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水泥搅拌桩技术在地基处理中的运用研讨
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内容提示：水泥搅拌桩技术以其经济、适用，无污染，无振动，加固效果好等诸多优点经常被运用于地基基础处理，特别适用于软土地基的处理。优质的水泥搅拌桩需要施工时候各项参数适宜，施工流程准确，注意事项明晰，质量检测过硬。
摘 要：水泥搅拌桩技术以其经济、适用，无污染，无振动，加固效果好等诸多优点经常被运用于地基基础处理，特别适用于软土地基的处理。优质的水泥搅拌桩需要施工时候各项参数适宜，施工流程准确，注意事项明晰，质量检测过硬。
关键词：水泥搅拌桩；地基处理
上世纪六十年代，瑞典岩土工程研究所（Swedish Geotechnical Institute）和日本运输省港湾技术研究所（Port and HarborResearch Institute）分别研究出了一种采用石灰、水泥作为固化剂，通过专用的搅拌机械形成搅拌桩加固软土地基的一种深层搅拌方法。水泥搅拌桩技术经常被运用于地基处理中，对水泥搅拌桩技术的研究探索和不断更新改进很有实用价值。
我国于1978年开始对这种技术进行研究，20世纪80年代，开始将水泥搅拌桩技术应用于处理软土地基工程中，20世纪90年代水泥搅拌桩技术在我国迅速发展起来。本文就水泥搅拌桩技术在地基处理中的参数设计，施工流程，质量检测、及注意事项等四个方面进行了探索。
1 水泥搅拌桩在地基基础处理中的参数设计
水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺入量，桩径、桩长、加固范围、褥垫层、桩的承载力以及桩的布置形式等内容。
水泥掺入量：水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
桩径：根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79-2002以及成桩施工机械等因素确定，工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。
桩长：同样根据《法规》，水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m，桩体必须进入第5层粉细沙层，不得少于0.5m。
加固范围：根据《法规》，水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝土条形基础，水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。
褥垫层：根据《法规》，水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm，其材料选用中粗砂。
桩土承载力：桩身材料强度确定的单桩承载力应大于或等于由桩土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。一般单桩承载力应大于或等于80KN，复合地基承载力应大于或等于150KN.
桩的布置形式：根据需要用小木桩定好制桩点。
2 水泥搅拌桩在地基基础处理中的施工流程
2.1 施工场地的选择和平整
水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土，素填土、泥性土，泥炭土，有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。
2.2 对搅拌机械在施工前的检验
水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻，特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象；水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能；检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序，以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度，从而引起地基质量不合要求。
2.3 试桩
根据施工现场的实际情况，在现场需要进行软基处理的范围内，在地表，中间和桩底位置各取出若干土质，进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料，一般选取3-5组用作配合比的试验，在配合比试验时用各种土质与几种分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。
选用的水泥要经过检验合格才可使用，水泥用P032.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好，严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和减水剂，用量分别为水泥用量0.5%~1%为合适，以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行工艺性试桩，工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺，即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵，接着反循环提钻井喷水泥浆液，直至提升到工作基准面以下0.5米，第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度，最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。 2.4 制浆打桩
用小木桩定好制桩点，调平钻机，保持钻杆垂直度小于或等于1%。启动搅拌钻机，控制好钻进速度，钻进速度不应大于1.2m/min；穿越粘土层时，钻进速度不应大于0.8m/min，在钻进50m后，开动空压机喷压缩空气，以防止钻进时堵塞喷浆口，同时可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利。制浆时，应按每根桩的需要，一次配足浆液，以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足，每根桩的正常成桩时间不应少于40min.喷浆压力不小于0.5mpa。
3 在水泥搅拌桩施工过程中的注意事项
（1）派专人负责水泥搅拌桩的施工，对水泥搅拌桩实施全程监控。
（2）相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象，注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
（3）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
（4）施工过程中如果发现喷浆量不足，应按照监理工程师要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
（5）现场施工处应配备施工记录人员，对施工桩日期，天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速，浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
4 水泥搅拌桩在地基基础处理中的质量检测
（1）施工完成后3d内的N10轻便触探试验，主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工总桩数的1%，且不少于三根。
（2）施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力（静载）试验，可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高，检验桩身否达到设计和规范要求，检验数量为施工总桩数的0.5%~1.0%。且每项单体工程不应少于3根。
（3）经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用抽芯机对桩体进行抽取芯杨，主要目的是检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度是要求抽取芯样送检测机构进行28d 和 90d的无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。
对于深层搅拌法施工的水泥搅拌桩现场质量检测，除了根据国家规范JGJ790-2002建筑地基处理技术规范应在现场进行轻型动力触探，钻孔取芯，吊桩载荷试验，还可以建立现场强度与桩内混合强度的数据库，改进检测方法。例如，发明专利：基于混合均匀度的深层搅拌混合土的现场检测方法。
随着我国高速公路飞速发展，一、二级公路的扩建，基础设施的不断新增和改进，村、乡公路迫在眉睫；随着城区的交通道路网不断扩大和完善，城市道路网络逐渐辐射到了城市周边以前是耕地、鱼塘随和淤泥等地区。这些工程的地基处理都需要用水泥搅拌桩技术对泥土进行加固。水泥搅拌桩以其独在工程应用时采取特殊机械将水泥粉或水泥浆喷入软土中，并进行强制搅拌而形成复合地基或挡水结构，在高速公路软土地基处理、高层建筑坑支护、污染场地隔离等工程中得到了广泛应用。目前该技术还广泛地运用于我国铁路、公路、市政工程、港口码头和工业与民用建筑等行业的软基处理加固工程。水泥搅拌桩技术将在实践运用与科学研究中发挥越来越重大的作用。
参考文献
［1］沈水龙，许烨霜，白云.基于混合均匀度的深层水泥混合土质量的现场检测方法［J］.中国，200510030654.X［P］.2005-10. 来源: 《建筑中文网》.
