浆喷桩

浆喷桩处理软基是用特制的机械设备把水泥浆送入地下，通过水泥浆和原位地基土强制搅拌混合，使地基土和加

固料之间很快发生一系列物理一化学反应，在短期内，使浆液形成固态柱体，将软土地基变成具有整体性、水稳性和一定强度的加固土桩复合地基。从而达到提高地基承载力，减小地基沉降量的目的。对于地基稳定性不足或因沉降过大而影响路基及构造物的稳定性和使用功能的路段可以采用浆喷桩处理加固地基，降喷桩一般适用于涵洞、通道处理路段和软土底深小于12 m的桥头路段，为保证浆喷桩施工质量，总结与完善浆喷桩施工工艺，施工前需要进行试桩施工，制定浆喷桩工艺性试桩施工方案，用于工艺性试桩。

下面以浙江申嘉湖高速公路K1+900～K1+940段浆喷桩的试桩施工为例具体说明。

1.试桩位置

此段K1+920处为1—4×2．2的钢筋混凝土箱型正交人行通道。

1.2 试桩数量

根据设计要求，计划试桩54根，桩长10 m。

1．3 试桩施工放样布置

浆喷桩的直径采用0．5 m。桩间距在一般桥头路段采用1．3 m，部分不能满足要求的地段，根据实际情况桩间距加密至1．1～1．2 m；涵洞、通道基础处理段的浆喷桩间距采用1．3 m；桥头过渡段采用1．3～1．5 m。浆喷桩在平面呈正三角形布置(布置区域边线与结构物基础轮廓线平行)。布置范围至路基坡脚外或锥坡坡脚外，并根据实际需要(如沿河、过塘路段)坡脚外可增加1排桩。本施工路段是通道基础处理段，因此采用如下的桩位布置方法。

(1)计桩间距1．30 m，根据特殊路基设计要求，试桩桩位布置。

(2)施工放样方法。

① 设计桩间距为1．30 m，则沿中心线每排桩间距为1．126 m。

②使用全站仪沿路中心线自K1+939．70开始向K1+900方向每1．126 m放出一点位。

③在每个点位垂直中心线方向间隔1．30m，用白灰标记出每个浆喷桩位置。

1．4 试验资料

(1)天然含水量。

① 5．00 m深处天然含水量为28％ ；干密度为1．497；天然孔隙比为0．790。

② 2．00 m深处天然含水量为31．5％ ；干密度为1．424；天然孔隙比为0．903。

(2)水泥采用浙江省星阁建材集团有限公司P．032．5水泥。

(3)配合比。

根据施工图纸推荐配合比：天然含水量小于50％ ，天然孔隙比小于1．50的土质，水泥掺量为50～55 ks／m。

我标段分别对5．00 m及2．00 m深土样，采用50 kg／m、55 kg／m两种水泥掺量，每种水泥掺量采用0．40、0．45、0．50三种水灰比做配合比试验。

试验结果强度全部合格。

(4)计划采用配合比。

试桩时采用水泥掺量50 kg／m、水灰比0．5、不掺NF603、试桩12根；水泥掺量50 kg／m、水灰比0．5、掺NF一603 0．7％、试桩12根：水泥掺量55 kg／m、水灰比0．5、不掺NF603、试桩12根；水泥掺量55 kg／m、水灰比0．5、掺NF一603 0．7％ 、试桩12根。

为保证浆喷桩试验桩强度在试桩时加试一组试桩：

水泥掺量60 kg／m、水灰比0．5、不掺NF603、试桩12根水泥掺量60 kg／m、水灰比0．5、掺NF一603 0．7％ 、试桩12根

采用以上试桩配合比的原因：

试验室中所做配合比过程中掺加了0．7％ 的NF一603高效缓凝减水剂，结果试件强度非常高远远大于设计图纸中要求的试验室中试件强度1．0 MPa的要求，所以在试桩过程加试不掺NF一603的配合比，以对比实际强度效果。

