曹小平   韩宏刚（普迈项目管理集团有限公司   陕西西安  710065）

本文发表在《陕西建筑》杂志2025年5月/总第359期

摘 要：水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土地基的一种方法。本文通过芜湖市北湾园区渡江大道工程地基处理方案、工艺流程、材料控制、机具控制、施工过程质量控制及施工质量检验、验收来阐述监理对水泥土搅拌桩的质量控制。

关键词：水泥土搅拌桩;加固处理；施工机具控制；施工过程质量控制

中文分类号：712+3      文献标识号：A       文章编号：1552-7964（2025）05-02-05

0  引言

软土地基的含水率通常较高、空隙比较大、抗剪强度较低、压缩性较高、固结系数低、固结时间长、透水性较差、土层层状分布情况较为复杂、各层之间的物理力学性质相差较大。如果直接在软土地基上进行路基填筑，不可避免地会出现路面不均匀沉降、基底承载力不足、路基稳定性较差等问题。 因此，首先要对软土地基进行加固处理。水泥土搅拌桩是软土地基处理常用的一种加固处理技术，是指利用水泥土搅拌机，钻进地基土中一定深度后，喷出水泥浆液，将钻孔深度内的地基土与水泥浆液强行拌和，利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂强制搅拌，形成水泥土圆柱体。由于固化剂和土体之间产生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。从而提高地基承载力，减少地基不均匀沉降，达到加固地基的目的在^[1]。水泥土搅拌桩适用于加固正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。

本文通过芜湖市北湾园区渡江大道工程地基处理来阐述监理对水泥土搅拌桩的质量控制，以供同行们参考。

1  工程概况

芜湖渡江大道项目位于芜湖市江北北湾工业园区，大道整体呈南北走向，起点与杭州路交叉，桩号K0+000，自南向北途经规划万通路以及现状长安大河，终点顺接利用北环路部分路段，与新圩路交叉，终点桩号K1+496.479，路线全长约1.496Km。道路等级为城市主干道，设计车速50Km/h，路基宽度44m。场地内①层填土，多组成因，成分稍显复杂，以耕植土为主，由粉质粘土及植物根茎组成； 局部区域含砖块、混凝土块等建筑和生活垃圾等组成；局部水域有塘泥分布。该层土主要 呈松散状态，较为不均匀，物理力学性质变化大。②层淤泥质粉质粘土，在场地内普遍分布，厚度较大，有机质含量 61.77‰～65.72‰ ,具有高含水量、大孔隙比、高压缩性、力学性质差等特性，易引起地基过大沉降及不均匀沉降、振荡后产生地基滑动及基底面两侧挤出等灾害现象。

2  地基处理方案

2.1 设计方案

为有效处理上述不利地质条件，设计对道路范围内所有路段采用同轴双向水泥土搅拌桩，“四搅两喷”工艺。水泥土搅拌桩桩径0.6m,桩间距1.2m，桩长12m，正三角形分布，水泥采用P.O42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥掺量17%，水灰比0.5，单桩承载力特征值≥138KN，复合地基承载力特征值≥130KPa。

2.2  水泥土搅拌桩施工工艺

水泥土搅拌桩施工工艺流程如下：场地平整--放样定桩位--喷浆钻进搅拌下沉--提升搅拌--重复喷浆钻进搅拌--再钻进搅拌--再重复搅拌提升--成桩完毕、移位。

水泥土搅拌桩施工前需要先整平场地，清理掉杂物，处理地面和地下的障碍物，尤其需要清理掉可能影响施工的地下管线，选择正确的施工方法和加固防护方式。

在水泥土搅拌桩正式施工之前，应当要有不得少于两根的工艺性试桩环节。施工过程中，需要确保水泥土搅拌桩机底盘的水平与导向架之间的垂直度，水泥土搅拌桩的垂直偏差不能超出1%，水泥土搅拌桩位的偏差不能超出5cm。应当将钻进速度严格控制在0.8-1米/分钟的速度范围内，将喷浆提升速度严格控制在0.7-0.9米/分钟的速度范围内，在每根水泥土搅拌桩的成桩施工阶段都不应当出现中断和停机的现象，如果因难免的原因导致水泥土搅拌桩在成桩过程中出现中断或间歇，使水泥土搅拌桩的成桩无法进行，在重新启动水泥土搅拌桩时，应当将钻头下沉1米之后再继续进行搅拌，以免出现断桩，确保水泥土搅拌桩的成桩质量。水泥土搅拌桩的最终成桩直径与桩长都不应低于设计值。停浆面应当超出设计标高0.2-0.3米左右。在对褥垫层进行施工之前，应当处理和清除掉搅拌桩顶端那些施工质量较差的桩段。

