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【摘要】近几年，水泥搅拌桩在沿海地区很多水利工程的水闸软土基础中广泛应用。本文结合工程实例，对如何控制水利工程施工中水泥搅拌桩的施工质量控制进行探讨，以供同类型工程参考。
【关键词】水利工程；水泥搅拌桩；施工质量；控制
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的桩体，通过配有专用钻头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，使一定范围的软土硬结而提高整体地基的复合强度。水泥搅拌桩有施工工期短、施工过程对周围建筑物影响小、无地面沉降隆起，费用相对低等优点，可有效增加地基承载力，减少沉降量，具有抗侧向变形能力，适用于处理较软地基础与基础加固处理。下面就水泥搅拌桩的施工质量如何控制作阐述。
1、工程概况
台州市东部新区启动区块长浦河盐场闸改建工程位于长浦河与九塘海堤交汇处，新建盐场闸规模为2×10m，单孔净宽10m，底板高程-1.0m，采用整体卧倒式平板钢闸门。水闸闸室基础采用C30砼灌注桩基础，上游护坦、下游消力池基础和闸室四边平台基础均采用φ600mm桩长10m水泥搅拌桩来加固基础，以免产生不均匀沉降。本工程施工过程中，水泥搅拌桩的施工质量的好坏是整个工程的施工质量的关键。
2、如何做好水泥搅拌桩的施工质量控制
水泥搅拌桩施工前要充分调查工程的基础详细情况，要从工程等级，设计标准、结构形式，桩长及桩径等方面先调查，同时结合地质资料和施工图纸进行分析后，确定施工方案与质量控制标准。
2.1要充分做好施工前的准备工作
2.1.1施工准备及场地平整：（1）应修好施工机械进场的便道；（2）供电设施应齐全。在施工现场，应配备柴油发电机作为备用电源；（3）查明施工范围内的障碍物。地下有无大块石及地下管线等，空中有无高压电线等。所有障碍物应事先清除或设立明显标志避开，确保安全生产。
2.1.2施工放样：首先用全站仪（或经纬仪）准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距在施工范围内标示出桩位并编号。
2.1.3原材料的质量控制：（1）水泥质量是关键，所用水泥品种和质量应符合设计及规范要求。水泥进场前，承包人须提供生产厂家资质材料，报监理审查；在监理现场见证下取样，送试验室进行水泥的安定性、强度等指标的检测，各项指标经检测符合要求后方允许进场使用。进场水泥数量应能满足施工进度的要求，因为水泥如果长时间堆放在施工现场容易受雨水和潮气的影响，使质量不合格；（2）施工用水采用淡水；（3）外加剂 为改善水泥土的性能和提高强度，一般采用木质素磺酸钙和石膏作为外加剂掺入（木质素磺酸钙、石膏分别以水泥的0.2%、3%掺入）。
2.1.4桩机的安装布置：水泥搅拌桩桩机安装后，应进行全面的检查调整，主要有以下6点：a施工技术人员是否齐备。b钻头直径及钻杆长度是否满足设计要求。c输送水泥浆的导管是否漏浆或堵塞。d发电机或外接电源是否到位。e桩机机身的稳定性。f水泥制浆罐和压力泵是否正常。
2.2实施过程中的质量控制要点
2.2.1施工工艺流程：场地平整→测量放样→桩机就位→制备水泥浆→第一次预搅下沉→第一次提升喷浆搅拌→第二次搅拌喷浆下沉→第二次提升喷浆搅拌→成桩结束。
2.2.2制浆质量的控制：制浆时要按设计给定的水灰比（水和水泥按重量比严格控制）在工艺性试桩时，进行配浆试验。试验之后再在制浆罐中进行拌制，备好的浆液还应不停地搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长，超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免结块。
