深层水泥搅拌桩施工工艺标准

深层水泥搅拌桩施工工艺标准1适用范围深层水泥搅拌桩适宜于加固较深厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水率较高，塑性指数较低，土性较差且地基承载力不大于120kPa的粘性土地基，对超软土效果更为显著。加固深度通常超过5m，最大加固深度可达60m。2编制主要应用标准和规范2.1中华人民共和国国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-20012.2中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-20022.3中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20022.4中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-20023施工准备3.1技术准备3.1.1依据地质勘察资料进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥加固掺入比，确定搅拌工艺。3.1.2依据设计图纸，编制施工方案，做好现场平面布置，安排施工进度，布置水泥浆制备的灰浆池，有条件时将水泥浆制备系统安装在流动挂车上，便于流动供应，采用泵送浇筑时，泵送距离宜小于50m。3.1.3测量放线，定出每一个桩位。3.1.4施工前应标定搅拌机械的灰浆输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数。3.2成桩试验水泥搅拌桩施工前必须进行成桩试验，成桩试验应达到下列要求并取得以下技术参数:3.2.1检验室内试验的水泥土的配合比，是否适用于现场。3.2.2满足设计水泥用量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量等。3.2.3检验桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求，即28d在龄期的强度不低于1.0MPa。3.2.4检验单桩允许承载力和双桩允许复合地基承载力（28d）能否分别达到150kPa和300kPa。3.2.5检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。3.2.6掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。3.2.7根据地层、地质情况确定复喷范围，成桩工艺性试验桩数各施工段落不少于5根。3.3机具准备水泥搅拌桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常作业。机械和设备如下：深层搅拌机、灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、控制柜、自动记录喷浆量设备、其他辅助设备等。3.4材料准备3.4.1水泥:所购置水泥应是国家免检产品，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥，一般采用C32.5级普通硅酸盐水泥。3.4.2外加剂:根据工程需要，选择具有早强、缓凝、减水、节约水泥用量等性能的外掺剂，纯净的生石膏粉作为选用的外掺剂，掺入量宜为水泥用量的2%～3%，要求生石膏粉通过0.075mm方孔筛的量大于85%。若采用其他的固化剂，必须对产品的质量进行全面的检测，并作室内配方的比较、试验，确定证明其性能较水泥优越，或性能与水泥相当且成本低，污染程度小时方可使用。3.4.3配合比:深层搅拌的浆液以32.5级普通硅酸盐水泥为主配制，一般情况下，水泥用量为水泥湿土重的12%～15%，水灰比0.45～0.50。3.5作业条件3.5.1场地准备：清除地表的杂草、树根、耕植土等，填前翻松20～30cm，掺石灰5%拌和均匀后整平并压实至87%，并形成不小于2%的外向横坡。在路基外侧开挖临时排水边沟，保证施工期间的排水。临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用，在施工期间不能长期积水。根据设计文件和施工组织计划的要求，确定合理可行的施工顺序。3.5.2清理现场地下、地面及空中障碍物，以利施工安全。3.5.3劳动组织：每台深层搅拌机械组由12人组成。4施工操作工艺4.1工艺流程(a)(b)(c)(d)(e)(f)清表整平测量放线确定桩位桩机就位对中预搅下钻并喷浆底部搅拌喷浆、间歇后提钻按设计水灰比制备水泥浆液喷浆提钻至规定高程、停喷全程复搅上下各一次提杆出孔、桩机移位、进行后续桩体的施工图1深层水泥搅拌桩工艺流程(a)定位下沉(b)深入到设计深度(c)喷浆搅拌提升(d)原位重复搅拌下沉(e)重复搅拌提升(f)搅拌完成形成加固体图2深层搅拌机配套机械设备及布置1、深层搅拌机2、履带式起重机3、工作平台4、导向架5、进水管6、回水管7、电缆8、磅称9、搅拌头10、输浆压力胶管11、冷却泵12、贮水池13、电气控制柜14、灰浆泵15、集料斗16、灰浆搅拌机4.2操作方法4.2.1浆液配制与输送搅拌的浆液以32.5级普通硅酸盐水泥为主配制，水泥一般设计用量为60Kg/m（施工水泥用量应通过室内试验和成桩试验确定）,桩身设计的无侧限抗压强度为R90=2.0MPa，抗压强度R28≥1.0MPa。配制与输送：搅拌灰浆时，应先加水，根据施工配合比按水泥、减水剂、石膏顺序投料，用砂浆搅拌机将水泥浆充分拌匀，每次灰浆搅拌时间不得少于4min。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。集料斗的容量一般为0.2m3，就可以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。浆液进入储浆罐中必须不停顿搅拌，以保证浆液不离析。水泥浆由挤压式灰浆泵压入内径为φ32的胶管送到深层搅拌机的钻杆内，最后射入搅拌叶的出浆口。4.2.2深层搅拌施工水泥搅拌桩采用“两喷四搅”法施工：湿喷桩机第一次下钻时喷出总浆量的20～40%，第一次提钻时喷出设计的剩余浆量，即两喷；全过程四次搅拌，即四搅。1、测量放样按设计桩位进行放样编号，以便顺序施工。机械安装、调试、待转速、空压正常后，开始就位；钻机就位后用塔架将搅拌机吊至设计指定桩位，搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位。2、带浆下钻在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，搅拌机钻头下沉至设计深度后，停留搅拌喷浆约1～2min，搅拌头自桩底反转，继续喷浆，钻头提升至地面以下0.25m。