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单、多向水泥搅拌桩施工培训
1、单向水泥搅拌桩
1.1单向水泥搅拌桩简介
单向水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所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地基，从而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。
单向水泥搅拌桩机见图1.1-1

图1.1-1单向水泥搅拌桩机

1.2单向水泥搅拌桩施工流程图
单向水泥搅拌桩施工流程图见图1.2-1。

原
地
面
处理

测

量

放

样

钻

机

就

位

钻进、搅拌、下沉

喷浆、搅拌、提升

提升至停浆面

喷浆、
搅拌、下沉

搅拌、提升

钻

机

移

位
泥浆排泄处理

图1.2-1单向水泥搅拌桩施工工艺流程图
1.3单向水泥搅拌桩施工示意图
单向水泥搅拌桩施工过程示意图见图1.3-1。

图5.3.1.1-3单向水泥搅拌桩施工过程示意图

图7.3.1.1-3单向水泥搅拌桩施工过程示意图
1.4单向水泥搅拌桩施工方法及技术措施
⑴平整场地
水田地段应排水疏干后挖除地表0.3～0.5m厚种植土，旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面。对需要报废的水塘排水疏干、对不报废水塘围堰抽水后，用土回填至水塘埂高程（原地面）处。回填土需进行碾压，碾压密实至压实系数K≥0.9、地基系数K30≥90MPa/m。
⑵测量放样
施工前，根据设计图纸，定出坡脚线，搅拌桩按正三角行布置。施工时，根据计算的搅拌桩位置测放桩位，在搅拌桩的位置上，插上竹签标记，并布上白灰点。布桩形式见图1.4-1。
坡脚线
坡脚线
线路中心线
a米
a米

图1.4-1单向水泥搅拌桩布桩示意图
⑶钻机定位
搅拌机械运至工地后，先安装调试，待转速、液压系统正常后，操作人员根据桩位移动搅拌机，由专人指挥，将搅拌机钻头准确落在桩位上。钻机对准桩位后，确保孔位偏差符合规范要求，水平偏差不超过5cm。钻机平台水平，导向架及钻杆竖直，竖直度偏差不得大于1.0%。
单向水泥搅拌桩孔位校准

单向水泥搅拌桩钻杆垂直度校核

施工中应对桩机的定位及垂直度进行认真检查并填写检查记录表。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一垂球，通过控制垂球与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
⑷拌制水泥浆
现场水泥存放要做到下垫上盖，水泥放在使用砂浆抹面的平台上，平台高≥50cm，并用篷布搭设临时水泥库房。
水泥平台及临时篷布库房
0.5m
5m
8m

钻机就位前开始拌制水泥浆，在拌和水泥浆时，受潮结块的水泥不允许使用；水泥用量、水灰比严格按照试桩成功的配合比，采用灰浆拌和机拌合，一次拌和的水泥浆储量要保证不少于一根水泥搅拌桩灌注量。
试验室配合比
序号
分组
桩位编号
水泥掺量（%）
加固土层密度(Kg/m3)
浆液密度(g/cm3)
用浆量(L/m)
水灰比
水泥用量(kg/m)
1
1
S1
14%
1962
1.8
45
0.5
54
2
S2
14%
1962
1.8
45
0.5
54
3
S3
14%
1962
1.8
45
0.5
54
4
2
S4
16%
1962
1.8
51.7
0.5
62
5
S5
16%
1962
1.8
51.7
0.5
62
6
S6
16%
1962
1.8
51.7
0.5
62
7
3
S7
18%
1962
1.8
57.5
0.5
69
8
S8
18%
1962
1.8
57.5
0.5
69
9
S9
18%
1962
1.8
57.5
0.5
69
问题：1、如何配置水灰比为0.5的水泥浆？
依据搅拌桶的大小确定一次拌制水泥浆数量：
搅拌桶直径R=0.9m，高度h=0.9m，则底面积S=π*(R/2)²=3.1415*（0.9/2）²≈0.636（㎡），桶的容量为0.636㎡*0.9m*1000≈572.5（L）。
假设一次投入10袋水泥即50(Kg)*10（袋）=500（Kg）
若要使拌制的水泥浆水灰比达0.5。
即：水的质量：水泥的质量=0.5:1
则加入水的质量为：250（Kg），水的密度为1000(Kg/m³）
公式：m=ρ*V
需要加入水的体积为V=m/ρ=0.25（m³）。
故一次投入7袋水泥，搅拌桶直径R=0.9m，高度h=0.9m，水的投入量在搅拌桶内的高度为：0.25m³/0.636㎡*100=39.3（cm）。
水泥浆的体积为（500+250）/1.8=416.67（L）小于572.5L。
制、储浆桶尺寸
0.9m
0.9m
尺寸同储浆灌
制浆灌
39.3cm

