第１８卷第６期 茂名学院学报 Ｖ０１．１８ Ｎｏ．６ ２００８年１２月 ＪＯＵＲＮＡＩ．０Ｆ ＭＡ０Ｍ Ｇ ＵＮⅣＥＲＳｎＹ Ｄｅｅ．２０ｏ８ 水泥搅拌桩在城区防洪堤工程中的应用 黄瑞梅 （漳州职业技术学院建工系，福建漳州３６３０００） 摘要：在介绍水泥搅拌桩的类型、原理、施工方法与工艺的基础上，较为深入地探讨了水泥搅拌桩在城区防洪堤工程应用中 如何进行设计和质量控制，并指出了水泥搅拌桩在软基处理中应注意的问题。 关键词：水泥搅拌桩；软土地基；施工；质量控制 中图分类号：ＴＵ４７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—６５９０（２００８）０６—００７４—０４ 水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化 剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土土，处理效 果显著，处理后可很快投入使用。它具有加固工艺合理，操作简便，施工中无振动，无噪音、无污染、无侧向 挤压、适应性较强、造价低等优点，被应用于城市防洪工程、水源工程、房屋工程地基处理、深基坑支护结 构、防渗帷幕、堆场的地基加固等工程中。 １水泥搅拌桩的原理及施工方法 １．１水泥搅拌桩的类型 根据水泥水化的化学机理，其施工工艺主要有两种：一种先在地面把水泥制成水泥浆，然后送至地下 与地基土搅和，待其固化，使地基土的物理力学性能得到加强；另一种采用压缩空气把干燥、松散状态的水 泥粉直接送入地下与地基土拌和，利用地基土中的孔隙水进行水化反应后，再行固结，达到改良地基的目 的。目前我国水泥搅拌桩施工较多采用“喷浆”工艺。 １．２水泥搅拌桩的原理 首先借助于钻头的旋转破坏土体，后将符合要求的水泥砂浆液与土搅拌混合，经过固化在土体中形成 固结体成为桩体“部分”，一方面置换了原来的软弱土体提高了强度；另一方面也通过桩体本身上部荷载传 递扩大到下部土体，从而提高承载力。 １．３水泥搅拌桩的施工方法 １．３．１施工准备 （１）施工技术资料的准备。施工场地的工程地质报告、建筑物平面布置总图、基础平面图、原地面高程 数据、测量控制点位置和土工试验报告等有关资料。 （２）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）。场地低洼时应回 填粘土，不得回填杂土。 （３）根据施工图纸画出桩位平面布置图，在施工现场定出每根桩的的桩位，并做标记。 （４）施工前应进行室内配比试验，为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。同时应试空桩以判断 土层是否与地质勘察报告相符。 （５）成桩试验。试验桩一般不少于５根，通过试验可以确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、 单位时间喷入量等各项技术参数。 收稿日期：２００８—１０—２０；修回日期，＇２００８—１０—３０ 作者简介：黄瑞梅（１９７２一），女，福建华安人，讲师，在读硕士，主要从事建筑工程教学工作。 第６期 黄瑞梅：水泥搅拌桩在城区防洪堤工程中的应用 ７５ ６）水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻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。 １．３．２施工工艺 桩位放样一钻机就位一检验 调整钻机一正循环钻进至设计深度一打开高压注浆泵一反循环提钻并 喷水泥浆一至工作基准面以下０．。３ “ｒ＋重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度一反循环提钻至地表一成桩 结束一施工下一根桩。 １．３．３施工机具 钻机（包括钻具及钻头）；泥浆泵；高压泵；砂浆搅拌机及水箱；配电箱。【ｌＩ７】 ２桩的设计 水泥搅拌桩按复合地基设计，其承载力标准值应通过试桩进行现场复合地基试验来确定，也可以用当 地土质相似工程的经验来定。水泥搅拌桩设计时分别考虑单桩承载力和复合地基承载力，根据ＧＢ ＪＣ，Ｊ７９—２００２计算表格，计算公式如下 】１： ‘ 单桩承载力 Ｒａ＝ ∑‰ ＋ａＡｑｐ 若取小值，则单桩承载力为 Ｒａ＝ 复合地基承载力 厶＝ｍＲａ／Ａｐ＋ｆｌ（１一ｍ）丘 式中， 为单桩承载力；‰为桩侧土摩擦阻力特征值； 为桩身强度折减系数，干法取０．２—０．３，湿法取 ０．２５～０．３３；ｆｉ为有效桩长；口为桩端天然土承载力折减系数，取０．４～０．６；卢为桩间土承载力折减系数， 取０．Ｉ～Ｏ．４；厶为桩间天然土承载力特征值，ｋＰａ；厶为桩身水泥土无侧限抗压强度标准值；ｒｔ／，为面积置换 率（０．１２ ｏ．３）； 为桩端阻呦 ，取１２０；Ａ为桩截面面积， ；厶为复合地基承载力特征值；Ｐｐ为桩周 Ｄ 计算结果见表１。 表１搅拌桩计算成果表 防洪墙地基处理采用水泥搅拌桩，桩径５００ ｒ啪，间距ｌｍ，梅花型布置。转弯段的搅拌桩沿径向布置， 最大间距ｌｍ，梅花型布置。一个：１５ｍ的标准段布桩３５根。 ３质量控制 ３．１施工过程的控制 （１）水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。 （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。 （３）对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制得的罐数、压浆过程中是否有断浆现 象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。 （４）为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现 场应配备水泥浆比重测定仪，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 足设计要求之用。 （５）水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的 ｌ，２，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低挡操作，复搅时可提高一个挡位。