浅谈三轴搅拌桩施工工艺及其施工质量控制措施

摘要：三轴水泥搅拌桩是我国在20世纪年代发展起来的地基处理新技术，特别适用于含水分较多的软弱地基加固。它是利用特制的深层搅拌机械在一定深度的软弱地基中将软土和水泥通过旋转强制拌和，水泥凝固后使得软土凝结而提高地基的强度以及承载能力。可以看出，三轴水泥搅拌桩特别适用于软弱地基的加固处理，对于淤泥质土，粉质粘土以及饱和性土等软土地基的加固效果尤为明显，处理后的地基可以在短期立即进入下一步的施工，施工工期短，而且由于在施工中不产生很大的噪声和振动，因此不会对周围居民产生很大的影响，适合夜间施工，另外，对环境污染也较小，更具有投资省等优势。 关键词：三轴水泥搅拌桩；施工质量；控制措施

一、引言

水泥搅拌桩作为地基与基础工程中的一个分项工程，其施工质量不仅影响基础的稳定性，更直接影响到上部主体结构的稳定性。因此，加强三轴水泥搅拌桩的施工质量控制变得尤其重要。在三轴水泥搅拌桩的施工过程中，由于单根桩的工程量相对较小，施工工期短，而一般来说一个施工区段内的三轴搅拌桩相邻两根桩之间的施工是连续的，施工强度高，施工节奏快，因此想要控制好每一根搅拌桩的质量将有比较大的困难。我们要加强质量控制的力度，严格控制各施工参数、施工工艺以及施工工序，严格按照施工组织设计、专项施工组织方案、设计技术参数、技术规范以及技术规程要求来施工，并按次序进行质量验收。通过以上这些措施才能确保。三轴水泥搅拌桩的桩身质量。 二、施工工艺

三轴水泥搅拌桩施工工艺流程简单如下：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。

值得注意的是，三轴搅拌桩成批施工之前必须进行成桩不小于2根的工艺性试桩，以此来确定三轴搅拌桩机的喷浆量、钻进速度、提升速度、搅拌次数等参数。当工艺试验经测试满足设计和规范要求后，才能进行大批量的施工。下面重点介绍三轴水泥搅拌桩的施工步骤以及每一个步骤的施工工艺。 2.1 场地整平

在三轴水泥搅拌桩正式施工前，首先要平整场地。场地平整包括清除地面上的障碍物和地下的障碍物，在场地低洼处先进行抽水和淤泥清除，然后分层回填粘性土，必要时可以搅拌石灰或者水泥，确保桩机下部的地基处于稳定状态。 2.2 桩位布置

场地平整完成后进行桩位布置。按设计图和桩位走向图排列布置桩位，在现场采用经纬仪或者全站仪放置出每根桩的桩位，并做好记号，每根桩位的误差控制在±5CM之内。（对于SMW工法桩，放样后做好测量技术报验表，报监理部复核验收，确认无误后才能进行三轴搅拌桩施工） 2.3 桩机就位

桩位布置完成以后进行桩基就位工作。搅拌桩机到达相应的位置后，由当班机长统一指挥，移动前应仔细观察周围的情况，确保移位过程中桩机的平稳和安全。待桩机就位后，用吊锤检查和调整钻杆与地面是否垂直，确保垂直度偏差不大于1%。在桩机架上标示出以米为单位的长度标记，以便钻进过程中观察钻杆入土的深度，方便记录钻杆的钻进深度，以此来保证搅拌桩实际深度不小于设计桩长。 2.4 备制水泥浆

依据成桩工艺试验确定配合比，拌制水泥浆。待压浆前将水泥浆倒入储浆桶中，制备好的水泥浆滞留时间不得超过2小时。 2.5 预搅下沉

开启浆喷机电动机，放松起重机或卷扬机钢丝绳，使浆喷桩机沿导向架自上而下浆喷切土下沉，开启灰浆泵同时喷浆，边喷浆边旋转，保证水泥浆和原地基软土充分地拌合，直到钻杆下沉钻进到桩底标高，并连续原位喷浆30S以上。 2.6 提升钻杆喷浆搅拌

