水泥搅拌桩施工及检测技术要求

水泥搅拌桩施工及检测技术要求

水泥搅拌桩是一种应用较广泛的地基加固、软土处治方法，但因人员、机械等因素影响，造成施工质量不稳定，甚至出现工程事故。为了提高本项目工程质量，加大软基处治质量的监督，加强水泥搅拌桩的质量管理，特制定本技术要求。

一、水泥搅拌桩施工技术要求 1、 施工准备 1.1 技术准备

1.1.1 熟悉施工图纸及设计说明和相关规范要求。做好施工方案，报监理工程师审核。

1.1.2 做好班组技术交底、安全交底。

1.1.3 施工前应检查水泥及外掺剂的质量，桩位、搅拌机工作性能、各种计量设备（主要是水泥流量计及其它计量设备）完好程度。

1.1.4 室内试验

1.1.4.1 试验目的：了解加固水泥的品种、掺入量、水灰比、最佳外掺剂对水泥土强度的影响，求得龄期与强度的关系，为施工工艺提供可靠的参数。

1.1.4.2 试验设备：可利用现有土工试验仪器及砂浆混凝土试验仪器，按照土工或者水泥土配合比设计规程进行试验。

1.1.4.3 土样制备：土类应当是工程现场所要加固的土，一般分为三种： 风干土样：将现场采取的土样进行风干、碾碎，通过5㎜筛子的粉状土料；烘干土样：将现场采取的土样进行烘干、碾碎，通过5㎜筛子的粉状土料；原状土样：将现场采取的天然土立即用厚聚氯乙烯塑料袋封装，保持原状土的状态及天然含水量。

1.1.4.4 水泥

①水泥品种：水泥采用强度等级为32.5级复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐、矿渣水泥及以上普通硅酸盐装袋水泥，水泥出厂期不应超过3个月，并且在试验前进行原材料检验。

②水泥掺入比：符合设计要求，不得低于50㎏/ｍ（其掺入比宜在15%～20%）。 1.1.4.5 外掺剂：为改善水泥土的性能和提高强度，可采用木质素碳酸钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙和硫酸钠等外掺剂。

1.1.4.6 试件的制作和养护：根据配比分别称量土、水泥、外加剂和水。将粉状土

料和水泥放在搅拌器内拌和均匀，拌合水可一次加入也可逐次加入,当采用逐次加入时,应逐次拌合1min。从加水起至拌合均匀，搅拌时间不得少于10min，并不超过20min。在选定的试膜（70.7㎜×70.7㎜×70.7㎜）内装入一半试料，放在振动台上震动1min后，装入其余的试样后再震动1min，最后将试件表面刮平，盖上塑料布防止水分蒸发过快。

试样成型后，在20±5℃环境下静止48h拆模。拆膜后的试件放入20±1℃的水中养护。

1.1.4.7 试验结果整理和分析

包括水泥土的物理性质（含水量、密度、渗透系数）、水泥土的力学性质（无侧限抗压强度及其影响因素、水泥掺入比对强度的影响、龄期对强度的影响、水泥强度等级对强度的影响、土样含水量对强度的影响、养护方法对强度的影响等）、水泥浆比重与水灰比的对应关系曲线等。

1.2 材料要求

1.2.1 水泥：应采用经报验合格的32.5级复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐、矿渣水泥及以上普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。严禁使用受潮、结块变质的水泥。

1.2.2 外掺剂：施工实际使用的固化剂和外掺剂，必须通过室内试验的检验，符合设计要求后才能使用。

1.3 机具要求

1.3.1 钻机应当采用PH-5或者SP-5A型或者性能类似的钻机，其钻进深度不得小于设计深度。其正转速度应当在27.6r/min～202r/min之间，反转速度在10.36r/min～76r/min之间；下钻速度在0.136m/min～1.0m/min之间，提升速度不得超过0.5m/min。钻进进尺有深度显示计显示，便于操作控制。同时钻机必须要求动力大，扭矩大，适合大直径钻头成桩，具有正向钻进、反向提升的功能，并且提升力大并能实现匀速提升。搅拌钻头应当保证反向旋转提升时，对柱中土体有压密作用。钻头直径与设计桩径相适应，应为50㎝。

