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［摘要］本文就南京市石杨路工程为例，在阐述钉形水泥土双向搅拌桩加固机理的基础上，总结在施工中钉形双向水泥土搅拌桩的施工工艺以及施工控制要点，表明钉形水泥土双向搅拌桩的工程应用价值。
［关键词］钉形水泥土双向搅拌桩；软基处理；技术参数；施工控制
［中图分类号］TU753.3 ［文献标识码］A ［文章编号］1727-5123(2011)03-053-02
1 工程概述
某工程为南京市麒麟科技园内的一条东西向的城市主干路，西起理工科技园二号路，东至东麒路。道路起止桩号KO+031.364～K1+733.218m，分为两个施工标段，二标道路起止桩号范围KO+670～K1+680。其中KO+887～K1+220段为软基处理段，处理方式为钉型双向深层搅拌桩，根据现场踏勘，施工现场为京沪高铁施工时排放泥浆的区域，场地高程约在8.0m，场地上大量积水，植被茂盛，据该地区地质资料及勘探资料分析，该地区的土质主要为淤泥质粉质粘土，结合地质勘查报告，该工程软基区域处理方案确定为钉形水泥土双向搅拌桩。
2 钉形水泥土双向搅拌桩桩机的施工原理
钉形水泥土双向搅拌桩机主要包括动力传动装置、内钻杆和外钻杆，其特征在于，该动力传动装置是单动力传动装置，动力传动装置的动力输出部件与内钻杆连接，内钻杆和外钻杆通过传动装置联接，在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统分别带动安装在同心钻杆上的内、外两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌，通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩，是对水泥土搅拌桩的改良桩型。钉形水泥土双向搅拌桩技术已在江苏、上海、天津等沿海地区得到了广泛运用，该技术既大大提高桩身的质量又节省了工程造价，得到广泛的认可。由于常规桩存在搅拌的不均匀性、浆液上冒、受力不合理等现象。钉形水泥土双向水泥土喷浆搅拌法加固软土地基是利用水泥和水按一定比例均匀搅拌成为固化剂的浆液，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和浆液进行强制搅拌，经拌和后的混合物发生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体。
3 该工程钉形水泥土双向搅拌桩主要技术参数和设计要求
钉形水泥土双向搅拌桩设计下部桩径为60cm，扩大头桩径为100cm；桩距：呈梅花形间距2m；桩距偏差：不大于50mm；钻杆垂直度：不大于1.0％；桩长：不小于设计桩长12m；水泥：42.5R普通硅酸盐水泥；单桩喷浆量：不少于60kg/m；水灰比：0.55；停灰面：高于桩顶标高500mm；送浆管长度：不大于60m；成桩工艺：四搅两喷；提升速度不得超过1.2m/min；喷浆压力不小于0.7Mpa；承载力设计值：复合地基120Kpa。
4 施工准备阶段控制要点
4.1 水泥送检。首先，选择具有合格资质的生产厂家，将要进场使用的水泥等材料送至市政检测中心检验，同时材料应具备出厂合格证、自检报告、生产日期、批号等。材料必须经检验合格后方可投入使用，并作好水泥供应计划。
4.2 施工场地平整。清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。
4.3 桩位放样。根据测量点准确放好桩位，并复检，做好桩位定点标记。
4.4 工艺试桩。在试桩过程中，根据确定后的水泥浆水灰比和水泥掺入量，通过反复调整泥浆泵驱动轮来实现泥浆的不同流量，同时调整相对应下钻速度，使施工段浆量满足水泥掺入量的设计要求，由此，得出适合本工程的关键技术参数。一般情况下试桩应不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应进行复合地基静载试验、单桩载荷试验和28天后进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度测试，以检验钉形桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
5 施工阶段控制要点
5.1 钉形双向水泥土搅拌桩上部(扩大头)采用四搅两喷，下部采用二搅一喷施工工艺，具体流程如下图：
具体示意图：
a.桩机定位：测量放线、表示出桩位点，安装打桩机，移至指定桩位并对中，对中误差不超过5cm；b.切土下沉：启动搅拌机，叶片伸展到扩大头设计直径，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直到扩大头达到设计深度；c.缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩至下部桩体设计直径，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直至设计深度，在桩底持续喷浆搅拌不少于10秒；d.提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面；e.扩径提升搅拌：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片伸展至扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表，关闭灰浆泵，并检查检查搅拌叶片是否伸展至扩大头直径(如个别叶片未打开，可人工打开)；f.搅拌下沉：开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头设计深度；g.提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表或桩顶以上50cm。
5.2 施工时的注意事项：①开钻前，应用水清洗送浆管道，检查有无堵塞现象，检查机具各部件是否完好，确保正常施工。②为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，其误差不大于1％。③为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备深度仪和比重计，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。④钉形水泥土双向水泥搅拌配合比：水灰比0.55，水泥浆严格按照设计的配合比配制，水泥中不得有结块或杂物。为防止水泥离析，搅拌机应不断搅动。⑤钉形水泥土双向水泥搅拌桩施工采用四搅两喷工艺。第一次下钻时为避免堵管需带浆下钻，喷浆量应小于总量的一半，严禁带水下钻。每一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。实践经验表明，任意一点的搅拌次数在20次为最佳搅拌次数。⑥为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。⑦施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应该连续作业，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。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的每米用量60kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。⑧施工中发现喷浆量不足，应该整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。
