中铁北京工程局集团（天津）工程有限公司 天津 300350
摘要：水泥搅拌桩是指软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。水泥搅拌桩按主要使用的施工做法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。20世纪70年代，开始用水泥搅拌桩加固软土地基，至今已有40多年的历史。它是通过特制的深层搅拌机，将软土和水泥（固化剂）强制搅拌，并利用水泥和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体固结，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩。该工艺主要用于软土地基的处理。
关键词：搅拌桩机；水泥
一、引 言
水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。加固深度通常超过5m，干法加固深度不超过15m，湿法加固深度不超过20m。用回转的搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌和形成泥加固体。
二、CMP水泥搅拌桩施工工艺
1、施工准备
1.1 场地准备
（1）对水泥搅拌桩范围内的原地面进行清理和整平，将路基范围内原地面上淤泥、树根、腐植土等全部挖除，为水泥搅拌桩施工做好场地平整。
（2）在路基两侧开挖低于施工场地的排水沟，使周边水不进入场内，将施工场内积水、雨水、渗水随时排出。
1.2 机械设备和电力准备
孟加拉帕德玛大桥铁路连接线项目范围所用水泥搅拌桩主机功率55Kw，最大扭矩为1500kgm。喷嘴有两个孔带浆液下转，水泥浆搅拌50-60转/min。搅拌轴转速为60转/min；搅拌叶片外径为50-52cm；浆泵送浆压力为0.3-0.6Mpa。
1.3 物资准备
物资存放场地要充分满足施工需要，现场布局合理，有防雨措施；水源保证清洁，并现场配备电子称以控制配合比。
2、技术要求
2.1水泥搅拌桩采用正三角形布置，桩径0.5m，单桩设计长度以图纸所示为准。
2.2搅拌桩桩身水泥采用P.0 42.5普通硅酸盐水泥，掺灰量不小于12%且每延米水泥含量50Kg，单根桩的成桩时间按雇主需求不小于40分钟。
2.3水灰比采用0.45-0.55，但不宜过浓而造成堵管，超灌0.3m。
2.4下降速率1m/min，提升速率1.2m/min。
2.5喷浆压力小于0.4Mpa。
3、工艺流程图及施工方法
3.1工艺流程图
施工顺序：搅拌桩桩位布置→钻机就位→检查和调整钻机→搅拌钻进至设计深度→喷浆、搅拌、提升至施工面下0.3米→复搅下沉至设计深度→喷浆、搅拌、提升至表层→清洗移位→下一桩位。
3.2施工方法
（1）水泥搅拌桩桩位布置
根据施工准备提供的场地和水泥搅拌桩范围，即中心里程控制桩和边桩，水泥搅拌桩桩位布置设计图纸说明要求，用钢尺在场地内测量出水泥搅拌桩位置，在桩位插上木桩或竹签并绑上红布或红绳做明显标示。
（2）钻机就位
作业队移动钻机，使钻头正对桩中心，偏差不得大于5cm。
为便于施工，桩中心由孔边所设的控制桩交叉拉线确定。用水平尺检查钻机底座水平；用垂球校正钻架的垂直度，使其偏差在1%以内。钻机就位后，进行低压射水试验，检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（3）钻进和制作水泥浆
钻机操作手负责旋喷钻头和钻杆的下沉、提升、喷浆、停浆等，观察机械运转情况，做好维修保养并按技术交底施工。下搅速率控制在1m/min，钻孔钻进至设计标高满足设计要求。水泥浆液的制作与钻进同时进行，上层为水泥浆液搅拌制作，下层为成品水泥浆液存储。浆液配比选定后，首先，将水加入桶内，再将水泥倒入搅拌桶。将制好的水泥浆排放到下层的存料桶。
（4）提升喷浆搅拌
从桩底向上喷浆，同时搅拌提升，并通过电脑自动记录，在桩底搅拌喷浆持续0.5min后，提升钻杆，提升速度为1.2m/min，转速60r/min，喷浆压力控制不小于0.4MPa。当钻头高于桩顶面30cm时，悬停持续喷浆0.5min，而后停止喷浆。
（5）复搅
搅拌桩进行全程复搅一次。正向开动搅拌机，复搅下沉到桩底，下搅速率控制在1m/min，而后搅拌机反向旋转，1.2m/min速度提升钻头至设计桩顶标高，缓缓地将钻头提出地面。在复搅过程中，应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆，并防止喷浆口堵塞，最终以整桩水泥浆用完为止。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，进行重新喷浆搅拌，或直接在临近补打一根，完成成桩。成桩后，在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料，打印资料交给现场技术人员，负责收集整理。
（6）清洗
成桩完毕后，在集料斗内加入清水，开动灰浆泵对管路进行清洗，以免水泥浆凝固堵塞管路。
（7）移位
移动钻机至下一桩位继续施工。
4、材料要求
进场水泥必须具备出厂合格证，经监理现场取样并送检合格，水源送检合格。
5、质量控制及检验
5.1施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，并进行实际标定。
5.2施工过程中严格按设计及工艺要求进行。
5.3搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度相互匹配，确保加固深度范围内土体的搅拌次数满足规范要求。
5.4施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位的偏差不大于5cm，成桩直径及桩长满足设计要求。
5.5制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。灰浆泵输浆量，灰浆经输浆管到达喷浆口时间以及钻头起吊提升速度按试验标定参数进行。
5.6前台操作与后台供浆应密切配合，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度与试验桩已标定的施工工艺参数相吻合。
5.7后台供浆停机时，及时通知前台以防止断桩和缺浆。使搅拌桩机下沉至停浆点以下1m，待恢复供浆时再喷浆提升。停机后3小时，将输浆管拆下，妥为清洗。
5.8当输浆管有弯折、外压或漏浆情况时要及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时停机换管。当输浆管道过长，沿程压力损失增大时可使制浆池布置靠近桩位，以缩短送浆管道。
5.9不宜在首次下沉切土搅拌时喷浆和最后一次提升时喷浆。因前者喷浆时土未搅碎，浆液不易向四周土体中扩散，出浆口处容易形成水泥浆芯柱，故必须要求在土体搅松之后再喷浆；后者喷浆后缺少必要的搅拌次数，易造成水泥土强度过低。
5.10 喷浆提升速度过快，搅拌次数不足；叶片数量过少；电机功率偏低；搅拌轴上下循环的搅拌次数偏少等原因均会造成桩身质量不合格。
作者简介：
房鑫（1995-），男，黑龙江齐齐哈尔人，毕业于华北水利水电大学。