深层搅拌桩施工技术

浅谈深层搅拌桩施工技术

天然地基承载力不能满足设计要求，为了路基的稳定，应采用有效的工程措施，以确保路基具有足够的强度和稳定性，因此，采用深层搅拌桩加固地基，以提高地基承载力是常见的一种施工方法。深层搅拌水泥桩设计桩径、设计平均桩距、设计平均桩长等要根据具体天然地质条件而设定。

一、深层搅拌桩处理软弱土地基的适用范围

作为深层搅拌桩处治软弱土地基，它具有处治软弱土地基施工时间长，工作难度大，工程费用高，处治软弱土地基效果好，检测时间长等特点；它适用于路基土层含水量高、强度低、压缩性高的软弱土，并且该软弱土层厚度深，面积大，在施工期间内，稳定计算安全系数小于1.2的路堤，其主要用在工后沉降不能满足下表要求的路段。

容许工后沉降

工程位置

桥台与路堤

相邻处 涵洞或箱型

通道处 一般路段

高速公路、一级公路 ≤10cm ≤20cm ≤30cm

二级公路

（采用高级路面） ≤20cm ≤30cm ≤50cm

二、深层搅拌桩桩的材料 深层搅拌桩可采用水泥、生石灰粉、粉煤灰等到作为固化剂，其质量应符合规范和设计要求。

1、生石灰

生石灰应为磨细粉，不能受潮，其最大粒径小于2.36mm，石灰应无杂质，氧化钙、氧化镁含量不应小于85%，其中氧化钙含量不应低于80%。

2、水泥

水泥可以采用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥、由于水泥用量偏大，在施工过程中往往试验频率满足不了施工进度的要求，因此水泥应为国家免检产品，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。

3、粉煤灰

粉煤灰化学成分中要求二氧化硅和三氧化二铝的含量应大于70%，烧失量小于10%，也可采用石膏粉作为填加剂，有利于强度的提高。

三、施工准备

1、场地清理

开工前必须进行全面彻底的地场清理，清除非适用于路基土，如果场地填有石质材料或有树根等，应将石质材料和树根全部挖除；如遇水井，可用中粗砂回填，然后进行平整，以便机械在场区内顺利移动和施钻。

2、施工放样

用全站仪放出中心桩号和处理的边桩，然后用钢尺根据图纸要求标出每排的位置，根据图纸要求每排桩位置用钢尺标出每列位置，最后用竹片或小木桩固定桩位，并用石灰粉明示桩位位置，将图纸中桩位位置用电脑制作出图片，标明桩号及每排每列桩位，以便施工中有利于控制。

3、机具准备

对施工机械设备要进行检修，其传动系统，加减压系统，液压系统，固化剂喷射机要能正常工作，钻头直径不能小于桩径，钻杆长度要大于设计桩长加3米，特别是带有自动打印的流量计要有市以上质量技术监督部门进行标定，以保证每米固化剂喷射量达到设计要求。

四、成桩试验

（一）、成桩试验

在深层搅拌桩施工之前，必须进行成桩试验，试验要达到下列要求，并取得技术参数。

1、满足喷入量的各种技术参数，如钻进速度，提升速度，搅拌速度，喷气压力，单位时间喷入量等。

2、确定搅拌的均匀性。

3、掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。

4、根据地层、地质情况确定覆喷范围。

以32.5号普通硅酸盐水泥作为固化剂为例来说明成桩试验，用水泥掺入量分别按50㎏/m、55㎏/m、60㎏/m进行试桩，每种水量用量分别试桩6根，共计18根，准确记录每种水泥用量的桩位和每根桩的施工时间，然后进行开钻，有专人详细记录每根桩的钻进速度，提升速度，喷气压力，搅拌速度等各种技术参数，详细记录每根桩复搅情况及成桩试验是否出现机械故障等。

