水泥搅拌桩施工技术

水泥搅拌桩施工技术　尹西滨　（山东东泰工程咨询有限公司，山东淄博２５５１００）　摘要：结合京港澳高速公路改扩建工程，论述了　水泥搅拌桩施工工艺、施工质量控制、质量检验。　关键词：水泥搅拌桩施工准备；施工工艺；质量控　制；质量验收　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ｂ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ＹｌＮ　Ｘｉ—ｂｉｎ　（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｄｏｎｇｔａｉ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｚｉｂｏ　２５５　１　００　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕ—　ａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ａｒｅ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘ—　ｔｅｎｓｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｊｉｎｇｇａｎｇ’ａｏ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｑｕａｌｉ—　ｔｙ　ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ　引言　京港澳高速公路改扩建工程河北省扩建ＫＪ６标　段路线长１７．１８　ｋｍ，经过滏阳河，软基较多，部分路段　设计采用施工水泥搅拌桩对软基进行处理。　水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软　基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土　体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反　应，使软土硬结而提高基础强度。适用于处理淤泥、　淤泥质土、泥炭土和粉土土质。水泥搅拌桩按材料喷　射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，　搅拌均匀，易于复搅，水泥土硬化时间较长；干法以水　泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强　收稿日期：２０ｌ７＿＿０３—１１　作者简介：尹西滨（１９７９～），男，山东淄博人，工程师。　・－－——５４－－－——　度。但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。　本标段水泥搅拌桩采用湿法。水泥搅拌桩软基　处理分布于主线部分路基段、桥头过渡段，最小桩长　９　ｍ，最大桩长１２　ｍ，桩径０．５　ｍ，桩间距１．３　ｍ、　１．４　ｍ、１．５　ｍ不等。　１　施工准备　（１）水：拌和用水使用拌和站内水井供水，为饮用　水质。（２）机械设备：水泥搅拌桩机、发电机、起重机、　装载机、洒水车、挖掘机。　２　施工工艺　２．１　整平放样　桩位放样前先测出原地面标高，根据实测地面标　高与设计路面标高比对，填土高度大于２　ｍ时，根据　图纸要求，从旧路肩边缘外侧３　ｉｎ处开始布设。对于　布设在老路基坡面的桩体，应在加宽路基填筑到各桩　顶标高时开始打设；当路基填土高度小于等于２　ｍ　时，桩体从老路基坡脚处开始向外布设。　２．２钻机就位　钻机运至工地后，开机进行试运行确保施工设备　一切正常，然后进行桩位对中并调平使钻杆垂直于　地面。　２．３　浆液配置　水泥搅拌桩浆液采用４２．５　ＭＰａ的普通硅酸盐水　泥，不同地段配置的浆液也不同，应根据地段的天然　含水量、天然孔隙比进行配置。