1．5 施工机具

(1)选用SJ37型钻机1台。

钻机功率为37 kW；

搅拌叶片外径500 mm；

搅拌轴转速59转／mln；

钻机钻头搅拌叶3层；

成桩最大深度15 m。

(2)起吊设备。

提升力>10 t；

提升高度>15 m；

接地压力60 kPa。

(3)水泥浆制备系统。

水泥浆拌和机容量0．696 m 。

(4)水泥浆输送泵两台，水泥浆泵工作压力1～1．5 MPa。

(5)发电机组一台，发电机功率90 kW。

2．6 施工准备工作

(1)清理整平作业场地。

(2)测量放样，定出每桩的桩位。

(3)钻机及配套设备进场后进行全面检查测试，并对喷浆计量装置进行校验，根据设计桩长在桩架上作出深度标志，以便施工过程中随时观测记录。

2．7 施工工艺及操作要求

(1)桩机定位。

起重机悬吊搅拌机到达试验桩位保持水平。

(2)制备水泥浆。

按照水灰比0．5制备水泥浆，制浆机容量为0．696，每制备500 kg水泥的水泥浆用水250 kg，制浆后的水泥浆比重为

1．79 g／era 。

(3)预搅喷浆下沉。

桩机就位待搅拌机的供浆循环正常后；启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导架边喷浆边搅拌切土下沉。下沉速度控制在0．95 m／min，钻机转速为59转。下沉至设计深度后，持续喷浆1 min。

喷浆流量计算

V=h×G×(1+w／c)／p水泥浆×2

式中： 为每分钟喷浆量；h为钻机钻进提升速度；G为每米浆喷桩水泥用量；w／c为水灰比；p为水泥比重。

(4)提升喷浆搅拌机。

从桩底向上喷浆，同时搅拌提升，钻机边喷浆边旋转，同时按0．95 m／min的速度提升钻头，喷浆量与预搅喷浆量相同。

(5)重复上下搅拌。

根据施工图纸要求，第一次喷浆提升钻头时应直至离地面50 CP,fl，再重新边喷浆边搅拌至桩底，至桩底后停止钻进，连续喷浆1 mln，最后搅拌提升至地面。在试桩时，采用如下施工工艺，此工艺在福建省泉州市

丰泽区42号路施工中采用可行。第一次喷浆提升钻头时一直喷浆提升至原地面，然后再次将搅拌刀头边搅拌边沉入土中，二次搅拌不喷浆，至设计加固深度后停止钻进，最后搅拌提升至地面，当喷浆口即将出地面时应停止提升，并且继续搅拌几秒钟。复搅下沉速度与提升速度以及钻机转速与初搅相同。在试桩过程中，因为施工喷浆搅拌桩路段土质含水量大致使拌制均匀的水泥土困难，外运水泥土到桩位、现场捣实水泥土都很困难，采用水泥土回填浆喷桩桩头的工艺影响浆喷桩施工进度。所以采用以上施工工艺。

3 结论

按招标文件技术规范两阶段施工图设计的要求，在监理工程师批准的路段试桩30～50根，以取得各种机械参数，确保大面积施工质量，以达到以下具体目的。

(1)掌握满足设计喷浆量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等。

(2)掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。

(3)检验室内试验所确定的水泥土配合比是否适用于现场。

(4)检测桩身的无侧限抗压是否满足设计要求，即28 d龄期的上、中、下部(按桩长的1／3等分)的强度平均值不得低于0．7 MPa，最小无侧限抗压强度大于0．4 MPa。

(5)检验可按填土高度<6．0 m的路段单桩极限承载力≥120 kN ，填土高度≥6．0 m的路段单桩极限承载力≥

150 kN，复合地基极限承载力I>200 KPa。

(6)检验单桩允许承载力和允许复合地基(极限)承载力能否达到设计要求。

(7)验证浆喷桩搅拌均匀程度及成桩直径。

(8)检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。

(9)确定进入持力层的判别方法。