第３９卷第２９期 ２ ０ １ ３年１ ０月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．２９ Ｏｃｔ． ２０１３ ・６７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１３）２９—００６７－０３ 水泥搅拌桩施工中常见问题原因分析及预防措施 杜晓玲 （山西路桥集团国际建设有限公司，山西太原０３０００６） 摘要：根据多年的施工经验，全面分析了深层水泥搅拌桩在施工中存在的问题，阐述了问题产生的原因，并归纳总结了各种预防 措施和处理方法，以确保水泥搅拌桩的施工质量。 关键词：水泥搅拌桩，地基，承载力，质量 中图分类号：ＴＵ４７３．１ 水泥搅拌桩作为软地基处理的方法被广泛应用于工民建、公 路、铁路等工程建设中。常见的设计：桩径为３００ ｒｎｍ，４００ ｍｍ， ５００ ｍｍ，桩距为１ １００ｍｌ／ｌ～１ ５００ｌ／ｌｌ＇ｎ，桩长为７ ｍ～１８ ｍ之间，正 三角形、梅花点布置。通过水泥搅拌桩的处理，地基的承载力有 显著的提高，工后沉降明显降低。原地基承载力一般都小于 ９０ ｋＰａ，通过水泥搅拌桩处理后，复合地基承载力可提高到 １２０ ｋＰａ～１５０ ｋＰａ。但是水泥搅拌桩在施工过程中会出现各种各 样的问题，本人根据多年的施工实践，对水泥搅拌桩在施工过程 中存在的问题逐一进行分析，并与有经验的施工操作手进行交流， 现场解决问题，归纳预防措施和处理方法，为同类工程提供借鉴。 １桩位偏差大 根据设计要求，桩位偏差应控制在５ ｅｍ范围内，但实际情况 往往达不到要求。 １．１ 产生原因 １）对准措施不到位。目前深层水泥搅拌桩大多采用平铲爬 行式钻机。钻机在前进、倒退过程中，因溢浆漫流、视线阻隔，操 作手根本看不到设计桩位点的位置，一切凭感觉操作。 ２）因地质情况复杂，钻机下沉中途遇到较大粒径的卵石、孤 石难以下钻，不得提钻杆后移位重钻，这种情况下，桩位偏差一般 在２０ ｃｍ～３０ ｅｍ左右。 １．２预防措施 在钻机操作平台上焊接一根钢筋，根据机型，一般来说从钻 杆距钢筋控制点的位置为２倍的桩距。以１．５ ｍ的桩距为例，钢 筋焊接点距钻杆中心的距离为３ ｍ，控制线的侧面为两排桩的距 离。等边正三角形的高为１．３ ｍ，两排桩的距离为２．６ ｍ，用重线 锤的方法对准。 如果因地质原因，遇到孤石重钻，本人认为这属于补桩的特 殊情况，在记录中表述清楚即可，不可过分苛求。 ２垂直度偏差过大 根据设计要求，水泥搅拌桩垂直度不得大于１％，如果垂直度 偏差过大，将影响地基的承载力，同时，如果桩的垂直度过大，在 钻芯检验时，可能取芯到桩体外，出现界限分明的芯样，导致取芯 不成功，也容易造成桩长不足的假象。 ２．１ 产生原因 目前的钻机大多采用支腿式机型，如果地形不平，四条腿支 的不平或个别腿支撑不牢固，容易导致机架倾斜，机架倾斜则钻 杆不垂直。部分支腿不牢固，机架晃动大，也可导致钻杆不垂直， 垂直度偏差过大。 ２．２预防措施 收稿日期：２０１３—０７－２４ 作者简介：杜晓玲（１９８１－），女，工程师 文献标识码：Ａ １）在机架上挂垂线，在机架横梁上画出中线，只有机架垂直 才能钻杆垂直，只有钻杆垂直才能桩体垂直。 ２）保证每条支腿都与地基充分接触受力，只有支撑牢固才能 保证机架稳定，只有机架稳定才能预防钻杆倾斜。 ３喷浆不正常 ３．１ 产生原因 １）注浆泵损坏。 ２）注浆口被堵塞。 ３）水泥浆中有硬结块及杂物等，也可将管路堵塞，影响喷浆。 ４）水泥浆的水灰比不对，稠度不适合，水灰比过大，成桩效果 差，水灰比小，泵浆困难。 ５）水泥浆泵的调速器运转不正常，泵浆压力不对。 ６）水泥浆管道太长，中问弯曲度太大。