江北高速公路水泥搅拌桩施工技术

沈以珍

（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266000）

【摘要】本文介绍了江北高速公路水泥搅拌桩施工过程，对施工过程中的施工组织、施工机械配置进行了总结，提高了生产效率，加快了施工进度，满足了建设方对软基处理优质高效的建设要求。

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关键词 高速公路；软基处理；施工

1　工程概况

江北高速公路三标水泥搅拌桩段落总长7551.2m。地处江汉河湖冲洪积平原区，区内属长江以及阶地河湖冲洪积平原区地貌单元，主要是经过河湖长期堆积形成的平缓开阔地形，线路区软土成因体可按河流、沟渠底部及其附近和长江一级阶地冲湖积平原两种类型。

2　方案比选

由于该项目途经区域沿线人口较为密集。项目所在区域为江汉河湖冲洪积平原区，区内地势平坦，地面起伏较小，根据沿线地貌成因、形态特征，区内属长江以及阶地河湖冲洪积平原区地貌单元，主要是经过河湖长期堆积形成的平缓开阔地形，地势总体为北西略高，东南略低，沿线地势较平坦开阔，海拔高度22～30m不等。且区域内水泥产量较丰富。

施工方案必选：根据软土地基的生成原因和地基的厚度及其所处的位置，可采用表层处理法、置换法、加载法、竖向排水法四种方法进行软基处理。在有些特殊情况下还可采用粉喷桩处理软基及塑料排水板处理软基等方法。结合项目所处地域、地质情况、地面附着物、工期质量要求、材料供应等综合考虑，决定整个项目采用水泥搅拌桩施工。

3　水泥搅拌桩施工技术

本项目水泥搅拌桩采用喷浆法，采用双向搅拌机，施工机械：搅拌桩施工机械动力应大于45kW 以上。

水泥搅拌桩施工工艺流程：桩位放样→钻机就位、对位→检查钻杆垂直度及对位偏差→钻杆下沉钻进→慢速上提喷浆→复搅上提→关闭搅拌机械→钻机移位→进行下个桩位施工。

3.1　施工准备

进行搅拌桩施工的便道开拓和场地整平，高程控制严格按设计执行，清除地面以下的一切障碍物(包括树根和垃圾等)，准确地进行桩位放样，场地低洼或水塘地段要先排水清淤后再回填砂(不得回填杂填土)至整平高程。必要时可用压路机对场地进行压实处理。

3.2　浆液的配置与输送

3.2.1　配合比

必须经过试桩确定,储备足量满足设计要求的水泥，并按规定频率进行抽检试验，一般选用的是p.o32.5#水泥。根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入比。水泥浆液的配制要严格控制水灰比，一般为0.45～0.55，比重一般为1.65～1.7，要求调制出的水泥浆有较好的流动性、和易性。施工中可用泥浆比重计控制水泥浆稠度来确保最佳的水灰比。

3.2.2　配制与输送

搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥顺序投料，每次灰浆搅拌时间不得少于4min，应将水泥浆充分拌匀。

水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3，就可以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。

3.3　施工操作步骤如下

3.3.1　钻机定位

用全站仪准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距用小木棍加白灰点在施工范围内标示出桩位（一般按正三角形布置）。

3.3.2　钻杆下沉钻进

钻进速度0.8～1.5m/min；到达硬层后提前喷浆间歇一定时间，再提升钻具，速度≤0.8m/min，确保底部有足够的灰量。

3.3.3　上提喷浆，提升至地面以下1m 时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。

3.3.4　重复搅拌下沉、喷浆

3.3.5　重复搅拌提升，直至离地面0.3～0.5m；全桩进行复搅，复搅及提升速度<0.8m/分钟，将剩余水泥浆喷完。检查浆桶中水泥浆是否喷完，如没喷完，重复以上步骤直至水泥浆喷完。

3.3.6　关闭搅拌机械

当上述工作完成之后，关闭钻机，移至下一桩位施工。若要停止施工，应关闭机械，并向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵清洗全部管路中的残留水泥浆，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。

3.3.7　填筑砂垫层，并压实

3.4　搅拌桩质量标准及工程质量检验

桩身配方试验强度为1.4MPa，在工程施工前必须通过室内配方试验的检验，并且进行成桩工艺试验以掌握对该场地的成桩工艺及多种技术参数，成桩工艺性试验桩数不宜小于5 根。

