深层水泥搅拌桩施工工艺标准

深层水泥搅拌桩施工工艺标准

1 适用范围

深层水泥搅拌桩适宜于加固较深厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水率较高，塑性指数较低，土性较差且地基承载力不大于 120kPa的粘性土地基，对超软土效果更为显著。加固深度通常超过5m，最大加固深度可达60m。

2 编制主要应用标准和规范

2.1中华人民共和国国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 2.2中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002

2.3中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002

2.4 中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002

3 施工准备

3.1技术准备

3.1.1 依据地质勘察资料进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥加固掺入比，确定搅拌工艺。

3.1.2依据设计图纸，编制施工方案，做好现场平面布置，安排施工进度，布置水泥浆制备的灰浆池，有条件时将水泥浆制备系统安装在流动挂车上，便于流动供应，采用泵送浇筑时，泵送距离宜小于50m。

3.1.3 测量放线，定出每一个桩位。

3.1.4 施工前应标定搅拌机械的灰浆输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数。

3.2 成桩试验

水泥搅拌桩施工前必须进行成桩试验，成桩试验应达到下列要求并取得以下

技术参数:

3.2.1检验室内试验的水泥土的配合比，是否适用于现场。

3.2.2 满足设计水泥用量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量等。

3.2.3检验桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求，即28d在龄期的强度不低于1.0MPa。

3.2.4 检验单桩允许承载力和双桩允许复合地基承载力（28d）能否分别达到150kPa和300kPa。

3.2.5检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。

3.2.6掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。

3.2.7根据地层、地质情况确定复喷范围，成桩工艺性试验桩数各施工段落不少于5根。

3.3 机具准备

水泥搅拌桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常作业。机械和设备如下：深层搅拌机、灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、控制柜、自动记录喷浆量设备、其他辅助设备等。

3.4 材料准备

3.4.1水泥:所购置水泥应是国家免检产品，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥，一般采用C32.5级普通硅酸盐水泥。

3.4.2 外加剂:根据工程需要，选择具有早强、缓凝、减水、节约水泥用量等性能的外掺剂，纯净的生石膏粉作为选用的外掺剂，掺入量宜为水泥用量的2%～3%，要求生石膏粉通过0.075mm方孔筛的量大于85%。若采用其他的固化剂，必须对产品的质量进行全面的检测，并作室内配方的比较、试验，确定证明其性能较水泥优越，或性能与水泥相当且成本低，污染程度小时方可使用。

3.4.3配合比:深层搅拌的浆液以32.5级普通硅酸盐水泥为主配制，一般情况下，水泥用量为水泥湿土重的12%～15%，水灰比0.45～0.50。

3.5作业条件

3.5.1 场地准备：清除地表的杂草、树根、耕植土等，填前翻松20～30cm，掺

石灰5%拌和均匀后整平并压实至87%，并形成不小于2%的外向横坡。在路基外侧开挖临时排水边沟，保证施工期间的排水。临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用，在施工期间不能长期积水。根据设计文件和施工组织计划的要求，确定合理可行的施工顺序。

3.5.2 清理现场地下、地面及空中障碍物，以利施工安全。 3.5.3 劳动组织：每台深层搅拌机械组由12人组成。

4 施工操作工艺

4.1

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

图1 深层水泥搅拌桩工艺流程

(a) 定位下沉(b) 深入到设计深度(c) 喷浆搅拌提升

(d)原位重复搅拌下沉(e) 重复搅拌提升(f) 搅拌完成形成加固体

图2深层搅拌机配套机械设备及布置

1、深层搅拌机

2、履带式起重机

3、工作平台

4、导向架

5、进水管

6、回水管

7、电缆

8、磅称

9、搅拌头10、输浆压力胶管

11、冷却泵12、贮水池13、电气控制柜14、灰浆泵15、集料斗16、灰浆搅拌机

4.2 操作方法

4.2.1浆液配制与输送

搅拌的浆液以32.5级普通硅酸盐水泥为主配制，水泥一般设计用量为

60Kg/m（施工水泥用量应通过室内试验和成桩试验确定）,桩身设计的无侧限

抗压强度为R

=2.0 MPa，抗压强度R28≥1.0 MPa。

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配制与输送：搅拌灰浆时，应先加水，根据施工配合比按水泥、减水剂、石膏顺序投料，用砂浆搅拌机将水泥浆充分拌匀，每次灰浆搅拌时间不得少于4min。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。浆液进入储浆罐中必须不停顿搅拌，以保证浆液不离析。

