水泥自动计量设备在水泥土搅拌桩施工的应用
山西锦通工程项目管理咨询有限公司
2015年3月
目录
一、前言 (1)
二、研发背景 (1)
三、关键技术和技术原理 (2)
四、创新亮点 (2)
五、试验检验结果 (3)
六、经济及社会效益 (3)
七、操作流程 (5)
八、使用说明 (6)
水泥自动计量设备在水泥土搅拌桩施工的应用
关键技术成果
（山西锦通工程项目管理咨询有限公司）
一、前言
水泥土搅拌桩是目前处理含水率小于30%的饱和性粘土和粉土，以及素填土、粉砂、中粗砂、沙砾等地层比较成熟的地基处理方式，其原理是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂（浆液或粉末）强制搅拌，形成水泥土圆柱体。利用固化剂和土之间产生的一系列物理化学反应，使圆柱体具有一定强度，桩周土得到有效改善，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基。
在以往的水泥土搅拌桩施工中，全部采用人工倾倒袋装水泥的方式，水泥粉尘飞扬，对倒料人员的呼吸系统产生伤害，对周边环境造成影响，还会出现水泥倒不彻底，水泥用量控制不精确的现象，且随着桩机的移动，水泥堆放场地需要多次拆迁，费工费时还难以保证水泥不受潮、受湿，倒完水泥的袋子管理不善又容易造成现场的文明施工不满足要求。
二、研发背景
泰州1000kV变电站特高压工程是世界上第一个特高压环网（淮南-南京-上海）工程中的一部分,也是我国目前已规划的最大的交直流融合变电站。该站围墙、道路、电缆沟、电容电抗器等基础下设计为600mm的水泥土搅拌共约17000m3，工期要求80天，工期紧，任
务重。为此施工前通过技术改进，多次讨论后确定了采取水泥自动计量设备的方式。
三、关键技术和技术原理
借鉴商品混凝土搅拌站的输送系统，现场设置由钢板制成的可存放约40吨散装水泥的圆柱形水泥罐5个，散水泥进场后直接注入水泥罐中。施工前按照图纸中规定的桩水泥用量比例，根据桩长和桩径计算出每根桩的水泥用量后输入系统，使用时工人按动控制台上的按钮，水泥通过完整的铰刀封闭输送管道传输到密闭的电子秤仓，电子秤仓内的水泥达到预定的重量时通过传感装置电动机自动停机，电子秤仓自动打开水泥进入搅拌桶，搅拌时间达到后水泥浆注入水泥浆储存池后泵至前台搅拌桩机，完成一次程序，以后循环进行。
水泥土搅拌桩机施工过程中，采用泥浆喷灌电子记录仪全程监测搅拌桩施工过程中的泥浆用量情况，并在每根桩施工结束及时打印泥浆用量记录。通过电子记录仪能够对桩机施工桩深、泥浆用量等隐蔽的关键质量控制点进行量化、监测，更好的进行过程质量控制。
四、创新亮点
采用水泥自动计量设备进行水泥土搅拌桩施工具有以下几方面的亮点：
?水泥计量准确、喷浆均匀、质量控制稳定、成桩质量高
?减轻工人劳动强度
?环保施工
?缩短工期
五、试验检验结果
采取水泥自动计量设备的方式，实际施工仅用56天，比合同预计工期缩短24天，且经江苏科能岩土工程有限公司检测后，检测结果全部达到《变电（换流）站土建施工质量评价规程》（Q/GDW1856-2012）规定中高质量等级优质工程的评价标准。
六、经济及社会效益
（一）经济效益
1、按以往人工倒袋装水泥的方式施工，每个后台每班需配置至少
2名倒水泥工人，需80*3*2= 480个人工日，每工日按80元计，需480*80=38400元。
2、按以往的施工方式该站150亩的厂区至少需进行15次水泥堆放的修建，而采用新方法只设置5个固定后台即可，预计节省人工及材料费用等10*6000=60000元。
3、由于本项目实际工期比计划工期缩短24天，节省机械台班费24*3*5*1125=405000元。
4、虽然采用水泥自动计量装备、水泥罐等需要一定的设备投入，
但考虑其可以多次的周转因素和由于采用这种方式工期缩短24天所带来相关单位管理费用的减少，综合考虑采用这种方式至少节约费用50余万元。
（二）社会效益
1、质量方面
由于采用自动计量水泥方式，改变了以往人工倒水泥时因人为因素造成的水泥用量不准确的现象。施工过程中，监理人员对水泥浆比重进行了1087次的抽检，抽检结果全部符合要求。在深度控制上采用深度记录仪，在喷浆量上采用喷浆自动记录仪，监理的旁站记录和巡检记录与深度记录仪和喷浆记录仪上形成的内容一致。
桩基龄期满足要求后由江苏科能岩土工程有限公司进行地基检测，该公司按照图纸和规范的要求，在监理的见证下，共对116根桩的单桩竖向静载荷和复合地基静载荷进行了检测，检测全部合格，并达到《变电（换流）站土建施工质量评价规程》（Q/GDW1856-2012）规定的高等级优质工程的评价标准。
2、进度方面
水泥土搅拌桩实际施工时间为56天，比合同和计划工期80天缩短24天。由于桩基施工工期的缩短给本工程进度目标的实现打下坚实基础。
3、安全文明施工
以前用小推车运送水泥，在水泥放入小车和搅浆桶的过程中，会产生大量的水泥粉尘，而且场地经常出现残留水泥，造成大面积扬
尘，也影响操作工人的身体健康。采用自动输送系统后，整个水泥从出仓到进入搅浆桶的过程都处在密闭状态，整个现场干净整洁，不会对环境和工人的身体产生任何影响。整个后浆台采用隔离护栏封闭，悬挂文明施工及安全警示标牌，安全文明施工得到很大程度地提升。
七、操作流程
水泥自动计量设备进行搅拌桩施工流程图
现场实物示意图
八、使用说明
1、水泥浆比重控制