（1）水泥用量的误差不得小于设计值。

（2）为保证搅拌桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，垂直度偏差不得大于1.5%。

（3）桩位偏差不得大于10cm，桩径、桩长不得小于设计值。

（4）搅拌机下沉或提升的时间应有专人记录，时间误差不得大于5 秒。

（5）成桩7 天后，应进行开挖检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度，成桩28 天后应进行钻孔取芯检测桩身无侧限抗压强度试验，抽检频率为总桩数的1%～2%，取芯位置宜在桩径2/5 处，芯样28天龄期无侧限抗压强度不低于MPa，90天龄期无侧限抗压强度不低于1.4MPa。

（6）成桩28 天后进行载荷试验，检验单桩承载力和复合地基承载力，为总桩数的0.2%～0.5%，且不少于3 处，测定承载力应满足设计要求。

（7）采用轻型动力触探仪、静力触探以及物探等勘探方法，对桩的均匀性和完整性进行检查。

3.5　注意事项

（1）选择合理的位置开挖配制水泥浆用的灰浆池，并用水泥砂浆抹面进行防水处理；测量放线布桩时要重点对控制性轴线、桩位进行复查，满足要求后方可开钻。

（2）水泥浆液应严格按照预定的配比拌制。准备好的浆液不得离析，不得停置过长，超过2 小时的浆液应废弃；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。水泥浆液应加添加剂木质素磺铵钙0.2%（水泥重），生石膏2%（水泥重）。施工中对软土层应掌握多喷浆液的原则。

（3）泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录水泥用量，并记录泵送浆开始、结束时间。发现喷浆量不足时，应整桩复打。

（4）注浆必须连续，拌和必须均匀。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使搅拌头下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后，再喷浆提升。因故停机超过3 小时，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。

（5）水泥剂量的控制：为确保桩体水泥每米掺入量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪，现场用一定容积的水掺入一定数量的水泥进行配置水泥浆，同时现场应用比重计控制水泥浆稠度。最好做到一桩一配浆，一桩一清池（灰浆池）。另外项目经理部最好指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。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，确保人员到位，责任到人。

（6）桩长、桩位、桩径的控制：桩长的控制不仅要看表，而且要在钻机搭架上做出明显的标记，在设计桩长深度位置、没进钻的钻顶的位置贴上（划上）明显标记并写上数字，其它刻度用较小的标记；桩位控制时测量放样后应钉小桩，然后钻白灰点，垂直度是桩位控制的关键，因为垂直度影响桩的承载力。最好用吊锤球的方法控制垂直度；桩径控制要求不小于设计直径，要经常检查钻头，发现磨损超限时及时焊补。

（7）水泥搅拌桩桩头复搅的控制：当钻机反循环提钻并喷浆升至工作基准面以下50厘米时，持喷30秒水泥浆，目的是保证桩的上部密实度和强度，根据荷载的扩散及传递原理，有必要加强水泥桩上部的密度和强度。

（8）喷浆时间的控制：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。

4　施工组织

江北高速公路三标水泥搅拌桩先施工涵洞通道结构物的水泥搅拌桩，以加快水泥搅拌桩的施工速度，为路基大面积施工创造条件。

水泥搅拌桩以两个进场便道为中心，向两端施工。先施工主线再施工支线，先施工小型结构的地基处理水泥搅拌桩，再施工软基处理水泥搅拌桩。

水泥搅拌桩大面积开工前首先组织试桩施工，试桩施工段落选择分别位于五岔河大桥桥头小里程和颜北渠桥头小里程位置。试桩对于工艺和参数进行复核。

项目配置水泥搅拌桩施工队伍7个，水泥搅拌桩钻机50台。水泥搅拌桩工期验证：水泥搅拌桩钻机日生产能力为600～1000m，我部配置钻机30台。每天完成施工量为：600×30=18000m；每月按照25天计算，每月完成施工量为：18000×25=450000m；计划工期4个月：450000×4=1800000 m >1523927m满足施工计划要求。

同时项目部成立了以副经理为首的值班小组，技术、质量管理参与监控，严格过程，严格交接班制度，详细记录每道工序作业时间，及时分析异常原因并进行改进和落实。

5　施工总结

由于受地质、地形、周围附着物和建设方对工期、质量、和谐社会要求，在水泥搅拌桩施工中，科学组织，合理布局，全过程旁站监控，对整个工程进度、施工安全和社会和谐都有很大的适用性，也避免了返工、质量隐患，满足了建设方优质高效的施工要求。

［责任编辑：薛俊歌］