水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内，

最后射入搅拌叶的出浆口。

4.2.2深层搅拌施工

水泥搅拌桩采用“两喷四搅”法施工：湿喷桩机第一次下钻时喷出总浆量的20～40%，第一次提钻时喷出设计的剩余浆量，即两喷；全过程四次搅拌，即四搅。

1、测量放样

按设计桩位进行放样编号，以便顺序施工。机械安装、调试、待转速、空

压正常后，开始就位；钻机就位后用塔架将搅拌机吊至设计指定桩位，搅拌机

的钻杆须垂直并对准桩位。

2、带浆下钻

在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，搅拌机钻头下沉

至设计深度后，停留搅拌喷浆约1～2min，搅拌头自桩底反转，继续喷浆，钻

头提升至地面以下0.25m。

3、复搅

第二次钻进不喷浆，重新复拌下沉至桩底后，以同样的方式反转钻头提升

至地面以下0.25m,此桩完成作业，然后移机到下一桩位施工。

4、下钻和提钻速度

湿喷桩机下钻和提钻速度是控制喷浆量的关键因素，由试桩确定，一般钻进速度≤1.0m/min。钻头到达桩底后搅拌喷浆1-2min，间歇后提钻，确保底部有足够的灰量，提钻速度≤0.8m/min。

5、湿喷桩机钻杆下沉或提升的时间应有专人记录，时间误差不得大于5s。当复搅发生空洞或意外事故（如停电、灰管堵塞等）而影响桩体质量时，钻机提升后应立即回填素土，进行重新喷浆复搅，在12h内补救施工，其搭接长度不小于1.0m。

4.2.3水泥搅拌桩成品检测、验收

1检测桩的确定：

1）检测桩的成桩龄期一般应达到28d。在特殊情况下，可申请进行14d龄期的检测.龄期小于28d的桩，所测强度值不换算为28d龄期强度，直接采用实测强度进行桩体质量判定；龄期超过28d的强度须折算成28d强度，每超过一天实测强度折减1%，最多折减50%。

2）检测单位根据施工单位及监理单位提供的桩位图和施工纪录等资料，随机选定检测桩。

2芯样描述

现场技术人员应通过钻进过程和标准贯入试验判断桩身强度及桩体连续性，同时观察标贯器中水泥土搅拌的均匀程度、成桩状态以及端承情况，并判断桩长。描述内容包括：

1)芯样性质：土/水泥土/水泥

2)颜色：灰色/灰黑色/黄色等

3)状态：流塑/软塑/可塑/硬塑/坚硬

4)搅拌均匀性

水泥芯样描述标准

3 评分标准

28d龄期上部计分标准

28d龄期下部计分标准

总体评价：

1) 上部应达到75分以上，下部应达到60分以上，否则判为不合格桩。

2) 各检测桩根据综合得分按以下标准分为四级：100-90分为优，89-80为良，79-67.5分为合格，<67.5分为不合格。

4.3 施工控制及注意事项

1钻机必须配置喷入计量装置，并定期标定（每生产1万米搅拌桩后重新标定），严禁无喷入计量装置的钻机投入使用，并记录瞬时喷浆量和累计喷浆量。浆液罐容量应不小于一根桩的用灰量加50㎏，当上述重量不足时，不得开始下一根桩的施工。

2严格控制喷浆标高，中间不得中断喷浆，确保桩体长度；严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。

3施工中若发现喷浆量不足，由监理选择在该桩位附近位置进行补桩。

4桩体施工时，应采用中—低速档钻机和提升，切勿采用高速档快速钻进和提升。

5压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。

6严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。

7控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。

8在成桩过程中，凡是由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉0.5m后再继续成桩。

9相邻两桩施工间隔时间不得超过12 h（桩状）。

10确保壁状加固体的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度时，原则上

每一施工段要连续施工，相邻桩体施工间隔时间不得超过24 h（壁状）。

11考虑到搅拌桩与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此通常还可以对桩顶板-1.5M范围内再增加一次输浆，以提高其强度。

