论文部分内容阅读
摘要：水泥搅拌桩作为施工中的基础工程，是处理软地基的一种施工方式，对于施工中上部结构物的质量有着直接影响，因此，在施工中对水泥搅拌桩施工质量的严格控制有着重要意义。本文通过对水泥搅拌桩的原理和复合地基技术的分析，进一步对水泥搅拌桩的施工工艺进行了解。
关键词：水泥，搅拌桩，复合地基技术
Abstract: the cement mixing pile foundation engineering as in the construction of, is a kind of soft ground treatment of construction to the upper structure in the construction quality of the object has a direct effect, therefore, in the construction of cement mixing pile construction of strict quality control has important significance. This article through to the principle of cement mixing piles and composite foundation of the technical analysis, further to cement mixing pile construction process of understanding.
Keywords: cement mixing pile, composite foundation technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
目前，随着我国经济建设的发展，各种建筑施工不断涌现，对施工质量的要求也越来越高，在建筑施工中，新的工艺、新的材料不断开始得到应用。水泥搅拌桩以其无振动、无噪音、无污染等特点，在我国的建筑施工中得到了非常广泛的应用。
一、水泥搅拌桩
1、定义
水泥搅拌桩是指利用特制的深层搅拌机械，使用以水泥为主材料的固化剂浆液在地基深部与土体强制均匀地拌和成桩，使地基土的物理力学性能得到改善，使地基变形降低，对地基土的承载能力进行提高。
总的来讲，水泥土搅拌桩就是由水泥与软土搅拌所形成的固结体,而因为受到一些历史原因和习惯的影响，在施工中柱状固结体是由水泥浆和软土搅拌形成的，称其为深层搅拌桩；柱状固结体是由水泥粉体和软土搅拌形成的，称其为粉喷桩；这两类被总称为水泥土搅拌桩, 简称搅拌桩。
2、工艺原理
水泥搅拌桩施工的原理是使用水泥搅拌桩钻机钻入设计深度后，利用钻机钻头在搅松的软土中喷入水泥（浆），同时将水泥（浆）和软土在钻头的旋转作用下均匀搅拌，使之形成柱状水泥稳定土桩，其具有一定的强度，此次实现软土地基承载力增强的目的。
3、分类
按照材料的喷射状态，可以将水泥搅拌桩分为两类，分别是湿法（喷浆）和干法(喷粉)。湿法是水泥浆为主，均匀搅拌，复搅时较为容易，但同时也需要较长的水泥土硬化时间；干法是水泥干粉为主，其具有较短的水泥土硬化时间，可以对桩间强度进行提高，但其搅拌均匀性欠佳，对全程复搅很难有所保证。
在施工中水泥搅拌桩两种方法的采用, 主要是通过被加固土层中的含水量决定的。通常土层中的天然含水量小于30%时，较为适合使用湿法，在大于50%时较为适合使用干法, 而在30%~ 50%之间时需要根据具体的情况进行灵活选择。
