水泥搅拌桩处理深厚淤泥技术应用及质量控制

水泥搅拌桩处理深厚淤泥技术应用及质量控制

唐昌意

唐昌意（珠海市规划设计研究院，广东珠海519002）

摘要：随着道路建设标准逐步提高，对道路工后沉降的要求更严，水泥搅拌桩处理深厚淤泥技术在不断的发展，合理的设计和严格的施工质量控制是水泥搅拌桩处理深厚淤泥成功的保证。

关键词：水泥搅拌桩；深厚淤泥；技术应用；质量控制

珠江三角洲地区位于珠江入海口，地层中分布有深厚的软弱淤泥层（淤泥厚度约10~30m），淤泥性质表现为低强度（50kPa）、高压缩性（压缩模量1.5MPa）高灵敏度、高含水量（65%~75%）、流塑、欠固结等特征。针对该性质的淤泥，宜优先采用排水固结法处理，对建设场地周边存在重要建筑物时，采用排水固结法处理会产生较大的沉降，引起建筑物开裂或倾斜，影响建筑物的使用性能。经综合分析，对于处理深度≤15m的场地，采用水泥搅拌桩处理是技术可行经济合理的。

本文所提的水泥搅拌桩为湿法水泥搅拌桩。合理的设计和施工过程质量控制是水泥搅拌桩处理深厚淤泥成功的前提。

1水泥搅拌桩设计

1.1地质条件的认识。开始设计之前，应详细研读地质勘察报告，了解土层的分布、土层的物理力学性质指标、淤泥的性质等，同时应对建设场地进行现场踏勘，了解地形地貌。

淤泥顶面上无填土、淤泥有机质含量较高、地下水偏酸性且含有对水泥有腐蚀的物质时，水泥搅拌桩应慎用。

1.2水泥搅拌桩处理淤泥的可行性。在建设场地范围内取淤泥原状土，按设计文件要求的水泥掺量（也可采用不同的水泥掺量做对比）配置水泥土试块，尺寸为70.7mm的立方体；在标准养护条件下养护，测定水泥土试块7天、14天、28天、90天无侧限抗压强度。了解水泥土的强度增长规律及应力应变参数，根据近些年水泥搅拌桩应用经验，一般认为90天立方体无侧限抗压强度≥2.25MPa时，说明水泥与淤泥结合性好，水泥搅拌桩处理淤泥在技术上是可行的。

1.3水泥搅拌桩设计。水泥搅拌桩处理深厚淤泥设计时应考虑未完成自重固结的素填土和欠固结淤泥的负摩阻力作用。以往对负摩阻力的认识不足，造成一些项目处理后沉降仍较大。在计算单桩承载力时，未完成自重固结的素填土和欠固结淤泥层应考虑其负摩阻力作用。且桩端宜进入相对硬层。

由于淤泥性质比较差，为了保证桩身的强度，水泥含量不宜太少，根据近些年室内立方体无侧限抗压强度试验和试桩检测结果，对于竖向承载的搅拌桩，水泥含量宜≥18%。沉降计算时，复合地基压缩模量若按照规范取值往往偏高，偏不安全，压缩模量应根据大量的检测资料分析统计确定。桩顶上覆土厚度应满足形成土拱的条件，使上部填土和使用荷载大部分分配到桩体上，形成桩体受力大，桩间土受力小的受力状态，从而协调变形。当填土厚度不能满足时，应采用较硬的碎石垫层+土工格栅的措施调节受力状态。

1.4试桩与试验段。大面积施工之前，应选取具有代表性的路段进行试桩，根据试桩的实际情况确定施工工艺及施工参数，试桩结束7天后，对桩头浅层开挖，观察成桩是否均匀，桩径是否满足设计要求。成桩28天后，对搅拌桩进行检测，检测项目包括单桩承载力，复合地基承载力和现场取芯测定无侧限抗压强度，检测项目可根据各地方检测习惯有所区别。根据单桩承载力检测的应力应变曲线推算桩体的压缩模量，根据复合地基承载力检测的应力应变曲线推算复合地基压缩模量。根据近些年经验一般认为现场取芯无侧限抗压强度≤0.5MPa，说明成桩质量不理想，搅拌桩应慎用。通过检测数据来验证设计参数是否合理。

