探讨水泥搅拌桩在复杂软基中的施工工艺

【摘 要】针对水泥搅拌桩在天然含水量高、孔隙比大、有机质含量高、腐殖质及富里酸含量高、强度低的土层中强度低且成桩效果差的特点，以具体工程实践为例，通过施工工艺改进，取得了较理想的效果。

【关键词】水泥搅拌桩；复杂软基；工艺改进

珠江三角洲的沿海地区，地下水位较高，区内分布着淤泥、淤质粉土为主的软土层并有大量的暗河沂、暗沟塘及冲、回坡土等软弱人工填土存在，水泥搅拌桩处理方式以其造价低、工期短、施工简便、无污染等优点占据着主导地位，但搅拌桩在天然含水量高、孔隙比大、有机质含量高、腐殖质及富里酸含量高、强度低的土层中强度低且成桩效果差，处理后的站场路基不能满足设计和功能使用要求。针对这一问题，在某停车场搅拌桩软基处理工程施工中对施工工艺进行了改进，在成本控制及处理效果中取得了理想的效果。

一、工程概述

1、工程概况

某停车场位于广州市某区某村范围内，该停车场场址地处珠江三角洲后缘地带，地貌单元主要表现为珠江三角洲海陆交互相冲积平原地貌形态。场地地势开阔，地形相对平坦，地面标高3.9～6.95m。

该停车场范围内既有地面高程4.04～6.56m，为地面填方工程，场坪设计标高8.22m。区内软土层连续性较好，埋藏较浅，淤泥、淤泥质粉质粘土、淤泥质细砂及淤泥质中砂，其分布厚度大，一般厚4.30～20m，局部厚达21.7m～25.5m，其具有天然含水量高、孔隙比大、有机质含量高、强度低等特点，软土地基工程性质较差。影响路基的稳定，且将产生较大的地基沉降，需采取措施对地基进行处理。

本工程软基处理数量较大，场区全部位于软土地基上，分别采用塑料排水板及深层搅拌桩进行处理，且地质条件复杂，插塑板区堆载及固结施工工期长。本工程搅拌桩区总面积为：201596m2，搅拌桩总量为1138120延米。设计要求搅拌桩打设深度以进入设计要求的硬层（中粗砂层）为控制,要求水泥搅拌桩伸入砂砾石垫层内0.5m。

2、工程地质情况

场区地层岩性，上覆第四系海陆交互相沉积层、残积土层，下伏基岩为白垩系下统白鹤洞组下段(Klbl)的泥质粉砂岩，局部分布有粗砂岩、含砾粗砂岩夹层，铁质、钙质、泥质胶结。第四系覆盖层，上部全新统软土分布广泛，为淤泥、淤泥质土、淤泥质细砂，厚度在4.3～20m，局部厚度达25m；中部为中砂、粉质粘土，下部第四系残积粉质粘土层。

1、人工填土层(Q4m1)

该层由素填土及耕植土组成，其特征及分布如下：

素填土：浅黄色，局部呈灰褐色，呈松散状态，局部稍压实。主要由粘性土混少量砂砾构成，局部含少量有机质。该层分布厚度0.50～2.00m，平均1.04m。

耕植土：褐灰等色，呈松散状态，主要由粘性土构成，含少量有机质、腐殖质等，略具腥臭味。该层分布厚度0.50～1.40m，平均0.77m。

2、第四系全新世海陆交互相沉积层(Q4mc)

工程场地内分布的砂土主要为淤泥质细砂、淤泥质中砂、细砂等。在7度地震力作用下，淤泥质细砂、淤泥质中砂、细砂，均为可液化地层。

勘察结果表明：拟建场地软土分布广泛，连续性较好，埋藏较浅、厚度较大。淤泥层厚度0.70～6．90m，平均3．1lm，淤泥质粉质粘土层厚度0．60～9.10m，平均2.95m，淤泥质粉质粘土层厚度0.60～9.10m，平均2.95m。该三层具有天然含水量高(一般均大于液限)(平均值分别为84.70％、78.1％、83.0％)，孔隙比大(平均值分别为1.760、1.557、0.774)，有机质含量较高，压缩性高，强度低，渗透系数较小。低强度和不均匀性：软土分布区地基强度很低，极易产生不均匀沉降。PH值偏低及高有机质、富里酸及腐殖质含量：场地内软土的PH值偏低，有机质、富里酸、腐殖质含量高，对软基加固处理影响大。高压缩性：软土属高压缩性土，极易因其体积的压缩而导致地面和建筑物沉降。

本工程设计深层搅拌桩桩径Φ500mm，桩间距1.0～1.4m，呈正三角形布置，总工作量1138120延米，深层搅拌桩底部原则上穿过软弱土层进入硬底不少于0.5m。

二、水泥搅拌桩在试桩施工中遇到大问题--搅拌桩强度低且成桩效果差，处理后的站场路基不能满足设计和功能使用要求

由于本工程规模大、施工条件差、周边环境复杂、地质条件差，软土厚度大、工程造价低、工期紧，而水泥搅拌桩软基处理数量较大，且地质条件复杂，如何保证搅拌桩的成桩强度，对整个工程的质量至关重要。在施工前期的水泥搅拌桩试桩过程中发现由于土层天然含水量高、孔隙比大、有机质含量高、腐殖质及富里酸含量高、强度低等原因导致搅拌桩强度低且成桩效果差，甚至有不成桩的现象，这一问题不解决将严重影响本工程的质量、工期和效益。经过查找出强度低原因后、通过对设备进行工艺改进有效的克服了强度低现象取得了好的成绩，确保了工期、质量要求，取得了好的经济效益。具体处理办法如下：

三、搅拌桩强度低且成桩效果差的处理

1、搅拌桩强度低且成桩效果差的原因分析

软弱土层中有机质含量较高，压缩性高，强度低，渗透系数较小。低强度和不均匀性：软土分布区地基强度很低，极易产生不均匀沉降。PH值偏低及高有机质、富里酸及腐殖质含量：场地内软土的PH值偏低，有机质、富里酸、腐殖质含量高，对软基加固处理影响大。特别是有机质、富里酸、腐殖质含量高，严重影响了搅拌桩的加固效果，阻碍搅拌桩的强度增长。

2、本工程对搅拌桩强度低且成桩效果差的处理

2.1 开会研究对策及进行第二次试桩

根据第一次抽芯检测结果发现，水泥掺量为16%、18%四搅四喷的桩在淤泥层的强度仅为0.3、0.5。当P.O42.5水泥掺量提高到20%时，搅拌桩下部可满足要求，但上部不能符合设计要求（0.9 MPa和0.6 MPa），因此在与设计，业主，监理商议后决定，考虑到成本控制及加固效果，在桩的上部增加搅拌桩的搅拌次数及水泥掺量进行试桩，我司特别提出增加水泥土砂石复合桩进行第二次试桩。