深层搅拌复合地基处理

水泥深层搅拌桩工法

（JSGF10-2002）

1、水泥深层搅拌桩技术的特点

1.1适用范围广。水泥深层搅拌桩技术适用于淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉土等软土地基，目前在粉砂土地基中最大施工深度达19米。

1.2处理可靠，渗透系数小。采用双排梅花型的布置形式，处理更加可靠，水泥土28天龄期的抗渗系数小于a*10-7cm/s。

1.3施工机具简单。所用的施工机具比较简单，目前市场上有生产。

1.4充分利用软土。由于利用深层搅拌机就地将土体和水泥固化剂强制进行搅拌，充分的利用软土，避免了大量挖掘和弃土。

1.5对周围环境无污染。在加固过程中对周围土体无扰动，施工时无振动、无噪间，对周围环境无污染。

1.6节约资金。与目前常用的混凝土地下连续墙、地下喷浆等防渗技术相比，处理费用低廉。

2、水泥深层搅拌桩技术原理与基本性能。

2.1深基坑开挖以后，地下水形成一定的水位差，使地水由高处向低处渗流，在渗流的作用下，基坑底部出现渗透不稳定时，往往会发生基底隆起或产生流砂。在饱和软粘土中会产生流土，在砾石土层中则由于其中的细颗粒流走而产生管涌现象。这些渗透不稳定现象的出现，会危及基坑的安全。

2.2水泥土搅拌桩工艺是采用深搅桩机械钻进、喷水泥浆并强制与土搅拌而形成柱状固体，通过水泥水解、水化反应所生成的水泥水化物与土颗粒发生离子交换、团粒化作用、碳酸化反应以及硬凝反应等一系列物理椈 Х从Γ 纬删哂幸欢ㄇ慷群退 榷ǖ乃 嗉庸掏痢?

2.3水泥深层搅拌桩技术是采用水泥土搅拌桩工艺，通过严格控制单制单桩的桩位、桩位、垂直度，临桩的搭接时间、搭接质量，以及相临施工段的搭接，形成连接的水泥加固墙体，渗透系数很小，应用于深基坑的防渗维护。

2.4水泥土的强度及渗透系数取决于被处理土的性质和加固所使用的水泥品种、标号、掺入量等。水泥土的抗压强度随着水泥掺入量的增加而增大，渗透系数随着水泥掺入量的增加而减小。工程常用的水泥掺入比为7%~15%，其强度标准值宜取试块90天龄期的无侧限抗压强度，一般可达500~3000Kpa。28天龄期的渗透系数一般小于a*10-7cm/s。

3、设计要点

3.1技术指标

抗渗系数及抗压强度

3.1.1根据资料：水泥掺入量7~15%，水灰比0.8~2.0的水泥土的28d无侧限抗压强度一般可达0.5~3.0MPa，弹性模量一般在10-4MPa，渗透破坏比降不小于200。

3.1.2为了符合现场的实际情况，必须取样进行加固土的配合比试验。

3.1.3另外考虑试验室与现场施工的差异，现场施工配合比建议加大掺量1~2%。

3.2结构布置

3.2.1墙体最小厚度

防渗墙厚度按下式计算取值：δ=ΔH/[J]

试中：δ棗最小防渗墙厚度（m）

ΔH棗防渗小头差（m）

[J]棗设计允许破坏坡降（一般取渗透破坏比降的1/2）

墙厚的取值必须考虑施工可能造成的允许偏差，最小墙厚一般不宜小于300mm。

3.2.2布置形式

3.2.2.1现场必须进行工艺试桩，以确定适宜的布置形式。首选方案采用双头深搅桩，以减少搭接接缝，加强防渗墙的整体性。布置图如下（按桩径70CM示意）：

3.2.2.2如现场土质复杂，或为了适应在深度的施工要求，可以减小钻头直径或改为单头深搅桩，为了保证墙体的防渗性能，建议按照双排梅花型布置，布置图如下（按桩径60CM示意）：

3.2.3桩长

桩顶标高根据现场条件确定，施工平台必须布置在距地下水位以上大于50CM，桩底高程根据基坑边坡的抗渗安全计算确定。

4、施工工艺

4.1施工机械

设备名称 型号规格 动力（KW） 数量（台）

钻机 SJB 37 4

灰浆机 HB6-3 2 4

拌浆机 SJB-Ⅱ 2 4

高压泵 L-200型 8 4

4.2施工工艺流程

水泥土搅拌桩施工时，水泥浆是通过钻机空心钻杆用压力送至钻头处侧向喷嘴喷入软土中。喷嘴的运动轨迹是由钻杆的自转和提升的直线运动复合而成的螺旋线，喷出的水泥浆不可能与土充分拌合，必须进行复搅。复搅次数的多少，直接关系到桩体强度，同时也影响到施工工效和工程造价。

搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次搅拌、三次喷浆”工艺，主要依据土质情况及施工深度而定。一般土质较软，施工深度较小时，可用前者。反之可用后者。 一般的施工工艺流程如下：

4.2.1就位

深层搅拌机开行到达指定桩位、对中。当地面起伏不平时应调整机架的垂直度。

4.2.2预搅下沉

深层搅拌机运转正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度控制在0.8m/min左右。

4.2.3制备水泥浆

深层搅拌机预搅下层到一定浓度后，开始拌制水泥浆，待压浆时倾入集料斗中。

4.2.4提升喷浆搅拌

深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，此后边喷浆，边旋转、边提升深层搅拌机，直到设计桩顶标高。此时应注意喷浆速度与提升速度相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀分布。搅拌提升速度一般应控制在0.5m/min。

4.2.5沉钻复搅

再次沉钻进行复搅，复搅下沉速度可控制在在0.5m/min~0.8m/min。

如果土质较密或因桩长较长（12m以上）在提升时不能将应喷入土中的水泥浆全部喷完时，可在重复下沉搅拌时予以补喷，即采用“二次搅拌、三次喷浆”工艺，但此时仍因注意喷浆的均匀性。第二次喷浆量不宜过少，可控制在单桩喷浆量的30%~40%，由于过少的水泥浆很难做到沿桩长均匀布。

4.2.6重复提升搅拌

边旋转，边提升、重复搅拌至桩顶标高，并将钻头提出地面，以便移机施工新的桩体。至此，完成一根桩的施工。

4.2.7移位

开行深层搅拌桩机至新的桩位，重复以上步骤，进行下一根桩的施工。

4.2.8清洗

当一施工段成桩完成后，应及时进行清洗。

深层搅拌桩机施工时，每台班需11人左右，其人员配备如下：

岗位 班长 操作工 司泵工 拌浆工 供料工 机修工 电工 记录

人员（人） 1 2 1 2 2 1 1 1

4.4施工注意事项

4.4.1对将要进行深层搅拌法施工的场地事先硬加以平整。彻底清除地上、地下和空中的一切障碍。场地低洼时，应回填粘性土料，不得加填杂填土。如果地表过软时，应采取防止施工机械失稳的措施。

4.4.2正式施工前，必须在施工现场进行工艺试验以确定合理的施工技术参数：柱径、布置形式、下沉速度、提升速度、喷浆压力等。还应掌握一根桩的设计用浆量是一次或两次提升均匀喷完，来高速搅拌提升速度，使水泥浆沿桩水均匀分布。

4.4.3施工中实际使用的固化剂和外加剂，要经过加固土室内试验的检验事方能使用。固化剂浆液需严格按照预定的配合比拌制，制备好的浆液不得离析。浆液倒入集料理斗时应加筛过滤，以免浆内结块损坏泵体。泵送浆液必须连续，一旦因帮停浆，要立即通知操作工，严防断桩。

4.4.4搅拌机预搅下沉时，应尽量避免冲水，采用输浆管冲水下沉的桩，喷浆提升前一定要浆输入管内的水排干净。另外预搅下沉时，只能下沉切土，而不能喷浆或喷水，否则影响成桩质量。

4.4.5施工中如果提升困难，可以考虑采取将钻头下排叶片适当减短，或者加大钻杆的直径等措施。

5、质量要求

5.1桩位控制

严格进行定位控制，要求桩位偏差小于1CM。

5.2垂直度控制

每次开钻之前，钻机就位后，检查钻杆垂直度，垂直度偏差要求小于0.25%。

5.3桩间搭接的控制

5.3.1桩径

每根桩开钻前检查钻头直径，要求偏差小于5mm。

5.3.2搭接时间

相临桩成桩时间间隔要求控制在16小时以内，以保证有效搭接。如超出16小时，采取补桩或增加水泥用量等措施进行处理。

5.4喷浆量的均匀性的控制

5.4.1喷浆量的喷浆是否均匀将直接影响水泥土搅拌桩的质量，因而是施工的关键。喷浆量、均匀性的控制，主要控制钻机提升速度和喷浆压力。

严格按照前期工艺试验总结的技术参数，控制喷浆提升速度和喷浆压力。

6、加固质量和效果的检验

水泥土搅拌桩的质量可用开挖、取样，钻取岩芯等方法进行。

6.1开挖、取样：开挖搅拌桩实体，观察桩体直径、外形及搭接情况，切割桩体截面，观察搅拌均匀程度；凿取一段桩体，加工成立方体试块，进行抗压强度试验。

6.2钻取岩芯：一般在成桩72小时以后，使用钻机，钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度。

6.3在防渗墙两侧2M，每20M距离对称布置一口测压井，定期测量井内水位。可以检验防

渗的防渗效果，方便、直观。以便出现异常情况确定问题的范围，及时予以压浆或补水处理。

控制总水泥用量好了.

