浅谈深层搅拌桩施工问题及通病的处理措施

浅谈深层搅拌桩施工问题及通病的处理措施
×××
（中交一航局第四工程有限公司珠海项目部）
摘要：水泥搅拌桩施工属于隐蔽工程，如施工过程中发生一定的问题，势必对其施工造成一定的影响，且一旦发生质量问题,便构成隐患且不好检查及补救.因此，紧抓施工的各环节，严格施工过程的管理非常重要,施工质量的控制是一项细致的技术工作。

本文对三轴搅拌桩施工中各个环节容易出现质量问题进行了原因分析，并提出了处理措施。

关键词：搅拌桩;隐蔽；环节；管理
1前言
三轴水泥土搅拌桩施工工艺的流程依次为平整场地、测量放线、桩机就位、制备水泥浆、钻进（提升）喷浆搅拌、桩机移位等。

在施工前期及过程中容易出现各种各样的施工问题或质量通病，现就其进行分析并提出解决处理或治理措施。

2常见施工问题及处理措施
由于施工三轴水泥土搅拌桩的地基属于软弱地基，存在地质土层分布不均匀的可能，便会出现各类施工问题，其常见的施工问题描述及产生原因、解决措施如表1所示。

表1 三轴水泥土搅拌桩施工中常见问题及应对措施
3常见质量问题及治理措施
三轴水泥土搅拌桩需按照表2所示的项目进行质量控制。

表2 三轴水泥土搅拌桩施工质量控制检查表
项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率
5 桩底标高±100 测钻杆深度：每桩检查
6 组接长度外槽壁≥D，内槽壁及加固区≥d 钢尺量：每桩检查
7 水泥用量不小于设计查施工记录：每桩检查
8 施工间歇小于24小时查施工记录:每桩检查
9 水泥土强度满足设计要求钻芯及试块：3%
其施工中容易出现的质量问题进行逐一描述和解决。

3.1邻桩搭接长度不足
3.1.1主要表现形式
相邻三轴搅拌桩之间的搭接长度小于“套接”及“搭接”的设计值。

3.1.2产生的主要原因
（1）审图不细或未按图施工。

有些施工人员审图不细，而将搅拌桩的组接方式混淆，甚至为了偷工减料谋取利益而故意违背图纸意图随意施工,势必造成质量问题。

（2）桩机定位出现偏差.在实际测量放线当中，由于操作失误或者测量不精细而造成的搅拌桩搭接长度不足的现象时有发生.
3.1.3主要治理措施
3.1.3.1仔细审图、严格按图施工
一般来说,一个地基处理工程的止水帷幕搅拌桩或基坑工程地下连续墙设计的槽壁加固搅拌桩往往又几种组接形式。

如图2所示，该图综合了3种三轴水泥土搅拌桩的组接形式。

图2 3种组接形式
3.1.3.2仔细定位
在搅拌桩机导向架上安装定位架，将定位架上的垂线对准控制线上的标识点位.
机操手操作搅拌桩机将钻头放置于开挖好的导沟里，支撑导向架上的定位架对准标识好的胶带,设定三轴水泥土搅拌桩相邻2组桩间距为1200,其定位如图3、图4所示。

图3 桩机对位调节示意图
图4 桩机对位调节轴测图
3.2倾斜过大
3.2.1主要表现形式
地下连续墙成槽时抓斗抓不动或基坑开挖竖向围护面倾斜。

3.2.2产生的主要原因
未有效控制钻杆的垂直度。

3.2.3主要治理措施
用桩机自带的线垂控制垂直度。

假定设地连墙与搅拌桩的净距为b，垂直度设计要求为不大于b/桩长，在桩架上设置线锤2.5米长，底部对中处设一钢圈,钢圈上用十字交叉丝标示，锤尖在十字叉位置四个方向偏移不超过2。

5×1000*b/桩长（单位为毫米：mm)即视为垂直度控制合格。

如示意图图5所示。

图5 垂体度控制示意图
3.3桩长不足
3.3.1主要表现形式
地下连续墙成槽时在设计槽壁加固范围内出现缩颈或塌槽现象，甚或不成槽.
3.3.2产生的主要原因
未有效控制搅拌桩的设计底标高。

