浅谈混凝土深层搅拌桩的应用

浅谈混凝土深层搅拌桩的应用

摘 要：混凝土深层搅拌桩工艺作为建筑施工中处理软土地基的重要技术，在建筑施工中应用广泛。研究混凝土深层搅拌桩施工质量控制和施工要点对混凝土深层搅拌桩技术的应用具有重要的指导意义。

关键词：混凝土深层搅拌桩；应用；施工质量控制；施工要点

.1 前言

我国许多地区由于地质较软，为建筑施工带来了难度，也增加了软土地基处理的成本预算。如何有效解决软土地质问题，增强混凝土地基的承重能力，需要重点研究。混凝土深层搅拌桩技术作为一种可行的软土地基处理技术已经取得了显著的效果。从现有资料分析，混凝土深层搅拌桩具有广泛的应用价值。

2混凝土深层搅拌桩

混凝土深层搅拌桩工艺就是利用专业的搅拌机械将水泥、石灰等固化剂材料与地基软土进行强制性搅拌。固化剂与软土混合后发生物理变化，能够形成硬化地基，整体稳定性良好，地基强度能够达到建筑要求。该工艺实用价值较高，可用于处理淤泥、淤泥质土或其他软土地基。根据固化剂的形态又可以分为湿制混凝土深层搅拌桩和干制混凝土深层搅拌桩。其中湿制混凝土深层搅拌桩采用的固化剂主要为水泥浆，其特点是易于搅拌，但混凝土干燥硬化的时间比较长，容易延长工期；干制混凝土深层搅拌桩固化剂主要为干水泥粉，其特点是物料干燥，搅拌对设备要求较高，搅拌均匀性较差，不能够全程重复搅拌，但干燥硬化时间较短，混凝土深层搅拌桩的强度也较高[1]。混凝土深层搅拌桩不使用钢筋，经久耐用、成本较低，对于改善软土地质效果良好。

混凝土深层搅拌桩工艺使用范围较广。水文建筑、桥梁建筑以及工业或民用建筑等施工工程都可以使用混凝土深层搅拌桩工艺，另外混凝土深层搅拌桩技术还可用于边坡及基坑支护的抗滑或隔水工程。从混凝土深层搅拌桩工艺原理来看，水泥和石灰等固化剂与地基软土发生物理反应的效果对硬化地基的形成影响较大，也是混凝土深层搅拌桩整体性能是否稳定的基础。软土中的矿物质成分、酸碱度以及含水量等都会对水泥和石灰等固化剂与地基软土的物理反应产生影响。因此，研究地基软土的各项理化指标有助于分析混凝土深层搅拌桩的适用范围。从目前资料显示，混凝土深层搅拌桩技术主要适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、松散沙土等软土地基[2]。

混凝土深层搅拌桩施工程序一般为：施工场地平整后先进行深层搅拌桩机的定位和角度调整，然后开始进行预拌下沉，再将搅拌好的混凝土泥浆注入搅拌机中，边喷浆边搅拌，逐渐提升预设桩顶标高，然后重复搅拌下沉操作，再重复搅拌提升操作，最后关闭搅拌机，对搅拌机进行清理后移至下一搅拌桩施工部位重复上述工作（如图1）[3]。

图1 施工流程框图

3混凝土深层搅拌桩质量控制研究

从混凝土深层搅拌桩的工艺原理和对混凝土深层搅拌桩质量的影响因素来看，重视实验室配比试验和施工现场户外试验是有效控制混凝土深层搅拌桩质量的主要手段。

首先，对混凝土深层搅拌桩质量的影响因素进行分析。水泥掺入比与混凝土深层搅拌桩强度基本呈现正比关系，一般情况下混凝土深层搅拌桩的水泥掺入比要在7%以上。混凝土深层搅拌桩搅拌完成后大于需要3个月才能够充分硬化，硬化时间与混凝土深层搅拌桩的强度基本呈正比，其趋势图在90天以后逐渐趋于平缓[4]。混凝土深层搅拌桩的强度与使用的水泥标号也有紧密联系。水泥掺入比固定的情况下，水泥标号每提升100号，混凝土深层搅拌桩强度增加50%-90%，在混凝土深层搅拌桩强度固定的情况下，水泥标号每提升100号，水泥掺入比可降低2%-3%。而软土地基土样含水量与混凝土深层搅拌桩的强度基本呈反比。软土地基土样含水量每下降10%，混凝土深层搅拌桩强度可上升10%~15%。软土地基土样中有机物质含量越高土壤酸性越大，又由于有机物质渗透性较低，水溶性和膨胀性较高，阻碍固化剂与地基软土物理反应的顺利开展。软土地基土样中有机物质含量越高对混凝土深层搅拌桩强度的影响越大。外掺剂的合理使用不仅能够有效提高混凝土深层搅拌桩强度，减少水泥的使用量，有效节约成本。水泥品种的选择需要以软土地基的酸碱性和工期长短等因素作为参考。对有机物质含量较高的软土地基需要使用抗酸性水泥，工期较短则选择早强性水泥。养护方法对混凝土深层搅拌桩强度也有重要影响，影响原理主要是通过对混凝土深层搅拌桩的温度和湿度进行控制，但是短期内效果较为明显，混凝土深层搅拌桩硬化后期影响程度较小[5]。

