水泥搅拌桩施工工艺工法

水泥搅拌桩（湿法）施工工艺工法
第一章 前言
水泥搅拌桩是我国在 20 世纪年代发展起来的地基处理新技术，利用水泥作 为固化剂，使用特制的深层搅拌机械，对地基深层的软土、软弱土进行搅拌使之 与加固剂混合后起化学物理反应，对软土或软弱土地基进行加固的一种方法。使 地基通过固化处理达到提高地基的承载能力，减少地基沉降的目的。
如何有效地控制深层水泥搅拌桩的成桩质量，确保软基处理的效果是我们在 工程实践中探索的一个课题。本文通过水泥搅拌桩（湿法）在*******软土地基 加固工程中的施工应用，总结形成此工法。
第二章 特点
1．该工法施工简便，投资省，施工过程较易控制，施工进度快。 2．施工过程中无震动，噪音小。比之于锤击桩、管桩等施工工艺，对场区 周边环境影响较小。 3．抗渗效果好，对软弱地基加固效果明显，适合于地下水不发育的软弱地 基加固，适合大范围推广、大面积施工。
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第三章 适用范围
1. 水泥搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素 填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。
2. 当地基土的天然含水量小于 30%（黄土含水量小于 25%）、大于 70%或地 下水的 pH 值小于 4 时不宜采用干法。冬期施工时，应注意负温对处理效果的影 响。
3. 水泥搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数 Ip 大于 25 的粘土、地 下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定其适用性。
第四章 工艺原理
通过专用机械设备将水泥浆喷入待处理的软土地基内，并在喷注过程中上下 搅拌均匀，使水泥与土发生水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将 土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，这就是水泥骨架作用。

除外，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换 作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度，达到提高地基承载力的 目的。用水泥搅拌桩处理软弱地基效果显著，处理后可很快投入使用。
水泥加固土的强度取决于被加固土的性质和加固所使用的水泥品种、标号、 掺入量以及外加剂等。加固土的抗压强度与水泥掺入量成正比，工程施工中常用 的水泥掺入比为 12％—17％，强度标准值宜取试块 90 天龄期的无侧限抗压强度， 一般可达 500—3000 kPa。
工艺流程
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第五章 工艺流程及操作要点
施工准备
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制备水泥浆
钻机就位
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喷浆下沉 钻至设计深度
对中调平 喷浆搅拌≥10s
喷浆提升
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打印记录小票
提至桩顶 钻机清理、移位
停止喷浆

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图 1：湿法单轴双向水泥搅拌桩工艺流程
施工工艺
施工准备 在水泥搅拌桩施工前，准备工作包括技术交底、验收机具、场地平整、测量 放线等工作。 ① 技术交底
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收集工程地质资料，领会设计图纸意图，结合现场周边状况。组织管理人员 学习有关图集、图纸、施工规范、技术标准以及技术文件，由技术负责人参与技 术交底，并牵头组织施工方案技术交底工作。
② 验收机具 施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，及时提供现场监理工程师， 以作为控制搅拌桩质量的依据。其技术参数主要有： 钻头直径及钻杆长度是否满足设计要求； 输送水泥浆的导管是否漏浆或堵塞； 水泥制浆罐和压力泵是否能正常工作； 发电机或外接电源是否和桩机电路接通； 搅拌桩机配套设备（包括主机电脑记录仪及打印设备）正常工作； ③… ④ 场地平整 清除地表杂物，并填平场地中的坑洼处，标高不够处需要填素土至桩顶 30cm 以上，并沿场地四周挖沟排水至集水坑集中排水。场地地基承载力不应小于桩机 重量的倍。 ⑤ 测量放线 按照设计的搅拌桩平面布置图放桩并标记桩号，在桩位处钉设不易更改的标 记（钢筋棍或竹签），方便施工中迅速确定桩位。
钻机就位

桩机运至工地后，先进行安装调试，待钻杆旋转、压浆泵及计量设施一切调 试正常后，桩机移位至放样桩位上，使钻杆头对准桩位的中心，桩位对中偏差不 超过 5 ㎝。钻机就位后对钻机进行水平校正，使其钻杆轴线垂直对准桩中心位置， 施工时钻杆倾斜度不大于 1%桩长。
制备水泥浆 ①配合比
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要经过试桩确定,备好满足设计要求的水泥，并按规定频率进行抽检试验，本 工程选用水泥，按设计文件要求水泥掺入比一般在 12～17%之间，根据现场试桩 得出满足强度要求的的水泥参量为 15％，计算得出现场水泥用量约为 53 千克/ 米左右。水泥浆液的配制控制水灰比一般为～，比重一般为～，要求调制出的水 泥浆有较好的流动性、和易性。
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。
喷浆下沉 启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆， 两组叶片同时正、反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅 拌土体，搅拌机持续下沉，下沉速度不得大于 min,直至桩体设计深度，在桩端就 地持续喷浆搅拌 10 秒以上。
喷浆提升 关闭送浆泵，改变内、外钻杆的旋转方向，两组叶片同时正、反向搅拌水泥 土，提升钻杆，提升速度不得大于 1m/min,直至设计桩顶标高以上 40 ㎝处。 桩机移位
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上一根桩施工完毕，清除钻杆及叶片上的泥浆，并保留好该桩的电脑小票记 录，留待技术人员统一收取检查。钻机移位，重复 1～5 步骤，进行下一根桩施 工。
控制要点
质量控制要点

① 施工过程中严格按设计及工艺要求进行。成桩过程中，现场技术人员应 严格把控泵压、泥浆比重、水灰比、喷浆下沉及提升的速度，保证单桩成桩时间 及质量满足设计要求。
②施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的垂直偏差 不得超过 1%，桩位的偏差不大于 50mm，成桩直径及桩长满足设计要求。
③前台操作与后台供浆应密切配合，制备好的浆液不得离析，不得停放时间 过长，泵送必须连续。
④后台供浆停机时，及时通知前台以防止断桩和缺浆。使搅拌桩机下沉至停 浆点以下，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机大于三小时，应在原桩位旁进行补 桩处理。并将输浆管拆下，妥为清洗。
⑤搅拌桩桩顶需高出设计桩顶标高 40cm 以上，且在桩顶处应特别注意桩头 的施工质量，宜应慢速，当喷浆口至桩顶标高时，宜停止提升，搅拌 10--20 秒， 以保证桩头密实均匀。
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⑥当输浆管有弯折、外压或漏浆情况时要及时检查、理顺管道，清除外压， 发现漏浆点应进行补漏，严重时停机换管，当输浆管道过长，沿程压力损失增大 时可使制浆池布置靠近桩位，以缩短送浆管道。
⑦当钻进搅拌中遇到阻力较大，钻进太慢，应增加搅拌机自重，然后启动加 压装置加压，或边输入浆液边搅拌钻进。
⑧随时检查施工记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，应及时采 取补桩或其它处理措施的。
⑨水泥搅拌桩成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和压浆泵操作手密 切配合，按照边搅拌边喷浆的原则，防止出现因喷浆口堵塞而出现只搅拌不喷 浆。
⑩水泥搅拌桩成桩后水泥搅拌桩未达设计强度前,桩顶严禁机械设备碾压。 常见问题处理
常见问题
下沉困难 电流值高 电机跳闸
发生原因
电压偏低 土质硬、阻力大
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处理方法
调高电压
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适量冲水或稀释浆液