2.2.3桩位、桩长、桩的垂直度的控制：（1）桩位控制。水泥搅拌桩机就位的搅拌头对准点位下搅。搅拌头与放线点偏差控制在50mm以内。施工时记录桩位编号，防止漏点施工；（2）桩长控制。在每台水泥搅拌机钻杆上标注明显刻度，以观测下搅深度和控制成桩长度，做好详细记录；（3）桩的垂直度控制。水泥搅拌机就位后，调整桩机底盘的水平和桩杆导向架的垂直度。在桩杆导向架的正面和侧面吊挂垂球，以便检查桩杆的垂直度。在水泥搅拌机下搅、上搅过程中会产生振动影响垂直度，因此施工过程中须密切观测垂球状况，若发生偏差则及时调整，每根水泥搅拌桩施工过程中须保证搅拌头、桩杆、桩位的中心在同一垂线上。
2.2.4单桩水泥用量的控制：（1）水泥用量要按设计要求在施工前进行工艺性试桩试验，取得水泥搅拌桩的各项施工参数。在后续大面积水泥搅拌桩施工时，以每台搅拌桩机为单位单独计量控制水泥用量；（2）控制好输浆泵。泵必须有足够的压力和持久稳定的输浆能力，输浆量必须与桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度相匹配；（3）控制好桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度。确保单桩施工完毕后，为该桩所配制的水泥浆能全部用完，没有剩余。
2.2.5桩机操作的控制：（1）启动搅拌钻机，钻头边旋转边向下钻进。同时，启动压力泵工作，边钻进边喷浆；（2）钻至设计标高后停钻，关闭搅拌钻机，钻进结束；（3）再次启动搅拌钻机，钻头呈反向边旋转、边提升、边喷浆，使土体的水泥浆进行初步拌和；（4）搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速；当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。如施工时因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使搅拌机下沉至停浆面以下0.5m处，待恢复供浆后再喷浆提升。
3、桩的质量检测
3.1轻型动力触探（N10）检测
施工单位按照5%的检测频率，在成桩3d内，采用轻型动力触探（N10）检测桩身的强度。根据贯入30cm的锤击数来判定桩上部强度是否合格。检测出来的锤击数如大于等于设计给定锤击数，则认为桩的上部强度合格；否则，则认为不合格。
3.2抽芯取样检测
在成桩28d后采用抽芯取样检测，可反映出该搅拌桩整体喷浆均匀情况，桩身的长度、强度和完整性，来评定桩的质量。
3.2.1单桩评定
第一类桩：①桩长、桩径满足设计要求，整体喷浆均匀，无断浆现象。②复搅段的桩芯完整且连续，呈柱状，复搅段以下，能取出完整的柱状芯样。③桩身上、中、下段强度均满足设计要求。④所取芯样的柱状加块片状取芯率大于80%。
第二类桩：①桩长达到设计要求，整桩喷浆局部不均匀，但无断浆现象。②复搅段的芯样大部分完整，呈现柱状，可制成等高試件做无侧限抗压强度试验，局部松散呈块片状；复搅段以下，能取出芯样，芯样不完整，呈可塑状。③复搅段强度满足设计要求，复搅段以下有一定的强度。④所取芯样的柱状加块片状取芯率大于65%；当取芯率小于65%时，标贯击数须大于设计要求。
第三类桩：①桩长达不到设计要求。②桩体喷浆不均匀，有断浆现象。③复搅段的芯样松散无粘聚，大部分呈块片状，不能制成等高试件。④复搅段以下呈软塑、流塑或取不出芯样。⑤所取芯样的柱状加块片状取芯率小于65%；且标贯击数小于设计要求。
第一类为优良桩；第二类为合格桩；第三类为不合格桩。
3.2.2综合评定
单桩评定都是第二类桩以上，其中第一类桩占85%以上。且复合地基承载力满足设计要求，其他指标合格时评定为优良；单桩评定都是第二类桩以上，其中第一类桩应占60%以上，且复合地基承载力满足设计要求，其他指标合格时评定为合格。