这里需要注意的是, 在土层含水量较低时, 干法施工可以在预搅下沉阶段冲入一定量的清水,这样既使施工变得方便，也使搅拌和喷粉变得容易，还可以提供给水泥解和水泥水化反应足够的水分；而湿法施工, 在预搅下沉阶段最好不要使用水冲下沉，一般只在遇到硬土层下沉的太慢时，才会冲入一定量的清水，此外,在湿法施工时，最好使水灰比降低, 桩体含水量减少，或者加入一定量的量的减水剂( 木质素等) 和速凝剂等,使水泥的硬化时间加快。
4、应用范围
水泥搅拌桩施工具有工艺简单、易操作、施工质量高的特点，对各种成因的饱和软粘土加固都比较适用。目前, 我国对于水泥搅拌桩主要应用于市政公用工程、公路工程软土地基的水泥搅拌桩处理。
二、水泥搅拌桩复合地基技术
通过工程钻机在预定的加固深度埋置旋喷注浆管，利用钻杆旋转，使其上升,以一定的压力从喷嘴喷出预先配好的水泥浆,使之对土体产生冲击,搅拌土和水泥浆，使其混合，成为一定强度的人工地基，即是水泥搅拌桩复合地基。作为竖向承载的复合地基，主要通过加强地基土，使基础对地基土强度的要求得到满足。
1、复合地基的施工工艺
（1）深层搅拌机械准备到位；
（2）水泥投入时，要按照比例投入规定的用量，在浆池内加入水，同时进行充分均匀搅拌，时间最好在4分钟以上，之后放入喷浆池中，必须保证喷浆池内水泥浆随时搅拌,以避免水泥浆离析现象的产生；
（3）使用钻头预搅下沉，并到达规定的深度；
（4）通过泵送并喷浆，在搅拌提升距离地面1米时，开始变为慢速搅拌提升；
（5）在喷浆口要马上从地面出现时，应该使提升停止,进行几秒钟的搅拌,使桩头能够达到均匀密实；
（6）進行重复搅拌并使其下沉，直至桩底,或者最少也要使电流表发生比较明显的变化，这能够保证复搅阻力已经满足深层搅拌机的设计能力，继续进行搅拌，并且提升，直至地面；
（7）将搅拌机械关闭，并将其移到下一个桩位。
2、复合地基的技术控制
在水泥搅拌桩的施工中，桩身间距、桩身强度、桩身面积、加固土的强度都对复合地基的承载力有着很大的影响。所以，在施工中要使施工质量得到良好保障，就要对水泥用量、搅拌均匀以及桩身截面和间距进行严格的控制。
（1）要有准确的桩间距：复合地基承载力受桩间距影响，在桩长相等的情况下，其间距变小，地基承载力会变高，反之，则会降低。所以，对桩间距的有效控制是对复合地基承载力的有效控制，在施工中要对桩位平面图认真检查，确定好桩位位置，避免桩位偏移。
（2）在开钻后要保证连续作业，对下钻深度、浆喷高程及停浆面严格控制，保证施工达到其设计要求，其深度误差最好保持在5cm以内,水泥平均耗损量不超过1 kg/m,按设计配比拌置水泥浆，同时为防止在成桩前发生初凝应在其中加入缓凝剂。
（3）不能使制备好的浆液停置过长,两小时以上的浆液应该废弃,倒入集料时过滤浆液，防止结块。浆液泵送之前，要使管路潮湿,这使输浆变得方便。
（4）除了根据地质资料确定土层深度外，还要根据电流表的读数进行确定。搅拌桩需要到达强度较高的持力层,在硬土层深入50 cm，电流表上的读数发生明显上升时,就是已经进入了硬土层,在如此持续进入50 cm 以上后,则是进入了持力层。如果如实际桩长相距设计桩长就是50厘米，就可以停止钻进。
（5）需要有专人通过成桩试验对搅拌机每次下沉或提升的时间进行确定,按照得到的技术参数施工，一般来说时间的误差在5秒内。需要注意的是在提升前要有浆液到达桩底的时间,避免提升却未喷浆的情况发生。
（6）一定要连续供浆且均匀拌和,如果因为提升过快、堵塞、断电等事故造成停浆,就要将搅拌机钻头下沉到停浆面下50厘米,等到故障排除，供浆恢复后再进行喷浆提升施工。如果停浆在3小时以上,就应先将输浆管路拆除，将其清洗干净备用，这是为避免浆液硬结使输浆管堵塞。对这根没有完成的桩在12小时内实施补喷措施或者直接报废。
（7）保证输浆管不泄露、不堵塞。
（8）按照先外围后内部的施工顺序推进。
（9）如果有空洞发生,要马上使用素土进行回填,重新进行下钻喷浆进行接桩的处理。
3、复合地基的质量控制
