浅谈基坑深层水泥搅拌桩施工技术

浅谈基坑深层水泥搅拌桩施工技术

在基坑开挖作业中，基坑的降排水问题是首要考虑的关键因素，如何合理地减低基坑开挖中地下水对基坑的影响，直接影响基坑的施工安全、施工质量以及施工进度，尤其在雨季施工阶段，本人根据在湛江市奋勇第一再生水厂工程厂区的深基坑开挖支护施工情况，从以下几方面论述深层水泥搅拌桩的施工技术，对基坑开挖的积极作用和影响。

标签：基坑；深层止水搅拌桩；施工技术：质量保证措施

1、前言

深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是基坑开挖、软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将制作好的水泥浆喷入土体并充分搅拌，使水泥浆与土体发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高土体强度，迅速改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能，达到固土和止水的效果。因其施工快速环保，安全经济、操作简单而广受采用，下面结合本人工作经历，简单阐述关于深层水泥搅拌桩施工的个人观点。

2、工程概况

湛江市奋勇第一再生水厂工程，总规模为2.5万m3/d，根据设计图纸的基底埋深情况，地质勘察报告和现场地形、地表、地下水位分析，拟将生化反应池、二沉池和综合楼三个构筑物地基基础进行换填处理，将地表以下淤泥层挖除至设计基础底部标高以下3m，即土方开挖约8.50m深。因此在开挖深度约8 50m构筑物的范围内，采用双排550深层水泥搅拌桩止水帷幕，对1.85m以上的深度地基作明沟排水、给水处理。其一，是形成封闭的深层水泥搅拌桩止水帷幕，其二是对边坡土体开挖支护前的固土作用，以防止基坑的坍塌和避免渗流。

3、工程特点

本工程基坑施工的使用场地空旷、开阔，周边附近无任何建（构）筑物，交通运输道畅通，无高压电线电源架空通过，场地内无管线埋设，是一个比较理想的施工作业环境。原始地形高程约32.0～34.0m，后经人工采砂开挖后为26.0m～33.0m，设计地面高程为31.30～31.5m。根据勘察资料显示，揭露的地层为：新近人工填土层、第四系中更新统北海组冲洪积岩及第四系下更新统湛江组海陆交互沉积层。现有地形地貌高程以下5.0～6.0m以下全是回填松土，而当地稳定水位埋深为6.4～7.3m，地下水年变化幅为1～2m。本工程构筑物基坑开挖面积约为12847.0㎡，基坑开挖面积较大、坑底深，施工內容除深层水泥搅拌桩，还有土钉墙施工，混凝土喷锚护坡施工等施工内容，而施工工期紧张。

4、深层水泥搅拌桩施工方案

本项目的深层水泥搅拌桩为550（双排）@350mm，有效桩长10.0m。

4.1深层搅拌桩的施工工艺流程图：（四搅四喷法）

平整场地→施工放线→设备入场→定桩位桩机对位调平→浆液配制→预搅下沉→提升喷浆搅拌→取样养护送检→重复上下搅拌→清洗→下一根桩

4.2深层搅拌桩施工工艺

根据设计要求深層水泥搅拌桩采用的施工工艺为四搅四喷。四搅四喷的工艺流程为：钻机→就位检验、调整桩机→正循环钻进至设计深度打开高压注浆泵（预喷持续30s）→反循环提钻并喷水泥浆（提升速度为0.5m/每分钟左右）后→上升至工作基准面以下30cm～50cm（持续30s）→正循环复搅并喷浆下沉→到底部喷浆停止→反循环提钻至地面（提升速度为0.7m/每分钟）→成桩结束→施工下一根桩→清桩头。

4.3深层搅拌桩控制要点

1）桩长、桩位、桩径的控制：桩长的控制不仅要根据打桩时间，而且在钻机搭架上做出明显的标记，在设计桩长深度位置、没钻进的钻项的位置贴上（划上）明显标记并写上数字，其它刻度用小的标记：桩位控制时测量放样后应钉小桩，然后钻白灰点，垂直度是桩位控制的关键，因为垂直度直接影响桩的承载力。现场用吊锤球的方法控制垂直度：桩径控制要求不小于设计直径，并经常检查钻头，发现磨损超限时及时焊补。

2）水泥剂量的控制：为确保桩体水泥每米的掺入量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均配备电脑记录仪，同时现场用比重计控制水泥浆稠度。尽量做到一桩一配浆，一桩一清池（灰浆池）。现场水灰比为0.6～0.65，水泥掺量15%，每米掺灰量不小于54kg，并掺加高效减水剂0.5%。

3）深层水泥搅拌桩桩头复搅的控制：当钻机反循环提钻并喷浆升至工作基准面以下30～50cm时，持续喷水泥浆30s，目的是确保桩的上部密实度和强度，根据荷载的扩散及传递原理，有必要加强水泥搅拌桩上部的密度和强度。

4）喷浆时间的控制：每根桩开钻后连续作业，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。第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，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，时间停留30s，同时送浆操作员必须根据桩机，成桩速度来调整喷浆速度。

5）成桩速度：为了控制桩机的负荷和防止搅拌不均匀而形成“夹芯”泥片，必须严格控制成桩速度，要求第一次下沉和第二次下沉搅拌时，可使用中速档位，严禁使用高速档位，第一次上提和第二次上提时用慢速档位，不宜使用中、高速档位。每次上提或下沉，要求成桩速度必须均匀，不准中途换档，以防桩身水泥掺入量不均匀。

6）施工现场控制：现场指派专人负责跟踪深层水泥搅拌桩的施工。将进场桩机均予以编号，并将现场负责人、技术员、搅拌机钻机长、桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，明确落实现场分工责任。现场施工人员须认真填写搅拌桩施工原始记录，并报送项目部资料员整理归集。

7）成桩的检验：成桩7天后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停灰面以下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查量为总桩数的5%；成桩28天后，采用双管单动取样器钻取芯样，鉴定持力层土性，评价搅拌均匀性，做水泥土无侧限抗压强度试验，要求其推算90天无侧限抗压强度达到1.2MPa。芯样直径不宜小于80mm，钻入持力层深度不应小于3倍桩径，桩体达到60天龄期，并完成桩径、桩长和布桩原则检查后方可进行下一步工序的施工。

结语：

综上所述，采取行之有效的施工方法是确保施工安全的关键，在深基坑开挖中，想要确保基坑开挖施工的安全和质量，必须因地制宜、科学分析勘察设计资料，通过集思广益，开展多方案分析论证、优化比选，本工程选取了深层水泥搅拌桩施工，最终按质保量地完成了施工任务。