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【摘 要】近几年来，采用深层搅拌桩进行软基处理方法在佛山市各种工程建设项目的应用甚广，在一些道路软基处理及地下挡水墙止水帷幕等方面的应用也获得巨大成功。本文结合笔者在佛山市联河路工程中深层搅拌桩的施工案例，提出了深层搅拌桩的质量控制措施。
【关键词】软基处理；水泥深层搅拌桩；质量控制
Explore the deep cement mixing pile of quality control
Lu Cong-hui
(Foshan Gangdong 528000)
【Abstract】In recent years, the use of deep mixing pile in soft ground treatment of a variety of construction projects, Foshan City, the application of a wide, soft ground treatment in a number of roads and underground retaining wall water curtain and other aspects of applications with great success. In this paper, Union Road, Foshan City, the author works in the case of deep mixing pile construction, made a deep mixing pile of quality control measures.
【Key words】Soft ground;Cement deep mixing;Quality Control
深层水泥搅拌桩是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，形成水泥土圆柱体，使软土硬结而提高地基强度。
水泥土搅拌法加固软土技术因其具有施工时无侧向挤出、无振动、无噪音、和无污染，可在密集建筑群中进行施工而不破坏周围的环境和建筑物，施工速度快，造价低等独特的优点，所以广泛应用于软弱地基加固或基坑侧向支护。本文通过佛山市南海区联河路软基处理水泥搅拌桩施工实例，对施工中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，浅谈一下水泥搅拌桩施工中质量控制措施。
1. 工程概况
佛山市南海区联河路起点位于南海区桂城街道的桂澜路与海八路交叉口，终点位于南海区大沥镇的广佛新干线。本次实施工程为联河路北段，南起穗盐路，往北经规划穗盐路，跨越广三铁路，与规划信安路平交，终止于广佛新干线。
本项目道路等级为城市Ⅰ级主干道，道路规划红线宽度50米，全线约2.3km，车行道宽16m。计算行车速度60km/h，路面结构形式为沥青混凝土路面。本项目场地地形平坦，沉积地貌属珠江三角洲海陆交互相冲积平原，地表无基岩出露。经钻探揭示，本场地地岩土层为人工填土、第四纪海陆交互相冲淤积层、第四系风化残积层及晚白垩世基岩等组成。综合各孔资料，其具体分布从上至下为杂填土、耕表土、淤泥、淤泥质土、淤泥粉砂、粉砂、中砂、粗砂、残积亚粘土、全风化岩带、强风化岩带。淤泥、淤泥质土、淤质粉砂分布较为连续，厚度变化大。层厚0.4~6.7m，灰黑色、深灰色，流塑~软塑，饱和。主要物理力学指标：含水量为w=28.7~68%，平均53.8%；天然密度ρ0=1.6~1.9g/cm3，平均1.7g/cm3；空隙比e=0.8~1.8，平均1.4；液性指数IL=1.1~2.7，平均1.8；压缩系数a1-2=0.3~2.2Mpa-1，平均1.2；压缩模量E=1.3~5.9Mpa，平均压缩模量E=2.5Mpa。直剪凝聚力C=2.8~16.5KPa，平均7.2KPa。摩擦角=1.70~28.60，平均5.90。该层作标准贯入试验89 次，击数N=1~9 击，平均3.27 击。综合标贯试验及土工测试结果，本层地基容许承载力σ=55KPa。本工程对于机动车道采用复合地基处理，采用水泥搅拌桩处理，材料要求：R325 普通硅酸盐水泥，用灰量≮50Kg/m，水灰比=1：1，水泥土28 天抗压强度≥0.8MPa。复合地基承载力为120KN。
2. 搅拌桩施工要求
2.1 施工工艺。