3.3.3主要治理措施
在施工前，逐段取钻杆的长度，如图6所示，并在钻进时按照此长度推算设计底标高，并将此位置用色圈标识在钻杆上，如图7所示。

图6 钻杆分段测量长度图7 桩长标记
3.4冷缝
3.4.1主要表现形式
相邻三轴水泥土搅拌桩施工间歇超过24小时,未形成“套接”及“搭接”的有效组接形式，未起到护壁或止水等作用。

3.4.2产生的主要原因
（1）遇到深层（普通挖掘机难以触及）障碍物；
（2）机械故障或停电；
（3）由于其他施工需要而人为安排造成。

3.4.3主要治理措施
施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处补做搅拌桩或旋喷桩等技术措施.在搅拌桩初始施工处和终止施工处做好标记，待适当时候补强处理。

3.4.3.1清除障碍物
在钻不进时，判断其原因是由于障碍物而造成时，则根据其埋深由普通挖掘机直接挖除、长臂挖掘机放坡挖除、冲击钻冲击等施工方法清除。

3.4.3.2机械故障或停电
机械进行检修，保证其正常运行。

在现场配置1台功率大于搅拌桩机组用电负荷的发电机，以应对停电造成的施工间断。

3.4.3.3其他施工需要而人为安排
如果在此情况下出现冷缝,则按照1.4所示的方法进行补桩.
3.4.4出现后的补救方法
三轴搅拌桩在施工时由于不确定因素造成时间间歇超过24小时后，无法进行套接或搭接施工，此时则进行补接桩.补接桩从先桩相切，以54°倾斜角侵入到后桩的搭接长度为d。

设桩径为D，搭接长度为d,桩轴距为L，补接方式见图1所示，箭头表示施工流向.
图1 补接形式
3.5水泥用量过多或过少
因水及水泥往往按照设计指定的水灰比或由试成桩而确定的水灰比搅拌而成，所以这里所说的水泥用量即指水泥浆用量。

3.5.1主要表现形式
（1）提升喷浆未到设计顶面标高,储浆桶内浆液已排空,即水泥浆用量多;
（2）提升喷浆到设计顶标高，储浆桶内浆液剩余过多,即水泥浆用量过少。

3.5.2产生的主要原因
3.5.2.1水泥浆过多
1）后台投料不准，未按照规定的水灰比制备水泥浆；
2）灰浆泵磨损严重,不能按照既定的效率注浆;
3）灰浆泵输浆量过大,超出了设计要求的范围。

3.5.2.2水泥浆过少
1）后台拌浆加水过量，水泥浆总体积过大；
2）输浆管部分堵塞，原本该注入的水泥浆没有足量注入。

3.5.3主要治理措施
3.5.3.1水泥浆过多
（1）重新标定投料量
按照设计要求或者按照试成桩的水灰比配置水泥浆.水泥用量为
W=3.14＊（D/2）2*(H1-H2）＊p*m＊3
式中
D -搅拌桩径
H1 -桩顶标高
H2 —桩底标高
P —土体容重
m —水泥掺量
3 —“三”轴
用水总量为水灰比与水泥用量的乘积。

（2）检修灰浆泵
灰浆泵往往由于故障而产生既定的流量偏差，此时必须进行校定。

（3）重新标定灰浆泵输浆量。

校正完成后，在灰浆泵及钻杆之间输浆管的线路上以流量表来确定输浆量，最终确定注浆压力，一般为0.8~2。

5Mpa。

3.5.3.2水泥浆过少
(1）重新标定拌浆用量
同上.
(2）清洗输浆管路
1)由于桩机故障或停电引起的储浆桶内水泥浆放置时间超过2小时，此水泥浆严禁再用，作为废浆处理；
2）在搅拌桶与储浆桶之间设置过滤网,其网眼尺寸为2×2mm，避免水泥杂质颗粒进入到泥浆泵或输浆管路内而造成堵塞。