一般来说管道的长度 最理想的是不超过５０ ｍ，中间尽量不要打弯，如果管道长度超过 １００ ｍ，甚至达到２００ ｍ，压力损失过大，喷浆就不正常。 ３．２预防措施 １）施工前必须对注浆泵、搅拌机等机械进行试运转。 ２）班组工作结束时对注浆泵、注浆口等部位进行清洗。 ３）喷浆口应安装止回阀。 ４）在钻头喷浆口上方，最好设置越浆板，防止喷浆口被堵塞。 ５）在集浆池的上部应设置细筛过滤，以防杂物及硬块进入管 道中。 ６）选择合适的水灰比。设计要求水灰比为０．４５—０．６之间， 一般来说，选用０．５的水灰比既能保证桩体的质量，又不影响喷 浆，也能保证水泥用量。具体选用什么样的水灰比应通过试桩进 行对比试验进行确定。 ４抱钻 ４．１ 产生原因 １）施工工艺选择不当。 ２）粘性土的颗粒之间的粘结力比较强。水泥浆与土不易均 匀拌和，在搅拌过程中很容易出现抱钻现象。 ３）在地层中出现砂砾层，因搅拌振动，卵石挤在钻杆的周围。 ４）发生机械故障，如钻杆上的轴承损坏。 ５）长时间停电达３ ｈ以上，导致水泥凝固，将钻杆抱紧抱死。 ４．２预防措施 １）对于不同的土层，选择合适的对应的不同施工工艺。在正 式开工前应对地层结构进行充分的了解，必要时做地质钻探。 ２）搅拌机沉入前，桩位处要注水，使搅拌头的表面湿润。如 果地表为软粘土时，可适当掺加一定量的砂，从而改变土的粘度， ・６８・ 第３９卷第２９期 ２。０ １ ３ １ ０月 山 西 建 筑 ６）清洗管道后，水未排除干净，注入桩体。 ７）制浆不规范，边加水边加水泥，边搅拌边使用。 ８）喷浆过程中出现断浆现象（如制浆不足、机械故障等）。 ９）浆液离析。 １０）每盘浆液的水灰比不同。 １１）机械故障中途停钻，修复后未向下延伸。 防止抱钻头。 ５ 冒浆 ５．１ 产生原因 １）有些土虽然不是粘土，但上覆压力大，持浆能力差，很容易 冒浆。 ２）钻杆钻进过程中遇到坚硬的持力层或孤石，进入缓慢，但 浆液正常泵送，搅虚的土体中水泥浆达不到饱和状态而溢浆。 ３）钻杆提升过程中，上升速度过快，搅拌不彻底，但水泥浆泵 的压力不减，还控制在０．４ ＭＰａ一０．６ ＭＰａ之间，出现冒浆。 １２）修复过程中注水，修后未复钻，导致土体中水达到饱和。 ７．２预防措施 １）选择合理的施工工艺。 ２）施工前对制浆设备、注浆设备、输浆管道、搅拌机械、各种 仪表等进行检查和维修，保证其处于良好状态。 ５．２预防措施 １）对在输浆过程土体的持浆能力的影响而出现的冒浆现象， 导致实际输浆量小于设计用量，可以采用如下办法：输水搅拌一 输浆拌和一搅拌的工艺。同时搅拌机的转速提高到５００ ｒ／ｍｉｎ，钻 进速度降到１ ｍ／ｍｉｎ，使土与水泥浆充分拌和，减少冒浆。 ２）遇到坚硬的持力层或孤石时，减少泵浆压力，保持钻进与 喷浆协调，可以减少冒浆（溢浆）。 ３）提升过程中速度不宜过快，泵浆压力不宜过大。 ６桩顶强度低 产生桩顶强度低的原因比较多，主要有以下几个方面的原因。 ６．１ 产生原因 １）表层加固的效果比较差。 ２）因地基表面覆盖压力比较小，在拌和过程中，土体上提，很 难拌和均匀。 ３）在桩顶处钻杆的提升速度过快，注浆量不足（特别是存在 虚桩的工程部位，其桩头的位置不易掌握）。 ４）水灰比过大。 ５）水泥的质量不高或者水泥的品种不同（对于矿渣水泥早期 的强度比较低）。 ６）清洗管道后，水未排除干净，便注入桩体。 ７）部分施工队为提高生产效率，边加水边加水泥，边搅拌边 使用。水灰比不均匀。 ８）桩顶部位未用钻头压磨。 ６．２预防措施 １）从桩顶开始向下１ ｍ范围内做好加强段，进行一次复拌加 注浆，同时提高水泥掺量１５％左右。 ２）在设计桩长及桩顶标高时，应考虑挖除３０ ｃｍ，以加强桩顶 强度。 ３）严格控制水灰比，在水泥用量可控、压力允许的前提下，尽 量选用水灰比小的水泥浆。 ４）一次拌好一根桩用的水泥浆，拌好后再用，不能边加水边 加水泥，边搅拌边使用。 ５）从机架标志线上看到将到桩头时，降低提升速度，保证足 够大的水泥量。 ６）钻头在桩顶部位压磨停留３０ ｓ左右。 ７桩体不均匀 ７．１ 产生原因 １）施工工艺不合理。 ２）搅拌机械、注浆机械中途发生故障，导致注浆不连续，注浆 不均匀，使软粘土被扰动无水泥浆拌和。 ３）搅拌机械提升速度不均匀。 ４）搅拌机的提升速度与喷浆压力不匹配。 ５）第一次下钻时带水下钻。 ３）水泥浆的搅拌时间一般不小于２ ｍｉｎ，如果条件允许，最好 达到３ ｍｉｎ，增加拌和次数，使浆液均匀，预防浆液沉淀。 ４）提高搅拌转速，降低钻机速度，边搅拌，边提升，提高拌和 的均匀性。 ５）注浆设备保证完好，注浆速度尽量均匀，切不可忽多忽少， 甚至断浆。 ６）如果在配合比设计中有固化剂添加，不得随意加水，以防 改变水泥浆的水灰比。 ７）如果因机械故障中途停钻，修复后定位向下延伸５０ ｅｍ， １ ｍ最佳。 ８桩径偏小 ８．１ 产生原因 １）钻头叶长磨损严重，超过了１ ｃｍ。 ２）水泥浆比重太小。 ３）复搅不到位，甚至不复搅。 ４）喷浆压力太小，压力小于０．４ ＭＰａ，水泥浆泵的调速器转速 小于５００ ｒ／ｒａｉｎ。 ５）输浆管道过长。 ６）提升速度过快。 ８．２预防措施 １）如果钻头叶片损坏严重，及时更换叶片。 ２）水泥浆的比重宜大不宜小，对于０．５的水灰比，其对应的 水泥浆的比重为１．８２３ ｇ／ｃｍ ，水灰比越大，水泥浆的比重越小， 成桩效果越差，桩径越小。 ３）为提高成桩效果，保证桩径，必须复搅，甚至三搅、四搅。 ４）喷浆压力一般宜控制在０．４ ＭＰａ～０．７ ＭＰａ之间，水泥浆 的调速器转速控制在５００ ｒ／ｍｉｎ～８００ ｒ／ｍｉｎ之间。 ５）输浆管道长度一般控制在１００ ｍ以下，最好５０ ｍ左右。 ６）提升速度应适中，尽量控制在０．５ ｍ／ｍｉｎ，保证足够的浆液 与土体混合。 ９复合地基承载力不足 ９．１ 产生原因 １）水泥浆用量不足。 ２）桩长不够。 ３）桩径太小。 ４）水泥存在严重质量问题，水泥的早期强度偏低，水的ｐＨ值 不对，利用河水、海水、湖水、污水等杂质多，酸碱度不适宜，甚至 与水泥发生不良反应。 ５）桩底部位未压磨。 ６）桩顶部位未压磨。 ７）设计的桩径、桩距、桩长、水泥用量不足以满足地基承载力 第３９卷第２９期 ２ ０ １ ３年１ ０月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＩＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３９ ＮＯ．２９ Ｏｃｔ．２０１３ ・６９・ 文章编号：１００９－６８２５（２０１３）２９—００６９—０３ 钻孔灌注桩桩端后注浆对提高桩身承载力的研究 于德国 金摘刚 １ １６０２３） （１．盘锦职业技术学院建筑与海洋工程系，辽宁盘锦 １２４０１０； ２．大连理工现代工程检测有限公司，辽宁大连要：根据具体的工程实例，通过地质勘察报告对单桩竖向承载力的计算值、现场静载试验测得的桩端未注浆及注浆后的桩身 承载力值进行了研究，得出了桩端后注浆对单桩承载力的影响程度。 关键词：钻孔灌注桩，承载力，后注浆 中图分类号：ＴＵ４７３．１１ 文献标识码：Ａ ０ 引言 浆泵将水泥浆压入桩底，并在桩底形成扩大头，使浆液对桩底土 对采用后注浆的钻孔灌注桩的承载力进行分析总结。 桩端后注浆是指钻孔灌注桩成桩后，通过预埋的注浆管用注 １工程基本情况 盘锦市体育中心位于盘锦市辽东湾新区，为第十二届全运会 层及桩底附近的桩周土层起到渗透、填充、压密和固结的作用，从 的比赛场馆之一，建成后将成为盘锦市新的标志性建筑。场馆建 而来提高桩承载力、减小沉降量的一种措施。