制浆灌

标定用水量

水泥浆应充分拌合，浆液搅拌要均匀，不能离析、沉淀；水泥浆拌合完毕后用水泥浆比重测定仪测出水泥浆比重，水泥浆比重必须保证其与试桩成功的配合比中所确定的数据一致。

泥浆比重检测

水泥浆从制浆罐到储浆罐的过程中必须有过筛装置，储浆罐必须有电动搅拌装置。确定输浆量和灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间；要严格控制水泥浆储量，储量不足时不得进行下一根桩施工，以保证开钻后水泥搅拌桩施工连续作业。
制、储浆灌

加过筛网

⑸预搅下沉
钻机就位以后，启动搅拌机电机，待搅拌头转速正常后，借深层搅拌机的自重，以0.8～1.0m/min的速度，沿导向架边旋转、边切土、下沉直至设计深度，搅拌轴的转速控制在50～60r/min，采用双控措施即设计桩长控制和电流表读数控制，当钻至持力层时电流表读数会突然增大，如已钻至设计深度而电流表无明显增大，则继续向下钻机直至持力层。
电流表（未工作状态）

电流表（未工作状态）

⑹提升喷浆搅拌
搅拌机钻到设计深度，启动挤压式灰浆泵，调整灰浆泵压力档次，喷浆时管道压力不得小于0.4MPa。
工作状态下压力表

并且浆液从喷嘴喷出具有一定压力后，原位喷浆搅拌30S，然后搅拌喷浆提升。提升喷浆时，钻至桩底后开始反循环匀速提升搅拌，速度控制在0.5～0.8m/min左右，提升至预定的停浆面。喷水泥浆时严格控制喷浆标高和停浆标高，不得中断喷浆，确保桩体长度，注意考虑送浆长度的因素，确保控制送浆的时间。
⑺喷浆、搅拌、下沉
正向旋转，喷浆搅拌下沉到桩体底部标高，同时采用电流表读数控制。
施工参考图1

⑻复搅、提升
反向旋转，搅拌、提升至停浆面，原位搅拌2min。水泥浆用量和桩长通过经标定合格的电磁记录仪机打小票确定，每根桩的水泥浆用量不得小于室内配合比给定的数量。
施工参考图2

⑼关闭搅拌机械、提杆出孔
复搅完成后，关闭搅拌机械， 复核水泥浆用量是否与试桩确定的数据一致，等复核完毕，合格后，方可提杆出孔；随即清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，同时打印施工过程资料和成桩资料，打印完成后交旁站监理签认。
⑽移位
移机就位进行下一根桩的施工，重复进行上述步骤施工。
1.5施工质量控制要点
⑴水田地段应排水疏干后挖除地表0.3～0.5m厚种植土，旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面。对需要报废的水塘排水疏干、对不报废水塘围堰抽水后，用土回填至水塘梗高程（原地面）处。回填土需进行碾压，碾压密度至压实系数K≥0.9、地基系数K30≥90MPa/m。
⑵水泥搅拌桩应穿透软土层进入持力层至少50cm。
⑶施工机具上应带有明显的进尺刻度标记，以控制水泥搅拌桩的加固深度。
⑷施工时应定时检查机械的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头应定期复核检查，其直径磨耗量不得大于10mm。
⑸在成桩过程中遇有故障而停止喷浆，停机超过3小时，需拆卸管道清洗，第二次喷浆接桩时，其重叠长度不得小于1.0m。接桩间隔时间不大于24小时，否则应重打该桩。
⑹桩长控制采用设计桩长和施工电流双向控制。
⑺桩体搅拌均匀、连续；机具搅拌中遇有土阻力较大，增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压，边搅拌边钻进。
⑻成桩完成28d内不得有任何机械在上面行走，28d以后，按要求检测。待检测合格后，方可进行上部路基施工。
1.6质量检测
⑴实测项目
单向水泥搅拌桩施工完成后，无侧限抗压强度达到28天龄期，依据《路基设计大样图集》蒙华荆岳段大样图施（路）-020中单向水泥搅拌桩设计说明第三项质量检测的要求进行检测（其中单桩地基承载力、复合地基承载力需要在成桩28天后进行检测）。
单向水泥搅拌桩检测项目见表1.6-1。
表1.6-1 单向水泥搅拌桩检验项目
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
桩体强度（kpa）
不小于1000
钻芯取样法：每施工点桩总量的0.2％
桩位偏差（mm）
≤50
全站仪或经纬仪：每施工点桩总量的2％
桩距偏差（mm）
±100
钢尺丈量：抽查1%，且不少于5根
垂直度（％）
≤1%
经纬仪测量钻杆垂直度：抽查2%，且不少于2根
桩径（mm）
不小于设计值
挖探50～100cm，钢尺丈量：抽查1%，且不少于2根
桩长（mm）
+100，0
尺量钻杆法：每桩检查
单桩承载力（KN）
不小于设计值
荷载试验：每施工点不少于1‰
复合地基承载力(Kpa)
不小于设计值
荷载试验：每施工点不少于1‰
2、多向水泥搅拌桩施工方案
2.1多向水泥搅拌桩简介
多向水泥搅拌桩也是采用水泥浆作为固化剂，加固原理与常规水泥搅拌桩相同，在地基深处将软土和水泥强制搅拌后，水泥和软土将产生一系列物理和化学反应，使软土硬结改性，从而改善软土地基物理力学性质，提高复合地基承载力。优点是克服了常规水泥搅拌桩施工中搅拌不均匀、浆液上冒的缺陷，桩身强度有较大提高。多向水泥搅拌桩机见图1.2-1。