3.6搅拌桩体检测强度不均匀
3.6.1主要表现形式
搅拌桩在施工过程中在导沟内取出的水泥浆所制作的水泥块抗压强度及成桩28天后全桩长抽芯取样的抗压强度在抗压试验时其值或高于设计无侧限抗压强度或低于设计无侧限抗压强度.
3.6.2产生的主要原因
（1）施工工艺不合理;
（2）搅拌机械、注浆机械中途发生故障；
（3）供浆不均匀，使粘土被扰动,无水泥浆拌合；
（4）搅拌机提升速度不均匀。

3.6.3主要治理措施
3.6.3.1选择合理的施工工艺
根据水泥用量情况，合理调节钻进及提升搅拌喷浆的循环次数，以达到设计水泥用量为准。

3.6.3.2机械检修
对搅拌桩机、注浆泵进行维修，使其处于良好的正常运行状态.
3.6.3.3控制水泥浆搅拌时间
水泥浆在搅拌桶里搅拌时间不得低于3分钟，且经过过滤网后在储浆桶内进行二次搅拌。

3.6.3.4快搅及重复
提高搅拌转数，降低钻进速度，提高拌合均匀性；注浆设备单位时间内注浆量相等，不能忽多忽少,不得中断；重复搅拌下沉或提升各一次，以反复搅拌法解决钻进速度或快或慢的
矛盾。

设编号为××三轴水泥土搅拌桩桩长为4.15+17.6=21。

75米，水泥用量为21.75×3×3.14×0。

4252×1。

8×0.2=13.3吨(其中0.425为桩半径，1。

8为土容重，0.2为水泥掺量）,钻进速度为0.5m/min，钻进用时为21.75÷0。

5=43.5min，钻进水泥用量为0。

6×13。

3=8吨（0.6为钻进水泥用量系数）,流量为8×1.2×1000÷（43.5×1.47）=150L/min（1.2为水灰比，1。

47为水泥浆比重）。

提升速度为1m/min，提升用时为21.75÷1=22min，提升水泥用量为0。

4×13.3=5。

3吨（0。

4为提升水泥用量系数），流量为8×1。

2×1000÷（22×1.47）=200L/min(1。

2为水灰比，1。

47为水泥浆比重)。

水泥浆配制及流速控制如下表2、表3所示。

表2 钻进过程水泥浆配置及流速控制表
桩号桩长水泥用量t 时间min 流速L/min 配制盘数
1 ××21。

75 8.0 43.5 150 8
表3 提升过程水泥浆配置及流速控制表
桩号桩长水泥用量t 时间min 流速L/min 配制盘数
1 ××21.75 5。

3 21.8 200 6
3.7冒浆严重
3.7.1主要表现形式
搅拌桩钻进或提升过程中水泥土浆液面未与孔口保持水平，水泥土浆液溢出，如图8所示。

图8 冒浆严重现象
3.7.2产生的主要原因
（1）施工工艺选择不当；
（2）粘土颗粒之间粘结力强，不易拌合均匀，搅拌过程中易产生抱钻；有些土层不是粘土，容易拌合均匀，但由于上复压力较大，持浆能力差，易冒浆。

3.7.3主要治理措施
（1）对不同土层选择合适的工艺;
(2）搅拌桩机沉入前，搅拌桩位要注水，使搅拌头湿润，地表为粘土时，可掺入适当砂子，改变土层粘度；由于输浆过程中土体持浆能力的影响产生冒浆，使得实际输浆量小于设计量，
这时应采取“输水搅拌→输浆搅拌→一起搅拌"工艺，并将搅拌机转速提高到50r/min,使搅拌均匀,减少冒浆。

4结语
三轴水泥土搅拌桩施工时，出现的施工问题要及时分析、解决,且只有在严格的质量管理下才能发挥良好的地基加固作用。

参考文献
【1】JGJ/T199-2010，型钢水泥土搅拌墙技术规程【S】；
【2】刘国彬.基坑工程手册【Z】。

北京：中国建筑工业出版社，2009。

作者简介：……。