水泥土搅拌桩复合地基承载力不足原因分析及处理措施

摘要： 水泥土搅拌桩复合地基在工程地基处理中具有广泛的应用，各环节质量控制尤为重要，基于工程应用中存在的桩身强度及复合地基承载力不足的问题，本文进行了原因分析、预防措施及事后加固处理方案的分析及建议，对工程应用中各环节应重视的问题进行了详细论述，对工程建设具有一定的指导意义。

关键词：水泥土搅拌桩承载力不足处理措施

中图分类号：TQ172文献标识码： A

1前言

水泥土搅拌桩在工程运用上主要是加固地基土达到提高天然土层的承载力及止水的作用，目前运用在工程的各个领域都起到了比较理想的效果，对于淤泥质土、粉质粘土及饱和粘性土等软土地基的处理效果显著且投资经济，采用施工工艺和投入施工的机械设备简单、不排污、对土体挤密效果微弱、造价较低且能很快投入使用。但该工法实施过程也会遇到如单桩承载力不足、桩体成桩质量差、复合地基承载力不足等问题，造成地基加固处理效果不理想，同时对工期控制及结构安全造成潜在危害。

2 水泥土搅拌桩承载力不足原因分析

水泥土搅拌桩承载力不足主要体现在单桩承载力不足及复合地基承载力不足，复合地基承载力满足要求但单桩承载力达不到要求的情况也较普遍。

单桩承载力不足的原因主要有：1）桩端未进入到设计持力层，部分桩端位于软弱土层；2）桩身成桩质量差，存在因搅拌不均，复搅次数偏少、水灰比偏大等未能使土体与水泥浆有效凝结；3）桩顶3倍桩径范围的桩体质量较差，该部位为应力较大区域，桩体上部应力传递受制约；4）土质原因使成桩情况不理想如有机质含量较高、含水量较高、土质PH值呈酸性等因素造成

复合地基承载力不能满足要求的主要原因有：1）桩身质量差，桩体的贡献未达到设计要求。对于桩长较长的情况，往往单桩承载力受桩身强度控制，按土层侧阻力及端阻力计算单桩承载力远远大于设计荷载，因桩身质量缺陷导致单桩承载力不足的情况时有发生。2）桩间土质较差，基槽开挖后对土体扰动较大，同时因雨季开挖土体浸泡，强度降低，未能充分发挥桩同作用的效果。

3 水泥土搅拌桩承载力不足预防措施及事后处理措施分析

（一）预防措施及过程控制

为防止水泥土搅拌桩复合地基施工后存在各种缺陷而造成承载力难以满足设计要求的情况，笔者认为应加强过程控制。从勘察、设计、施工及监理各个环节加强应有的重视，并明确各个环节应重视的问题。

勘察阶段应重视的问题：1）应详细查明填土层的厚度及组成，调查了解填土层的堆填时间，包含物特征，若填土层堆填时间较长应取样进行固结程度的判别。2）应详细查明软土层的分布范围，可采用钻探与静力触探相结合的办法，同时应控制好勘探点的间距，被加固软土层及可能的持力层起伏较大时，应及时加密勘探点。3）现场测试、取样及试验项目应齐全，主要是地下水埋深及PH值；被加固土层的含水量、固结度、塑性指数和有机质含量等。4）应对建议的复合地基处理方案成桩可行性及施工注意事项进行详细阐述。

设计阶段应重视的问题：1）设计前应进行拟处理土的室内配比试验。针对现场拟处理的最弱层软土的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。2）桩身强度不宜太高。应使桩身有一定的变形量，这样才能促使桩间土强度的发挥。3）水泥土桩的布置形式对加固效果很有影响，应结合工程地质特点和上部结构要求选择合理的布桩形式，可采用柱状、壁状、格栅状、块状以及长短桩相结合等不同加固形式。

施工阶段应重视的问题：1）事前控制：监理工程师应仔细审核施工单位呈报的施工组织设计，确定施工方案的可行性。施工机械一律配备电脑记录仪及打印设备，自动记录仪必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录，以便了解和控制水泥浆用量、钻进速度、施工桩长、成桩时间等参数。2）施工过程控制：a做好试验桩工作获取技术参数和施工工艺。试桩对工程桩施工具有很强的指导意义，试桩桩位的选择应在充分分析地质情况的前提下选择地质条件最不利地段进行。b桩位、桩径、桩身垂直度及桩长的控制应满足设计及规范要求。c浆液质量及喷搅工艺控制.d搅拌和喷浆过程控制。现场监理工程师应严格把关施工过程的工艺执行情况，尤其应避免因水灰比过大、搅拌不均、桩长不够等严重影响桩体质量的环节。

（二）事后加固措施分析

满足龄期要求的桩体按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）[1]要求进行静载荷试验，验收检验数量不少于总桩数的1%。针对复合地基承载力不足的情况，通常有如下处理办法：

1）换填法：若基底标高可提升，挖至桩顶后铺设褥垫层，将褥垫层的厚度加大，褥垫层的厚度依据承载力验算确定，同时在褥垫层内增加土工格栅，褥垫层的压实度应进行严格控制。若基底标高不可变更，可采用超挖一定深度，按上述方法加大垫层厚度。

2）长短桩结合方案：复合地基承载力不足时可考虑在既有桩体之间增加短桩，分担上部一定荷载，同时在褥垫层中增加土工格栅，控制不均匀沉降。

3）微型桩补强方案[2]：在承载力不足的桩体之间布置微型桩，桩径一般在150-300mm，采用地质钻机成孔，用小碎石填入孔内，填满孔后启动送浆泵，将水泥浆压入孔内。

4）锚杆静压桩法[3]：对于已大面积开挖至桩顶且工期较紧的情况，可采用锚杆静压桩进行补强，锚杆静压桩采用桩基逆做法施工，桩基逆做法就是采用结构施工期间在地下室底板上预埋或后置钢筋，并在需要补桩的部位预留桩孔或开凿桩孔，施工时将桩架固定于锚杆上，用千斤顶利用桩架力将预制桩压入土中的施工方法，它具有无噪声、与结构同步施工不占用施工时间等特点

4结论

水泥土搅拌桩复合地基虽有诸多优点且运用广泛，但各环节控制不到位，易产生桩体质量差及承载力无法满足设计要求的缺陷。同时，该桩体凝期较长，一旦产生缺陷，对工程工期控制及投资控制都将产生较严重的影响。因此，水泥土搅拌桩复合地基的勘察、设计、施工、监理及检测均应引起高度重视，各环节控制应严格把握其重点，有的放矢。事后加固处理方案的选择应结合工程情况慎重选择，并辅以检测手段进行验证。

参考文献：

[1] JGJ79-2012，建筑地基处理技术规范 [S]，中国建筑工业出版社。

[2] 于金涛. 微型桩在深层搅拌桩复合地基补强加固中的应用[J]. 建筑技术,1999,3:196-197.

[3] 黄德忠. 水泥搅拌桩复合地基补强实践及思考[J]. 西部探矿工程,2006第6期.