软弱地基处理技术研究

软弱地基处理技术研究

胡寅峰

中国葛洲坝集团建设工程有限公司    云南省    昆明市    650217

摘要：南沙国际金融论坛（IFF）永久会址项目广场与道路地基处理项目，软弱地基处理方式主要为水泥土搅拌桩，地基处理目的主要为了减少道路施工后整体沉降及不均匀沉降。水泥土搅拌桩可以有效地满足地基承载力的要求并兼顾施工周期短、质量可靠、经济合理的优点。该工艺是采用水泥浆体和不良土体的固结作用从而改善土体的物理力学性能，水泥土搅拌桩施工质量是软弱地基基处理的控制重点。

关键词:软基处理；水泥土搅拌桩；施工工艺；质量控制

引言

水泥土搅拌桩是通过采用深层搅拌机械将水泥浆体和桩周原土进行有效地搅拌通过水泥浆体和土层的一系列物理化学反应形成一种纤维状的凝胶结构或者形成网状结构形成的水泥土桩。本项目地基处理深度内主要为素填土与淤泥质土使用形成的水泥土搅拌桩复合地基可以很大程度提高地基的承载力、减少土层的沉降，而且水泥土搅拌桩有着自身的施工噪声较小、施工快捷方便、钢筋耗用量少以及对周围环境的污染小等优点，这是水泥土搅拌桩能够推广应用的最根本原因。特别是在我国的岛屿沿海地区水泥土搅拌桩在软弱地基处理中得到了广泛的推广应用，所以研究水泥土搅拌桩的现场施工工艺和质量控制措施是非常有必要的。

1项目概况

本项目位于广州市南沙区横沥镇横沥岛尖，岛屿地质主要是素填土层及淤泥层，且项目后期室外游泳池、车行道路及停车场范围填土较厚，下覆盖存在后期沉降可能，因此游泳池、车行道路及停车场范围土体需采用水泥土搅拌桩进行加固处理。

2软弱地基处理方案

结合该工程地质的实际情况为保证路基处理的可靠、经济、合理在选定软弱土地基处理时提出了四种施工方案分别为ＣＦＧ桩、袋装砂井和冲击碾压＋开挖换填/翻挖回填。在综合考虑工期、造价、处理效果及经济性等各方面因素本项目软弱地基处理采用水泥土搅拌桩技术。且近几年来，因干法施工成桩效果不好且无法满足环保要求，广州南沙地区几乎不在使用干法进行搅拌桩施工，市场上设备租赁也均为湿法设备，故本项目使用水泥土搅拌桩湿法施工。

3水泥土搅拌桩在软弱地基处理中的特点

3.1水泥土搅拌桩是深层软弱土地基处理中常用的方法，其有技术成熟、质量可靠、造价较低、施工简单、噪音小等优点适合于城市工程建设对周边环境的污染较小。

3.2水泥土搅拌桩的处理深度较深，一般可以达到十几米 ，到达持力层的位置能够有效加强地基承载力，其软基处理中能够把地基承载力增加到150~250KPa，水泥土搅拌桩不仅能够加大地基承载力还可以减少地基沉降。

3.3工期要求紧张的项目施工中水泥土搅拌桩可以有效地提高软土地基处理速度水泥土搅拌桩是通过水泥浆与土体共同作用形成质量均匀的完整桩体在施工一个月后其强度能够达到要求为施工紧张的工期赢得宝贵的时间。

3.4水泥土搅拌桩施工过程中不排土因此不会产生挤土效应有利于控制地面隆起在水泥深层搅拌桩的施工中没有振动、污染小、噪声小、技术质量可靠对周围的建筑物产生的影响小的特点。

4施工方法及注意事项

4.1现场施工前需做好准备工作，一是配备各种计量仪器设备，二是对现场的水泥等原材料进行试验工作。

4.2施工前需用挖掘机对场地进行平整，确保设备正常行走，如施工场地内回填有砖渣或是大块石，则需用挖掘机将表层坚硬物全部清除，保证正常钻进。

4.3测量放样按设计图纸(桩位平面布置图)，现场用GPS定出搅拌桩桩位，并用竹签插入土层作标记，误差不大于5cm，机具移至桩位处并使钻头正对竹签，复核机架的垂直度使钻杆倾斜度不大于1%，钻尖对准桩位。