每根桩（每米桩）的水泥（总）用量根据图纸要求和地质报告计算而得。水泥浆的比重根据水泥用量和搅拌桶（施工前已进行量测计算存水量）内水量计算得出。施工过程中采用水泥浆比重仪随时从储浆池中抽取浆液检查是否达到计算预控的值。
监理和施工人员在进行水泥浆比重抽检
水泥罐 封闭输送管道 电子秤仓 搅拌桶
2、深度和喷浆效果控制
水泥搅拌机前台装设喷浆记录仪，随时记录每10cm进尺的水泥浆液流量，并当即打印核验，保证搅拌水泥土体的均匀性。
工程名称：广东建工广东工程有限公司第1页第3页工程编号：813检验编号：DC 桩号桩号桩号桩号桩号1号桩号桩号1号桩号1号桩号40013+10+11+11+14 48号桩号2 16 437号桩号400 11+14+11+14+14 49 1号桩号16437；4-3号桩号17438；40010+11+14+14 49有35个；有4个；14+10+10+14+14 48有18440个；40014+14+12+12+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+14+ 14+14+11+1482的结果表明，在51个测试中，12+12+12+12+12+12+13+14，有以下特征：40010+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+ 10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+ 10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+ 10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10++10 +10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10+10 +435+12 471是23 465? 400 12+11+12+12+13 50 3 3有9 134+11+11+15+15 52 1有24 462? 11+12+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+13+1
水泥搅拌桩旁站监理记录表001 旁站监理记录表 工程名称:道达尔润滑油生产加工、仓储项目编号:SJ-ZJ-001 日期及气 候:2011年12月2日工程地点:道达尔润滑油生产加工、仓储项目施工现场旁站监理的部位:生产加工车间水泥土搅拌桩 旁站监理开始时间:2011.12.02 旁站监理结束时间:2011.12.02 施工情况: 1、施工企业现场质检人员到岗:是? 否 ? ; 2、特殊工种上岗证是否齐全: 是? 否?; 3、施工机械到位:是? 否?; 4、水泥土原材料是否检验:是? 否 ?; 监理情况: 生产车间水泥土搅拌桩施工抽检旁站 设计桩径(cm) 工程量(根) 18 50 水泥品种、强度等级 42.5 施工机号 1#、 2#、3# 设计水灰比 0.5 设计水泥掺量(kg/m) 53 工作时间水泥砂浆序设计桩累计水泥用实际水泥设计喷浆施工桩长开始时终 止时合计的泵压是桩号号长(m) (m) 量(kg) 掺量(kg/m) 量(kg/m) (min) 间(min) 间(min) 否稳定 1 13 13 700 700 53 是 2 13 13 3 13 13 4 13 13 5 13 13 6 13 13 7 13 13 8 13 13 9 13 13 10 13 13 11 13 13 12 13 13 发现问题: 1、有无违反工程建设强制性标准行为, 2、有无其他影响施工质量行为, 处理意见: 备注: 承包企业: 中国天辰工程有限公司监理企业: 天津市石建工程建设监理有限 责任公司 质检员(签字): 旁站监理人员(签字):
年月日年月日 旁站是监理人员控制工程质量，保证项目目标实现必不可少的重要手段。认真贯彻执行旁站监理工作，并对旁站监理作详细的记录，是监理单位的重要工作之一。 一、旁站监理记录工作的重要性 国家建设部的建市[2002]189号、广东省建设厅的粤建管字[2002]97号、佛山市建设局的佛建工字[2002]40号文件都先后发出了关于印发《房屋建筑工程施工旁站监理管理办法( 试行)》的通知，明确规定房屋建筑工程于2003年1月1日起施行施工旁站监理，其他工程的施工旁站监理也可参照该办法实施。 位、房屋建筑工程施工旁站监理，是指监理人员在房屋建筑工程施工阶段监理中，对关键部关键工序的施工质量实施全过程现场跟班的监督活动。根据《房屋建筑工程施工旁站监理管理办法(试行)》规定的房屋建筑工程的关键部位、关键工序，在基础工程方面包括: 土方回填，混凝土灌注桩浇筑，地下连续墙、土钉墙、后浇带及其他结构混凝土、防水混凝土浇筑，卷材防水层细部构造处理，钢结构安装;在主体结构工程方面包括:梁柱节点钢筋隐蔽过程，混凝土浇筑，预应力张拉，装配式结构安装，钢结构安装，网架结构安装，索膜安装。上述这些都是施工难度大，技术要求高，难以检查，出现问题后难以处理的关键部位或关键工序。因此真实、准确、书写工整规范地记录好旁站监理记录，对于每一位监理人员来说至关重要，同时也是工程实施中监理工作的原始记录和最真实的工作依据，是监理档案资料的重要组成部分。回答人的补充 2009-07-03 19:10 二、旁站监理记录的编写方法 (一) 基本情况 包括工程名称、编号、日期及气候、工程地点、旁站监理的部位或工序、旁站监理开始时间、旁站监理结束时间。