1.3.2 水泥土搅拌桩施工的钻机，必须安装经有关部门认可的水泥浆计量装置，每根桩施工必须有钻头各次下钻深度及提升高度的全过程记录和水泥浆量用量曲线图。未安装水泥浆计量装置的钻机，一律不得施工。每日完工后，应打印当日施工记录，附在检验资料内。

1.4 施工现场要求

1.4.1 施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂土。做好排水系统设置，使地表水迅速排出。

1.4.2 水泥必须集中入库存放，各施工作业点只允许临时存放当日或当班所计划用水泥。水泥临时存放离地面高度不小于50㎝，并做好防潮、防雨措施。

1.4.3 桩位放样后，应洒石灰或用其它方式进行明显标识。 1.4.4 施工用电应符合有关安全规范要求，各种管线应有序摆放。

1.4.5 操作人员必须身体健康，培训合格、持证上岗，非专业人员禁止操作机械。施工人员进入施工场地必须配戴安全帽，严禁酒后操作和施工。

1.4.6 各施工作业点必须有一名施工技术人员和一名现场监理， 进行技术指导和现场监理。

1.4.7 各施工作业点摆放明显标识，标明：施工路段、施工项目、施工机械、操作人员、施工技术员、现场监理和其它技术指标等。标识牌的具体字体、颜色、大小等参照《驻信改扩建标准化实施方案》内容执行。

1.5 试桩水泥搅拌桩施工前必须进行成桩试验，并且应当达到下列要求，并取得以下技术参数：

1.5.1 满足设计喷入量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气（喷浆）压力、单位时间喷入量等。

1.5.2 确定搅拌的均匀性。

1.5.3 掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。

1.5.4 成桩工艺性试验的桩数不少于6根。当转移至下一施工段落时应重新进行试桩工作。

2、施工工艺

2.1定位 搅拌机到达施工的桩位后对中，孔位误差不得大于50mm。并使钻机置平，使钻杆铅垂于地面，钻杆垂直度误差不大于1%。

2.2预搅拌 将搅拌头一步步下沉，待搅拌机的冷却水循环正常后才能启动搅拌机，搅拌头运转正常后放松超重钢绳，搅拌杆沿导向架切土徐徐下沉，下沉速度应由电机的电流表监测，工作电流不得超过60A。如果下沉速度太慢，阻力太大，可通过输浆管送水稀释土体，以利钻进。

2.3制备水泥浆 按设计要求的配比制备水泥浆，将制好的水泥浆液存放在集料斗

中。

2.4 提升喷浆搅拌 当搅拌头抵达设计深度时，将搅拌头反转，同时喷浆提升搅拌，严格控制搅拌速度，边喷浆边搅拌边提升，将所喷浆液充分与粘土拌和均匀。

2.5 重复下沉，上升搅拌。进行第二次复搅，以达到充分搅拌的要求。 2.6 洗管 向集料斗内注入清水，用灰浆泵送水清洗管路和搅拌头。 2.7 移位 重复上述步骤，制作下一根桩。 3、施工质量控制

3.1水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

3.2 为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

3.3 对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。

3.4 严格按照施工设计的配合比制备水泥浆液。为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。每根桩施工必须有钻头各次下钻深度及提升高度的全过程记录和水泥浆量用量曲线图。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备现场监理和施工技术员随时抽查检验水泥浆是否满足设计要求。

3.5 水泥土搅拌桩在施工中必须加强搅拌，增加水泥与土拌和均匀性。最后一次喷浆程序完成后，必须进行复搅。钻头下、上往返一次称为一搅，喷浆一般在钻头旋转提升同时进行，一般要求做到二喷四搅。二喷四搅是指钻头下钻到设计深度后上提，重复二次，其中在第一、第二次上提时重复两次喷浆。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。

3.6 为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。

3.7 在搅拌桩施工过程中应采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。长期使用证明，“叶缘喷浆”搅拌头能较

好地解决喷浆中的搅拌不均问题。

3.8 施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg，若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

3.9 施工中发现喷浆量不足，应整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

3.10 现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：a施工桩号、施工日期、天气情况；b喷浆深度、停浆标高；c灰浆泵压力、管道压力；d钻机转速；f钻进速度、提升速度；g浆液流量；h每米喷浆量和外掺剂用量；i复搅深度。