每根桩的正常成 桩时间应不少于４０分钟，喷浆压力不小于０．４ＭＰａ． ７６ 茂名学院学报 ２００８年 （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用量加５０ｋｇ．若储浆量小于上述质 量时，不得进行下一根桩的施工。 （８）施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，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１２ｈ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１００锄，超过１２ｈ应采取补桩措施。 ３．２技术要求及注意事项 （１）成孔深度必须达到设计要求。水位偏离不得大于１／４孔并以在基础承台内为宜。 （２）水灰比的选择。在水泥搅拌桩施工中选择水灰比除应参考有关技术规程的要求外，还应结合水泥 掺入量、提升喷浆速度和遍数，以保证成桩均匀。一般水泥砂浆液：水灰比为１：１，配合比为１：２：１（即水 泥、黄沙、水）。搅拌均匀，和易性好。水泥以高标号为宜，砂浆要达Ｃ１５。 （３）水泥掺量的选择。水泥掺人量取决于要求加固土体的强度，一般为加固土质量的８％～１８％。如 掺入量过少时，固化强度低，搅拌不易均匀。选用４２５撑普通硅酸盐水泥，喷入量每米桩长不小于５５ｋｇ。 （４）控制搅拌均匀性。水泥和土之间的强制搅拌越充分土块被粉碎得越小，水泥分布到土中越均匀， 则水泥搅拌桩的强度离散性越小，其宏观的总体强度越高。故喷浆搅拌的均匀程度直接影响水泥土的强 度。改进机具设备和施工工艺提高水泥搅拌桩的均匀程度是提高搅拌桩承载能力的关键。 （５）为预留防洪堤沉降量，墙底５００ ｒｆｌｒｔｌ厚碎石垫层应按５２０ ｎｌｌｎ厚施工。 （６）搅拌桩应施工到至少比设计桩顶标高出５００ｒａｍ，待开挖基坑时将上部５００ ｒｎｍ质量差的桩段挖去。 ３．３质量检验 水泥搅拌桩属复合地基，其检测方法采用静载荷试验（载荷板），其目的就是为设计提供可靠的依据， 检测基础设计和施工是否满足总体设计要求，从而为上部建筑提供可靠的依据。试验时根据ＧＢ５００７— ２００２建筑地基基础设计规范中地基土载荷试验要点的要求进行，并按其中规定确定承载力。 （１）外观鉴定。基槽开挖后，可以了解桩的成形、桩径、缺桩、桩顶质量、桩位偏离等情况。主要通过目 测法确定是否桩体圆匀，有无缩颈和回陷现象；群桩桩顶是否齐，间距是否均匀；观察其颜色是否一致；并 用手感知桩身是否存在水泥浆富集的结核或未被搅拌均匀的土团，从而判断桩身水泥土的搅拌均匀程度。 （２）强度检测。①水泥搅拌桩成桩７天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。根据现有的轻便触探 击数（Ｎ１０）与水泥土强度对比关系来看，当桩身１ｄ龄期的击数Ｎ１０大于１５击时，桩身强度已能满足设计 要求；或者７ｄ龄期的击数Ｎ１０大于３Ｏ击时，桩身强度也能达到设计要求。轻便触探的深度一般不超过 ４ｍ。②水泥搅拌桩成桩２８天后，用钻孑Ｌ取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。 每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（３个一组）２８天龄期的无侧限抗压 强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯频率为ｌ％一１５％。 ③如果水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于１０％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合 格率大于１０％小于２０％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于３０％，则该段水泥搅拌桩为不合格。 ④对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。 ４结论 水泥搅拌桩是复合地基的一种，它通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌 和，使软土硬结而提高地基强度。其特点是机具轻便，元噪音，无振动，无塌孔，不会使临近土体受挤而产 生变形并可节约基础开挖土方量及配筋钢材，效益良好。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理 后可很快投人使用，在建筑工程施工中确保工程质量的前提下能够降低施工成本，缩短基础处理施工工 期。在工期紧、出于成本考虑不易进行基坑大开挖或基础土质换填，考虑使用水泥搅拌桩进行基础处理应 该是经济、科学的施工方案。 第６期 黄瑞梅：水泥搅拌桩在城区防洪堤工程中的应用 ７７ ［参考文献】 ［１］ＪＧＪ ７９—９１，建筑地基处理技术规范［ｓ］． ［２］ＧＢＳ０００７—２ＯＯ２，建筑地基础设计规范［ｓ］． ［３］建筑施工技术［Ｍ］．上海：同济大学出版社，１９９９． ［４］李怀述．浅谈水泥搅拌桩的施工技术和质量控制［Ｊ］．工业技术，２００ｆ７（１６）：４４—４６ ［５］张百东．水泥搅拌桩在建筑工程软基处理中的应用［Ｊ］．山西建筑，２００ｒ７（６）；１０３—１０４． ［６］孙治林．水泥搅拌桩施工及检测方法探讨［Ｊ］．港工技术，２００ｃ５（１）：５２—５３． ［７］朱宏高，朱雪林．水泥搅拌桩对软弱地基加固的应用［Ｊ］．水文地质工程地质，１９９３（４）：５３—５６． ［８］漳洲市江滨大道防洪堤石堤段而建工程可行性研究报告［Ｒ］．