（1）应该分期、分批的堆放水泥,并且有合格的出厂证件，同时对水泥定期试验,保证其合格后，才能够投入使用。
（2）要有专职人员对桩长、水泥自输灰管到搅拌机喷灰时间、固化剂用量、输灰量、喷浆搅拌提升速度、复搅长度、搅拌下沉及提升速度以及施工中是否有异常情况进行跟班检查。
（3）对起吊设备的平整度和导向架对面的垂直度随时检查,一般要求偏差不能大于1.5%。
( 4)在成桩后的第7 天,记录好开挖自检桩体的成型情况和均匀搅拌程度；对芯样的硬度状态、抗压强度和标贯击数通过钻孔取芯的方法进行自检。
（5）养护时间不能少于28天。
总结：
在水泥搅拌桩施工中采取合理的施工工艺,按照施工控制措施严格进行施工，能够保证在成本条件较小的条件下,使水泥土均匀搅拌程度和复合地基的承载力得到有效提高。水泥搅拌桩在我国的工程建设中已经得到了广泛的应用，但其施工过程中因为各种因素的影响和制约，仍然存在这样、那样的问题，这使得施工质量不能有很好的保证，所以，要对施工中每一道工序都要严格掌控，采取有效的措施控制、预防可能出现的问题。在水泥搅拌桩的施工中，必须按照施工组织设计方案、设计技术参数、技术规范以及技术规程的要求严格施工，同时对各施工参数、施工工艺和施工工序进行认真控制，并且逐步对各分项、各环节进行质量的检测、监控、对比，为桩身质量提供保证。
参考资料：
[1]李翔军.水泥搅拌桩复合地基技术研究与工程实践[D].天津大学, 2003
[2]柏耘,潘清水.水泥搅拌桩复合地基[J].筑路机械与施工机械化, 2003,(02)
[3]田忠喜.水泥搅拌桩复合地基的施工与检测[J].工业建筑, 2010,(S1)
[4]黎雷, 黎云.浅谈水泥搅拌桩的施工技术[J].中国科技信息, 2011,(09)
[5]杨孝全.水泥深层搅拌桩的施工技术[J].工程建设与设计, 2009,(06)
[6]顾莹莹.谈水泥搅拌桩施工(湿喷法)各阶段的控制重点[J].山西建筑, 2011,(04)
[7]孙永峡.水泥搅拌桩施工及质量控制[J].四川水利, 2011,(03)
关键词：水泥，搅拌桩，复合地基技术
Abstract: the cement mixing pile foundation engineering as in the construction of, is a kind of soft ground treatment of construction to the upper structure in the construction quality of the object has a direct effect, therefore, in the construction of cement mixing pile construction of strict quality control has important significance. This article through to the principle of cement mixing piles and composite foundation of the technical analysis, further to cement mixing pile construction process of understanding.
Keywords: cement mixing pile, composite foundation technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
目前，随着我国经济建设的发展，各种建筑施工不断涌现，对施工质量的要求也越来越高，在建筑施工中，新的工艺、新的材料不断开始得到应用。水泥搅拌桩以其无振动、无噪音、无污染等特点，在我国的建筑施工中得到了非常广泛的应用。