二、水泥搅拌桩的质量检测

水泥搅拌桩的质量检验和控制应贯穿在整个设计和施工的全过程，应坚持采用全面质量控制的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，因此，在施工全过程应加强旁站检查。并对照设计的施工工艺对工程桩进行质量评定。检查重点包括水泥、外掺剂质量和用量、水泥浆比重，桩长，制桩过程中有无断桩，桩体均匀，提升时间，复搅次数、长度和补搅及是否进入硬土层及施工中有无异常情况，记录处理方法及措施等。

水泥搅拌桩施工完毕后质量检测和评定应按以下规定执行： 1 基本要求

1.1 地基处理段搅拌桩的桩距、桩径、桩长、竖直度、喷灰（浆）量应按相关规范及规定进行检测。

1.2 检测工作必须认真、负责、及时，确保检测工作准确，做到资料真实、评判准确、数据可靠。

1.3 检测管理

检测工作由各总监办负责管理，由具有相应资质的检测单位检测，主要工作分为三方面，一是现场检测；二是室内试验；三是资料整理和报告编写。 1.4依据标准

1、《公路工程地质勘察规范》（JTJ 064-98） 2、《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2006)

3、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 5、《公路路基设计规范》(JTG D30—2004) 6、《公路土工试验规程》（JTG E40-2007） 7、《公路工程岩石试验规程》（JTG E41-2005） 8、《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002） 9、《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003） 10、相关文件 2检测工作实施细则

2.1现场检测准备工作

1、施工方应在待检场地检测前做好场地的三通一平； 2、桩头开挖及蓄水：以便泥浆泵正常工作形成循环水； 3、钻机顺利就位；

4、调整水平：用水准尺进行钻机水平校正；

5、待检桩的基础资料：包括工程名称、检测段落或位置、桩长、间距、布置形式、水泥用量、成桩时间等；

6、施工方的现场协调及配合。 2.2搅拌桩检测频率和时间

1、检测频率为总桩数的2%，同时每个作业段落不少于3根，成桩龄期一般应大于28天。

2、抽检桩应在施工结束后，由监理工程师在桩位平面布置图上或现场进行随机确定；抽检桩尽可能覆盖施工单位每一种施工桩机，且均匀布置。成桩龄期检测一般应大于28天。经监理工程师批准，施工单位可申请进行14天龄期的检测，14天检测桩身质量评分标准详见表4。28天检测桩身质量评分标准详见表3。但对超过28天龄期的强度检测，龄期每增加1天，强度的检测标准提高1%，14天至28天之间的检测按表3和表4进行内插评分，最低检测时间应不低于14天。

3、单桩及复合地基承载力采用静载试验测试，检测频率为成桩数的0.2%，且不少

于3点。

2.3现场检测要求

1、检测孔位布置在搅拌桩桩身直径的四分之一处。要求按照每回次取芯，胶结段保证取芯率>70%;取芯后的空洞应及时使用5-20mm级配碎石回填。

2、桩身检测采用钻孔取芯

成桩后钻孔取芯，桩体三等分段各取芯样一个。 3、取样注意事项

（1）采用回转钻进方法，进行钻孔取芯；

（2）根据桩身实际情况控制回次进尺，准确确定取样位置； （3）根据桩身的实际情况采取适宜的钻进、取芯工艺；

（4）提升前，为使土样根部与母体顺利分离，可回转二至三圈，使取土器与土

壁的摩擦力或粘着力有一定增长之后再提升，以便顺利切断根部，减少逃样的可能性。提升时要做到平稳，切勿突然升降或碰撞孔壁，以免芯样失落；

（5）芯样取出后，要及时密封保存，以便保证天然状态；

（6）原状芯样应立即编号，注明时间、工程名称、检测桩号、深度、芯样名称等。

4、芯样描述

（1）现场技术人员要通过钻进过程判断并描述桩体土特征及桩体连续性，并判断桩长；

（2）观察并描述芯样水泥土搅拌及喷灰（浆）的均匀程度、成桩状态； （3）现场技术人员负责芯样编号、对桩身的描述记录，描述内容包括：A图样性质：土/（弱或未胶结）水泥土/胶结水泥土；B颜色：灰褐色/灰黑色/黄褐色/黄灰色等；C状态：流塑/软塑/可塑/硬塑/坚硬；D搅拌及喷灰（浆）均匀性（分级标准见下表1和表2）；E其它。