漳洲：漳洲市水利水电勘察设计研究院，２０Ｏ６． Ｃｅｍｅｎｔ Ｍｉｘｉｎｇ Ｐｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｕｒｂａｎ Ｆｌｏｏｄ Ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ Ｐｒｏｊｅｃｔ ＨＵＡＮＧ Ｒｕｊ—ｍｅｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， 删唱出∞Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ０ｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｌ￣ＴＪｌｏｕ ３６３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｅｍｅｎｔ ｎ￣ｄｎｇ ｐｉｌｅ，ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｉｔ ａｎｄ ｈｏｗｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｉｔｓ ｑｕｅｒｙ ｏｃｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｌｆｏｏｄ ｅｍｈａｎｋｍｅｍ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗａｓ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｓｓｕｓｅ ｅｅｄｉＩ唱ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ａｈｎｄｉｎｇｔｈｅ ｓｏｆｔ ｇｒｏｕｎｄ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｐｏｉｎｔｅｄ ＯＵｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ皿啦ｐｉｌｅ；ｓｏｆｔ ｇｒｏｕｎｄ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｑｕ￣ｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ （上接第６８页） Ｓｔｕｄｙ Ｏｌｌ ｔｈｅ Ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｏｆ ＥＣＣ Ｍｉｘｅｄ Ｄｉａｇｒａｍ Ｕｎｉｔ Ｗａｔｅｒｍａｒｋ ＹＥ Ｑｉ—ＩＩｌｉｎｇ，ＹＵＡＮ Ｙｉ （Ｓｃｈｏｏｌ ０ｆＳｄｅｍｅ。ＭａｏｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｍａｍ￣ｎｇ５２５０００。Ｏｔｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗａｔｅｒｍａｒｋ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｒｅｆｌｅｃｔｓ ｖｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｄｉ＃ｔ￣ｗａｔｅｒｍａｒｋ ｉｎ ｄｉｇ叫ｆｉｌｓｅ．Ｔｈｅ ｍａｊｏｒｉｙｔ ０ｆｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｍｔｈｏｄｓ，ｔｈｏｕｇｈ ｗｉｈｔ ａ ｃｅＩ￣ｎ ｄｅｇｒｅｅ ０ｆｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ，ａｒｅ ａｔｔａｃｋｅｄｔｏｉｍｐｏｓｅ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆｉ脚 ａｔｔｈｅ ｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｅ ａｌ ｔ｝ｌｍｓｗｉｌｌ ｂｅｉｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｗａｔｅｒｍａｒｋｗｉｔｈＥＣＣｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｔｏ ｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｍｂｌ｜ｓ协ｅｓ８．Ｂｙｎｌｒ，ｉｎｇｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔ￣ｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆＥＣＣ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ，ｔｈｅ懿锄 Ｉｅ ０ｆ ｍｉｘｔｕｒｅ ｅｎｃｒｙｐｔ ０ｆｕｎｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＥＣＣ Ｗ８８ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄ ｉｔｓ ｒｏｂｕｓｍｅｓｓ ｗｅｒｅ ｖｅｒｉｉｆｄｅ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄ￣．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗ８ ｔｈａｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ｅｎｃｒｙｐｔ ｏｆｕｎｉｔ ｉｄａｇｒａｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＥＣＣ ｈａｖｅ ｈｉｇｈｅｒ ｒｏｂｕｓｍｅｓｓ．Ｂｕｔ ｔｈｅ ｅ￣ｒａｐｌｅｘｉｙｔ ｔｈｅ￣－ｏｒｉｔｈｍ ｌｅａｄ ｔｏ ｌｏｗｅｒ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｅｔｔｌ－ ｅｉｅｎｅｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＣＣ；ｍｉｘｅｄ ｄｉａｇｒａｍ ｕｎｉｔ；ｄｉｇ附ｗａｔｅｒｍａｒｋ；ｗａｔｅｒｍａｒｋ ｒｏｈｌｓｔｎｅｓｓ