一、水泥搅拌桩
1、定义
水泥搅拌桩是指利用特制的深层搅拌机械，使用以水泥为主材料的固化剂浆液在地基深部与土体强制均匀地拌和成桩，使地基土的物理力学性能得到改善，使地基变形降低，对地基土的承载能力进行提高。
总的来讲，水泥土搅拌桩就是由水泥与软土搅拌所形成的固结体,而因为受到一些历史原因和习惯的影响，在施工中柱状固结体是由水泥浆和软土搅拌形成的，称其为深层搅拌桩；柱状固结体是由水泥粉体和软土搅拌形成的，称其为粉喷桩；这两类被总称为水泥土搅拌桩, 简称搅拌桩。
2、工艺原理
水泥搅拌桩施工的原理是使用水泥搅拌桩钻机钻入设计深度后，利用钻机钻头在搅松的软土中喷入水泥（浆），同时将水泥（浆）和软土在钻头的旋转作用下均匀搅拌，使之形成柱状水泥稳定土桩，其具有一定的强度，此次实现软土地基承载力增强的目的。
3、分类
按照材料的喷射状态，可以将水泥搅拌桩分为两类，分别是湿法（喷浆）和干法(喷粉)。湿法是水泥浆为主，均匀搅拌，复搅时较为容易，但同时也需要较长的水泥土硬化时间；干法是水泥干粉为主，其具有较短的水泥土硬化时间，可以对桩间强度进行提高，但其搅拌均匀性欠佳，对全程复搅很难有所保证。
在施工中水泥搅拌桩两种方法的采用, 主要是通过被加固土层中的含水量决定的。通常土层中的天然含水量小于30%时，较为适合使用湿法，在大于50%时较为适合使用干法, 而在30%~ 50%之间时需要根据具体的情况进行灵活选择。
这里需要注意的是, 在土层含水量较低时, 干法施工可以在预搅下沉阶段冲入一定量的清水,这样既使施工变得方便，也使搅拌和喷粉变得容易，还可以提供给水泥解和水泥水化反应足够的水分；而湿法施工, 在预搅下沉阶段最好不要使用水冲下沉，一般只在遇到硬土层下沉的太慢时，才会冲入一定量的清水，此外,在湿法施工时，最好使水灰比降低, 桩体含水量减少，或者加入一定量的量的减水剂( 木质素等) 和速凝剂等,使水泥的硬化时间加快。
4、应用范围
水泥搅拌桩施工具有工艺简单、易操作、施工质量高的特点，对各种成因的饱和软粘土加固都比较适用。目前, 我国对于水泥搅拌桩主要应用于市政公用工程、公路工程软土地基的水泥搅拌桩处理。
二、水泥搅拌桩复合地基技术
通过工程钻机在预定的加固深度埋置旋喷注浆管，利用钻杆旋转，使其上升,以一定的压力从喷嘴喷出预先配好的水泥浆,使之对土体产生冲击,搅拌土和水泥浆，使其混合，成为一定强度的人工地基，即是水泥搅拌桩复合地基。作为竖向承载的复合地基，主要通过加强地基土，使基础对地基土强度的要求得到满足。
1、复合地基的施工工艺
（1）深层搅拌机械准备到位；
（2）水泥投入时，要按照比例投入规定的用量，在浆池内加入水，同时进行充分均匀搅拌，时间最好在4分钟以上，之后放入喷浆池中，必须保证喷浆池内水泥浆随时搅拌,以避免水泥浆离析现象的产生；
（3）使用钻头预搅下沉，并到达规定的深度；
（4）通过泵送并喷浆，在搅拌提升距离地面1米时，开始变为慢速搅拌提升；
（5）在喷浆口要马上从地面出现时，应该使提升停止,进行几秒钟的搅拌,使桩头能够达到均匀密实；
（6）進行重复搅拌并使其下沉，直至桩底,或者最少也要使电流表发生比较明显的变化，这能够保证复搅阻力已经满足深层搅拌机的设计能力，继续进行搅拌，并且提升，直至地面；
（7）将搅拌机械关闭，并将其移到下一个桩位。
2、复合地基的技术控制
在水泥搅拌桩的施工中，桩身间距、桩身强度、桩身面积、加固土的强度都对复合地基的承载力有着很大的影响。所以，在施工中要使施工质量得到良好保障，就要对水泥用量、搅拌均匀以及桩身截面和间距进行严格的控制。
（1）要有准确的桩间距：复合地基承载力受桩间距影响，在桩长相等的情况下，其间距变小，地基承载力会变高，反之，则会降低。所以，对桩间距的有效控制是对复合地基承载力的有效控制，在施工中要对桩位平面图认真检查，确定好桩位位置，避免桩位偏移。