5.2.4.22. 水泥搅拌桩监理要点：

（1）定位放线：严格按照图纸，复核桩位，监理人员要核查放线、复核用钢尺、仪器的鉴定证书；钻机要求配备电脑控制装置，随时能把数具打印出来，在验工计价时要把所有数据附上，否则，拒绝计量。

(2)开工前上报专项方案，所有搅拌桩编好号，第二天上报前天完成桩的原始记录和电脑打印资料。

（3）钻机就位后督促施工单位控制好水平与垂直度，开钻前测量钻杆长度、直径、垂直等；水泥桩直径50cm，材料用普硅42.5级水泥。

（4）控制好试桩，在试桩过程中确定本工程每根桩成桩时间、钻头提升速度、水灰比等，依此控制其它桩的施工。

（5）钻进过程分为第一次钻进，提升，第二次钻进，提升。在钻进过程监理人员主要控制钻进深度、水泥用量。本工程水泥搅拌桩桩长12m，控制时在钻杆上和钻架上比较容易观察的地方相对作出标志，保证钻深12m；每根桩每米用水泥53kg，本工程采用用散装水泥，水泥使用前先称出空车重量，然后称出100kg水泥，作好标志，依据标志计量水泥重量。料桶一次加料水泥用量为一个喷料过程的水泥用量稍多一些，一个桩两料桶水泥浆。要求钻机提升速度控制在1m/min以内，且转速不小于60转/分，喷入量不足时应补喷，补喷搭接长度不小于1米。

（6）质量控制：水泥搅拌桩采用轻便触探检测，检测时水泥搅拌桩龄期为7天，检测总量为水泥搅拌桩总数的3%，轻便触探锤击数W〉30击，轻便触探检测深度—1.5M。

深搅桩施工技术方案

一、施工准备

原地面整平：人工配合推土机将原地面整平，清除地下一切障碍物，场地低洼处回填粘性土找平，压路机稳压；

二、施工放样

根据施工图设计及绘制的桩位图，由测量班用测距仪放出控制桩位，施工队技术员根据桩位图用钢尺量距，定出每根桩桩位，打上竹钉，点上白灰，桩位偏差不得大于±5cm。放样后报请监理工程师复核。合格后施工。

三、 施工参数

经试桩，确定如下施工参数：

钻进速度 V

提升速度 0.6 m/min

复搅速度 V

喷浆时管道压力 0.2MPa

复搅时管道压力 0.1MPa

每米水泥用量 55Kg/M

四、工艺流程

（1）、搅拌机械运至工地后，先进行安装调试，待转速与空压正常后，再开始就位，进行机架对中，以水平尺调平转盘，并在机架相互垂直的两个方向悬挂垂球和度盘。保证钻杆垂直于地面，确保垂直度偏差不大于1.5%。

（2）、专人负责送灰，并检查进场水泥质量，合格品入库并加入灰罐，不合格品予以报废，清理出场。

（3）、打开送灰阀门，打开气路阀门，开动钻机，启动空压机，缓慢打开气路调压阀。以V≤1.2m/min，气压力读数0.15Mpa进行钻进。下钻至地面下50CM时，开始送灰。

（4）、钻进至设计标高后，关闭气路阀门，继续开启送浆阀门，反转提升，从桩底向上继续喷浆，同时边搅拌边提升，钻头提升至地面以下0.5m时停止喷浆，重新复搅下沉至桩底后再搅拌提升至地面以下50cm处。提升速度为0.6m/min≤V≤0.8m/min，喷浆管道压力0.35Mpa，。