桩体土芯样描述标准 表1

搅拌均匀性 搅拌均匀 现场取芯情况 水泥土搅拌纹理清晰，无粒块胶结水泥（土），无片层（一

层水泥一层土）状 搅拌较均匀 （搅拌较均匀） 搅拌不均匀 水泥土搅拌纹理（较）不连续，含胶结水泥（土）粒、块且颗粒直径<1cm，无片状层状 水泥土无搅拌纹理，夹胶结水泥（土）块或较多水泥富集块，且胶结水泥（土）块直径>1cm，或有片层状结构

桩体土芯样描述标准 表2

喷灰（浆）均匀性 喷灰（浆）均匀 喷灰（浆）较不均匀 （搅拌较均匀） 喷灰不均匀 现场取芯情况 水泥土颜色（基本）一致，整体无大的差异 水泥分布较均匀，局部水泥不足（较少）段长度小于10cm 水泥分布较不均匀，大部分呈间隔状分布，且水泥不足（较少）段长度大于10cm 2.4 静载荷试验 2.4.1测试位置和数量

由项目公司或监理工程师根据规范结合施工现场具体情况确定。

根据选定的位置（段落），每个位置（段落）测3点，测试采用单桩或单桩复合地基的形式。

2.4.2加荷形式及方法

本次试验采用慢速维持荷载法进行，根据场地条件，拟采用钢梁上配置重物的形式（堆重法）提供试验所需反力，通过油压千斤顶分级施加荷载。 2.4.3加荷量的确定和荷载的分级

依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）的有关规定，试验加荷可分为8-12个等级,总加荷量不应少于设计要求值的2倍。 2.4.4沉降测读时间和沉降稳定标准

每施加一级荷载，在加载前后应各测读承压板沉降一次，以后每隔半小时测读一次，当一小时内沉降增量小于0.1mm时即可施加下一级荷载。

2.4.5试验终止条件

出现下列现象之一时，可终止试验:

a、沉降急剧增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝； b、累计沉降量已大于压板宽度或直径的6%；

c、当达不到极限荷载，而总加荷量已为设计值的两倍以上。 2.4.6提交的试验报告

检测完毕提供完整的试验报告，给出复合地基承载力特征值以及相应的Q-S等曲线。

2.4.7试验场地要求

为保证整个试验工作的顺利进行，对试验场地作要求如下：

1、由于本试验为大型结构试验，为防止意外事故发生，每个试验场地应设安全协理员一名；

2、试验场地要求平整、通畅，水电设施齐全，应保证车辆及试验检测设备的正常、安全进出；

3、测试点位应事先进行放线对中定位（包括单桩及桩间土两部分），尽量为测试工作创造有利条件；

4、每一测试点位均应铺设50-150mm（中砂或粗砂）进行找平； 5、试验期间严禁闲杂人员及车辆进入试验场地来回走动。

3.室内试验

3.1 开样加工试样

1、开样前应检查水泥土密封情况，标签是否完整、字迹是否清楚；

2、开样时不得撕坏标签，根据水泥土样的实际情况，当变化较大时，可切2~3块，作为平行试样；

3、试样加工时两端面应平整，试样两端面不平整度误差不得大于0.5mm，其它可根据实际情况有所调整；

4、两端面应垂直于试样轴线，最大偏差不得大于1°；

5、试验高度与直径之比宜为1.0~2.0（根据试样软硬程度做适当调整）；

6、加工好的试样连同原标签送专人记录。 3.2 记录测试

1、记录人详细记录原始标签上的如下内容：工程名称，施工地点，标段里程号，试样野外编号，水泥图样采集深度，取样日期，桩排号及试验中发现的问题；

2、对试样进行室内描述，以校核野外记录；

3、在试样适当部位精确测量其高度、直径，精确到1mm。试样形状如不完整又残缺应在记录表中注明；

4、试样记录测量完毕后，立即送试验室由专人进行单轴无侧限抗压试验； 5、在准备过程中应确保试样含水量无变化。 3.3 无侧限抗压强度试验

1、试验机由专人操作；

2、将试件置于试验机承压板中心，调整球形座使试件两端面与上下板均匀接触； 3、以每秒0.2~0.5MPa的速度加荷（对软弱及易散土样可适当降低加荷速度），在试样接近破坏时，应停止调节实验机油门，直至试样破坏，记录破坏荷载，精确到0.01kN；

