所属栏目：化工论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:205
副标题#e#摘 要：文章介绍了水泥土搅拌桩的定义、加固原理、适用范围及特点，分析了影响搅拌桩施工质量的各种因素，给出了监理单位进行搅拌桩质量监控的重难点问题以及监控的内容方法和标准，相信对今后类似工程的施工和监理工作有一定的借鉴意义。
关键词：水泥土搅拌桩 质量监控
一、前言
1定义
深层水泥土搅拌桩是用于加固饱和粘性土地基的一种方法，亦常用于施工基坑的围护结构。它是利用水泥作为固化剂，用特制的深层搅拌机，在土层中就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，形成水泥土，经过一系列‘物理-化学’反应，使软土硬结或具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土。
2加固原理
搅拌桩加固的基本原理是基于水泥土的物理化学反应过程。
水泥与软粘土拌合后，水泥矿物和土中的水分发生了强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙生成硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等水化物，有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的则因有活性的土进行离子交换和团粒反应、硬凝反应和碳酸化作用等，使土颗粒固结、结团，颗粒间形成坚固的联结，并具有一定强度。
3适用范围
水泥土搅拌桩最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。常用于加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不大于120Kpa的粘性土等。
适用工程：
1）组成水泥土桩复合地基，提高地基承载力、增大变形模量减少沉降量。如：建（构）筑物的地基加固，公路、铁路、机场道路及高填方堤基等，大面积堆场地基等；
2）形成水泥土支挡结构物：软土层中的基坑开挖，管沟开挖或河道开挖的边帮支护和防止底部管涌、隆起；
3）形成防渗止水帷幕：软土地基基坑开挖和其他工程的防渗帷幕；
4）其他应用：进行大面积加固后可防止码头岸壁的滑动，减少软土中的地下构筑物的沉降和振动下沉，防止地基液化；对桩侧或板桩背后软土的加固以增加侧向承载能力；对于较深的基坑开挖还可将钢筋砼桩和水泥土桩构成复合壁体共同承受水、土压力；用于地下盾构施工地段的软土加固以保证盾构的稳定掘进和吊进吊出等。
4特点
水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点：（1）最大限度地利用了原土；（2）搅拌时无振动、无噪音和无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下管沟影响较小；（3）根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固型式；（4）与钢筋混凝土桩基相比，可节约钢材并降低造价。
5现状
正是由于水泥土搅拌桩所具有的上述独特优点和比较广泛的适用范围，30多年来得到了广泛应用和长足发展，其设计计算和施工工艺已日殝成熟。但也由于深层搅拌桩成形于地面以下，施工质量方面的问题难以及时发现和纠正，施工过程中人为干扰施工质量的现象比较严重和普遍的原因，近年来水泥土搅拌桩的施工质量每况愈下，有些地区已在杜绝或限制搅拌桩的使用。因此，如何保证搅拌桩的施工质量、达到其应有的使用效果成了工程监理和政府质监部门的一个重大难题。
二、影响深层水泥土搅拌桩桩身质量的因素
影响搅拌桩桩身质量的因素主要包括以下四方面：
1土质因素
土质、土中水的含量、土中有机质的含量对水泥土搅拌桩的强度有着直接的影响。试验表明，对含有伊利石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量高、酸碱度（PH值）较低的粘性土的加固效果较差。且水泥土的抗压强度随原土中含水量的增加而迅速降低。
2材料因素
水泥土的抗压强度随着水泥标号的提高、掺入比的增大而增加。当然，作为复合地基用途的搅拌桩，标号过高和掺量过高时，桩身强度往往不能充分发挥。
另外，合适的外掺剂可以提高水泥土强度或节省水泥用量。
3工艺因素
搅拌桩施工时分为前台、后台。前台负责桩基定位、校正、预#p#副标题#e#搅下沉、喷浆搅拌提升等，主要控制着桩位、桩垂直度、桩的深度、重复搅拌次数、下沉提升速度。后台负责水泥浆的拌制、供给，与前台一起影响着搅拌桩的水泥掺入量。工艺参数的准确把握以及前后台之间的密切配合是保证桩身施工质量的关键。
4人为因素