（5）、关闭送浆阀，打开供气阀，钻机正转下沉复搅，复搅速度V=1.0m/min。

（6）、钻头提离地面0.5m，减压放气后移位。

（7）、关闭电源，移动设备，重复以上步骤；

（8）、其它机械参数：搅拌转速r=45转/min；钻进、复搅、提升时管道压力0.15MPa；喷浆时管道压力0.35MPa。

工艺流程框图（后附）

五、质量控制要点

1、施工前场地要求清表、平整，低洼处按要求回填。

2、使用前标定每台深搅桩机电流表、压力表、流体计量装置，确保正常工作。

3、桩位以木桩或竹签标定，桩顶涂5cm红油漆，石灰标明。钻孔前应先复核桩位。

4、施工深度以打入持力层50cm为准。

5、喷浆时，如因故堵管，则必需复打， 复打重叠孔段应大于1m以上。

6、严格控制喷灰量50kg/m，不小于设计。

7、复搅时全程复搅。如遇复搅困难，采取分段复搅。

8、深搅桩与钻孔桩桩位间预留的净间距不小于0.5m。

9、钻头直径定期检查，以保证成桩直径。

10、对含水量较高的软土，深搅桩成桩时会出现“空洞”现象，此时应及时回填粘土，喷浆搅拌，进行接桩。

六、质量检验

1、施工中随时检查喷浆量、桩长、复搅深度以及是否进入硬土层中，有无异常情况，并做好施工过程记录。

2、深搅桩成桩七天后，由机组开挖，项目部检查，观测桩体成型及搅拌均匀程度、桩径、桩距。二十八天后钻芯取样检测桩身强度。

3、检验标准如下表：

检查项目 允许偏差 检验方法、频率

桩距（cm） ±5 抽查2%

桩径（cm） 不小于设计 抽查2%

桩长（cm） 不小于设计 查施工记录

竖直度（%） >1.5 查施工记录

单桩喷粉量（kg） 不小于设计 查施工记录

桩体无侧限抗压强度（Mpa） ≥1.2 抽查2%

深层搅拌桩的质量控制

深层搅拌桩地基即水泥土搅拌桩地基，是复合地基的一类，它利用搅拌装置将水泥浆或水泥与土充分搅拌，硬化后形成水泥土来提高地基的承载力。

水泥土搅拌桩一般有干、湿两种，它的分类是通过施工时注入水泥的方法是干喷还是湿喷而加以区别，在GB50202-2002中就未加区别，但对两种方法的质量均应从严控制。至于采用何种类型，主要由设计根据其地质情况，特别是土的种类确定。如我所在的地区，用干喷方法较多，且质量也很稳定，但有些地区，用到深层搅拌桩的就很少。

搅拌桩除用于房屋建筑的地基外，目前还较多地用于围护结构，我们曾监理过一个工程，地下室底板深5.6m，南侧为一四层建筑，距离地下室外墙4m，东侧有一河流，距离6-8m。施工前我们监理建议采用搅拌桩围护，桩深8.5m，三排交叉梅花布置。建议采用，结果非常成功。

对水泥土搅拌桩用于地基处理的质量控制，我认为可分三个方面进行控制。

1、事前质量控制：

⑴、检查水泥及外加剂的质量：通过检查其进场的合格证及复验报告，着重检查水泥的安定性及强度。

⑵、检查桩位的定位。一是检查桩的定位记录，二是现场测量，检查桩在定位时有无偏差，并查验有无漏标的桩位。此项检查时应根据工程的具体情况注意检查方法，否则其工作量很大。

⑶、计量装置的校核。这主要是指水泥浆流量计及其他相关计量器具的检查，此是关键检查。一是查是否有近期校验报告，二是实际称量。

⑷各种设备的完好性。主要是保证施工后能保证连续性，在进场安装结束后进行一次试运转。

2、施工中的控制

施工中的质量控制，主要就抓住几个主要的方面。

⑴、水泥用量。水泥用量主要根据设计确定的参数控制，桩施单位也经常在方面做些文章。控制的方法是：一是在施工中应一直旁站，定时和不定时的检查流量计；二是控制水泥浆的水灰比，此项直接关系到水泥用量，同时检查外加剂掺量；三是每天检查水泥总耗用量，核查每根桩的实际水泥用量。

⑵、桩位及标高控制。相对而言，桩位及标高的控制较易，在旁站过程中注意观察即可，但应注意停灰点位置，防止上部桩头部位停灰过早，造成桩顶质量差。

⑶、提升速度的控制。一般机头提升速度应控制在0.5m/min以内（规范规定），也可放宽到0.8m/min，但应确保机头提升速度的均匀，水泥浆液的压力稳定，防止桩体出现夹心现象。

⑷、垂直度的控制。因现场作业条件的限制，如场地的平整等，使得此点在实际工作中控制较难。一般我们采用的方法是在桩身中心处做上红色标记，并在其上挂5Kg铅锤（纵横两个方向），在桩身移动至下一桩位时，根据铅锤与中心线的重合情况，观察控制其垂直度。

3、施工后质量检查

施工后的质量控制检查主要包括实体质量检查及资料整理。

实体质量指标检查的主要依据是设计文件。主要有桩体强度及桩间土无侧压强度，应请有资质检测单位做相关的如水泥土强度、触探、静载试验等，试验方法按相关规范要求。试验时主要注意试验过程中应坚持旁站，如做触探试验应注意时效性。施工完毕后相关资料应及时归档。