4、结束语
水泥搅拌桩能增加软土地基的承载力，能减少软土地基沉降量，有较强的抗侧向变形能力，是一种较好的软土地基处理方式，但必须控制水泥搅拌桩的施工质量。
【关键词】水利工程；水泥搅拌桩；施工质量；控制
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的桩体，通过配有专用钻头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，使一定范围的软土硬结而提高整体地基的复合强度。水泥搅拌桩有施工工期短、施工过程对周围建筑物影响小、无地面沉降隆起，费用相对低等优点，可有效增加地基承载力，减少沉降量，具有抗侧向变形能力，适用于处理较软地基础与基础加固处理。下面就水泥搅拌桩的施工质量如何控制作阐述。
1、工程概况
台州市东部新区启动区块长浦河盐场闸改建工程位于长浦河与九塘海堤交汇处，新建盐场闸规模为2×10m，单孔净宽10m，底板高程-1.0m，采用整体卧倒式平板钢闸门。水闸闸室基础采用C30砼灌注桩基础，上游护坦、下游消力池基础和闸室四边平台基础均采用φ600mm桩长10m水泥搅拌桩来加固基础，以免产生不均匀沉降。本工程施工过程中，水泥搅拌桩的施工质量的好坏是整个工程的施工质量的关键。
2、如何做好水泥搅拌桩的施工质量控制
水泥搅拌桩施工前要充分调查工程的基础详细情况，要从工程等级，设计标准、结构形式，桩长及桩径等方面先调查，同时结合地质资料和施工图纸进行分析后，确定施工方案与质量控制标准。
2.1要充分做好施工前的准备工作
2.1.1施工准备及场地平整：（1）应修好施工机械进场的便道；（2）供电设施应齐全。在施工现场，应配备柴油发电机作为备用电源；（3）查明施工范围内的障碍物。地下有无大块石及地下管线等，空中有无高压电线等。所有障碍物应事先清除或设立明显标志避开，确保安全生产。
2.1.2施工放样：首先用全站仪（或经纬仪）准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距在施工范围内标示出桩位并编号。
2.1.3原材料的质量控制：（1）水泥质量是关键，所用水泥品种和质量应符合设计及规范要求。水泥进场前，承包人须提供生产厂家资质材料，报监理审查；在监理现场见证下取样，送试验室进行水泥的安定性、强度等指标的检测，各项指标经检测符合要求后方允许进场使用。进场水泥数量应能满足施工进度的要求，因为水泥如果长时间堆放在施工现场容易受雨水和潮气的影响，使质量不合格；（2）施工用水采用淡水；（3）外加剂 为改善水泥土的性能和提高强度，一般采用木质素磺酸钙和石膏作为外加剂掺入（木质素磺酸钙、石膏分别以水泥的0.2%、3%掺入）。
2.1.4桩机的安装布置：水泥搅拌桩桩机安装后，应进行全面的检查调整，主要有以下6点：a施工技术人员是否齐备。b钻头直径及钻杆长度是否满足设计要求。c输送水泥浆的导管是否漏浆或堵塞。d发电机或外接电源是否到位。e桩机机身的稳定性。f水泥制浆罐和压力泵是否正常。
2.2实施过程中的质量控制要点
2.2.1施工工艺流程：场地平整→测量放样→桩机就位→制备水泥浆→第一次预搅下沉→第一次提升喷浆搅拌→第二次搅拌喷浆下沉→第二次提升喷浆搅拌→成桩结束。
2.2.2制浆质量的控制：制浆时要按设计给定的水灰比（水和水泥按重量比严格控制）在工艺性试桩时，进行配浆试验。试验之后再在制浆罐中进行拌制，备好的浆液还应不停地搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长，超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免结块。
