水泥搅拌桩在软基加固中的质量控制及检验

摘 要：搅拌桩法中应用最广、最具代表性的是水泥加固土法，即水泥搅拌桩。本文以平阳县宋埠—西湾滩涂围垦工程的水闸连接段软基加固的水泥搅拌桩施工为例加以阐述。

关键词：软基加固；水泥搅拌桩；施工质量控制

中图分类号： O213.1 文献标识码： A

1.搅拌桩加固机理及适用范围

水泥搅拌桩是用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处将软土与水泥浆强制拌和在一起，当水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥骨架，有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应，形成抗压强度比天然土强度高得多，并具有整体性、水稳性的水泥加固土桩柱体，由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基，共同承担上部荷载。

水泥搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散沙土等地基。当地基土天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。干法加固深度不宜大于15m且其对象为处理后地基承载力值不大于140kPa的黏性土地基，湿法的加固深度不宜大于20m。水泥搅拌桩的桩径一般不应小于500mm。本文以平阳县宋埠—西湾滩涂围垦工程水闸连接段的水泥搅拌桩加固软土地基为例加以阐述。

2.本工程概况

工程位于平阳县城东北12公里的东海岸，位于于东经120°37′28″～120°41′15″，北纬27°40′50″～27°39′02″，处云江口南岸，东濒东海，南至西湾跳头，西靠万全陆地，北与瑞安阁巷相接，属瑞平灌区流域。工程所处地域海涂地形平缓，地面高程-1.0～2.0m。考虑到本场地地质情况、工程造价及地基加固实施的可靠性，通过多方案比较，确定采用水泥搅拌桩加固软土地基。水泥搅拌桩地基处理平面布置图见下图。

工程在勘察深度范围内自上而下为①淤泥质粉质粘土：厚度2.80～6.50m；②淤泥：厚度2.80～6.50m；③淤泥质粉质粘土：厚度4.10～5.30m；④淤泥：厚度11.00～14.70m；⑤淤泥：厚度5.60～15.10m。各土层均为静水或缓慢水流环境生态化学作用而成，具高含水量、高孔隙比、高灵敏度、高压缩性、低抗剪强度等特性，土性极差，属极软土层，是受荷后的压缩层。堤坝沿线在10m以内由含砂较大的淤泥质粉质粘土组成，有利于整个海底土层的固结排水，勘察深度范围内一般为较软弱土层，上部无好桩端持力层。各土层物理力学性能指标见表1。

表1 各土层物理力学性能指标

根据勘测结果、原状土的室内抗压强度试验以及现场试桩结果，本工程水泥搅拌桩采用喷四搅四施工工艺，水泥采用42.5以上的新鲜普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于加固原状土质量的16%，土体搅拌达到24次，搅拌提升速度0.8m/min。室内配合比设计：7d无侧限抗压强度qu≥0.8Mpa；28d无侧限抗压强度qu≥1.6Mpa；90d无侧限抗压强度qu≥2.4Mpa。

3.施工过程监控要点

施工前平整施工现场，不得回填杂填土或生活垃圾。

测量复核，对控制性轴线、桩位进行重点复查。桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于5厘米，搅拌桩垂直度偏差不得超过1.5%。

严格控制水灰比，泥浆搅拌均匀、输送连续，制备好的浆液不得久置，不得离析。

严格控制桩深、复搅下沉和提升速度以及泵送压力，确保成桩效果。

打桩过程遇到故障中断而续打时，为防止断桩或缺浆，要求搅拌桩下沉至停浆面以下50mm，待恢复供浆后搅拌下沉至停浆位置一米以下再提升搅拌。若停机超过三小时，要拆卸输浆路进行冲洗。

为保证桩头质量，喷浆搅拌应高于设计桩基顶500mm，且当喷浆提升至设计桩顶时，应稍有停滞，慢速搅拌。为确保桩长，在尚未达到设计标高和尚未喷浆的情况下不得进行钻杆提升作业。

为确保成桩质量，在桩浇筑7天之内，不得开挖基坑，并禁止使用挖掘机等机械挖掘。整理桩头时，不允许重锤敲击，桩头整平后高出基底标高2～3cm。

4.分部质量检验及结果

本工程南闸及中闸连接段水泥搅拌桩20m共2196根，18m共1252根，15m共448根，共计3896根。按国家规范委托第三方进行轻型动力触探(N10)试验及抽芯检验，对成桩的质量进行检验。

1）轻型动力触探(Nl0)试验

首先选点开挖，整平桩头。然后将探头和探杆安装好，保持探杆垂直，使落锤（重10kg）自由下落，连续向下贯击，穿心锤落距为50.0cm左右。在基底轻型触探试验表内记录打入土层中30cm所需锤击数(N10)。在地层较硬、锤击数较多时，采用分段记录，以每贯入10cm记录一次相应的锤击数，整理资料时按30cm所需的击数作为指标计算。

按规范对搅拌桩随机抽查，共计检测42根桩。检测结果：搅拌均匀的28根，搅拌均匀程度一般的10根，搅拌均匀程度稍差的4根。参照《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002，《工程建设标准强制性条文》、《建筑地基基础设计规范》DB33/1001-2003，《软土地基深层水泥搅拌加固技术规程》YBJ225-91，说明本工程3天龄期搅拌桩的桩身强度满足设计要求，总体施工质量良好。

2）取芯抗压强度试验

对成桩28d和90d龄期的水泥搅拌桩各随机选取2根桩进行抽芯检测。检测结果：28d龄期抗压强度平均值分别为1.87Mpa，1.71Mpa，90d龄期抗压强度平均值分别为3.05Mpa，2.78Mpa。抽检结果表明，各桩体搅拌较均匀，喷灰量达到设计要求，桩体坚硬，抗压强度基本满足设计要求。

该工程于2011年下半年进行了分部工程验收，，根据完工至今的沉降观测资料，未发现基础有较大沉降，加固效果良好。

5.结束语

工程实践表明，水泥搅拌桩是加固处理软弱地基土的一种行之有效的方法，在提高地基土的承载力及减少地基变形上均能满足设计要求和有关规范要求，达到了改良地基的目的。

采用水泥搅拌桩复合地基与其他桩基处理相比，可充分地利用原地基土的承载特性及其分布特点，可与桩的承载力相协调，充分发挥桩身强度，同时取得较好的加固效果及经济效果。此外，水泥搅拌桩还具有施工工期短、适用范围广、对周围环境影响小等优点。

参考文献：

[1] 李彰明. 软土地基加固与质量监控，中国建筑工业出版社，2011.

[2] 软土地基深层搅拌加固法技术规程, YBJ225-91, 1991.

[3] 建筑地基处理技术规范,JGJ 79-2002.

[4] 浙江省平阳县宋埠—西湾滩涂围垦工程初步设计,温州市水利电力勘测设计院，2010.