当确定钻杆到达理论深度时，以试验测试得出的速度提升搅拌钻头，一边喷浆一边旋转，提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵，在原位转动喷浆30s，以确保桩头的强度达到设计要求。 2.7 重复上下搅拌

喷浆机提升到设计桩顶标高时，为使软土和水泥浆浆喷均匀密实，再次将浆喷机边旋转边沉入土中，到达设计加固深度后再将浆喷机提升出地面。 2.8 提钻、转移

将搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机，填写施工记录表，桩机移位并重新就位桩机后进行下一根搅拌桩的施工。 三、质量控制要点

三轴水泥搅拌桩虽然是采用机械施工，但任何施工都离不开人的因素。由于机械操作人员的能力、责任心以及施工单位的利益关系，使得三轴水泥搅拌桩的施工质量受人为因素的影响更大，为保证三轴水泥搅拌桩的施工质量符合规范和方案要求，在施工过程中必须严格控制每一步的施工工序质量。通过总结我国多年来三轴水泥搅拌桩施工的工程经验可以得出，质量控制的要点主要包括以下几项：水泥质量、桩位水灰比、桩长、搅拌速度、每米水泥用量质量检验。 四、质量控制方法 4.1水泥的质量控制

工程所用水泥种类和质量必须满足设计和规范的要求。水泥进场之前，必须首先由现场质检员自检，再由监理见证抽样做安定性、强度等试验，合格后才准许进场使用。进场水泥的量要满足施工进度的要求，并能保证施工的连续性，过期、受潮、硬化、变质的水泥决应做退场处理。施工用水一般要用人畜饮用水，如果是自然水源必须做水质分析，检测合格后才准许使用。 4.2桩位质量控制

机械设备进场前，必须先进行场地平整，施工地面标高必须比桩顶设计标高高500mm。施工单位应该严格根据设计的搅拌桩的平面布图图放样并编号，在桩位处标记不易破坏的标志，桩位放置完成后要报验给测量监理工程师复核合格之后才允许桩机就位开始三轴水机搅拌桩的施工。

4.3水灰比质量控制

水灰比是指水和水泥重量按照一定的比例进行配合的比例，规范要求的水灰比在0.45～0.55之间。水泥最好使用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。施工时按设计要求规定的水灰比在制浆罐中进行配置，同时在现场用比重计测试比重并做好相关记录，施工过程中施工人员要检查水泥浆的比重是否符合规范要求。制备好的浆液必须连续搅拌，使其保持均匀稳定，以免放置过长时间导致离析现象，放置超过2h的浆液必须降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免浆内结块，堵塞泵体。 4.4桩长的质量控制

4.4.1钻杆标线控制法：施工之前应该先测量钻杆长度，现场一般用红色油漆在钻杆上标出桩长的标记，以控制钻杆的钻入深度、复搅深度，确保达到设计桩长；

4.4.2度盘读数控制法：钻机上附带专门控制钻杆钻入深度的圆盘，通过读取指针读数可直接控制钻桩的长度。

5、搅拌速度及每米水泥用量控制

为了保证桩体质量达到设计强度和规格，每台机械必须配备经国家计量部门认证的监测仪器对喷浆量、搅拌深度和搅拌时间进行自动记录。施工过程中必须检查监测仪器自动记录结果与实测数值是否一致，一旦出现较大的偏差应责令负责人修正。 6、质量检验

水泥搅拌桩的施工质量检验可以采用以下方法：

（1）成桩7天后采用浅部开挖桩头的检查，数量为总桩数的5%；

（2）成桩3天内，用轻型动力触探N10检查桩身的均匀性，检验数量为总桩数的1%，且不少于3根；

（3）抽芯取样检测：在成桩28d后采用抽芯取样检测，可反映出该搅拌桩整体喷浆均匀情况，桩身的长度、强度和完整性。

水泥土搅拌桩质量检验项目如下表所示。