3  监理对水泥土搅拌桩的施工质量控制要点

3.1 施工机具控制

3.1.1  湿喷桩必须采用专用湿喷桩机，严禁采用粉喷桩机改装。钻头应为双十字钻头，严禁使用利用自重下沉和无档位直接利用卷扬机进行提升的钻机。钻头叶片三层，每层两片，上下间距为30cm 水平刀片与水平夹角为30℃，每片叶片宽10cm。钻头的直径磨损不得大于2cm，施工中应随时检查钻头磨损情况。输送管长度一般不大于60m，摆放平顺，管道最大长度不得大于80m，接头最多不超过两个。机械动力应大于45kw以上。

3.1.2 每台湿喷桩必须配备能够自动记录和打印处理深度、单位长度水泥浆用量、复搅深度的电脑记录装置，即能打印每根桩施工过程中钻头每次下钻深度及提高高度的全过程记录和水泥浆浆量、水泥浆用量曲线图和水泥浆比重，所有数据必须实时打印。

3.1.3  所使用有的电流表、电压表和电脑计量装置以及泥浆泵压力表等装置必须经过计量部门的标定认可。每台设备必须经监理人员现场检查、验收后方可使用。检查合格的机组进行编号、挂牌，要标明钻机的编号、机长、质检员、技术员等相关内容。

3.1.4  施工前应丈量钻杆的长度，并在桩架上标出显著的标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，保证设计桩长。施工中应保持桩基底盘水平、导向架垂直，垂直度偏差不大于1%。

3.2  进场材料质量控制

3.2.1  水泥采用普通硅酸盐水泥PO42.5，材料应符合设计要求与技术规范的标准，供应量应能满足施工进度要求。水泥应取样复试合格方可使用。

3.2.2  建立进场水泥批次、数量、出厂日期、检验批复文件的编号、现场存放地点以及相应所使用施工路段的原材料台帐制度。进场水泥要按规范要求存放和保管，要防潮、防雨，对受潮、结块的严禁使用。建立各桩机的施工记录台帐，定期统计水泥实际用量，并与水泥理论用量进行对比。

3.2.3  水泥浆液控制。水灰比0.5，施工前应经有资质的第三方进行配合比设计，明确每立方水泥土水泥、水的用量。施工过程中水泥浆液可通过泥浆比重计进行检测，每班检测数量不少于三次。泥浆比重与水泥浆液配合比的关系可按下列计算公式计算。

水泥比重3100Kg/m3,水灰比：n ？

水泥浆比重=3.1（n+1）/（3.1n+1）。水灰比0.5时，计算得泥浆比重1.824Kg/L。

单桩水泥土搅拌桩水泥、水泥浆用量计算：

水泥掺量为土体重量的17%，水灰比0.5，土体重量1820Kg/m3,(实验室检测）

单桩土体重量：1820×3.14×0.3×0.3×12＝6171.98Kg

单桩水泥用量：6171.98×0.17=1049.24Kg

单桩用水量：1049.24×0.5=524.62Kg

单桩水泥浆用量:524.62÷1+1049.24÷3.1=863.08L

每米桩水泥浆用量：863.08÷12=71.92L

3.3  施工过程质量控制

3.3.1  施工场地要求整平到水泥土搅拌桩施工高程，必须清除地面以下的一切障碍物(包括石块、树根、垃圾等)，对水塘地段应排水清淤，清淤后再回填粘性土(不得回填杂土)至整平高程，回填压实度不低于0.9。

3.3.2  测量、放样、定位。钻孔前准确测放轴线和桩位，并用竹签或木桩标定，桩位布置与设计图误差不得大于5cm。桩机到达指定桩位后对中，当地面起伏不平时，应调整桩机身，使设备保持水平搅拌轴呈竖直状态防止桩体倾斜。

3.3.3  浆液制备。按要求配置水泥浆，严格控制水泥浆的比重，对每盘浆体进行抽检，检测合格的水泥浆方可泵送，压力控制在0.4～0.6Mpa;水泥浆拌和时间不得少于3分钟，制备好的水泥浆不得离析、沉淀，水泥浆存放时间不得大于2小时，否则应予废弃。已制备好的水泥浆在倒入浆池时，应加筛过滤，以免浆内结块。