Ｋ４３６＋７９４－－Ｋ４３６＋　９００段天然含水量为３５．４％～４１．１７％，天然孔隙比　为１．０２７～１．３０２，水泥掺量采用５０　ｋｇ／ｍ。其他段落　略有不同，水泥浆液配置要水灰比为０．５，定浆桶标记　定浆刻度。每次定浆加水２５０　ｋｇ，水泥５００　ｋｇ，使用灰　浆搅拌机定浆时，每次搅拌不得小于３　ｒａｉｎ。制备好　的水泥浆转入储浆桶，配好的水泥浆不得停置时间过　长，存放时间控制在２　ｈ以内，浆液在灰浆搅拌机中要　不问断连续搅拌。水泥掺量参考见表１。　２．４输浆　每延米水泥用量５０　ｋｇ，根据试验室试配０．５水灰　比，水泥浆密度为１．８　ｋｇ／Ｌ，每升水泥含量为１．２　ｋｇ，　山东交通科技　每延米水泥用量为４１．７　Ｌ。施工分两次喷浆，每次喷　２０１７年第４期　３施工质量控制　浆量为２０．９　Ｌ／ｍ，根据提升及下沉速度控制水泥浆。　表１水泥掺量参考　２．５下沉钻杆钻进　待钻机正常运转后启动搅拌机，搅拌杆沿导向架　下沉，钻进速度控制小于１．０　ｍ／ｍｉｎ，直至达到设计深　度。钻进过程管道压力控制在０．１～０．２　ｂｌＰａ，如果下　沉速度太慢，阻力太大，可带浆下钻。下钻速度用低　档控制，管道压力控制为０．２５～０．４　ＭＰａ，下钻喷浆量　不得大于总量的１／２。　２．６提升喷浆搅拌　当搅拌头抵达设计深度时，然后将搅拌头反转，　喷浆提升搅拌，严格控制搅拌速度，搅拌转数控制为　３０～５０　ｒ／ｍｉｎ；边喷浆边搅拌边提升，提升速度控制为　０．４～０．７　ｍ／ｍｉｎ；将水泥浆液充分与土拌和均匀，喷　浆管道压力控制为０．２５～０．４　ＭＰａ。　２．７复喷　下降搅拌喷浆，当上提喷浆至离地面５０　ｃｍ时，　再重新边喷浆边搅拌至桩底，至桩底后停止钻进，搅　拌下沉速度控制为０．４～０．７　ｍ／ｍｉｎ，管道压力控制为　０．２５—０．４　ＭＰａ，下降过程中保持连续喷浆。　２．８复搅提杆出孔　搅拌提升至地面，完成此桩施工，关闭电源，移动　设备至下一桩位。重复以上步骤，复搅提杆速度控制　为０．４～０．７　ｍ，管道压力控制为０．１—０．２　ＭＰａ。打桩　机采用直线打法，沿道路纵向打桩前进，在送浆管作　业范围完成本排桩施工后，再横向错机进行下一排桩　施工。　２．９注意事项　（１）先打试桩，以检查机具性能及施工工艺中的　各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、　钻机的提升速度等。水泥搅拌桩施工必须根据试验　桩确定和调整好的技术参数进行施工，包括打桩的顺　序。（２）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。监控成桩质量，如发现异　常情况及时研究解决。　（１）施工机具塔架上设明显的进尺刻度标记，根据　施工段的桩长在钻杆上对应于桩长位置系红绳标志，以　控制水泥搅拌桩的深度。（２）施工前对水泥搅拌桩位　置测设放样，并明显标记，严禁边施工边放样。（３）因　故停机，标明钻杆所处深度，排除故障后，重新喷浆。在　接头处重叠不小于１．０　ｍ，如果停止３　ｈ以上，未完成桩　作报废处理，重新打桩，新桩与报废桩距离不大于设计　桩距的１５％。（４）桥头处水泥搅拌桩位置距离桥梁桩　基边缘位置不小于１．０　ｍ。（５）采用钻进喷浆时，保证　喷浆的连续性；钻至桩底时，原地喷浆搅拌３０　Ｓ。局部　不足时，在反钻提升的过程中补浆。采用提升喷浆时，　钻至桩底后开始反转匀速提升搅拌，连续喷浆直至地　面。如局部喷浆不足时，在复喷中进行补浆。（６）钻头　提升至地面后，立即反向钻进复搅。（７）施工过程中注　意检查水泥，不结块、不受潮、不过期。检测钻头直径。　（８）检测钻进速度、提升速度、搅拌速度、管道压力、泵　送能力等（配备提速度测定仪）。（９）检查钻进深度，喷　浆高程、喷浆量、桩径。全桩水泥用量不小于试桩的水　泥用量。（１０）挖除至少５０　ｃｍ桩体，查看搅拌桩质量，　检验后回填夯实。（１１）设专人记录查看并记录管道压　力表隋况，流量控制电脑要每棵桩都打出小票，每棵桩　施工都必须按电脑显示控制喷浆量。（１２）严格控制搅　拌机的下沉和提升速度，提升和下沉速度不得超过　１．