水泥搅拌桩质量检验 施工期质量检验 1、桩位：偏差不超过5CM。 2、桩顶、桩底高程：均不应低于设计值，桩底一般应超深10-20CM，桩顶应超高10-50CM。 3、桩身垂直度：不应超过1%。 4、桩身水泥质量：允许每根桩的水泥用量在±25KG范围内调整。 5、水泥标号：按设计要求选用。 6、搅拌头上提喷浆（或喷粉）的速度：提升速度不超过0.5M/MIN。 7、外掺剂的选用：通常有氯化钙、碳酸钠、三乙醇胺、木质素磺酸钙、水玻璃等。 8、浆液水灰比：0.4-0.5。 9、水泥浆液搅拌均匀性。 10、喷粉搅拌均匀性。 11、喷粉到距地面1-2M时，无大量粉末飞扬、污染环境的现象。 12、对基坑开挖工程中的侧向围护桩，相邻桩体要求搭接施工，相邻桩体施工应连续，其施工间歇时间不宜超过8-10小时。
工程竣工后的质量检验 1、标准贯入试验和动力触探。 2、静力触探试验。 3、取芯检验。 4、桩基静载荷试验。 基坑开挖后的质量检验 1、墙面渗漏水情况。 2、桩墙的垂直、整齐度。 3、桩体裂缝的多少和开展程度，缺桩和断桩情况。 4、桩体强度和均匀性。 5、桩体和路面顶梁裂缝开展情况和脱开的程度。 6、桩顶水平位移。 7、坑底渗漏情况。 8、坑底隆起情况。
3.2.2 湿法工艺 3.2.2.1 施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将贮料罐砂浆泵与深层搅拌机接通，开动电动机，搅拌机叶片相向而转，借设备自重，以0.38-0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3-0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动砂浆泵，将砂浆从深层搅拌机中心管不断压入土中，由搅拌叶片泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直到提至地面（近地面开挖部位可不喷浆，做于挖土），即完成一次搅拌过程。用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升，即完成一根柱状加固体，外形呈“8”字形（轮廓尺寸：纵向最大为1.3m，横向最大为0.8m）。 3.2.2.2 施工中固化剂应严格按预定的配比拌制，并应有防离析措施。起吊应保证起吊设备的平整度和导向的垂直度。成桩要控制搅拌机的提升速度和次数，使连续均匀，以控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续。 3.2.2.3 搅拌机预搅下沉时，不宜冲水，当遇到较硬土层下沉过慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。 3.2.2.4 所有使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。 3.2.2.5 当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。
水泥搅拌桩施工记录表 水泥搅拌桩是根据水泥水化的化学机理，通过特制的深层搅拌机械在地层深部就地将软土和水泥强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于软弱地基的处理，对于淤泥质土、粉质粘土及饱和性土等软土地基的处理效果显著，处理后可以很快投入使用，施工速度快；在施工中无噪音、无振动，对环境无污染；投资省。我国长江以南地区，雨水充沛，地下水含量丰富，建筑基础软基处理常见的处理方法就是水泥土搅拌桩。 一、水泥搅拌桩的类型 水泥搅拌桩是一种应用较广泛的地基加固方法，根据水泥水化的化学机理，其施工工艺主要有两种：一种为，先在地面把水泥制成水泥浆，然后送至地下与地基土搅和，待其固化后，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。 二、水泥搅拌桩施工质量控制的重点和难点 水泥搅拌桩止水帷幕的施工质量直接关系到基坑安全及周边环境（道
路、建筑物等）的安全，因基坑渗漏而造成周边道路沉陷或建筑物不均匀沉降的事件时有发生。在“看不见、摸不着”的情况下如何控制水泥搅拌桩施工质量，确保基坑及周边环境的安全，是施工过程中质量控制的重点工作。 1、事前控制 1.1 认真审核施工单位的施工组织设计。根据设计图纸和要求、工程地质资料、JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》的有关要求，仔细审核施工单位呈报的施工组织设计，确定施工方案的可行性。仔细检查进场设备的完好性和上岗人员的上岗证。主要检查桩管长度、桩机功率、桩管提升速率、电脑记录仪、深度测定器及配套设备等，以上条件均须满足施工工艺要求。 1.2 搅拌桩施工场地应事先平整，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。 1.3 水泥搅拌桩应采用合格的水泥。使用前，承包人应将水泥的样品送检，合格后方可使用。