图7.3.1.2-1多向水泥搅拌桩机

2.2多向水泥搅拌桩施工工艺流程
多向水泥搅拌桩采用“两喷两搅”的施工工艺。施工工艺流程见图2.2-1所示。

原
地
面
处理

测

量

放

样

钻

机

就

位

搅拌、
喷浆、下沉

下沉至设计深度
搅拌、喷浆、
提升

提升至桩顶

关闭搅拌机械

钻

机

移

位
浆液排泄处理

图2.2-1施工工艺流程图
2.3施工方法及技术措施
1）施工准备
⑴技术准备：施工前必须完成对施工人员的安全、技术交底培训工作，使每个操作工人都能熟练掌握施工工艺、流程等。
⑵管线处理：施工前探明施工范围内的地下管线，对其进行迁改和保护。
⑶设置临时排水沟，抽排或引排，场地内排水疏干后，挖出原地面种植土。
⑷合理规划现场。现场水泥棚、机械停放区、运输线路、临时用电线路等要合理规划。
⑸测量准备:放线前对各控制点进行复核，确认无误后，按照设计图纸要求的布桩形式准备定出桩位，插入竹签并撒白灰定位，误差要求小于5cm。布桩形式见图2.3-1。
、
坡脚线
线路中心线
坡脚线

a米
a米

图2.3-1 多向水泥搅拌桩布桩示意图
⑹材料准备：施工前水泥棚内储备足够经检测合格的袋装水泥，并按照要求进行下垫上盖，防止水泥受潮变质，设置材料标识牌。
⑺水泥浆液制作：水泥浆液严格按照试桩成功的配合比配制。首先将水加入制浆容器内，再将水泥倒入，开通搅拌机搅拌均匀，时间不小于3min，并经过筛后放入储浆罐备用。制备好的浆液不得离析。配制水泥浆液过程中，有现场专职试验人员对原材料计量、浆液搅拌时间、水泥浆比重进行检验，确保施工质量。
2）钻机检查定位
预搅下沉前，先启动压浆泵，检查各管路是否畅通，有无泄漏，如有异常，应及时排除。依据放样点使钻机定位，钻头正对桩位中心，对准偏差不得大于5cm，多向水泥搅拌桩机就位后必须做水平校正，使钻头轴线垂直对准孔位中心位置，通过吊线锤校正机架垂直度，使垂直度偏差不大于1%。
3）搅拌、喷浆、下沉
启动搅拌桩机，钻头正向旋转，实施钻进作业，同时开启输浆泵开始喷浆。下沉至设计桩长深度。
4）喷浆、搅拌、提升
钻进至设计桩长或层位后，为保证搅拌桩桩底质量，原地喷浆不小于30s，再反转匀速提升。施工时注意搅拌桩机提升速度与输浆速度同步。当喷浆口达到桩顶标高时，喷浆搅拌不小于2min，在水泥浆与桩端土充分搅拌后再提升钻头，保证桩头质量。
5）提升至设计桩顶
搅拌机钻头向上喷浆、提升时，为使软土和水泥浆充分搅拌均匀，钻头应匀速提升搅拌，速度控制在0.5～0.8m/min左右，提升至桩顶。
6）关闭搅拌机械
桩顶原位搅拌达2min后，关闭搅拌机械。
7）钻机移位
钻头提升地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。
8）清洗
停止施工前需将机械清洗干净，加入适量清水，清洗管路中的残浆和搅拌头上的软土。
2.4施工质量控制要点
多向水泥搅拌桩的施工质量控制要点同1.5。
2.5质量检测
多向水泥搅拌桩的质量检测同1.6。
多向水泥搅拌桩检测项目见表2.5-1。
表2.5-1 多向水泥搅拌桩检测项目
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
桩体强度（kpa）
不小于1500
钻芯取样法：每施工点桩总量的0.2％
桩位偏差（mm）
≤50
全站仪或经纬仪：每施工点桩总量的2％
桩距偏差（mm）
±100
钢尺丈量：抽查1%，且不少于5根
垂直度（％）
≤1%
经纬仪测量钻杆垂直度：抽查2%，且不少于2根
桩径（mm）
不小于设计值
挖探50～100cm，钢尺丈量：抽查1%，且不少于2根
桩长（mm）
+100，0
尺量钻杆法：每桩检查
单桩承载力（KN）
不小于设计值
荷载试验：每施工点不少于1‰
复合地基承载力(Kpa)
不小于设计值
荷载试验：每施工点不少于1‰