试桩结束后，应选择具有代表性路段进行先导性试验段施工，进一步验证设计参数的合理性、施工的可行性，通过试验段所得的试验数据，确定各项检测指标。

2施工质量控制

2.1搅拌。搅拌钻杆转速不小于45转/分；提升及下沉速度不大于1.0米/分钟；搅拌叶片设置六片，交错布置。

2.2制浆。按设计水泥掺入量及水灰比制备水泥浆并测定其比重，每罐浆液制备均应有记录。水泥浆液要严格按配合比拌制，不得离析，超过3小时的浆液不得使用，浆液送到集料斗时应过筛过滤，防止堵塞喷嘴。每台搅拌机必须配备“水泥浆流量自动记录仪”，并在流量自动记录仪正常工作的条件下进行施工，每根桩施工完应保留流量记录小票。

2.3处治。一旦断浆，必须补浆，且与断浆处搭接长度不少于50cm，保证成桩的连续性。相邻搭接桩施工间隔不得超过6小时。

2.4桩平面位置偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

2.5桩机功率。为了保证搅拌的均匀性，施工用的搅拌桩机功率宜为45~55kW。

2.6施工工艺。水泥搅拌桩成桩质量的好坏与搅拌桩的搅拌均匀与否有关，保证搅拌均匀的有效措施是增加搅拌次数，施工工艺宜采用六搅三喷或六搅六喷。

2.7保护措施。水泥搅拌桩施工完毕，其强度达到设计要求之前，应采取保护措施，禁止大型的机械设备在周围活动，防止对其强度产生影响。

3现场质量监督

3.1水灰比与设计的符合性检验。按照设计的水灰比，经计算得出水泥浆液的计算密度，根据搅拌容器的体积计算所需要的水泥用量，水泥浆搅拌结束后应测定其密度是否与计算密度接近，若浆液密度过大过小，均说明浆液搅拌不均匀，应增加搅拌时间直至所测密度与计算密度基本接近。打开搅拌罐阀门，将水泥浆放入储浆罐时若过滤筛上水泥块过多时，应在配置下一罐浆时增加搅拌时间。浆液放入储浆罐后应不间断的搅拌，在开始喷浆之前再次测定储浆罐的水泥浆密度，若浆液密度比计算密度小较多时，说明水泥浆已沉底离析了；若浆液密度与计算密度接近时，说明配浆水灰比满足设计要求。

3.2施工机具检验。查看施工机具是否运行正常，施工机具的功率是否满足设计要求，喷浆泵压力是否满足设计要求。是否配备流量自动记录仪等。

3.3施工工艺检验。水泥搅拌桩搅拌是否均匀直接影响成桩质量的好坏。以六搅三喷为例，现场施工完整一根桩时需要钻杆下沉提升各3个来回，根据提升及下沉速度不大于1.0米/分钟的要求，假设搅拌桩桩长为15m时，施工一根桩所需要的时间为90分钟。根据流量自动记录仪打印的小票查看搅拌次数、喷浆次数和搅拌桩时间是否满足设计要求。

3.4水泥用量检验。根据流量自动记录仪打印的小票上的喷浆用量，计算水泥浆用量，再根据水灰比即可换算出水泥用量，若水泥用量比设计水泥用量少时，说明喷浆量不够，应增加喷浆量，直至水泥用量满足设计要求为止。

4结论

水泥搅拌桩处理深厚淤泥质量好与否，主要跟设计合理性、施工质量控制有关。设计合理性方面：首先要对复杂地质有深刻的认识，采用合理的设计参数；其次，认真分析和总结每个项目，调整设计参数，使设计更加合理化。施工质量控制方面：首先，保证水泥含量、水灰比满足设计要求；再次，保证施工工艺满足设计要求，保证水泥土搅拌均匀。只有保证设计的合理性和施工质量，才能保证处理质量和工程安全。

参考文献

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