12在搅拌桩施工中，根据摩擦型搅拌受力特点，可采用变掺量的施工工艺，即用不同的提升速度和注浆速度来满足水泥浆的掺入比要求。在定量泵条件下，在软土中掺入不同水泥浆量，只有改变提升速度，通过提升速度检测仪检测。

13施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。

14所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。

15搅拌机提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，并应有专人记录。

16当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

17避免工程质量通病

①深层搅拌机应保持垂直，要注意平整度和导向架垂直度。

②深层搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。

③水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛，为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才浆水泥浆倒入料斗中。

④要根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌。

4.4 施工中常遇见的问题及控制方法

4.4.1水泥土的搅拌不均匀

深层搅拌桩，桩身水泥土的强度及质量好坏，取决于搅拌水泥土的均匀程度，所以施工搅拌桩前，首先分析场地、地质条件。粉质粘土、粘土的内聚力相对较大，粘性较强 ,按常规施工，搅拌水泥土的均匀性较差。有水泥、粘性土的分离现象，钻头上易产生土球，采取增加钻头叶片或钻头加长和上下叶片距离加大的处理措施。另外，根据情况可采取增加一次重复搅拌来提高水泥土的均匀性。

在淤泥质土类，含水量较大，与水泥浆的融合性略差，也会产生水泥土的搅拌不均匀性，存在水泥土的分离现象，水泥土的强度偏低。一般情况下采取增加水泥用量、水泥浆的浓度及重复搅拌来提高搅拌桩的成桩效果。

4.4.2土质不均匀及障碍桩的处理

当施工区域有建筑垃圾、老宅地基、河道等情况时，根据地基报告，划分区域，一般采用的处理方法是较浅时，利用人工清除 ,素土回填，较深时，通过设计单位同意，对邻桩加强或在周边补桩。在施工中遇硬土层，一般处理方法是改进钻头工艺，对最下部叶片增加一定间距的排爪，增加钻机的配重及钻头的压力。也可适量冲水，但冲水会对桩身强度有影响 ,一般慎重采用。

4.4.3漏浆

漏浆的产生，如在原施工区域内，堆积大量的建筑垃圾，在建筑垃圾中粘性土的含量很少，因地下潜水层渗流影响，使喷浆液流失渗漏，成桩效果很差，采用措施是在较浅部，可采取一定范围内换土回填。较深部，经设计单位同意一般采用重复上下搅拌，使水泥浆液渗透到周边的土层中，同时增加水泥浆液的浓度，或者可采用化学加固法等综合施工方法，降低水泥浆的渗透性，达到加固效果。

4.4.4地基土含水率低

地基土含水率低，土性干燥，深层搅拌桩桩体强度低，有时形成豆腐渣状水泥土结构。处理方法是增加一定量的喷浆或增加一定量的喷水搅拌。提高地基土层的含水率，在土层的含水率处在最佳状态下成桩，成桩效果较好。

5、施工质量控制及质量标准

5.1 施工质量控制

5.1.1正式施工前应检查各种计量设备的完好程度。

5.1.2桩体定位完毕，应及时请现场监理工程师检验，合格后才可进行搅拌施工。

5.1.3所使用的水泥必须过筛，水泥浆液应严格按预定的配比拌制，制备好的浆液不得离析。泵送必须连续，拌制浆液的罐数、水泥与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。

5.1.4 搅拌机喷浆提升的速度和搅拌次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，并详细记录每根工程桩的位置、编号。

5.1.5 搅拌桩成桩时应施工到整平标高，待开挖基坑时，再将上部0.3m～0.5m 的桩身质量较差的桩段挖去。

5.1.6当浆液到达出浆口后，应喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端。

5.1.7搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，同是应考虑冲水对桩身强度的影响。

5.1.8因故停浆时，应及时通知操作人员，记录停浆深度。同时应将钻头搅拌和下沉至停灰点以下0.5m，进行竖向搭接，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3 h，宜先拆卸输浆管路，并用水清洗。

