绿色施工之深层浆喷桩在软土地基处理中的应用

绿色施工之深层浆喷桩在软土地基处理中的应用

摘要：绿色施工作为可持续发展在工程中的应用体现，表现为文明施工、封闭施工、减少噪音扰民、减少环境污染、清洁运输以及减少场地干扰、尊重基地环境，结合气候施工，节约水、电、材料等资源或能源，环保健康的施工工艺，减少填埋废弃物的数量等多方面，本文结合工程实例，讲述在软土地基处理中绿色施工的应用。

关键词：深层浆喷桩软土地基处理 1深层浆喷桩作用原理

深层搅拌法(Deep Mixing Method)是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂就地强制拌和，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水泥(或石灰等)加固土。从而提高地基强度和增大变形模量。

深层浆喷桩具有无振动、无噪音、无环境污染等优点，符合绿色施工的要求。

2深层浆喷桩的设计计算

根据地基土与地下水的指标情况，确定浆喷桩的桩长、桩距及布置形式。

3.水泥加固土的室内外试验

通过对水泥加固图的室内试验，了解加固水泥的品种、掺入量、水灰比和外掺剂对水泥土强度的影响，求得龄期与强度的关系，从而为设计计算和施工工艺提供可靠的参数。通过野外试验，推求室内试块与现场桩身强度的关系确定桩土共同作用的复合地基承载力，验证设计桩径、桩距的合理性。

4设备选型

通过对几种类型桩机的比较，选择PH系列深层搅拌机进行现场施工，该类型桩基性能可靠，可操控性强，功效较高，型号齐全，可根据不同设计及地质条件分别选用。

5.施工工艺

5.1浆液配制

按试验确认的水泥浆的水灰比和水泥质量（每袋50kg）称取用水量。先将水泥加入自动计量灰浆搅拌机中，再将水加入，搅拌时间不少于3min。

制备好的水泥浆停置时间不应超过45min，使用前浆液在灰浆搅拌机中应不断搅拌。

5.2施工工艺

5.2.1设备安装

搭置起吊塔架、安装起吊装置和导向架及搅拌轴、输浆管。电器系统必须安装漏电保护装置，供浆系统应在离深层浆喷桩机50m范围内。

5.2.2桩机定位

用起重机将深层浆喷桩机吊至指定桩位。桩位对中误差不大于50mm，搅拌轴和导向架的垂直度偏差不得超过1.5%。

5.2.3预搅下沉

待深层浆喷桩机的冷却水循环正常后，启动深层浆喷桩机的电机，放松起重机钢丝绳，使深层浆喷桩机导向架搅拌下沉。一般情况下不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢(超过30min/m)时，可适当冲水下沉。

5.2.4提升喷浆搅拌

深层浆喷桩机钻头下沉到设计桩底标高下0.6m后开动灰浆泵，估计浆液从喷嘴喷出后，搅拌头自桩底反转，边喷浆边旋转，同时按试验确认的提升速度匀速提升搅拌轴。

5.2.5重复上下搅拌

当搅拌轴提升到试验加固深度的顶面标高时，喷浆量应达到设计要求，为使水泥浆与土拌和均匀，对桩体按设计要求进行复搅（一般复搅1／3桩长）。

5.2.6移机

施工下一根桩。

5.2.7清洗注浆管

每个工班应清洗一次注浆管。清洗时，向贮浆桶中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，直至无残留水泥浆液。

单机作业主要施工机具配置表 表1

5.3施工要点

5.3.1施工前应平整场地，清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土料，不得回填杂填土。基础底面以上宜预留500mm厚的土层，搅拌桩施工时，桩顶应较设计标高高出50cm。

5.3.2水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆桶前，须经过滤，将水泥块杂物等滤掉。贮浆桶容量应适中，要保证有一定余量，否则会造成因浆液不足而断桩。还要防止浆液在贮浆桶内沉淀离析。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

5.3.3施工前应进行工艺试验确定灰浆泵压力、送浆速度、灰浆经灰浆管到达喷浆口的时间和搅拌轴提升速度等参数。采用流量泵控制输浆量时，一般为30L/min，喷口压力保持在0.4－0.6MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度相适应。

5.3.4专人记录搅拌轴每米下沉或提升时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均加以记录并说明。

5.3.5为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，原地喷浆30s，使浆液完全到达桩端。

5.3.6在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断时，为防止断桩，当桩机重新起动时，均应将水泥搅拌机下沉0.5m(如采用下沉搅拌送浆时应提升0.5m)再继续往下制桩。停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，应拆卸输浆管彻底清洗管路。

5.3.7搅拌轴提升变为搅拌时必须反转，否则正转提升易将土带起造成空洞。

6施工中常见质量问题及其控制措施

施工中常见质量问题及其控制措施按表2执行：

施工中常见质量问题及其控制措施表表2

7质量检测

7.1取芯检验

用抽空方式连续采取水泥土桩桩芯，可观测桩体均匀性和连续性等。并可制成试块进行无侧限抗压强度试验。

7.2低应变动测

检测前，被测桩应凿去上部超喷的部分，平整桩头。每一根被检测的单桩均应进行二次及以上重复测试。

7.3静荷载试脸

对承受垂直荷重的水泥土搅拌桩，静载荷试验是最可靠的质检方法。对于复合地基的静荷载试验，其荷载板的面积应根据布桩情况而定。对单桩试验，在桩顶上要做桩帽，以使受力均匀。

静荷载试验应在28d龄期后进行，检验点数每个场地不得少于3点。

7.4开挖检验

可根据工程设计要求，选取一定数量的桩体进行开挖以检查加固桩体的外观质量、搭接质量和整体性等。

8结束语

深层浆拌桩在我国自上世纪80年代初开始，应用于软土地基处理，经过三十余年的发展，技术已日臻成熟，经过不断的改进，目前已广泛应用于各类工程中，该工艺具有无振动、无噪音、无环境污染等优点，符合绿色环保施工的要求。

[1]王有为中国绿色施工解析（J）施工技术2008

[2]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）