特别适合用于钻孔 设用地面积４８．３万ｍ ，总建筑面积１２１ ２５８ ｍ 。由体育场、综合 灌注桩，尤其是对于正循环成孔的灌注桩。由于施工工艺造成的 馆、游泳馆、网球馆、商业综合体等５个单体组成。全部采用钻孔 桩底沉渣厚度较大，清孔难度较大的灌注桩，通过桩底的后注浆， 灌注桩基础。 灰浆与沉渣能够很好的结合，显著的提高桩身承载力。因此该技 本次桩基试验包括不同设计桩径的４根试验桩，２根直径 术具有注浆设备简单、施工方法灵活、使用范围广泛、便于推广等 ６００ ｍｍ，２根直径７００ ｍｍ，桩长２９ ｍ，４根试桩桩身混凝土强度均 优点。但是目前桩端后注浆的研究虽然取得了一定的成果，但是 为Ｃ３５，通长配筋１２＋１８。通过２根桩端不注浆和２根桩端注浆 对于不同的地区，桩端后注浆对桩承载力的提高程度，以及注浆 两种不同的施工工艺来组合，待桩身混凝土达到设计强度后，分 的影响因素等有待进一步的研究。本文结合具体的工程试验资料， 别对这４根桩进行单桩竖向抗压极限承载力试验。 表１ 各层岩土地基承载力特征值一览表 岩土名称 ②粉质粘土 ②１淤泥质粉质粘土 标贯试验 击数Ⅳ／击 １．８ ＜１．Ｏ 建议承载力特 征值，ｄ ｋＰａ ８０ ６０ 钻孔桩 极限侧阻力 标准值ｇ ｋＰａ ３０ ２２ 极限端阻力 标准值ｑ ｋＰａ 静压管桩 极限侧阻力 极限端阻力 标准值ｑ ，ｋＰａ 标准值ｑｐ／ｋＰａ ｌ６ １２ ③粉砂夹粉质粘土 ④粉质粘土粉砂互层 ⑤粉砂夹粉质粘土 ⑥粉质粘土 ⑦粉质粘土夹粉砂 ⑦ｌ粉砂夹粉质粘土 ５．１ ２．１ ６．５ ５．５ １Ｏ．８ １４．６ ９５ ７５ ｌｌＯ ｌ１Ｏ １４０ １６０ ２４ ２５ ３０ ４０ ４５ ０ ４ｌ３ １４ １６ ２２ ２３ ２２ ５００ ２ ２００ ⑧粉细砂 ⑨粉质粘土 ３６．９ ｌ２．４ １９０ １６０ ６０ ５０ ｌ ２００ ４ ０３０ ２ ８０ｏ ２理论计算值 的要求。 ２０１０年７月提供的《盘锦体育中心岩土工程勘察报告》中各 深层水泥搅拌桩的质量影响因素比较多，但归纳起来不外乎 人员、机械、材料、工艺、管理五个方面，只有多管齐下、齐抓共管， ９．２预防措施 １）保证单桩的质量，从而保证复合地基承载力达到要求。 ２）桩底、桩顶压磨实践不得小于３０ Ｓ。 ３）选用合适的原材料。 １０结语 才能保证工程质量。俗话说“高楼万丈平地起”，地基处理不好， 怎么能保证上部结构的安全，五大因素存在问题，怎么能保证水 泥搅拌桩的质量，只有从基础工作抓起，不放过每一个细节，才能 最终完成放心工程。 Ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＤＵ Ｘｉａｏ－ｌｉｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６，Ｃｈｉａ）ｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｅｎｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｄｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｉｎ ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｖａＮｏｕｓ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉ￣ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｑｕａｌｉｔｙ 收稿日期：２０１３—０８・０２ 作者简介：于德国（１９８２．），男，讲师：金刚（１９８１一），男，工程师