4、有条件时应尽可能在现场进行试验，以免运输过程中对芯样强度造成影响。 3.4 试验成果整理

1、按下式计算水泥土单轴无侧限抗压强度：R=P/A

式中：R——水泥土单轴抗压强度； P——试件破坏荷载（N） A——试件截面积（mm²）

2、相关实验人员在记录表中签字，经审核盖章后送交报告编写人。 3.5 水泥土室内抗压试验设备

1、压力机或万能试验机及配套附件，压力机的精度要求达到0.01kN 2、切割机、磨石机；

3、切土工具：切土刀、钢丝锯； 4、其它：盛样盘、卡尺、直尺等。

4.质量评定和报告编写

4.1 报告内容

4.1.1 搅拌桩检测报告内容

1、概述，简要介绍工程概况以及检测日期；

2、检测试验方法，主要包括现场桩位的确定方法以及现场测试方法； 3、搅拌桩桩身质量评价表内容包括桩位里程以及桩排号、桩身质量综合得分； 4、每一检测桩的柱状图：主要包括桩位里程、桩排号、龄期、每一层的厚度、每一深度处的无侧限抗压强度值；

5、有静载试验点的桩位宜在静载试验后对该桩进行钻孔取芯；

6、对于有静载试验点的桩位及其所在段落，桩身质量应根据静载试验结果、取芯结果等进行综合评定。 4.2 桩身质量评定办法

1、评判搅拌桩的桩身质量是根据：a、现场测试的桩身芯样描述；b、芯样的室内无侧限抗压试验。

2、根据表3和表4，对每根桩的桩身质量进行评价，分为优良、合格、不合格三个等级。根据综合得分情况评价桩体的质量，分数为85~100的评为优良，70~85的评为合格，小于70的评为不合格。

3、搅拌桩桩身质量的检测与评判方法

（1）桩体土每一层评判综合三方面因素：搅拌及喷灰（浆）均匀情况、桩体土状态、无侧限抗压强度；其中搅拌及喷灰均匀描述情况按20%计，桩体土状态按20%计，桩身无侧限抗压强度按60%计；算出该层分数，再用厚度加权，算出该桩的综合得分；

（2）当出现以下情况时，均判为不合格桩：

A、实测桩长（胶结水泥土段与水泥土段合计长度）小于设计桩长；

B、某层的无侧限抗压强度为表3（表4）中所列最小值，且该层厚度大于1.0米；

搅拌桩施工质量的检验与评判方法 表3

桩体土搅拌 均匀性 均匀 较均匀 记分 100 75 土体状态与评价 状态 坚硬 硬塑 记分 100 75 无侧限抗压试验 强度（MPa） >1.2 0.8~1.2 记分 100 75

较不均匀 不均匀 备注;

50 0 可塑 软塑至流塑 50 0 0.6~0.8 <0.6 50 0 1）本表评分采用28天龄期，时间不足或超过28天按本细则及相关内容进行；

2）当每一层有多个抗压强度值时，按照试验结果并结合现场记录采用统计学的方法进行评判。

搅拌桩施工质量的检验与评判方法 表4

桩体土搅拌 均匀性 均匀 较均匀 较不均匀 不均匀 备注：

1）本表评分采用14天龄期，时间超过14天按本细则及相关内容进行；

2）当每一层有多个抗压强度值时，按照试验结果并结合现场记录采用统计学的方法进行评判。 4、报检段总体评价及补救措施 （1）报检段经检测应全部检测合格；

（2）不合格桩数超过抽查桩数的10%，表明报检段整批桩不合格，由施工单位返工； （3）不合格桩少于抽检桩数的10%：

若14天检测后不再申请进行28天复检时或28天检测的不合格桩数少于10%； A、在不合格桩附近，按不合格桩数量1：2的比例进行补桩；

B、补桩后应对补桩进行检测，检测标准提高一级，补桩经检测应全部合格； C、补桩中有1根桩不合格，表明报检整批桩不合格，将对该段返工。 4.3 报告流程

1、现场试验负责人在阶段工作结束后2天内将现场记录归纳汇总送交报告编写人； 2、室内试验负责人在试验工作结束后2天内将试验成果整理汇总后送交报告编写人； 3、报告编写人根据规定要求，分析整理资料，3天内完成报告初稿，送项目负责人审阅。

记分 100 75 50 0 土体状态与评价 状态 坚硬 硬塑 可塑 软塑至流塑 记分 100 75 50 0 无侧限抗压试验 强度（MPa） >0.9 0.6~0.9 0.3~0.6 <0.3 记分 100 75 50 0