０　ｍ／ｍｉｎ，水泥搅拌桩桩顶接近设计标高时，搅拌机自　地面以下１　ｍ喷浆搅拌提升出地面时采用慢速以保证　桩头施工质量。　４质量检验　水泥搅拌桩施工完毕２８　ｄ后，进行随机取样并检　测。（１）用十字交叉法确定桩心位置，用钢尺测量相　邻桩间问距，桩间距较设计间距偏差控制在±１００　ｍｍ　之内。（２）由桩顶向下挖除０．５　ｍ露出桩身，分三处　用卷尺量出桩的周长。（３）在钻机架体上悬挂线锤，　测量控制钻杆竖直度和桩身竖直度耋１．５％。（４）施　工过程中设专人记录钻进情况及水泥浆施工情况，严　格按照电脑设置喷浆数量及流量喷浆，同时控制每棵　桩用浆总量，打出每棵桩的记录小票并存档。（５）利　用通长钻孔取芯法检测桩长。（６）钻芯检验。钻芯检　验的水泥搅拌桩数量为总桩数的３％，桩身设计无侧　限抗压强度为０．６　ＭＰａ，２８　ｄ龄期的上、中、下部代表　芯样（按桩长１／３等分）强度的最小值≥０．４　ＭＰａ，其　平均值不得低于０．６　ＭＰａ。一般应按比例随机抽取，　且分布基本均匀，对怀疑有问题的桩及结构设计为关　键部位的桩重点抽取。（７）载荷试验。用于单桩载荷　试验和复合地基载荷试验的水泥搅拌桩数量均不得　一５５—　尹西滨：水泥搅拌桩施工技术　低于总桩数的０．２％，且每个施工工点不少于３根，检　测数值不得小于设计值。一般应按比例随机抽取，且　分布基本均匀，根据静载试验，单桩复合地基承载力　不得小于１５０　ｋＰａ。　参考文献：　［１］　河北省交通规划设计院．河北省石家庄至磁县（冀豫　（上接第３４页）　３．３施工控制要点　（１）ＳＢＳ改性乳化沥青洒布前，采用空压森林灭　火器清除透层表面松散材料。对施工沥青路面温度　应进行检查，需达到路面温度大于１０℃要求时方可施　工。（２）控制好乳化沥青喷射角度。理想的乳化沥青　喷射效果应使各相邻喷嘴形成喷雾扇或喷雾锥，在其　下角能有少量重叠（一般洒布管喷嘴交角在５～３０。　间，喷嘴离地面２５　ｃｍ左右）。在洒布作业过程中，应　保持喷射压力的稳定。纤维喷洒时，应确保相邻洒布　带之间有一定宽度的重叠，一般情况下横向和纵向的　重叠量应分别控制在５～１５　Ｃｌｌ＇ｌ、１０～２０　ｏｍ。　４　结语　施工完毕后，对施工路段进行了一次刹车试验，　选用后轴载重５０　ｋＮ的车以不小于６０　ｋｍ／ｈ的速度进　行紧急刹车，轮迹表面油膜未出现破损情况。工程实　践证明，ＳＢＳ改性沥青纤维碎石同步封层技术可显著　提高碎石封层高温抗剪强度，同时在改善结构低温抗　裂性和延缓反射裂缝上升方面都具有积极意义。　一５６一　界）公路改扩建工程两阶段施工图设计［ｚ］．　［２］　河北省京港澳高速公路改扩建筹建处对本工程质量　方面要求［ｚ］．　［３］ＪＴＪ　０１７—９６，公路软土地基路堤设计与施工技术规范　［ｓ］．　［４］　ＪＴＧ　Ｆ８０／Ｉ一２００４，公路工程质量检验评定标准［ｓ］．　参考文献：　［１］　沈佳，杨永伟，史载平．纤维封层技术在３２０国道路　面大修工程中的应用［Ｊ］．交通标准化，２０１３（６）：５５—５８．　［２］　任炜．改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术探讨［Ｊ］．　中国公路，２０１３（１０）：１２０—１２１．　［３］　蔡永甫，刘飞飞，杨坤．纤维沥青碎石封层在道路预防　性养护中的应用［Ｊ］．华东公路，２０１４（６）：５１—５３．　［４］　ＪＴＧ　Ｆ４０—２００４，公路沥青路面施工技术规范［Ｓ］．　［５］　刘庆华．改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术的应用　［Ｊ］．交通标准化，２０１４（１０）：２４—２６．　［６］　刘军收，范晓燕．沥青纤维碎石封层在路面预防性养　护中的应用［Ｊ］．公路，２０１０（７）：１９４—１９７．　［７］　孙行营．改性乳化沥青同步碎石封层技术在沥青混　凝土路面预防性养护中的应用［Ｊ］．公路，２０１３（１０）：２１９　—．２２２．　［８］　王伟．ＳＢＳ改性沥青同步碎石封层在桃巴高速公路中　的应用［Ｊ］．长江工程职业技术学院学报，２０１５（３）：２３—２５．