（2）在开钻后要保证连续作业，对下钻深度、浆喷高程及停浆面严格控制，保证施工达到其设计要求，其深度误差最好保持在5cm以内,水泥平均耗损量不超过1 kg/m,按设计配比拌置水泥浆，同时为防止在成桩前发生初凝应在其中加入缓凝剂。
（3）不能使制备好的浆液停置过长,两小时以上的浆液应该废弃,倒入集料时过滤浆液，防止结块。浆液泵送之前，要使管路潮湿,这使输浆变得方便。
（4）除了根据地质资料确定土层深度外，还要根据电流表的读数进行确定。搅拌桩需要到达强度较高的持力层,在硬土层深入50 cm，电流表上的读数发生明显上升时,就是已经进入了硬土层,在如此持续进入50 cm 以上后,则是进入了持力层。如果如实际桩长相距设计桩长就是50厘米，就可以停止钻进。
（5）需要有专人通过成桩试验对搅拌机每次下沉或提升的时间进行确定,按照得到的技术参数施工，一般来说时间的误差在5秒内。需要注意的是在提升前要有浆液到达桩底的时间,避免提升却未喷浆的情况发生。
（6）一定要连续供浆且均匀拌和,如果因为提升过快、堵塞、断电等事故造成停浆,就要将搅拌机钻头下沉到停浆面下50厘米,等到故障排除，供浆恢复后再进行喷浆提升施工。如果停浆在3小时以上,就应先将输浆管路拆除，将其清洗干净备用，这是为避免浆液硬结使输浆管堵塞。对这根没有完成的桩在12小时内实施补喷措施或者直接报废。
（7）保证输浆管不泄露、不堵塞。
（8）按照先外围后内部的施工顺序推进。
（9）如果有空洞发生,要马上使用素土进行回填,重新进行下钻喷浆进行接桩的处理。
3、复合地基的质量控制
（1）应该分期、分批的堆放水泥,并且有合格的出厂证件，同时对水泥定期试验,保证其合格后，才能够投入使用。
（2）要有专职人员对桩长、水泥自输灰管到搅拌机喷灰时间、固化剂用量、输灰量、喷浆搅拌提升速度、复搅长度、搅拌下沉及提升速度以及施工中是否有异常情况进行跟班检查。
（3）对起吊设备的平整度和导向架对面的垂直度随时检查,一般要求偏差不能大于1.5%。
( 4)在成桩后的第7 天,记录好开挖自检桩体的成型情况和均匀搅拌程度；对芯样的硬度状态、抗压强度和标贯击数通过钻孔取芯的方法进行自检。
（5）养护时间不能少于28天。
总结：
在水泥搅拌桩施工中采取合理的施工工艺,按照施工控制措施严格进行施工，能够保证在成本条件较小的条件下,使水泥土均匀搅拌程度和复合地基的承载力得到有效提高。水泥搅拌桩在我国的工程建设中已经得到了广泛的应用，但其施工过程中因为各种因素的影响和制约，仍然存在这样、那样的问题，这使得施工质量不能有很好的保证，所以，要对施工中每一道工序都要严格掌控，采取有效的措施控制、预防可能出现的问题。在水泥搅拌桩的施工中，必须按照施工组织设计方案、设计技术参数、技术规范以及技术规程的要求严格施工，同时对各施工参数、施工工艺和施工工序进行认真控制，并且逐步对各分项、各环节进行质量的检测、监控、对比，为桩身质量提供保证。
参考资料：
[1]李翔军.水泥搅拌桩复合地基技术研究与工程实践[D].天津大学, 2003
[2]柏耘,潘清水.水泥搅拌桩复合地基[J].筑路机械与施工机械化, 2003,(02)
[3]田忠喜.水泥搅拌桩复合地基的施工与检测[J].工业建筑, 2010,(S1)
[4]黎雷, 黎云.浅谈水泥搅拌桩的施工技术[J].中国科技信息, 2011,(09)
[5]杨孝全.水泥深层搅拌桩的施工技术[J].工程建设与设计, 2009,(06)
[6]顾莹莹.谈水泥搅拌桩施工(湿喷法)各阶段的控制重点[J].山西建筑, 2011,(04)
[7]孙永峡.水泥搅拌桩施工及质量控制[J].四川水利, 2011,(03)