检验批资料填写

表C.0.9 浆体喷射搅拌桩施工记录 编号：
工程（标段）名称
蒙华铁路MHTJ-23标段
施工单位
中铁十四局集团有限公司
单位工程
DK1261+200～DK1284+200
里程及部位

布桩形式
正三角形
施工日期

设备名称及型号

设计桩径
0.5m
水泥浆施工配合比
水：水泥=0.5:1
桩号
起止时间
钻进速度
地面高程（m）
设计桩底高程（m）
实际桩底高程
（m）
设计桩长（m）
施工桩长（m）
成桩直径（m）
喷射压力（MPa）
水泥浆用量（m³）
持力层作用电流（A）
作业人
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写
手写

记录人： 专职质量检查员： 施工技术负责人： 监理工程师：

浆体喷射搅拌桩检验批质量验收记录表
02010105□□□
单位工程名称
DK1261+200～DK1284+200段路基
分部工程名称
地基处理
分项工程名称
浆体喷射搅拌桩
验收部位

施 工 单 位
中铁十四局集团有限公司
项目负责人

施工质量验收标准名称及编号
《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414─2003
施 工 质 量 验 收 标 准 的 规 定
施工单位检查评定记录
监理单位
验收记录
主 控 项 目
1
水泥及外加剂的品种、规格、质量
第4.5.6条
水泥合格证1分，编号：

2
布置形式
第4.5.7条
正三角形

3
布置数量
第4.5.8条
1000根

4
桩 长
第4.4.8条
（实际情况填写）

5
单桩喷浆量
第4.5.10条
（实际情况填写）

6
桩体无侧限抗压强度
第4.5.11条

7
复合地基承载力
第4.5.12条

一 般 项 目
1
允 许 偏 差
桩体直径
±50 mm
12
14
-12
-3
4

12
14
-12
-3
4
2
桩体间距
±100 mm
12
14
-12
-3
4
12
14
-12
-3
4
3
垂直度
1%（图纸要求1%）
12
14
-12
-3
4
12
14
-12
-3
4
12
14
-12
-3
4
12
14
-12
-3
4
施工单位检查
评定结果
专职质量检查员： 年 月 日
检查评定合格 分项工程技术负责人： 年 月 日
（手写） 分项工程负责人： 年 月 日
监理单位验收结论
检验合格（手写） 监理工程师： 年 月 日

说 明
主控项目
1． 施工用水泥及外加剂的品种、规格、质量应符合设计要求。
检验数量：施工单位对水泥和外加剂按《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414─2003）附录E的有关规定执行，其它加固料按相关规定进行进场检验。监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验或10%进行平行检验。
检验方法：检查产品质量证明文件及抽查试验报告。
2． 浆体喷射搅拌桩布置形式应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：观察、尺量。
3． 浆体喷射搅拌桩的布置数量应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：计数。
4． 浆体喷射搅拌桩长度应符合设计要求。
检验数量：施工单位检查浆体喷射搅拌桩总数的3%，且不少于3根。监理单位按施工单位检查数的20%见证检验，且不少于1根。
检验方法：尺量钻杆长度刻线；必要时钻芯检查。
5．浆体喷射搅拌桩单桩喷浆量应符合设计要求。
检验数量：施工单位检查总桩数的2%，且不少于20根。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。
检验方法：查施工计量记录。
6． 浆体喷射搅拌桩桩体强度应符合设计要求。
检验数量：施工单位检查总根数的2%，且不少于2根。监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验，且不少于1根。
检验方法：在桩顶1 m以下截取设计规定龄期的试件作无侧限抗压强度试验。
7． 体喷射搅拌桩复合地基承载力应符合设计要求。
检验数量：总桩数的2‰，监理单位见证检验。
检验方法：平板载荷试验。
一般项目
1． 浆体喷射搅拌桩桩体直径、间距、垂直度允许偏差及检验方法应符合下表的规定：
浆体喷射搅拌桩桩体直径、间距、垂直度允许偏差及检验方法
序 号
项 目
允 许 偏 差
施工单位检验数量
检 验 方 法
1
桩体直径
不小于设计值
抽查1%且不少于2处
挖探50～100 cm，钢尺丈量
2
桩体间距
±100 mm
抽查1%且不少于5处
钢尺丈量
3
垂直度
1.5%
检测2%且不少于2根
经纬仪测量钻杆垂直度