摘要：水泥搅拌桩作为一种软基处理和防渗处理的方式，在房屋建筑工程的基坑支护、基坑防渗以及水利工程围堰、堤防的防渗中得到了广泛的应用。结合工程实际，对水泥搅拌桩作为水利工程护岸挡墙的基础处理方式进行了探究，总结了水泥搅拌桩施工工艺和质量保证措施。
关键词：水泥搅拌桩；挡墙；基础处理
1工程概况
新孟河延伸拓浚工程北起长江右岸的大夹江，沿老新孟河拓浚至京杭运河，在新孟河与京杭运河交汇处兴建奔牛水利枢纽，过运河后新开河道南延至北干河，拓浚北干河连接洮湖、滆湖，拓浚太滆运河和漕桥河入太湖，工程河道总长116．47km，工程区横跨长江三角洲平原区和太湖水网平原区。场地位于扬子地层区，张八岭群、海洲群中酸性海底喷出岩（浅变绿片岩相）构成基底，盖层以古—中生界为主，基岩中伴有中、酸性火山岩。第四系发育较齐全，更新统以河湖相为主，夹海相、海陆过渡相沉积，全新统在场地区较薄，浅部受人类活动影响较大。施工主要内容为河道拓挖及疏浚、L形悬臂C25钢筋混凝土挡墙护岸、水上铺设C25预制混凝土联锁块软体排、沥青防汛道路等。为了满足护岸稳定要求，部分区域钢筋混凝土挡墙进行水泥搅拌桩地基处理。
2水泥搅拌桩施工
新孟河延伸拓浚工程常州市新北区境内河道工程某标段全长约2．02km，设计单位对部分不满足护岸稳定要求的部位，在L形悬臂C25钢筋混凝土挡墙下设置桩径0．7m、间距1．2m的15％掺量水泥搅拌桩，桩长8．0m的1758根，桩长12．0m的2262根，水泥搅拌桩采用六搅三喷的施工工艺。
2．1试验桩
施工前进行试桩，试桩选取桩长12．0m的搅拌桩进行试桩，桩间距1．2m，桩径70mm；15％、16％、17％水泥掺量各做一组试验，成桩7d后，进行开挖检查，28d后进行贯入试验。相关工作必须在监理工程师的监督下进行。经试验和检测15％掺量水泥搅拌桩桩长、芯样无侧限抗压强度、桩底持力层均满足设计要求，相关参数的选择能够满足施工质量。
2．2施工材料、设备
（1）材料。该工程所用水泥为普通硅酸盐水泥，施工用水从附近河道抽引河水至集水箱，处理后供施工使用。（2）主要设备。根据桩长和桩径，选用PH－5型深层搅拌机，采用液压步履运行方式。包括：1台55kW主电机、1台7．5kW进提钻电机，1台7．5kW油泵电机，搅拌轴和输浆管、搅拌头、3．5kW的空压机、水泥罐（直径×高为0．9m×1m）及其配套设备。该工程PH－5型深层搅拌机配套机械主要有：1套PM2－15型灰浆计量配料装置、2台容积为500L的灰浆拌制机、1个容积为500L的集料斗、1台单杠150L注浆泵、1套电磁流量计。
2．3施工前准备
（1）对工作面进行清理，保证场地平整。（2）保证道路畅通，施工用水用电正常。为防止停电和用电线路故障造成的施工问题，在现场配备一台柴油发电机。（3）对施工材料制定详细的进场计划，特别是水泥等主要材料进场前必须保证质量合格，有合格证，并进一步取样送检。（4）根据桩位平面图及主要轴线，用经纬仪定向，钢卷尺量距，确定桩位并洒上石灰线标注。（5）测量现场地面标高，开挖至桩顶标高。
2．4施工工艺流程
水泥搅拌桩工艺流程：定位→预拌下沉→制备水泥浆→喷浆搅拌提升→重复上下搅拌→清洗→移位。（1）定位。桩基施工前采用反铲将表层杂土清除干净，平整场地后，深层搅拌机到达指定桩位，对中已标注桩位，桩位偏差不大于30mm。确保机身水平，导向架垂直。（2）预拌下沉。深层搅拌机正式使用之前需要进行冷却水循环，循环正常之后可以搅拌切土下沉。浆液主要利用输浆管从集料斗向下传输。下沉的速度不能过快也不能过慢，一般控制在0．38～0．75m／min范围内。（3）制备水泥浆。待深层搅拌机下沉到设定深度后，开始制备水泥浆。水泥浆的制备需按照试桩确定的配比进行。（4）喷浆搅拌提升。搅拌机的主要工作过程为边喷浆边搅拌，搅拌机从预定的设计深度开始向上提升，提升过程当中浆液从中心管不断涌入地基。其提升速度一般控制在0．3～0．5m／min范围内的均匀速度提升。（5）重复上下搅拌。为了有效提高水泥浆液搅拌的均匀度，采用上下反复搅拌的方式。搅拌机从设计深度底部提升至顶部之后，集料斗中的水泥刚好处于满载状态。此时，可以使搅拌机继续向下旋转至设计深度底部后再向上提升。通过上下反复搅拌，形成柱状加固体。（6）清洗。集料斗使用完成之后应当进行及时清洗，防止水泥浆液固化对集料斗造成破坏。向集料斗中注入清水并开启灰浆泵，直至基本干净。（7）移位。重复上述步骤，进行下一根的施工。