其次，实验室配比试验能够明确混凝土固化剂类型、配比以及掺水量、外掺剂等对混凝土深层搅拌桩质量的影响，明确最佳配比，为施工设计提供数据基础。然后进行施工现场户外试验。施工现场户外试验结果一般与实验室配比试验结果差距较大，需要进行调整和优化。一般施工现场混凝土深层搅拌桩强度仅为实验室配比试验强度的1/5~1/4。进行施工现场混凝土深层搅拌桩强度检测可以通过单桩承载力检测或取芯检测，为混凝土深层搅拌桩施工提供准确数据基础。

最后，对混凝土深层搅拌桩进行施工设计计算时需要充分考虑软土物理及力学指标和混凝土深层搅拌桩单桩竖向承载力的检测两个因素的影响。所有计算都需要以室内试验数据作为参考进行推算，以施工现场户外勘察报告作为基础。

4 混凝土深层搅拌桩施工要点

搅拌机固定位置前需进行施工场地平整和清理，以确保搅拌机固定角度调整

后不会由于地面不平产生误差。地面起伏不平时需要使用起重机对搅拌机悬吊平衡。桩机调整后对中误差不能大于10cm，垂直误差不能超过1.5%。桩机轨枕和路轨下方地基需要垫实，不能下陷。一般混凝土固化剂水泥采用425号普通硅酸盐水泥，掺入比控制在8%-16%，水灰比一般为0.45-0.5即可[6]。外掺剂的选择可以根据实际情况确定。搅拌是严格控制注浆速度和搅拌机提升速度，防止出现断浆或搅拌不均的现象发生。第二次搅拌提升操作时需要将搅拌机提升速度控制在每米2.5-3min之内，注浆速度和压力也需要谨慎控制。

每个混凝土深层搅拌桩完成后搭接时间需要在24h以内，如果由于意外超出时间，需要对下一根混凝土深层搅拌桩增加1/5注浆量，提升速度要减慢。如果由于特殊原因导致相邻混凝土深层搅拌桩无法在短时间内搭建时，需要合理调整混凝土深层搅拌桩施工设计，其他混凝土深层搅拌桩施工结束后再采取补桩或补浆等措施[7]。

混凝土深层搅拌桩成桩后4h以内需完成桩顶插锚桩固筋等工作，以免混凝土深层搅拌桩硬化。混凝土深层搅拌桩完工后需及时进行路面钢筋与桩顶锚桩固筋的连接，制作路面。路面未完全硬化前不能够开挖地基土方，以免混凝土深层搅拌桩露出，影响硬化效果。

桩基搅拌需要根据地基土质情况保证原土结构被充分打碎与水泥浆充分混匀。施工时需安排专人对混凝土深层搅拌桩进行养护和强度检测，监控混凝土深层搅拌桩的质量情况。

5结束语

混凝土深层搅拌桩技术在建筑施工中应用较为广泛，实用价值也较高。但是，由于其质量影响因素较多，需要采取积极的预防措施，从混凝土的实验室配比试验到施工工序的质量监督，再到混凝土深层搅拌桩的养护和强度测定，都需要加强控制力度，以保证混凝土深层搅拌桩的施工质量。

参考文献：

[1] 余智平. 论深层搅拌桩在地基处理中的施工应用[J]. 四川建材, 2012, 10(16).

[2] 范利频. 深层搅拌法在软土地区工程中的应用[D]. 天津大学, 2010, 06(01).

[3] 吴金妹, 孙文怀. 深层搅拌桩的设计及应用[J]. 山西建筑, 2006, 02(01).

[4] 王丽萍, 王泳. 论深层搅拌桩的应用[Z]. 河南省建筑业行业优秀论文集(2004)[C]. 河南省建筑业行业协会, 2004, 09(01).

[5] 江守钰, 倪宏标. 从工程实例谈深层搅拌桩应用的注意点[J]. 治淮, 2007,

01(15).

[6] 许晓玲, 殷志强. 水泥深层搅拌桩在工程中的应用[J]. 山西建筑, 2001, 27(04):71-73.

[7] 何庆辉. 深层搅拌桩在处理软土地基中的应用[J]. 四川建材, 2009, 35(03).