浅谈水泥土深层搅拌桩在地基处理中的应用

摘要：近几年，水泥土深层搅拌桩在地基处理中得到了广泛的应用。该技术施工方法简单、工期快、造价低，而且实践证明安全可靠。文章针对水泥土深层搅拌桩在地基处理中的应用，结合实际经验与施工案例，介绍了施工中的工艺、质量控制与检验等方面的理解和认识。

关键词：地基处理；水泥土深层搅拌桩；复合地基；质量控制；软弱地基处理 文献标识码：A

中图分类号：TQ172 文章编号：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.

1 概述

近几年水泥土深层搅拌桩在地基处理中得到了广泛的应用。该技术施工方法简单、工期快、造价低，而且实践证明安全可靠。2013年9月承建的辽宁省交通高等专科学校大学生活动中心，施工的重点放在软弱地基的处理。

2 工程概况

辽宁省交通高等专科学校大学生活动中心，2013年9月开始施工，2014年10月建成。建筑物长72.30m、宽56.00m，建筑面积约1.6万m2。场地原为老旧办公楼，原基础为毛石混凝土独立基础，附近有校区深井泵房，长期抽水造成一定的局部沉降。

工程地质条件：（1）杂填土①：灰色、杂色，成分为粘性土，砖石和其他杂物混杂、松散，该层厚度0.8～2.0m，分布比较普遍。（2）粉质粘土②：黄灰色、可塑～可塑偏软，中等压缩性为主，局部高压缩性，不均匀，稍有光泽，无摇振反应。该层厚度3.10～4.30m，分布普遍。Fak=140kp。（3）粉质粘土③：褐灰色、可塑，中等压缩性。均匀、稍有光泽，无摇振反应。该层厚度3.80～4.30m，分布普遍。Fak=180kp。（4）粉质粘土④：褐灰色、可塑偏硬～硬塑，中等～低压缩性，均匀，稍有光泽。有铁质、钙质小结核体，无摇振反应。该层厚度5.10m以上。Fak=220kp。

3 地基处理方案的确定

第一，地基处理的目的和处理方法的选择。（1）地基处理的目的。基础底部有软弱土层，承载力特征值140kPa，呈可塑～软塑状态，满足不了设计要求；需要一定的方法进行处理，使软土地基变成复合地基，最终目的是改善软土的剪切性能，提高地基土的承载力，使其满足设计要求。（2）处理方法的选择。地基处理一般采用换土法、振冲桩加密法、CFG桩和水泥土深层搅拌法。针对工程特点，结合工程地质条件与建筑环境条件，本着经济可行、施工工艺简单等因素综合考虑，本工程采用水泥土深层搅拌法进行软弱地基处理。基础形式采用钢筋混凝土独立基础。

第二，对于拟建建筑物区域，独立基础下进行水泥土深层搅拌地基处理，采用④层粉质粘土做水泥土深层搅拌桩持力层。单桩承载力特征值不小于171kN。

第三，桩间土承载力特征值140kPa，水泥采用普通硅酸盐42.5级，水泥掺入量质量比不小于15%，处理后的复合地基承载力特征值不小于190kN。

第四，经论证与计算，共设计水泥土深层搅拌桩1149根，有效桩长8.50m，桩径500mm。

第五，水泥土搅拌桩复合地基的作用。（1）桩体作用。水泥土复合地基中桩体的刚度较周围土体大，在刚性基础下等量变形时，地基中应力将按材料模量进行分布，因此产生应力集中现象。大部荷载将由桩体承担，桩间土上应力相应减少。（2）褥垫层作用。保证桩体、桩间同承担荷载。由于桩体的刚性作用和土体的柔性作用，使得二者不能够同时承担上部结构传递的荷载，将会产生刺入变形；褥垫层的存在，可以很好地将荷载传递给二者，使它们共同承担荷载作用。调整桩体、桩间土荷载的分布比。褥垫层在调整桩体、桩间土荷载分布比方面起了巨大的作用。当荷载一定时，褥垫层越厚，桩间土承担的荷载越多，当承受的荷载大到一定程度时，桩体就会承担较大的荷载。（3）排水作用。水泥土经搅拌后发生一系列物理化学反应，水泥土固结时，有发热、吸水作用。刚刚施工完的水泥土搅拌桩将是一个良好的排水通道，孔隙水沿着刚完工的桩体排出。（4）加筋作用。水泥土复合地基除了可提高地基的承载力、增强土体外，还可用来提高土体的抗剪强度，增加地基土的抗滑能力。