2．5技术保证措施
（1）为了提高施工效率，保证工序有效展开，应该在施工之前就对输送量、泵浆到喷浆口时间、泵送强度、提升设备速度等参数进行提前设计。实际施工过程中的各项工作应当按照事先设计好的搅拌桩配比和施工工艺进行，需要特别注意的是，搅拌机的提升速度应当与注浆的速度保持一致。（2）在柱体施工时，若相邻柱体之间需要进行搭接，则必须连续进行施工。两柱体施工时间一般保持在24h以内。（3）确保加固强度和均匀性：施工过程当中，各项施工步骤要严格按照预先设计进行，特别是浆液的输送不能出现中断和堵塞。（4）出浆口开始出浆以后不能立即提升搅拌头，需要先喷浆搅拌0．5min以上，使得水泥浆液与桩端土能够得到充分混合。（5）搅拌机预搅下沉时，不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，可适量冲水。（6）在施工过程当中，如果因故障而导致出浆中断，为了保证搅拌的充分性，应当将搅拌头向下移动0．5m，再重新开机喷浆搅拌。若故障时间较长，为了防止输浆管堵塞，应当先进行拆卸清洗。（7）壁状加固时，相邻桩的施工时间间隔不宜超过12h。
3质量保证措施和质量检测结果
3．1质量保证措施
（1）施工之前需要对施工区域进行场地平整以保证施工质量，特别是水泥搅拌桩的施工区，除了需要保证场地平整以外，还应当加入适量的粗沙以提高场地硬度［1］。不得利用生活垃圾和杂土进行回填。在正式开机之前，应当对各项机器参数进行复查，以确保与设计参数相符。现场监理工程师知晓相关技术参数，并随时进行施工控制。（2）施工之前要进行工艺性试验，主要目的是找到最符合施工情况的各项技术参数。后续的各项工作都应当以该参数和设计要求为基准开展。（3）搅拌头翼的各项参数指标应当符合整体提升速度要求，如片数、角度以及回转数等，都应当提前设计好，以确保实际施工过程中搅拌次数能够达到质量要求。（4）施工过程中应当保证机器本身的水平度和垂直度，搅拌桩的垂直偏差不得超过1％，桩位的偏差不大于30mm。（5）为了保证浆液的质量，已经制备完成的浆液需要尽快泵送到指定位置进行搅拌。泵送过程要连续，不得出现中断、离析。浆液输送时间以及提升速度等各项参数要严格按照设计标准执行。（6）前后端工作人员要保持实时信息畅通，以提高配合的紧密程度。（7）施工过程当中，各工序管理人员之间要保持有效的信息沟通，如供浆停止之后，前端应当及时响应，防止出现断浆等情况；搅拌下沉0．5m后才可通知后段继续重新供浆。若因故障导致停机时间超过3h，应当对输浆管进行冲洗。对于喷浆量以及提升速度等重要参数，应当有专门人员进行记录和控制，确保满足施工工艺要求。（8）当搅拌桩提升至设计高度时，应当注意对桩头施工质量的管理。可以通过增加喷浆搅拌次数的方式来提高其密实度。此外，若喷浆起点为地下1m时，提升至地面高度的过程应当放缓，在设计高度处充分搅拌10～20s，以提高施工质量。（9）输浆管对于输浆的延续性具有重要影响，因此要检查是否有漏浆点，管道是否通畅，弯折处是否堵塞。若发现输浆管出现问题，要处理完成之后才可以继续施工。若输浆管道过长，不利于泵送，可以将制浆池向桩位靠近。若无法满足距离要求，可以通过提升泵送压力的方式来提高施工质量。（10）施工过程中要对各项施工参数进行动态管理，对各种参数进行实时记录，如桩长、桩深、搅拌深度等。若动态监管发现施工出现质量偏差，要及时进行补救，采取合理的措施将偏差降到最低。（11）为了提高控制的精度，可以采用电子自动记录的方式对桩长进行控制。电子记录仪可以将施工过程当中的各个参数精确记录下来，如开钻时间，终钻时间，提升速度等［2］。（12）水泥搅拌桩施工完成28d内，不得有任何机械在上面行走。28d后，钻芯取样进行无侧限抗压强度试验以及地基承载力试验。
3．2质量检测结果
现场水泥搅拌桩分设在不同部位，根据设计要求水泥搅拌桩施工完成后，分别进行了取芯试验、单桩静载试验和复合地基静载试验，试验结果均满足设计和规范要求，检验结果合格，检验情况见表1。
4结语
该工程实践表明，水泥搅拌桩施工技术可作为水利工程护岸挡墙基础处理技术来应用，满足钢筋混凝土对地基承载力的要求，可在类似工程中进行应用。
作者：刘海涛 单位：中国安能集团第二工程局有限公司常州分公司
