要求钻头直径为50cm±1cm。现场量取钻头直径为50.2cm满足设计要求。

水泥浆：设计要求水泥浆粘度为17s，经现场测定水泥浆粘度为17s满足设计要求。 先把压浆泵调到二档，下钻速度控制在400，提钻速度为300，达到持力层时钻头在桩底停留30s再提钻。经过现场统计一筒浆能打两根桩，控制在以上数值时达到每延米水泥用量46~50KG，粉煤灰每延米控制在14~16KG。满足了设计要求。28天后强度检测，强度达到了设计要求。

2.5质量控制 2.5.1垂直度的控制

垂直度的控制用两个铅锤来控制。在钻杆架上吊一根不小于3米的铅垂线，在钻杆架中线方向划一标记，只要钻杆上的铅锤与标记线重合说明钻机的左右垂直了。只要钻杆架与铅垂线最下端小于三厘米说明钻机前后垂直了（垂直度的偏差值为1%）。

2.5.2对中的控制

焊一根钢筋位于钻机侧面并与钻杆三维垂直的方向，从钻杆中心线量出2.08米挂一铅锤，只要铅锤能对中外面一排桩时说明里面一排桩也就对中了（但前提是钻机必须和桩的排在一条直线上并且桩成正三角形布置桩间距为1.2米。）。

2.5．3水泥浆的控制

Dk75+525-DK75+930水质为H2对水泥有腐蚀作用，所以该地方的多向水泥砂浆搅拌桩中应加入抗腐蚀的外加剂。本段采用C50以下F类粉煤灰。该段经过取土样试验得出该地段的配合比。如果是海螺P.O 42.5时每延米个材料用量为：水泥48kg，粉煤灰16kg砂35kg减水剂0.192kg水42kg如果是华润P.O 42.5每延米材料用量为：水泥48kg，粉煤灰16kg砂35kg减水剂0.16kg水32kg。利用实验室给的配比在现场确定出每灌浆的需水量在一次搅拌罐上用红油漆画上刻度。内径为95cm，高为90cm的在40cm处画上红油漆，该点就是一罐浆的水位点，在该水位时需加海螺水泥6.5包，粉煤灰2.5包，砂11.5桶，减水剂1.3kg通过搅拌机搅拌，搅拌时间要大于4min。将一次搅拌罐搅拌后的砂浆倒入二次搅拌桶内，测试水泥浆比重或粘度。水泥搅拌桩中，水泥浆比重大于1.7时就满足设计要求。粘度只要在14-17s时也满足设计要求。在一些情况下，凭经验也可以大致确定水泥浆比重。用手指在拌灰罐里蘸一下，再摔一下，如果看不到指甲与指头交接的地方时说明浆可以了。

2.5.4持力层的控制

水泥搅拌桩控制的主要一项就是必须达到持力层，控制达到持力层的一个重要指标就是电流表的电流值。在dk75+525-dk75+930处该地质为上覆盖软质粘土、松软土，粉质粘土下伏基岩为花岗岩。在该地质条件下：40mA的电流表，钻机初始下钻时的电流一般是20mA-25mA当电流表显示达到80mA时钻机开始抖动，就认为达到持力层了。50mA的电流表，钻机初始下钻时电流是10mA-15mA，当电流表显示达到45mA以上时钻机开始抖动说明达到持力层了。不过这也要结合设计桩桩长，桩底标高进行对比，如果是钻机钻入的标高与设计桩底标高差不多时就可以认为达到持力层了，如果和设计偏差太远就应该检查了。是设计有误还是钻机

有问题。桩长的控制看电脑记录是不准的，应该看动力箱顶面。从下钻到到达设计底面时动力箱顶面下降的高度，这个高度可真实的反映出打桩的长度。因钻机型号不同钻杆节也不同所以最好在钻机钻杆架上由动力箱顶面向下每50CM用鲜艳的笔涂一下，保证在一百米以内的地方一眼就能看出桩打的深度够不够。这样容易一人同时监管多台钻机。

2.5.5日水泥台帐的记录

日水泥台帐的记录能综合的反应出多向水泥砂浆搅拌桩成桩质量。水泥台帐的记录包括：水泥进厂量，粉煤灰进厂量，减水剂进厂量，设计桩长，打桩根数，总延米数，水泥用量，粉煤灰用量，减水剂用量，水泥剩余，粉煤灰剩余，减水剂剩余，备注。其中水泥用量可以真实的反应出当天的桩体水泥平均每延米用量。水泥用量的计算为

水泥用量=水泥进厂量 + 水泥剩余量 - 水泥剩余量 水泥进场量每天由现场技术员记录。

第一个水泥剩余量为前一天的剩余，第二个剩余量由技术员每天早上清点出来的。 清点水泥袋点出来的水泥用量与计算出来的水泥用量相同说明正常，如发现消耗的水泥袋小于计算出来的。说明有偷卖水泥的嫌疑。施工队不得私自变卖水泥袋，也就是为了控制水泥能够完全利用在搅拌桩上。

打桩根数：在dk75+525-dk75+930处多向水泥砂浆搅拌桩的桩长都在3-4.8米打一个桩用时包括移机时间大约为12分，也就是一小时打5根钻机正常工作一天能干20小时。也就是一天能打100根桩。用这个根数可以控制总体钻机的下钻速度，提钻速度，间接地可以控制下钻深度。每天在备注一栏记录钻机工作时间，在工作时间里卡死打桩根数，这样，由人为因素引起的质量问题基本上就控制了。

3多向水泥砂浆搅拌桩的优点分析 3.1扰动小

同心双轴的正反向旋转使土体对叶片产生的水平旋转力相互抵消，降低了转杆的左右摇动，对庄周土扰动小。

3.2动力强大

由于采用了双向搅拌桩动力箱体，搅拌时八个叶片四个正转，四个反转，使得土体搅拌更加均匀，形成的桩体均匀密实，强度高，短桩机几率低，成桩性明显优于普通水泥搅拌桩。

3.3便于管理

由于采用了两喷两搅施工工艺，不需要复搅复喷，降低了人为因素对施工质量的影响。

3.4经济性

由于桩身强度大幅度提高，桩间距增大，单位体积的软土地基处理工程量小，造价降低。 4 多向水泥砂浆搅拌桩的缺点 4.1浆液上冒

施工过程中，在土压力、孔隙压力、喷浆压力以及搅拌叶片旋转力的作用下，造成搅拌桩筒体内压力增大，水泥浆沿转杆上冒甚至溢出地表，无法就地搅拌，导致桩身上部水泥含量高及大量水泥浆的浪费。

4.2桩间距难以控制

钻机移动时容易把布桩区域的竹签推到和白灰点掩盖，从而浪费人力，影响工程进度。 结束语

多向水泥砂浆搅拌桩总体上说还是一项对软基处理比较好的桩体。多向水泥砂浆搅拌桩施工属于隐蔽性工程，如施工质量控制不好，一旦被路基覆盖，便便构成隐患且不好检查和补救。因此紧抓施工的各环节，严格控制施工现场的管理非常重要。施工质量控制更是一项细致的技术工作。最好建立施工班组自检互检，技术负责人抽检和配合监理旁站监督的质量保证体系。

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