［关键词］钉形水泥土双向搅拌桩；软基处理；技术参数；施工控制
［中图分类号］TU753.3 ［文献标识码］A ［文章编号］1727-5123(2011)03-053-02
1 工程概述
某工程为南京市麒麟科技园内的一条东西向的城市主干路，西起理工科技园二号路，东至东麒路。道路起止桩号KO+031.364～K1+733.218m，分为两个施工标段，二标道路起止桩号范围KO+670～K1+680。其中KO+887～K1+220段为软基处理段，处理方式为钉型双向深层搅拌桩，根据现场踏勘，施工现场为京沪高铁施工时排放泥浆的区域，场地高程约在8.0m，场地上大量积水，植被茂盛，据该地区地质资料及勘探资料分析，该地区的土质主要为淤泥质粉质粘土，结合地质勘查报告，该工程软基区域处理方案确定为钉形水泥土双向搅拌桩。
2 钉形水泥土双向搅拌桩桩机的施工原理
钉形水泥土双向搅拌桩机主要包括动力传动装置、内钻杆和外钻杆，其特征在于，该动力传动装置是单动力传动装置，动力传动装置的动力输出部件与内钻杆连接，内钻杆和外钻杆通过传动装置联接，在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统分别带动安装在同心钻杆上的内、外两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌，通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩，是对水泥土搅拌桩的改良桩型。钉形水泥土双向搅拌桩技术已在江苏、上海、天津等沿海地区得到了广泛运用，该技术既大大提高桩身的质量又节省了工程造价，得到广泛的认可。由于常规桩存在搅拌的不均匀性、浆液上冒、受力不合理等现象。钉形水泥土双向水泥土喷浆搅拌法加固软土地基是利用水泥和水按一定比例均匀搅拌成为固化剂的浆液，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和浆液进行强制搅拌，经拌和后的混合物发生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固体。
3 该工程钉形水泥土双向搅拌桩主要技术参数和设计要求
钉形水泥土双向搅拌桩设计下部桩径为60cm，扩大头桩径为100cm；桩距：呈梅花形间距2m；桩距偏差：不大于50mm；钻杆垂直度：不大于1.0％；桩长：不小于设计桩长12m；水泥：42.5R普通硅酸盐水泥；单桩喷浆量：不少于60kg/m；水灰比：0.55；停灰面：高于桩顶标高500mm；送浆管长度：不大于60m；成桩工艺：四搅两喷；提升速度不得超过1.2m/min；喷浆压力不小于0.7Mpa；承载力设计值：复合地基120Kpa。
4 施工准备阶段控制要点
4.1 水泥送检。首先，选择具有合格资质的生产厂家，将要进场使用的水泥等材料送至市政检测中心检验，同时材料应具备出厂合格证、自检报告、生产日期、批号等。材料必须经检验合格后方可投入使用，并作好水泥供应计划。
4.2 施工场地平整。清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。
4.3 桩位放样。根据测量点准确放好桩位，并复检，做好桩位定点标记。
4.4 工艺试桩。在试桩过程中，根据确定后的水泥浆水灰比和水泥掺入量，通过反复调整泥浆泵驱动轮来实现泥浆的不同流量，同时调整相对应下钻速度，使施工段浆量满足水泥掺入量的设计要求，由此，得出适合本工程的关键技术参数。一般情况下试桩应不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应进行复合地基静载试验、单桩载荷试验和28天后进行标准贯入试验和取芯进行室内无侧限抗压强度测试，以检验钉形桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
5 施工阶段控制要点
5.1 钉形双向水泥土搅拌桩上部(扩大头)采用四搅两喷，下部采用二搅一喷施工工艺，具体流程如下图：
具体示意图：
a.桩机定位：测量放线、表示出桩位点，安装打桩机，移至指定桩位并对中，对中误差不超过5cm；b.切土下沉：启动搅拌机，叶片伸展到扩大头设计直径，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直到扩大头达到设计深度；c.缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩至下部桩体设计直径，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直至设计深度，在桩底持续喷浆搅拌不少于10秒；d.提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面；e.扩径提升搅拌：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片伸展至扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表，关闭灰浆泵，并检查检查搅拌叶片是否伸展至扩大头直径(如个别叶片未打开，可人工打开)；f.搅拌下沉：开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头设计深度；g.提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表或桩顶以上50cm。
5.2 施工时的注意事项：①开钻前，应用水清洗送浆管道，检查有无堵塞现象，检查机具各部件是否完好，确保正常施工。②为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，其误差不大于1％。③为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备深度仪和比重计，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。④钉形水泥土双向水泥搅拌配合比：水灰比0.55，水泥浆严格按照设计的配合比配制，水泥中不得有结块或杂物。为防止水泥离析，搅拌机应不断搅动。⑤钉形水泥土双向水泥搅拌桩施工采用四搅两喷工艺。第一次下钻时为避免堵管需带浆下钻，喷浆量应小于总量的一半，严禁带水下钻。每一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。实践经验表明，任意一点的搅拌次数在20次为最佳搅拌次数。⑥为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。⑦施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应该连续作业，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。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的每米用量60kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。⑧施工中发现喷浆量不足，应该整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。