（二）成桩试验检测

在成桩试验完成后，要对桩进行检测，检测的重要方法有：

1、人工直接观察 基槽开挖后，组织人力把桩头挖出，在施工现场直接进行检查，可以了解桩的成形、桩径、桩顶强度、桩顶质量、桩位偏离等现象。

2、取芯样强度检验 成桩后7天可用轻便触探器对桩进行一般性检查，28天后用钻机对桩身进行取样，制成试块进行无侧限抗压强度试验，用以测定桩的桩体强度。

3、动力触探 用动力触探的方法来确定桩的上部强度情况。

4、反射波测试法 用小锤敲击桩顶，通过桩的振动和反射波来判定桩的整体质量情况。

5、静载试验 用静载试验方法来测定桩的复合地基承载力是否达到设计要求。

（三）试桩总结

通过成桩试验的检测情况，来判定桩的合格率，分析出每根试桩的质量情况，从中挑选出质量较好且又比较经济的试桩，把其用灰量和技术参数作为深层搅拌桩施工的主要依据。

五、施工程序

深层搅拌桩的施工程序流程图如下： 整平场地→施工放样→钻机定位→钻机下沉钻进→上提喷粉、强制搅拌→复拌→提杆出孔→钻机移位

六、施工工艺

（一）喷粉操作方法：

1、对正桩位，调整钻机机身，保证钻杆的垂直度，启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气，开始钻进。

2、钻到设计孔深时，关闭送气阀门，直送加固料。

3、确认加固粉料已到桩底时，提升搅拌钻头，提升搅拌钻头时进行补喷，达到每延米喷浆均匀，且每延米固化剂用量满足设计要求。

4、提升到设计桩顶时，停止喷粉或喷浆。

5、打开送气阀，关闭送料阀，空压机继续工作，搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动2min，以保证桩头均匀密实。

6、进行二次搅拌，搅拌深度至桩底。

7、将搅拌钻头提出地面，停止主电机和空压机，填写施工记录。

8、移动到下一个桩位。

（二）喷浆操作方法

1、水泥搅拌桩开钻之前，应用清水清洗整个管道，检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

2、钻机正转速度下钻进尺控制在1.26-1.86m/min之间；下钻喷浆量控制在40.10-49.26 l/ min；反转喷浆时，喷浆提升速度应控制在0.6-1.0m/min；提升喷浆量控制在19.22-26.93l/ min；钻机主电机电压控制在360v-390v之间；电流控制在60a-90a之间。

3、严格控制水灰比，根据技术规范和试桩结果，水灰比选用0.5-1.0之间较适宜。水泥浆制备时，搅拌不得少于3min，连续制备水泥浆时，应按水灰比同步进行，制备好的水泥浆不得离析，泵送必须连续，备浆数量不少于一根桩用量加50kg。

4、泵送水泥浆在泵出口处压力应保持在0.4—0.6mpa，并使搅拌提升速度输浆速度同步即水泥浆喷出速度32-47l/min，泥浆泵压力表必须经计量部门校验后使用。

5、水泥搅拌桩施工应采用二喷四拌工艺。第一次下钻时为避免堵塞管道可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提升时一律采用低档操作，复拌时可提高一个档位。每根桩的正常时间不少于四十分钟，喷浆压力不小于0.4mpa，并使搅拌速度于输浆速度同步。

6、施工时严格控制喷浆时间和停浆时间，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。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

7、现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：①施工桩号、施工日期、天气情况；②喷浆深度、停浆标高；③灰浆压力、管道压力；④钻机转速；⑤钻进速度、提升速度；⑥浆液流量；⑦每米喷浆量；⑧复拌深度。

8、为了确保深层搅拌水泥土桩施工质量，根据技术规范要求，确定合理的喷浆时间、喷浆压力，钻进及提升速度和水泥用量等技术参数，进行水泥搅拌桩施工，使其满足图纸设计要求和水泥搅拌桩质量。

七、注意事项

1、施工设备的固化剂发送器必须配置计量装置，严禁无固化剂发送器计量装置的发送器使用，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。

2、储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量。

3、严格控制喷灰标高和停灰标高，不得中断喷灰，确保桩体长度。

4、施工中若喷灰量不足，实行整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计用量。

5、严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。

6、在施工过程中若因故停电或机械故障原因中断喷灰时，应在12小时内复搅复喷，且二次复搅复喷搭接长度不小于0.5米。

7、桩身施工时，应采用中速或低速钻进或提升钻头。