3、复搅第二次钻进不喷浆，重新复拌下沉至桩底后，以同样的方式反转钻头提升至地面以下0.25m,此桩完成作业，然后移机到下一桩位施工。4、下钻和提钻速度湿喷桩机下钻和提钻速度是控制喷浆量的关键因素，由试桩确定，一般钻进速度≤1.0m/min。钻头到达桩底后搅拌喷浆1-2min，间歇后提钻，确保底部有足够的灰量，提钻速度≤0.8m/min。5、湿喷桩机钻杆下沉或提升的时间应有专人记录，时间误差不得大于5s。当复搅发生空洞或意外事故（如停电、灰管堵塞等）而影响桩体质量时，钻机提升后应立即回填素土，进行重新喷浆复搅，在12h内补救施工，其搭接长度不小于1.0m。4.2.3水泥搅拌桩成品检测、验收1检测桩的确定：1）检测桩的成桩龄期一般应达到28d。在特殊情况下，可申请进行14d龄期的检测.龄期小于28d的桩，所测强度值不换算为28d龄期强度，直接采用实测强度进行桩体质量判定；龄期超过28d的强度须折算成28d强度，每超过一天实测强度折减1%，最多折减50%。2）检测单位根据施工单位及监理单位提供的桩位图和施工纪录等资料，随机选定检测桩。2芯样描述现场技术人员应通过钻进过程和标准贯入试验判断桩身强度及桩体连续性，同时观察标贯器中水泥土搅拌的均匀程度、成桩状态以及端承情况，并判断桩长。描述内容包括：1)芯样性质：土/水泥土/水泥2)颜色：灰色/灰黑色/黄色等3)状态：流塑/软塑/可塑/硬塑/坚硬4)搅拌均匀性水泥芯样描述标准搅拌均匀性现场取芯情况搅拌均匀水泥土搅拌纹理清晰，无水泥粒块搅拌不够均匀水泥土搅拌纹理不连续，含水泥粒块且颗粒直径2cm搅拌不均匀水泥土无搅拌纹理，夹水泥块或较多水泥富集块，且水泥土结块颗粒直径2cm3评分标准28d龄期上部计分标准硬度或状态标准贯入度无侧限抗压强度硬度记分击数记分强度R（MPa）记分坚硬-稍硬100≥23100≥0.55100硬塑7517750.375可塑506500.0650流塑-软塑0600.06028d龄期下部计分标准硬度或状态标准贯入度无侧限抗压强度硬度记分击数记分强度R（MPa）记分坚硬-稍100≥18100≥0.5100硬硬塑7512750.2575可塑505500.0450流塑-软塑0500.040总体评价：1)上部应达到75分以上，下部应达到60分以上，否则判为不合格桩。2)各检测桩根据综合得分按以下标准分为四级：100-90分为优，89-80为良，79-67.5分为合格，67.5分为不合格。4.3施工控制及注意事项1钻机必须配置喷入计量装置，并定期标定（每生产1万米搅拌桩后重新标定），严禁无喷入计量装置的钻机投入使用，并记录瞬时喷浆量和累计喷浆量。浆液罐容量应不小于一根桩的用灰量加50㎏，当上述重量不足时，不得开始下一根桩的施工。2严格控制喷浆标高，中间不得中断喷浆，确保桩体长度；严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。3施工中若发现喷浆量不足，由监理选择在该桩位附近位置进行补桩。4桩体施工时，应采用中—低速档钻机和提升，切勿采用高速档快速钻进和提升。5压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。6严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。7控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。8在成桩过程中，凡是由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉0.5m后再继续成桩。9相邻两桩施工间隔时间不得超过12h（桩状）。10确保壁状加固体的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度时，原则上每一施工段要连续施工，相邻桩体施工间隔时间不得超过24h（壁状）。11考虑到搅拌桩与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此通常还可以对桩顶板-1.5M范围内再增加一次输浆，以提高其强度。12在搅拌桩施工中，根据摩擦型搅拌受力特点，可采用变掺量的施工工艺，即用不同的提升速度和注浆速度来满足水泥浆的掺入比要求。在定量泵条件下，在软土中掺入不同水泥浆量，只有改变提升速度，通过提升速度检测仪检测。13施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。14所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。15搅拌机提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，并应有专人记录。16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。17避免工程质量通病①深层搅拌机应保持垂直，要注意平整度和导向架垂直度。②深层搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。③水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛，为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才浆水泥浆倒入料斗中。④要根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌。4.4施工中常遇见的问题及控制方法4.4.1水泥土的搅拌不均匀深层搅拌桩，桩身水泥土的强度及质量好坏，取决于搅拌水泥土的均匀程度，所以施工搅拌桩前，首先分析场地、地质条件。粉质粘土、粘土的内聚力相对较大，粘性较强,按常规施工，搅拌水泥土的均匀性较差。有水泥、粘性土的分离现象，钻头上易产生土球，采取增加钻头叶片或钻头加长和上下叶片距离加大的处理措施。另外，根据情况可采取增加一次重复搅拌来提高水泥土的均匀性。在淤泥质土类，含水量较大，与水泥浆的融合性略差，也会产生水泥土的搅拌不均匀性，存在水泥土的分离现象，水泥土的强度偏低。一般情况下采取增加水泥用量、水泥浆的浓度及重复搅拌来提高搅拌桩的成桩效果。4.4.2土质不均匀及障碍桩的处理当施工区域有建筑垃圾、老宅地基、河道等情况时，根据地基报告，划分区域，一般采用的处理方法是较浅时，利用人工清除,素土回填，较深时，通过设计单位同意，对邻桩加强或在周边补桩。在施工中遇硬土层，一般处理方法是改进钻头工艺，对最下部叶片增加一定间距的排爪，增加钻机的配重及钻头的压力。也可适量冲水，但冲水会对桩身强度有影响,一般慎重采用。4.4.3漏