水泥搅拌桩沉桩原因分析及处理方法

水泥搅拌桩沉桩原因分析及处理方法

问题：“两喷四搅”与“四喷四搅”的区别？

施工时，两种施工方法50kg/m的水泥用量如何控制？

请教设计或施工大师们：以下工艺流程应该是“两喷四搅”？

搅拌桩施工方法：

1）桩机定位、对中

放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。

2）调整导向架垂直度

采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。

3）预先搅拌下沉

启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。

4）拌制浆液

深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号425#普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.45～0.50范围，按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。

5）喷浆搅拌提升

下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度（0.50～0.8m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。

6）重复搅拌下沉

搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。

7）喷浆重复搅拌提升

下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。

8）桩机移位

施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。

另：

一般规范都要求试桩，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，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。水泥搅拌桩的龄期90天，这对工期影响很大，不负实际操作。？

二喷四搅：是指钻头下钻到设定深度后上提，重提四次，其中第一，三次上提时喷浆。至于四喷四搅应该可以照此类推。

设计人员在地基天然含水量大于60％的情况下，从降低地基含水量考虑，常常选用喷粉法。由于地质条件千变万化，其中若存在淤泥含水量过大，采用喷粉法则可能出现沉桩问题。以下通过对采用喷粉法出现沉桩工程问题分析及提出处理方法与同行探讨。

沉桩原因分析

水泥深层搅拌桩加固机理是通过水泥的水解和水化反应、水泥水化物与土颗粒之间的离子交换和团粒化作用、凝硬作用、碳酸化作用等一系列化学反应而成为具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩体。因此，可从地质、施工工艺两方面来分析沉桩原因。

1、地质方面：由于各地质层土质的差异而产生水泥加固土的效果不同，一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好，而含有伊里石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度（PH值）较低的粘性土加固效果较差。各地质层的含水量的不同，也是引起水泥和土一系列化学反应而形成强度的速度不同的原因。

2、施工工艺方面：水泥与土搅拌不均匀，甚至水泥与土无法混合。这与施工机械的各施工参数有关，如钻进速度、钻头转速、提升速度、喷粉压、水泥用量等有关。必须通过试验桩根据不同地质层、不同土质、不同土压力找到合适的施工参数，加以严格控制，使桩体均匀，防止缩颈、断颈等现象。

1）地质方面在第一次试桩的一排：

①填砂：河砂，层厚为

②粉质粘土：灰黄、灰褐色，可塑，稍湿～湿，随深度增加渐变为软塑状，层厚为

③淤泥：深灰、灰黑色，软塑～流塑，饱和，粘性强，滑腻，岩性均一，底部

④淤泥质粘土：灰、青灰色，软塑，饱和，粘性较强，均匀，层厚为

⑤淤泥夹砂：灰、青灰色，软塑，含较多中粗砂，含量在

⑥砂层：浅灰色，稍密～中密，饱和，以粗砂为主，含粘性土，级配良好，层厚为

⑦粉质粘土夹砂：灰黄、棕黄色，软塑，湿，含量在

⑧砂层：以中粗砂为主，灰白、灰黄色，中密，饱和，含粘性土，级配良好，层厚为

软土物理力学指标很差，淤泥平均含水量为从以上地质补勘分析，主要有以下原因：总的来说，是在喷粉初期，水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。

2）在施工工艺方面，针对沉桩问题，结合地质情况较差的实际，在施工工艺上找沉桩的原因。试桩时各施工参数（钻进速度、钻头转速、提升速度、喷粉压、水泥用量等）作了有效控制。在第二次试桩52根桩中，采用不同钻进速度、不同钻头转速、不同提升速度、不同喷粉压、不同水泥用量进行严格控制。

试桩中虽然采用加大喷粉量至75kg/m,仍未解决沉桩问题。增加喷粉量解决不了沉桩问题的原因在于：察看试桩现场，试桩桩位砂垫层表面存在大量淤泥，据分析软塑～流塑状淤泥是在喷粉施工时风压气流的作用下，搅拌过程中因受扰动发生液化，液化的淤泥上涌至地表面，造成桩体范围内淤泥质的减少而沉桩。

处理方法：

通过以上分析，沉桩是由于在喷粉初期，土体受扰动，水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩。改用在水泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工可以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力发生沉桩问题。

因此，改用喷浆法施工并在水泥浆液中加入适量的早强剂，以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力的作用而发生沉桩的问题。

喷浆施工参数：

1、成桩直径

2、电流表读数

3、进入持力层桩底持续喷浆搅拌时间

4、早强剂掺量（水泥掺比）

以上施工参数进行现场试桩，试桩七天后进行桩体抽芯检测，从桩体抽芯结果来看，成桩连续性与完整性均较好，无沉桩问题。由业主组织设计单位、监理单位和施工单位召开软基处理技术专题会议，决定K9+753~K10+836桥头186m原采用喷粉法施工搅拌桩改为喷浆法施工，原合同单价不变。该段在改用喷浆法施工后，无出现沉桩问题，证明采用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的。工程造价变化不大，经济上是可行的。

结语：

在高含水量软基中采用深层搅拌桩处理，从降低地基含水量考虑，常常选用喷粉法施工。而当采用喷粉法出现沉桩问题时，改用在水泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工来解决沉桩问题。经实践证明采用喷浆法施工的搅拌桩解决沉桩问题是有效的、经济上是可行的