采用喷浆法施工，四喷四搅成桩，整平原地面→转机定位→转杆下沉钻进→上提喷浆→强制搅拌→复拌。
下沉、提升速度不大于0.8m/min，每根桩施工时间不小于40分钟。
搅拌机械主要有深层搅拌桩机、灰浆泵等。
2.2 施工要求。
2.2.1 加固土桩施工前必须进行成桩试验，应达到下列设计要求，并取得以下技术参数：
（1）为了保证水泥的用量符合设计要求，需在搅拌机上安装自动计量装置；满足机械设计喷入量得各种技术参数；
（2）确定搅拌均匀性；
（3）掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施；
（4）严格控制成桩速度，要求第一次下沉搅拌时，只能使用低速档位，严禁使用中、高速档位，第一、二次上升和第二次下沉时可用中速档位，不宜使用高速档位。每次上升或下沉，要求成桩速度必须均匀，不准中途换档，以防桩身水泥掺入量不均匀；
（5）成桩工艺性试验桩数不宜小于5根。
2.2.2 施工前应丈量钻杆长度，并标上显著标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，保证设计桩长。
2.2.3 泵送浆液前，管道应保持潮湿，以利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录固化剂、外掺剂用量，并记录泵送浆开始、结束时间。
2.2.4 根据成桩试验确定的技术参数进行施工，操作人员应记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。
2.2.5 供浆必须连续，拌和必须均匀。
2.2.6 搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒，保证桩头均匀密实。
3. 成桩操作质量管理
3.1 水泥质量（品种和标号）应符合设计要求。水泥是成桩的关键材料和成桩质量的基础，凡品种与标号不符合设计要求者不得使用，过期水泥或受潮结块水泥不得使用，不同水泥不得使用。每批进场水泥均应进行复检。
3.2 水泥浆配比应以现场原位土（土质、含水率相同）经试验室试配确定，并应在施工过程中准确控制。由于水泥投料不足或者水泥浆加水过多都将加大水泥土的水灰比，降低桩强度。有研究表明，水泥参量相同时，土层含水量增加10%，水泥土强度会降低10%~15%。
3.3 送浆操作应按变掺量工艺要求连续送浆，并要求单储筒水泥浆在单桩成桩结束时用完，储浆筒内水泥浆应经常搅动，防止送浆浓度不均。以保证单桩成桩质量，又可以保证所有工程桩之间的质量均匀，减少群桩质量的离散性。
3.4 在工程桩施工前，应进行成桩操作试验，确定各种成桩技术参数，特别是水泥变掺量工艺参数。
3.5 应及时、准确地做好施工原始记录，不得弄虚作假，作为成桩质量检验的可靠依据。
3.6 现场施工技术员和成桩操作人员应有较高的技术素质和责任心，保证各项具体措施得以落实。
4. 施工中的质量控制及保证措施
4.1 施工前向全体施工人员进行详细的技术交底。
4.2 施工场地事先平整，清除地上地下障碍物，并对桩机进行必要的运转调试，保持输浆管道的畅通，根据现场情况确定出砂浆输送时间、提升速度等施工参数。
4.3 严格控制桩位的准确度，测放桩位误差≤20mm，桩距偏差≤100mm，保证桩与桩间的搭接长度，桩架上设置吊锤以便控制垂直度，垂直度误差≤1.5%。
4.4 搅拌机预搅下沉不得冲水，遇到硬土层下沉太慢时方可适量冲水。钻进时，要通过保证搅拌时间、增加拌和次数、提高搅拌转数、降低钻进速度、严格控制复搅下沉提升速度及泵送压力等措施，确保成桩效果。
4.5 水泥进场时应有产品合格证及化验单，施工时，水泥应无结块，无杂质，同时做好水泥的防雨防潮工作。
4.6 水泥必须过磅，以严格控制水泥用量和水灰比。后台搅拌站要挂牌注明桩号、桩长、水泥摻量、用水量等参数，拌浆时间≥2min；要保证单位时间内的注浆量相等，不得中断注浆，为防止水泥浆离析，灰浆机要不断进行搅动，待压浆前再将砂浆倒入料斗中。
4.7 严格实行“四搅四喷”的成桩工艺，复搅到位，保证桩体的均匀性，压浆阶段不允许发生断浆现象，并严格控制喷浆、搅拌和提升速度，以保证加固范围内每一深度都得到充分搅拌。
4.8 成桩过程中发生停机中断时，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆提升；为防止断桩，在搅拌机重新启动后，应将深层搅拌叶下沉0.5m再继续成桩。若停机时间超过2h，宜拆洗输浆导管，以防堵塞。