4 施工准备

第一，资料准备。（1）建筑场地岩土工程勘察报告。（2）手续齐全的施工图纸。

第二，材料准备。原材料水泥进场，在监理工程师的旁视下抽样送检，合格后使用。

第三，机械设备准备。施工设备进场后，及时安装并进行调试，确保设备完好。

5 施工中的质量控制、工艺确定及检验

第一，清除原建筑物的旧基础（毛石混凝土独立基础），局部淤泥必须清理并回填粘性土予以压实。

第二，水泥土深层搅拌桩正式施工前，应进行工艺性试桩，数量不得少于2根。经试桩，确定采用“四搅、三喷”施工工艺。

第三，施工工艺流程。桩位放样设备就位调平预搅下沉制备水泥浆提升喷浆搅拌喷浆复搅移位。

第四，施工中应注意的质量问题。（1）断桩：搅拌提升速度与输浆速度要同步，制备的浆液不得离析，泵送要连续。（2）桩端质量差：为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口时，应喷浆坐底30秒，使浆液完全达到桩端。（3）桩体不均匀：通过复喷的方法达到提高桩身强度的目的。通过四次搅拌、三次喷浆达到桩体均匀。（4）因故停浆：施工中因故停浆，宜将搅拌机械下沉至停浆点以下0.5m。（5）桩头质量不好：当喷浆口到达桩顶标高时宜停止提升，喷浆搅拌数秒，以保证桩头的均匀密度。

第五，水泥要有出厂合格证并按规定进行复试，复试合格后方可使用。

第六，当第一次下钻时，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。

第七，施工时保持设备水平和垂直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位的偏差不得大于50mm，成桩直径和桩长不得小于设计值。

第八，停浆面应高于桩顶设计标高300mm以上。

第九，采用施工全过程质量控制。重点检查水泥用量、桩长、复搅次数。

第十，施工时要做好施工记录和计量记录。如喷浆有异常状况，及时向技术人员汇报，查明原因后方可继续施工。

第十一，基槽开挖应采用人工清除，不可采用机械开挖，以免撞断桩体。

第十二，严格控制桩顶与基础之间200mm褥垫层的施工。碎石∶中砂=4∶6，最大粒径不大于20mm，如局部有杂填土应清除；褥垫层夯实度0.9。

第十三，成桩质量的检验。（1）成桩3天后，用轻型动力触探（N10）检查每m桩身的均匀性。检测数量为总桩数的1%。（2）成桩7天后，采用浅部开挖桩头，深度超过停浆面下0.5m，目测检查搅拌的均匀性。检查量为总桩数的5%。（3）按规范要求进行了复合地基承载力检测，均大于设计190kN。满足上部结构使用要求。

第十四，建筑物沉降变形观测。设置了6处沉降变形观测点，根据变形观测数据显示，建筑物使用功能

良好。

6 结语

在施工实践中，我们对水泥土深层搅拌法从设计、施工过程、处理结果进行了全方位的测评：采用水泥土深层搅拌桩进行软弱地基处理，是一种具有工期快、成本低、施工工艺简单、有效的地基处理方法，可广泛应用于处理软塑～可塑土层地基。

参考文献

[1] 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）[S].

[2] 冶金部建筑研究总院.地基处理技术（第二册）：喷射注浆与深层搅拌法[M].北京：冶金工业出版社，1991.

作者简介：王国岐（1962-），男，东北煤田地质局一二八勘探队岩土工程师，研究方向：岩土工程及建筑施工。