4.4水泥浆的制备需采用散装P.O42.5R水泥，在水泥罐下口设置搅拌桶，待搅拌桶泥浆充分搅拌，检测合格后，倒入二次搅拌池备用。搅拌桩湿法施工采用0.5水灰比的水泥浆。配比可采用半自动电子称量设备进行配制，也可采用水与水泥浆的体积比的方法准确配制水灰比为0.5的水泥浆。

4.5搅拌下沉、喷浆提升方法为启动喷浆机电动机，放松起重机或卷扬机钢丝绳，使钻杆沿导向架自上而下喷浆切土下沉，使水泥浆和原地基土充分拌合，直到下沉钻进至桩底标高。随后钻机反向转动提升钻头，同时边喷浆，边搅拌，边提升。当钻头提升至设计标高后再次全桩长上下喷浆复拌一次。完成后关闭灰浆泵，钻机主电机停机，并将钻机移位，重复上述过程。成桩过程中，因故停止喷浆，应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处，待恢复喷浆时，再喷浆搅拌提升。施工完成并做好施工记录后报验验收，验收完成进入下一道工序施工。

5水泥土搅拌桩的质量控制要点

5.1确定技术参数和施工工艺，做好试验桩并进行抽芯，观察搅拌和喷浆的均匀程度，判定各种水泥掺量及施工工艺的施工效果。

5.2确保桩身水泥掺量。水泥掺量是水泥土搅拌桩质量的主要影响因素之一，施工时一定要确保每根桩的水泥掺量。

5.3制备好的浆液不得离析、不得停置时间过长，超过2小时的浆液不再使用。贮浆池内浆液应均匀，输送时应确保其连续，喷浆搅拌时，若输浆管道堵塞或爆裂，应及时组织处理，时间过长应换浆。

5.4工序验收：根据施工前的交底培训内容，确定需要验收的工序及验收标准，每道工序施工中安排施工员、质检员进行过程监督检查，工序完成后按三检制度进行验收。

6加强水泥土搅拌桩的质量检测

6.1搅拌桩采用钻取桩芯检测，在开挖前或搅拌桩龄期达到28d后连续钻取全桩长范围内的桩芯，桩芯应呈硬塑状态并无明显的夹泥、夹砂断层。芯样应立即密封并及时进行强度试验，取芯数量为总桩数0.25%且不少于3根，预估下部淤泥质水泥土无侧限抗压强度标准值>0.7MPa，其他土层的无侧限抗压强度标准值>1.1MPa。

6.2成桩28d后，且桩身强度满足试验荷载条件时，进行静荷载试验。长度15m的搅拌桩其单桩竖向承载力约为170KN。

6.3静载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。水泥土搅拌桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验，验收检验数量为桩总数的1%，复合地基静载荷试验不少于3组。

6.4经处理后,复合地基承载力特征值应达130KPa，其单桩竖向承载力约为170kN。

7总结

在我国的沿海岛屿地区进行道路建设时常使用水泥土搅拌桩的处理方式解决项目上软弱地基工期紧张、成本高的问题，该方法可以有效地解决软土段地基承载力不足的问题。本文通过水泥土搅拌桩在南沙国际金融论坛（IFF）永久会址项目广场与道路软土地基处理的应用实例介绍了水泥土搅拌桩的施工工艺过程以及水泥土搅拌桩的质量控制要点和检测方法，为水泥土搅拌桩的认知提供了基础。

参考文献：

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[2]王永莲，李鹏飞，刘全国.浅谈水泥深层搅拌桩在公路施工中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2009,13(18):47,50；

[3]李先宏.路基软基处理中水泥深层搅拌桩的应用[J].工程技术研究.2017,40(12):77-78。