4.9 制桩完成后，达到规定的7d龄期方可人工开挖，严禁使用机械开挖作业。整理桩头不得使用重锤或重型机械，宜用小锤、短钎等轻便工具，小心操作，细心平整，避免损坏，以桩头略高于基底标高2~3cm为宜。
4.10 桩与桩之间的搭接时间应≤24min，如超过上述时限，最后一根桩应空钻留出榫头，以确保桩间的搭接质量。间隔时间太长无法搭接时，应在设计、建设双方认可后，采取局部补桩或注浆措施。
4.11 当遇地下障碍物而无法施工时，应及时通知有关单位管理人员，进行研究处理。
4.12 施工中详细记录施工过程，做好沉降观测记录，如实反映施工情况。
5. 结束语
综上所述，我们可以发现：
5.1 深层搅拌桩的设计人员虽然根据地质勘察报告，提出了设计要求和参数，但因施工现场地质条件可能与地质报告有出入，施工机械设备不尽相同，正式施工前，工艺试桩是必不可少的保证质量措施。
5.2 深层搅拌桩的施工质量与施工队伍的素质有密切关系，作为监理工程师，协助业主选择一个好的施工队伍，是监理单位控制工程质量的一项重要工作。
5.3 深层搅拌桩的施工质量，在目前已成熟的各种桩型中是较难控制的一种。为此，监理工程师在坚持24h跟踪旁站监理的同时，更要注重抓水泥浆的水灰比、注浆量、重复喷浆、搅拌的次数和时间、成桩时间等关键工序。其中根据单桩成桩时间限定每台桩机的台班不失为一种好的办法。
总之，近年来在科研、设计、施工及社会各界的共同努力下深层搅拌桩作为一种软土地基的加固手段，虽然取得了较好的工程效益和经济效益，也积累了较丰富的设计与施工质量管理经验。但同时也应看到，在设计与施工两方面均未达到完善的程度，今后务必在搅拌机械性能、质量监控设备的研制、特种固化材料和添加剂的开发、水泥土的物理力学性质、复合地基承载力和沉降计算的试验研究、工程经验的积累等诸多方面继续努力，使设计方法和施工质量能达到一个新的水平。
参考文献
［1］ 《地基处理手册》，中国建筑工业出版社，2000年.
［2］ 《佛山市公路水运工程质量管理手册》，佛山市交通工程质量监督站，2008年.
［文章编号］1619-2737（2011）05-30-151
［作者简介］ 罗聪辉（1978-），男，籍贯：广东兴宁人，学历：本科，职称：路桥工程师，主要研究方向：路桥设计与工程建设管理。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】软基处理；水泥深层搅拌桩；质量控制
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Lu Cong-hui
(Foshan Gangdong 528000)
【Abstract】In recent years, the use of deep mixing pile in soft ground treatment of a variety of construction projects, Foshan City, the application of a wide, soft ground treatment in a number of roads and underground retaining wall water curtain and other aspects of applications with great success. In this paper, Union Road, Foshan City, the author works in the case of deep mixing pile construction, made a deep mixing pile of quality control measures.
【Key words】Soft ground;Cement deep mixing;Quality Control
深层水泥搅拌桩是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，形成水泥土圆柱体，使软土硬结而提高地基强度。
水泥土搅拌法加固软土技术因其具有施工时无侧向挤出、无振动、无噪音、和无污染，可在密集建筑群中进行施工而不破坏周围的环境和建筑物，施工速度快，造价低等独特的优点，所以广泛应用于软弱地基加固或基坑侧向支护。本文通过佛山市南海区联河路软基处理水泥搅拌桩施工实例，对施工中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，浅谈一下水泥搅拌桩施工中质量控制措施。
