深层水泥搅拌桩施工技术及质量控制

　　【摘要】：深层水泥搅拌桩是进行软基处理的一种有效形式，沿深度将各种固化剂与地基强制进行就地搅拌形成水泥土桩或水泥土块体的加固方法。本文介绍了水泥深层搅拌桩施工中加固原理、试桩、施工工艺流程、施工控制、质量检测、质量保证措施、安全保证措施等控制环节。
　　【关键词】：软基处理、深层水泥搅拌桩、施工控制。
　　1、概述
　　深层水泥搅拌桩(Deepcementmixingpile简称DCM))因具有施工时无振动无噪声、无泥浆废水污染、无大量废土外运、土体扰动小、施工速度快、造价较低等特点,在我国软土地区地基加固、基坑维护等工程中得到了广泛应用。深层水泥搅拌桩利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土固结硬化而提高地基的强度。这种方法适用于软土处理，处理效果显著，处理后可以很快投入使用。
　　2、加固原理
　　通过土和水泥水化物间的物理化学作用，形成有一定强度和渗透性较低的水泥土固结体。当水泥浆与软粘土拌和后，水泥颗粒表面的矿物很快与粘土中的水发生水解和水化反应，在颗粒间生成各种水化物。这些水化物有的继续硬化形成水泥石骨料，有的则与周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应，通过离子交换或团粒化作用使较小的土颗粒形成较大的土团粒。通过凝硬反应，逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物，从而使土的强度提高。水泥水化物中游离子的氢氧化钙能吸水和空气中的二氧化碳，发生化学反应,形成不容于水的碳酸钙,这种反应也能使土的强度增加。
　　3、试桩
　　试桩通常是确定施工数据最有效、最准确的途径。首先要通过试桩来确定以下几组数据和参数：
　　（1）、确定灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。
　　（2）、确定搅拌下沉、提升速度以及重复搅拌、下沉提升速度；确定工作压力。
　　（3）、确定灰浆的水灰比。
　　（4）、根据单桩承载力试验确定施工掺入比。
　　（5）、校核复合地基承载力。
　　深层水泥搅拌桩试桩一般分两部分进行检测：单桩承载力试验和复合地基承载力试验。试验数据以单桩承载力为准，复合地基承载力试验为校核。单桩承载力试验试桩桩位一般采用“一”字行布置；复合地基承载力试桩桩为采用正三角形布置。为节约成本可取一根试桩作为两种检测方式的公用桩。
　　4、施工工艺流程
　　
　　施工工艺流程图
　　
　　5、施工控制要点
　　深层水泥搅拌桩质量控制应贯穿施工全过程，应坚持全过程的施工监理。施工过程中随时检查施工纪录和计量纪录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行评定。检查重点是：水泥用量、转杆转速、搅拌提升和下沉速度、停浆处处理方法和单桩施工时间等。主要有以下几个控制点：
　　（1）、施工准备阶段，应对原材料质量、计量设备、搅拌叶片的伸展直径和机械性能进行检查。
　　（2）、施工前应检查桩位放样，其允许偏差应控制在±50mm。
　　（3）、施工中应检查机架的垂直度、机架底盘的水平度、水泥浆比重、搅拌机提升和下沉速度以及钻机下沉最后30s的电流和钻进速度等。
　　（4）、单桩施工完毕后应对桩位偏差、桩径、单桩水泥用量以及单桩施工时间进行检查。其桩位偏差不大于±50mm，单桩和单桩水泥用量不小于设计值。
　　6、质量检验
　　(1)、检验方法：水泥搅拌桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。
　　a、检验搅拌均匀性：用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。
　　b、触探试验：根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看，当桩身1d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过4m。
　　c、水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯频率遵循设计要求，如设计无特殊要求则遵循现行施工规范。
　　d、对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。
　　e、在特大桥桥台或软土层深厚的地方，或对施工质量有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩或复合地基承载力。随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2％，且不得少于3根。试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
　　(2)、外观鉴定
　　a、桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。
　　b、搅拌均匀，凝体无松散。
　　c、群桩桩顶齐，间距均匀。
　　7、质量保证措施
　　（1）、技术交底
　　开工前向全体施工人员进行技术交底，使全体人员了解各自岗位上的职责和设计要求。
　　（2）、建立质量保证体系
　　建立施工质量保证体系，由项目经理对施工队负责人、台机长和施工人员一条线管理。（3）、严格控制水泥的质量
　　每批水泥必须有出厂合格证并抽样检验，经过检验合格后方可使用。制浆过程中发现结块现象停止使用，以保证水泥质量。
　　（4）、加强计量检查，保证每根桩的水泥掺入量满足设计要求做到一罐一桩。制备好的水泥浆不得离析、不得停置时间过长，超过2小时的浆液不得使用。
　　（5）、严格定位控制，桩位定位偏差不得大于5cm；桩体倾斜度小于1%。
　　（6）、每天定时对搅拌叶片进行测量。加强对搅拌叶片及输浆设备的维修，保证各种参数的稳定，土体搅拌均匀，浆量输足。
　　（7）、前台操机与后台供浆密切配合，联络信号必须明确。前台搅拌机喷浆贯入速度和提升速度必须符合已定的施工工艺，后台供浆必须连续，一旦因故停泵，必须立即通知前台，为防止缺浆和断浆，应将搅拌机提升至停浆点上0.5米。待恢复供浆后再下沉搅拌浆。

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