3.3.4  喷浆下沉：采用“两喷四搅”施工工艺，启动搅拌机使搅拌机沿导向架向下切土同时开启送浆泵向土体喷水泥浆两组叶片同时正、反向旋转，搅拌头接近地面，启动自动记录仪，记录钻进深度、喷浆量，喷浆压力不低于0.5MPa,到达设计深度后，在桩端持续喷浆搅拌10s以上，使桩端水泥浆充分搅拌均匀。

3.3.5  提升搅拌:搅拌轴下钻到设计深度后，开启灰浆泵，按先前确定的速度(档位)均匀的边喷浆边提升;为了保证桩的完整性，应严格控制喷浆停浆时间，开钻后要连续作业，严禁在尚未喷浆的情况下进行提钻作业。

3.3.6  重复搅拌。搅拌轴提升至设计顶标高时，关闭灰浆泵，集料斗中的水泥浆应正好用完。为使软土和水泥浆搅拌更加均匀，必须再次将搅拌轴边旋转边沉入土中至设计深度后，再将搅拌轴提升出地面;整个搅拌搅拌过程，钻头下沉、提升速度控制在0.5—0.8m/min，成桩时长不低于40分钟。为保证桩端施工质量，当浆体到达喷浆口后，应喷浆30s,再均匀搅拌提升，距离地面一米时减慢提升速度，距离地面25cm的位置停止喷浆但应注意停留几秒钟的时间，保证桩头施工质量。

3.3.7  施工时因故停浆，要及时记录中断深度，如停机超过3h，为防止浆体结硬堵管，应尽快对输浆管路进行清洗;在12h内采取补喷处理措施，必须将搅拌轴下沉至停浆点以下1.0m，等恢复供浆再喷浆提升。并将补喷情况填报于施工记录内，超过12h的应采取补桩措施。

4  水泥土搅拌桩质量检验

施工过程中应对搅拌头转数、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等进行检查和记录，并随时检查施工记录和计量记录，对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。水泥土搅拌桩的施工质量检验可采用以下方法∶

4.1  成桩后 3d 内，可用轻型动力触探检查每米桩身的均匀性。检验数量为施工总桩数的1%，且不少于3 根。

4.2  成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查量为总桩数的5%。

4.3  成桩28天后由现场监理工程师到场地随机选取，进行钻孔取芯，取芯位置宜在桩直径的2/5处，检测28天无侧限抗压强度，检测数量为总桩数的1%，并不少于3根。28天的无侧限抗压强度≥0.8Mpa，并推算90天的无侧限抗压强，无侧限抗压强度≥1.2Mpa。

4.4  成桩28天后，检测单桩或复合地基承载力。检测数量为总桩数的0.2%，且不少于3根。

4.5  基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。

4.6  水泥土搅拌桩施工质量检验项目见下表：

水泥土搅拌桩施工质量检验项目

5  水泥土搅拌桩工程质量验收

每台桩机设备每台班施工桩数为一个检验批。施工记录应包含桩号、成桩起止时间、成桩速度、钻孔深度、停浆面深度、实际桩长、水泥浆用量、垂直度等内容，并附成桩记录仪自动打印的成桩记录资料。基槽开挖完成，应采用人工清底，清理出桩头，现场抽查桩径、桩间距，其偏差在允许范围内。单桩或复合地基承载力检测符合设计要求，钻心取样检测无侧限抗压强度符合设计要求。

6  结束语

水泥土搅拌桩是一种良好的软弱地基加固处理方式，在淤泥或淤泥质土地基处理中得到了广泛应用。由于水泥土搅拌桩属于地下隐蔽工程施工，质量控制较难，只有加强对机械设备、施工过程中的水泥浆比重、水泥用量控制，并通过成桩后的单桩或复合地基承载力检测，钻心取样无侧限抗压强度检测，才能保证施工质量，达到设计预期的地基加固效果。

参考文献：

【1】 《水泥土搅拌桩在软土地基加固中的应用》《建筑施工技术与应用》杨斌，山西建筑， 2021,第012期；

【2】《水泥搅拌桩在市政道路软土地基加固中的应用》，王志聪，张树东，《建筑工程技术与设计》2017年第4期

作者简介：曹小平，任职于普迈项目管理集团有限公司，国家注册监理工程师、国家注册造价工程师、国家注册安全工程师，主要研究方向：房屋建筑、市政工程监理；项目管理。 韩宏刚，任职与普迈项目管理集团有限公司，国家注册监理工程师。通信地址：陕西省西安市太白南路139号荣禾云图中心4层  普迈项目管理集团有限公司  710065  联系电话：13891863913