1. 工程概况
佛山市南海区联河路起点位于南海区桂城街道的桂澜路与海八路交叉口，终点位于南海区大沥镇的广佛新干线。本次实施工程为联河路北段，南起穗盐路，往北经规划穗盐路，跨越广三铁路，与规划信安路平交，终止于广佛新干线。
本项目道路等级为城市Ⅰ级主干道，道路规划红线宽度50米，全线约2.3km，车行道宽16m。计算行车速度60km/h，路面结构形式为沥青混凝土路面。本项目场地地形平坦，沉积地貌属珠江三角洲海陆交互相冲积平原，地表无基岩出露。经钻探揭示，本场地地岩土层为人工填土、第四纪海陆交互相冲淤积层、第四系风化残积层及晚白垩世基岩等组成。综合各孔资料，其具体分布从上至下为杂填土、耕表土、淤泥、淤泥质土、淤泥粉砂、粉砂、中砂、粗砂、残积亚粘土、全风化岩带、强风化岩带。淤泥、淤泥质土、淤质粉砂分布较为连续，厚度变化大。层厚0.4~6.7m，灰黑色、深灰色，流塑~软塑，饱和。主要物理力学指标：含水量为w=28.7~68%，平均53.8%；天然密度ρ0=1.6~1.9g/cm3，平均1.7g/cm3；空隙比e=0.8~1.8，平均1.4；液性指数IL=1.1~2.7，平均1.8；压缩系数a1-2=0.3~2.2Mpa-1，平均1.2；压缩模量E=1.3~5.9Mpa，平均压缩模量E=2.5Mpa。直剪凝聚力C=2.8~16.5KPa，平均7.2KPa。摩擦角=1.70~28.60，平均5.90。该层作标准贯入试验89 次，击数N=1~9 击，平均3.27 击。综合标贯试验及土工测试结果，本层地基容许承载力σ=55KPa。本工程对于机动车道采用复合地基处理，采用水泥搅拌桩处理，材料要求：R325 普通硅酸盐水泥，用灰量≮50Kg/m，水灰比=1：1，水泥土28 天抗压强度≥0.8MPa。复合地基承载力为120KN。
2. 搅拌桩施工要求
2.1 施工工艺。
采用喷浆法施工，四喷四搅成桩，整平原地面→转机定位→转杆下沉钻进→上提喷浆→强制搅拌→复拌。
下沉、提升速度不大于0.8m/min，每根桩施工时间不小于40分钟。
搅拌机械主要有深层搅拌桩机、灰浆泵等。
2.2 施工要求。
2.2.1 加固土桩施工前必须进行成桩试验，应达到下列设计要求，并取得以下技术参数：
（1）为了保证水泥的用量符合设计要求，需在搅拌机上安装自动计量装置；满足机械设计喷入量得各种技术参数；
（2）确定搅拌均匀性；
（3）掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施；
（4）严格控制成桩速度，要求第一次下沉搅拌时，只能使用低速档位，严禁使用中、高速档位，第一、二次上升和第二次下沉时可用中速档位，不宜使用高速档位。每次上升或下沉，要求成桩速度必须均匀，不准中途换档，以防桩身水泥掺入量不均匀；
（5）成桩工艺性试验桩数不宜小于5根。
2.2.2 施工前应丈量钻杆长度，并标上显著标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，保证设计桩长。
2.2.3 泵送浆液前，管道应保持潮湿，以利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录固化剂、外掺剂用量，并记录泵送浆开始、结束时间。
2.2.4 根据成桩试验确定的技术参数进行施工，操作人员应记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。
2.2.5 供浆必须连续，拌和必须均匀。
2.2.6 搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒，保证桩头均匀密实。
3. 成桩操作质量管理
3.1 水泥质量（品种和标号）应符合设计要求。水泥是成桩的关键材料和成桩质量的基础，凡品种与标号不符合设计要求者不得使用，过期水泥或受潮结块水泥不得使用，不同水泥不得使用。每批进场水泥均应进行复检。
3.2 水泥浆配比应以现场原位土（土质、含水率相同）经试验室试配确定，并应在施工过程中准确控制。由于水泥投料不足或者水泥浆加水过多都将加大水泥土的水灰比，降低桩强度。有研究表明，水泥参量相同时，土层含水量增加10%，水泥土强度会降低10%~15%。