2.2.3桩位、桩长、桩的垂直度的控制：（1）桩位控制。水泥搅拌桩机就位的搅拌头对准点位下搅。搅拌头与放线点偏差控制在50mm以内。施工时记录桩位编号，防止漏点施工；（2）桩长控制。在每台水泥搅拌机钻杆上标注明显刻度，以观测下搅深度和控制成桩长度，做好详细记录；（3）桩的垂直度控制。水泥搅拌机就位后，调整桩机底盘的水平和桩杆导向架的垂直度。在桩杆导向架的正面和侧面吊挂垂球，以便检查桩杆的垂直度。在水泥搅拌机下搅、上搅过程中会产生振动影响垂直度，因此施工过程中须密切观测垂球状况，若发生偏差则及时调整，每根水泥搅拌桩施工过程中须保证搅拌头、桩杆、桩位的中心在同一垂线上。
2.2.4单桩水泥用量的控制：（1）水泥用量要按设计要求在施工前进行工艺性试桩试验，取得水泥搅拌桩的各项施工参数。在后续大面积水泥搅拌桩施工时，以每台搅拌桩机为单位单独计量控制水泥用量；（2）控制好输浆泵。泵必须有足够的压力和持久稳定的输浆能力，输浆量必须与桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度相匹配；（3）控制好桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度。确保单桩施工完毕后，为该桩所配制的水泥浆能全部用完，没有剩余。
2.2.5桩机操作的控制：（1）启动搅拌钻机，钻头边旋转边向下钻进。同时，启动压力泵工作，边钻进边喷浆；（2）钻至设计标高后停钻，关闭搅拌钻机，钻进结束；（3）再次启动搅拌钻机，钻头呈反向边旋转、边提升、边喷浆，使土体的水泥浆进行初步拌和；（4）搅拌机提升至地面以下1m时宜用慢速；当喷浆口即将出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。如施工时因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使搅拌机下沉至停浆面以下0.5m处，待恢复供浆后再喷浆提升。
3、桩的质量检测
3.1轻型动力触探（N10）检测
施工单位按照5%的检测频率，在成桩3d内，采用轻型动力触探（N10）检测桩身的强度。根据贯入30cm的锤击数来判定桩上部强度是否合格。检测出来的锤击数如大于等于设计给定锤击数，则认为桩的上部强度合格；否则，则认为不合格。
3.2抽芯取样检测
在成桩28d后采用抽芯取样检测，可反映出该搅拌桩整体喷浆均匀情况，桩身的长度、强度和完整性，来评定桩的质量。
3.2.1单桩评定
第一类桩：①桩长、桩径满足设计要求，整体喷浆均匀，无断浆现象。②复搅段的桩芯完整且连续，呈柱状，复搅段以下，能取出完整的柱状芯样。③桩身上、中、下段强度均满足设计要求。④所取芯样的柱状加块片状取芯率大于80%。
第二类桩：①桩长达到设计要求，整桩喷浆局部不均匀，但无断浆现象。②复搅段的芯样大部分完整，呈现柱状，可制成等高試件做无侧限抗压强度试验，局部松散呈块片状；复搅段以下，能取出芯样，芯样不完整，呈可塑状。③复搅段强度满足设计要求，复搅段以下有一定的强度。④所取芯样的柱状加块片状取芯率大于65%；当取芯率小于65%时，标贯击数须大于设计要求。
第三类桩：①桩长达不到设计要求。②桩体喷浆不均匀，有断浆现象。③复搅段的芯样松散无粘聚，大部分呈块片状，不能制成等高试件。④复搅段以下呈软塑、流塑或取不出芯样。⑤所取芯样的柱状加块片状取芯率小于65%；且标贯击数小于设计要求。
第一类为优良桩；第二类为合格桩；第三类为不合格桩。
3.2.2综合评定
单桩评定都是第二类桩以上，其中第一类桩占85%以上。且复合地基承载力满足设计要求，其他指标合格时评定为优良；单桩评定都是第二类桩以上，其中第一类桩应占60%以上，且复合地基承载力满足设计要求，其他指标合格时评定为合格。
4、结束语
水泥搅拌桩能增加软土地基的承载力，能减少软土地基沉降量，有较强的抗侧向变形能力，是一种较好的软土地基处理方式，但必须控制水泥搅拌桩的施工质量。