5.1.9基坑开挖时，基底标高以上0.3m 宜采用人工开挖，保护桩头质量。

5.1.10 壁状加固时，相邻桩的施工时间间隔不宜超过24h。

5.1.11施工中严格遵守业主和监理的各项要求，并进行各项质量检查和评定，对现场原始资料实行严格管理，要求应及时、真实、准确，资料管理设专职资料管理员进行统一管理。

5.1.12 施工前应做首件工程，进行首件认可制度，同时认真总结首件施工工艺，取得相关的技术参数，试验每个施工方案的可行性，为后续施工总结积累相关经验。并成立三级检查制度：自检、互检、交接检。

5.2 质量标准

水泥搅拌桩的施工质量及检验要求见下表：

水泥搅拌桩的施工质量及检验要求

6 成品保护

6.1 深层搅拌桩施工完成后，不允许在其附近随意堆放重物及避免重载碾压，防止桩体变形。

6.2 基础底面以上应预留0.7~1.0m厚的土层待施工结束后将表层挤松的土挖除或分层夯压密实后立即进行下道工序施工。

6.3雨期或冬期施工应采取防雨防冻措施防止灰土受雨水淋湿或冻结。

6.4 开挖时，宜采用人工开挖，保护桩头质量。

6.5剔除上部桩头时，宜采用人工开凿。

7 质量记录

7.1原材料的质量合格证和质量鉴定文件；

7.2水泥搅拌桩施工记录，如下表：（或者按照监理工程师要求进行）

7.3 检验试验及见证取样文件；

7.4 其他必须提供的文件和记录。

8 安全环保措施

8.1安全措施

8.1.1深层搅拌机冷却循环水在整个施工过程中不能中断，应经常检查进水和回水温度，回水温度不应过高。

8.1.2 深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，负载荷太大及电机工作电流超过额定值时，应减慢提升速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能重启动电机。

8.1.3深层搅拌机电网电压低于380V 应暂停施工，以保护电机。

8.1.4 灰浆泵及输浆管路

1泵送水泥浆前管路应保持湿润，以利输浆。

2 水泥浆内不得有硬结块，以免吸入泵内损坏缸体，每日完工后，需彻底清洗一次，喷浆搅拌施工过程中，如果发生故障停机超过半小时宜拆卸管路，排除灰浆，妥为清洗。

3 灰浆泵应定期拆开清洗，注意保持齿轮减速器内润滑油清洁。

8.1.5 深层搅拌机械及起重设备，在地面土质松软环境下施工时，场地要铺填石块、碎石，平整压实，根据土层情况，铺垫枕木、钢板或特制路轨箱。

8.1.6施工机械电气设备仪表仪器及机具等在确认完好后方准使用，并由专人负责使用。

8.1.7施工场地内一切电源、电路的安装和拆除，应由持证电工负责，电器必须严格接地。

接零和设置漏电保护器，现场电线、电缆必须按规定架空，严禁拖地和乱拉、乱搭。

8.1.8雨季施工应采取防洪排涝措施；加强施工用电设备的检查，防止漏电伤人。

8.1.9夜间施工，现场必须有符合操作要求的照明设备。严防乱拉电线。

8.1.10 所有机器操作人员必须持证上岗。

8.2 环保措施

8.2.1 施工场地必须做到无积水，深层搅拌机行进时必须顺畅。

8.2.2 水泥堆放必须有防雨、防潮措施，不得污染。材料堆放场地四周必须设围，地面适当硬化。材料应按类型、规格划出不同的材料堆放区域，并按规格设立标牌，以免相互混淆，对于怕雨、易损的材料要进行遮盖。

8.2.3 防止水土流失及污染，做好临时流水槽进行导流，修建一些有足够泄水断面的临时排水渠道，并与永久性排水设施相连接，且不引起淤积和冲刷。对施工时产生的废水要及时导流至监理允许流入的地点，严防施工废水流入农田、耕地、饮用水源、灌溉渠道，以充分保护水资源，并防止废水对沿线环境的污染。

8.2.4采取措施防止噪声扰民、废气污染。

8.2.5施工期间，应随时保持现场整洁，施工装备和材料、设备应妥善存放和贮存，废料、垃圾和不再需要的临时设施应从现场清除、拆除并运走。竣工交验后，也要将装备、剩余材料、垃圾和各种临时设施清理，以保持整个现场及工程整洁。