3.3 送浆操作应按变掺量工艺要求连续送浆，并要求单储筒水泥浆在单桩成桩结束时用完，储浆筒内水泥浆应经常搅动，防止送浆浓度不均。以保证单桩成桩质量，又可以保证所有工程桩之间的质量均匀，减少群桩质量的离散性。
3.4 在工程桩施工前，应进行成桩操作试验，确定各种成桩技术参数，特别是水泥变掺量工艺参数。
3.5 应及时、准确地做好施工原始记录，不得弄虚作假，作为成桩质量检验的可靠依据。
3.6 现场施工技术员和成桩操作人员应有较高的技术素质和责任心，保证各项具体措施得以落实。
4. 施工中的质量控制及保证措施
4.1 施工前向全体施工人员进行详细的技术交底。
4.2 施工场地事先平整，清除地上地下障碍物，并对桩机进行必要的运转调试，保持输浆管道的畅通，根据现场情况确定出砂浆输送时间、提升速度等施工参数。
4.3 严格控制桩位的准确度，测放桩位误差≤20mm，桩距偏差≤100mm，保证桩与桩间的搭接长度，桩架上设置吊锤以便控制垂直度，垂直度误差≤1.5%。
4.4 搅拌机预搅下沉不得冲水，遇到硬土层下沉太慢时方可适量冲水。钻进时，要通过保证搅拌时间、增加拌和次数、提高搅拌转数、降低钻进速度、严格控制复搅下沉提升速度及泵送压力等措施，确保成桩效果。
4.5 水泥进场时应有产品合格证及化验单，施工时，水泥应无结块，无杂质，同时做好水泥的防雨防潮工作。
4.6 水泥必须过磅，以严格控制水泥用量和水灰比。后台搅拌站要挂牌注明桩号、桩长、水泥摻量、用水量等参数，拌浆时间≥2min；要保证单位时间内的注浆量相等，不得中断注浆，为防止水泥浆离析，灰浆机要不断进行搅动，待压浆前再将砂浆倒入料斗中。
4.7 严格实行“四搅四喷”的成桩工艺，复搅到位，保证桩体的均匀性，压浆阶段不允许发生断浆现象，并严格控制喷浆、搅拌和提升速度，以保证加固范围内每一深度都得到充分搅拌。
4.8 成桩过程中发生停机中断时，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆提升；为防止断桩，在搅拌机重新启动后，应将深层搅拌叶下沉0.5m再继续成桩。若停机时间超过2h，宜拆洗输浆导管，以防堵塞。
4.9 制桩完成后，达到规定的7d龄期方可人工开挖，严禁使用机械开挖作业。整理桩头不得使用重锤或重型机械，宜用小锤、短钎等轻便工具，小心操作，细心平整，避免损坏，以桩头略高于基底标高2~3cm为宜。
4.10 桩与桩之间的搭接时间应≤24min，如超过上述时限，最后一根桩应空钻留出榫头，以确保桩间的搭接质量。间隔时间太长无法搭接时，应在设计、建设双方认可后，采取局部补桩或注浆措施。
4.11 当遇地下障碍物而无法施工时，应及时通知有关单位管理人员，进行研究处理。
4.12 施工中详细记录施工过程，做好沉降观测记录，如实反映施工情况。
5. 结束语
综上所述，我们可以发现：
5.1 深层搅拌桩的设计人员虽然根据地质勘察报告，提出了设计要求和参数，但因施工现场地质条件可能与地质报告有出入，施工机械设备不尽相同，正式施工前，工艺试桩是必不可少的保证质量措施。
5.2 深层搅拌桩的施工质量与施工队伍的素质有密切关系，作为监理工程师，协助业主选择一个好的施工队伍，是监理单位控制工程质量的一项重要工作。
5.3 深层搅拌桩的施工质量，在目前已成熟的各种桩型中是较难控制的一种。为此，监理工程师在坚持24h跟踪旁站监理的同时，更要注重抓水泥浆的水灰比、注浆量、重复喷浆、搅拌的次数和时间、成桩时间等关键工序。其中根据单桩成桩时间限定每台桩机的台班不失为一种好的办法。
总之，近年来在科研、设计、施工及社会各界的共同努力下深层搅拌桩作为一种软土地基的加固手段，虽然取得了较好的工程效益和经济效益，也积累了较丰富的设计与施工质量管理经验。但同时也应看到，在设计与施工两方面均未达到完善的程度，今后务必在搅拌机械性能、质量监控设备的研制、特种固化材料和添加剂的开发、水泥土的物理力学性质、复合地基承载力和沉降计算的试验研究、工程经验的积累等诸多方面继续努力，使设计方法和施工质量能达到一个新的水平。
参考文献
［1］ 《地基处理手册》，中国建筑工业出版社，2000年.
［2］ 《佛山市公路水运工程质量管理手册》，佛山市交通工程质量监督站，2008年.
［文章编号］1619-2737（2011）05-30-151
［作者简介］ 罗聪辉（1978-），男，籍贯：广东兴宁人，学历：本科，职称：路桥工程师，主要研究方向：路桥设计与工程建设管理。
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