在没有自动计量装置的情况下，人为因素决定了搅拌桩的施工质量。偷工减料是施工队伍和作业人员的普遍思维，也是搅拌桩施工质量无法保证的根本原因。如：水泥掺量和浆液比重不够，一根桩的浆液用于二根或更多桩，搅拌提升速度过快，搅拌深度不够，不重复搅拌或次数减少，桩位间距放大，漏桩，不理会桩的垂直，前后台配合不好等，都是施工中经常发生的现象。
5上述影响桩身质量的四大因素中，前两个因素可以通过地勘、设计、试验等环节在施工前基本得到解决。监理单位的质量监控应主要是针对后面两个因素。
三、质量监控内容及方法
监理单位质量监控的全过程可以分为施工前、施工中、施工后三个阶段。
（一）施工前的监控内容及方法
1内业计算
根据地勘资料提供的原状土的平均容重，按照设计提出的试桩不同掺量要求，分别计算不同水泥掺量下，每延米水泥用量，对应不同桩长的单桩水泥总用量，拟用水灰比情况下单桩水泥浆用量、水泥浆比重等数据。监理单位要对以上计算仔细核对，以保障试桩结果的准确。
2试桩机械的验收
试桩的机械要从拟进场施工的机械中选用，进场时除各部件的运转性能保持良好外，监理单位要对三个方面进行严格把关，一是后台输浆泵上的压力表、流量表以及前台钻机上的电流表、转速表要经过校验标定。二是搅拌钻头的直径要跟工程相对应。三是桩机的安全保护措施要到位。
3试桩
工艺性试桩的目的：①提供满足设计不同掺入量的各种操作参数。②验证成桩强度是否达到设计要求。③验证搅拌均匀程度及成桩直径。④了解下钻及提升的阻力情况。
试桩时，要对前、后台的各种工艺参数进行记录，对不同水泥掺量桩的位置用平面图详细标记。
试桩过程，设计、监理、施工共同参加，监理单位对全程进行旁站。成桩28天后，对试桩进行挖桩头、抽芯检验，以确定适用的水泥掺量、水泥浆的水灰比、泵送时间、搅拌机提升速度和复搅深度等参数。
4进场材料的验收
对进场使用的水泥及外加剂按规定见证取样送检，合格后使用。
5搅拌前的准备工作核查
① 对作业人员进行技术交底，同时督促承包商给各桩机划分区域，签定质量保证责任状。
② 对桩位进行复核，并对桩机上简易定位杆进行核对
③ 对浆液容器的体积计算及单桩所需浆液高度的标定进行核查
④ 对搅拌深度换算到桩机架上的高度标尺进行核对
⑤ 检查水泥浆比重计的配置情况
⑥ 检查水泥存放棚、安全保护措施的完善情况
⑦ 按设计要求和地勘资料核对布桩图
（二）施工中的监控内容及方法
在没有配备自动计量装置记录成桩过程的情况下，作业人员的思维和行为是决定搅拌桩质量的最关键因素。监理单位要配备足够的人员，加大巡视检查频次，同时制定严厉的违规惩罚措施，严格执行决不留情面，才有可能保障成桩质量。在以往的监理过程中，主要采取以下手段进行监控。
① 比重计检查浆液比重是否与计算的相符。
② 检查单桩浆液体积是否与标记的相符。
③ 旁站抽查一根桩的浆液用量。
④ 用桩机上提前划好的刻度尺检查钻杆搅拌深度。
⑤ 用秒表抽查下沉和提升速度。当然，大多时间可用钻杆和机架发出的声音来判断速度快慢。
⑥ 用实际清点的桩头数量与桩机施工记录进行核对，并根据本班完成的总桩长和使用时间核对搅拌速度。
⑦ 用施工记录所记载的完成延米数换算出理论水泥用量，与实际水泥消耗量进行对比。
⑧ 交接班时，按照布桩图对桩位、桩数进行地面验#p#副标题#e#收，一班一清。
（三）施工后的检测
施工后的检测也是非常重要的环节，不仅可判断成桩的质量、验证加固效果，同时也对施工中作业人员的不良行为起到震慑作用。
检测的项目主要包括：
1.浅部桩头开挖。主要是目测成桩大致情况。例如：成桩直径，桩位及根数，搅拌均匀程度等。此项检测应跟随进行，及时发现问题，及时处理。
2.浅层轻便触探。一般在成桩后7天内，使用轻便触探仪（N10）进行钎探，一是粗估桩身强度，二是检查桩身搅拌均匀程度。
3.深层抽芯。一是抽取试件，通过无侧限受压实验，判断桩身强度；二是检查整桩的搅拌均匀程度；三是验证桩身长度；四是检验持力层承载能力。
4.单桩承载力静载试验、复合地基静载试验。判断桩身竖向承载力、复合地基承载力及沉降是否满足设计要求，地基加固是否满足使用效果。
5.用作止水的壁状水泥桩体，在必要时可开挖桩顶3-4m深度，检查其外观搭接状态。另外，也可沿壁状加固体轴线斜向钻孔，使钻杆通过2-4根桩身，即可检查深部相邻桩的搭接状态。
四、质量控制标准
按建筑地基基础工程施工质量验收规范，水泥土搅拌桩地基质量检验标准如下表 
五、结语
制桩质量的优劣直接关系到地基处理的效果。其中的关键是注浆量、水泥浆与软土搅拌的均匀程度。
前面已经讲过，水泥土搅拌桩工程可以用‘良心工程’四个字来形容，主要是指施工过程中人为因素占主导作用。因此，建议：
1.宜强制规定：所有桩机必须配备和使用自动计量装置，以便真实记录制桩过程。记录仪必须有国家计量部门的认证，不得自制。
2.宜适当加大抽芯检测的比例。以便能够全面地掌握桩长，成桩质量以及持力层情况。
3.对拟采用水泥土搅拌法的工程，除了常规的工程地质勘察要求外，尚应注意查明：① 填土层的组成：特别是大块物质（石块和树根等）的尺寸和含量。含大块石对水泥土搅拌法施工速度有很大的影响，所以必须清除大块石等再予施工。② 土的含水量。③ 有机质含量。