关键词：水泥搅拌桩；地基处理
上世纪六十年代，瑞典岩土工程研究所（Swedish Geotechnical Institute）和日本运输省港湾技术研究所（Port and HarborResearch Institute）分别研究出了一种采用石灰、水泥作为固化剂，通过专用的搅拌机械形成搅拌桩加固软土地基的一种深层搅拌方法。水泥搅拌桩技术经常被运用于地基处理中，对水泥搅拌桩技术的研究探索和不断更新改进很有实用价值。
我国于1978年开始对这种技术进行研究，20世纪80年代，开始将水泥搅拌桩技术应用于处理软土地基工程中，20世纪90年代水泥搅拌桩技术在我国迅速发展起来。本文就水泥搅拌桩技术在地基处理中的参数设计，施工流程，质量检测、及注意事项等四个方面进行了探索。
1 水泥搅拌桩在地基基础处理中的参数设计
水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺入量，桩径、桩长、加固范围、褥垫层、桩的承载力以及桩的布置形式等内容。
水泥掺入量：水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
桩径：根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79-2002以及成桩施工机械等因素确定，工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。
桩长：同样根据《法规》，水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m，桩体必须进入第5层粉细沙层，不得少于0.5m。
加固范围：根据《法规》，水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝土条形基础，水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。
褥垫层：根据《法规》，水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm，其材料选用中粗砂。
桩土承载力：桩身材料强度确定的单桩承载力应大于或等于由桩土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。一般单桩承载力应大于或等于80KN，复合地基承载力应大于或等于150KN.
桩的布置形式：根据需要用小木桩定好制桩点。
2 水泥搅拌桩在地基基础处理中的施工流程
2.1 施工场地的选择和平整
水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土，素填土、泥性土，泥炭土，有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。
2.2 对搅拌机械在施工前的检验
水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻，特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象；水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能；检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序，以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度，从而引起地基质量不合要求。
2.3 试桩
根据施工现场的实际情况，在现场需要进行软基处理的范围内，在地表，中间和桩底位置各取出若干土质，进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料，一般选取3-5组用作配合比的试验，在配合比试验时用各种土质与几种分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。
选用的水泥要经过检验合格才可使用，水泥用P032.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好，严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和减水剂，用量分别为水泥用量0.5%~1%为合适，以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行工艺性试桩，工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺，即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵，接着反循环提钻井喷水泥浆液，直至提升到工作基准面以下0.5米，第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度，最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。 2.4 制浆打桩
用小木桩定好制桩点，调平钻机，保持钻杆垂直度小于或等于1%。启动搅拌钻机，控制好钻进速度，钻进速度不应大于1.2m/min；穿越粘土层时，钻进速度不应大于0.8m/min，在钻进50m后，开动空压机喷压缩空气，以防止钻进时堵塞喷浆口，同时可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利。制浆时，应按每根桩的需要，一次配足浆液，以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足，每根桩的正常成桩时间不应少于40min.喷浆压力不小于0.5mpa。
3 在水泥搅拌桩施工过程中的注意事项
（1）派专人负责水泥搅拌桩的施工，对水泥搅拌桩实施全程监控。
（2）相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象，注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
（3）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
（4）施工过程中如果发现喷浆量不足，应按照监理工程师要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
（5）现场施工处应配备施工记录人员，对施工桩日期，天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速，浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
4 水泥搅拌桩在地基基础处理中的质量检测
（1）施工完成后3d内的N10轻便触探试验，主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工总桩数的1%，且不少于三根。
（2）施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力（静载）试验，可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高，检验桩身否达到设计和规范要求，检验数量为施工总桩数的0.5%~1.0%。且每项单体工程不应少于3根。
（3）经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用抽芯机对桩体进行抽取芯杨，主要目的是检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度是要求抽取芯样送检测机构进行28d 和 90d的无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。
对于深层搅拌法施工的水泥搅拌桩现场质量检测，除了根据国家规范JGJ790-2002建筑地基处理技术规范应在现场进行轻型动力触探，钻孔取芯，吊桩载荷试验，还可以建立现场强度与桩内混合强度的数据库，改进检测方法。例如，发明专利：基于混合均匀度的深层搅拌混合土的现场检测方法。
随着我国高速公路飞速发展，一、二级公路的扩建，基础设施的不断新增和改进，村、乡公路迫在眉睫；随着城区的交通道路网不断扩大和完善，城市道路网络逐渐辐射到了城市周边以前是耕地、鱼塘随和淤泥等地区。这些工程的地基处理都需要用水泥搅拌桩技术对泥土进行加固。水泥搅拌桩以其独在工程应用时采取特殊机械将水泥粉或水泥浆喷入软土中，并进行强制搅拌而形成复合地基或挡水结构，在高速公路软土地基处理、高层建筑坑支护、污染场地隔离等工程中得到了广泛应用。目前该技术还广泛地运用于我国铁路、公路、市政工程、港口码头和工业与民用建筑等行业的软基处理加固工程。水泥搅拌桩技术将在实践运用与科学研究中发挥越来越重大的作用。
参考文献
［1］沈水龙，许烨霜，白云.基于混合均匀度的深层水泥混合土质量的现场检测方法［J］.中国，200510030654.X［P］.2005-10. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200901/12317.htm
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