浅谈湿喷桩加固软土地基工程的质量控制

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【摘要】湿喷桩是深层搅拌法的一种，是近几年用于加固软粘土地基的一种新兴常用方法，它是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥浆强制搅拌，利用水泥和软土产生的一系列物理――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优质复合地基。

【关键词】湿喷桩；试桩；复搅；钻孔取芯；标准贯入

Onthewetspraysoftpileconstructionqualitycontrol

ZongBin,XueShu-rong

(XinghuaCity,cuttingthroughtheRoadandBridgeConstructionEngineeringCo.,LtdXinghuaJiangsu225700)

【Abstract】Wetspraypileisadeepmixingmethod,inrecentyearsforthereinforcementofsoftclayfoundationofanemergingcommonapproach,itistheuseofcementasthemainagentcuringagent,throughaspecialdeep-mixingmachines,deepinthegroundplacethesoftsoilandwaterslurryforcedmixing,theuseofcementandsoftsoilproducedaseriesofphysical-chemicalreactions,sohardtoformaholisticsoftsoil,waterstabilityandacertainintensityofhigh-qualitycompositefoundation.

【Keywords】Wetspraypile;Testpile;Re-mixing;Coring;Standardpenetration

1.工程概况

某高速公路工程用湿喷桩处理软土地基段落长度629m，计用23113根，桩长253102延米，湿喷桩直径为50cm，间距为1.2m~2.0m，桩长在5.0m~15.5m之间，桩位平面置呈正三角形（梅花形）。该高速公路标地处沿海、沿江、江淮之间的水网地区，穿越软弱土地段占全长的1/4，软基处理的好坏，直接影响到路基的稳定性、整体工程的运营质量及工程的经济性，因此控制湿喷桩施工质量的意义重大。

2.湿喷桩加固原理

湿喷桩加固软土地基实际上就是水泥加固土的过程，即采用机械深层搅拌软土与水泥浆进而发生的一系列物理化学反应形成复合地基的过程。

2.1水泥的水解和水化反应。湿喷桩施工是首先将水泥拌和成水泥浆，水泥中各种钙质矿物和水完成部分水解和水化反应后，再和软土中的水继续进行水解和水化反应，生成钙质化合物，这是形成复合地基强度的主导因素。

2.2粘土颗粒与水泥水化物的作用。当水泥中的各种水化物生成后，一部分自身继续硬化，形成水泥骨架；另一部分则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应。

2.2.1离子交换和团粒化作用。粘土中的化合物表面带有各种离子，它们和水泥水化生成的钙离子进行当量吸附交换，从而提高土体强度；又由于软土本身具有胶凝性，再和水泥水化作用形成的凝胶粒子结合起来，形成水泥土坚固联结的团粒结构，使水泥土的强度大大提高。

2.2.2凝硬反应。随水泥水化作用生成的钙离子超出交换所用的数量时，这部分钙离子就与组成粘土的化合物反应，生成许多不溶于水的结晶化合物并逐渐硬化，同样大大的增强了水泥土的强度和水稳性。从上述水泥加固土的原理可以看出，使水泥土保持足够的强度，一要有相应数量的水泥，二是必须使水泥与土充分接触，即用机械充分拌和水泥和土。这为湿喷桩施工指明了控制要点。

3.现场工艺性试桩

为更科学的指导施工，严格控制湿喷桩施工质量，在正式施工前，必须进行工艺性试桩，其目的是：（1）验证室内配合比。（2）掌握下钻、提升的困难程度。（3）确定钻头进入硬土层电流变化程度。（4）确定水泥浆液密度。（5）确定合适的输浆泵的输浆量。（6）掌握水泥浆到达喷浆口的时间、搅拌机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等参数。（7）了解施工中冒浆情况及采用下沉喷浆和提升喷浆的不同效果。现场工艺性试桩一般应在10根左右，在条件受限时，每种配合比不得少于2根；试桩施工段落最好选择在地质最差段落，以利于更好的控制后续施工。

4.湿喷桩现场施工控制

4.1施工准备。

4.1.1施工现场准备。进行湿喷桩施工的场地，必须按照设计要求的标高进行平整，清除一切障碍物、杂物。

4.1.2施工机械准备。湿喷桩施工机械必须选用配有全自动电脑记录仪的定型产品，施工前必须经当地计量部门检验标定并铅封；钻机导向架内外侧都必须标有醒目的刻度（由上而下1m标一个刻度），以便施工时随时观察下钻深度；钻机导向架中间挂有能反应钻机垂直度的标线；每台桩机必须配备明示标牌，标明施工技术要求、桩机资料、施工配合比等；施工现场必须同时配备能测量泥浆比重的比重计。

4.1.3施工物资准备。现场库存必须满足施工2天的经过检验合格、质量稳定的大型厂家生产的水泥和石膏粉。

4.2现场施工工艺控制细则。

4.2.1主要施工顺序。放线定桩位钻机就位下钻喷浆至设计深度边搅拌边提升钻杆至桩顶（地面以下25cm）处停止搅拌全程复搅一次（如整桩设计浆量还有剩余，应在复搅中继续喷完）提升至地面关闭搅拌机械移至下一桩位继续施工。

4.2.2施工技术要求。根据工艺试桩确定的各种施工参数制定施工要点，必须严格遵守，各项技术参数如下：水灰比为0.5，水泥用量为60Kg/m，石膏粉为水泥用量的2％，水泥浆液搅拌时间必须≥3分钟，水泥浆比重在1.72~1.78之间；下钻喷浆速度控制在1.0m/min之内；提升速度控制在0.8m/min之内；桩身垂直度≤1.5％；采用下钻喷浆，喷浆口设在钻头最下层叶片左侧，以有利于钻进和多复搅一遍，又能保证喷浆长度。

4.2.3施工工艺。

4.2.3.1定位。将钻机移到指定桩位，对中双向调整钻机垂直度。

4.2.3.2浆液配制。严格控制水灰比，加水应经过核准的定量容器。水泥浆必须充分拌和均匀，检测其密度并记录。

4.2.3.3钻进喷浆、复搅提升。开动浆泵，将经过过滤的水泥浆送至搅拌头，开始钻进喷浆，钻进喷浆采用设计桩长和电流突变（进入持力层）双控。在钻进过程中保持连续喷浆；钻进至设计深度或持力层后原地喷浆搅拌30秒后，开始提升复搅，复搅原则上为桩身全长，如无法进行全程复搅，应上报监理工程师批准。复搅过程中，应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆。

4.2.3.4资料打印。成桩后，必须在移动钻机前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料。成桩资料打印必须经旁站监理监督并签字确认