水泥土攪拌樁在淤泥質吹填土地基的應用探討

賴承光 汪周毅

(1.海軍南海艦隊工程質量監督站，廣東湛江 524003;2.廣東海洋大學航海學院，廣東湛江 524009)

水泥土攪拌樁是一種復合地基，利用樁土共同作用，提高地基承載力，經濟實用，是加固軟土地基的一種常見方法，但對不同的地質條件，施工工藝有很大差異，施工前必須詳細調查施工場地的工程地質、水文情況、土工試驗資料，并了解軟弱土層的分布范圍，成層結構，地下水埋深及其性質。確定水泥攪拌樁的加固材料及含量，并通過試驗樁掌握對現場的成樁經驗及各種操作技術參數。施工前要有7 d齡期的配方資料，以驗證設計參數。在水泥攪拌樁施工過程中嚴格控制鉆機深度，粉噴高程及停灰面，確保水泥攪拌樁長度。并定時檢查水泥攪拌樁的成樁直徑及攪拌均勻程度，以確保水泥攪拌樁復合地基的加固效果。特別是在處理沿海淤泥質吹填土時，工藝要求和質量控制要求更為嚴格。本文根據工程實例，對此工法在淤泥質吹填土中的質量控制要點進行探討和總結。

1 工程概況

某公寓小區位于廣東省湛江市麻斜海西岸，共9棟，每棟6層，占地面積約10 000 m2，框架結構，條形基礎，基礎埋深1.6 m。

根據地質報告，建設場地原始地貌為灘涂上的魚塘及深溝，后經過多次人工吹(回)填整平，現地形開闊平坦。地下水位埋深不足0.5 m，部分地段直接出露地表。上部填土質地松軟，屬軟土，其工程特性指標見表1。

由于場地填土厚度較大，回填后一直未作任何處理，工程性質差，不能作為天然地基。經與樁基方案比選后，設計采用水泥土攪拌樁進行加固處理，處理的重點和難點在于第②2層吹填淤泥，具體設計要點如下:水泥土攪拌樁單樁承載力120 kN，樁長9 m，樁間距1 000 mm，樁徑500 mm;采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥用量70 kg/m;褥墊層采用6∶4砂石回填，厚0.3 m。

表1 填土工程特性表

2 存在質量問題

攪拌樁施打完成后，抽取27個點進行平板載荷檢測復合地基承載力試驗，試驗結果表明，符合設計要求共有21個，不符合設計要求共有6個。對現場進行查看分析，合格點地質條件基本為砂性吹填土，而達不到設計要求的地質條件為淤泥質吹填土。

3 事故原因

3.1 樁身破損

根據施工現場勘察了解。承載力低于設計要求地段，為淤泥質吹填土的地段，地表土質稀軟，基礎開挖時，棄土直接堆放于基坑周邊，距離不足1 m，盡管基坑開挖深度不到2.00 m，但由于基坑緊鄰臨時施工道路，基坑支護考慮不周，在棄土堆載和運輸車輛的重載作用下，基坑發生了側向滑移和坍塌，導致已經施打的部分攪拌樁樁身明顯傾斜、位移和損壞。使樁間距、單樁承載力不符合設計要求。

3.2 地基土擾動破壞

由于施工現場地下水位高，基坑開挖時未采取有效降水措施，在施工過程中，施工人員對基底樁間軟土隨意踩踏破壞，擾動較大，導致樁間土強度失效，無法達到樁土共同作用。

3.3 樁身質量差

鑿除樁頭后發現，部分樁體的樁心位置水泥含量較高，而周圍水泥含量較低，甚至完全沒有。原因有:1)施工機械選用不當。由于施工現場地質條件復雜，施工方案沒有針對各種地質條件制定不同施工方案，選用不同施工機械和施工工藝，沒有進行工藝性試樁，造成施工中攪拌不充分。2)施工質量管理不嚴。本工程由于工期緊，施工單位對工藝要求松懈，在施工過程中追求進度，沒能按要求控制施打速度，根據施工記錄顯示，每根樁的施打時間約為20 min，僅為工藝要求的一半左右。3)施工工藝選用不當，本工程采用濕法施工，現場土壤含水率較大，效果不如干法施工。

4 事故處理

根據現場勘察和檢測結果，考慮工期和經濟因素，經勘察、設計、監理和施工單位共同研究協商，對質量事故進行處理:1)對樁身傾斜、位移、損壞的地段施打木樁，樁長4 m。2)對樁間土被嚴重擾動和樁身強度明顯偏低的地段，加深地基，換填6∶4砂石。事故處理完成后，經平板載荷試驗顯示，承載力符合設計要求。

5 施工質量控制要點

通過該工程案例分析，我們對淤泥質吹填土中水泥攪拌樁質量控制的要點進行探討:

1)做好詳細勘察。

認真了解施工場地的吹填時間、吹填土的固結程度、顆粒組成成分、含水量、塑性指數和有機質含量等，因為這些因素對成樁質量影響很大。

2)設計方案要充分論證，多方案比選，慎重選用。

淤泥質吹填土與陸地上一般的淤泥區域差別很大，通常地下水位很高、含水率更大、強度更低，地質條件更復雜、施工條件更差，作業難度更大，對工藝要求更高。因此，對于淤泥質吹填土區域，要慎重考慮水泥土攪拌樁的施工方案和工藝要求。在施工圖設計前，應對擬處理土進行室內配比試驗，選擇合理的固化劑、外摻劑及摻量。淤泥質吹填土的性質同自然地質沉積的淤泥還是有較大的區別的，其強度更弱，性質更差，因此，不能僅憑經驗直接套用一般軟土的配合比。

3)施工前要進行工藝性試樁。

為了確定攪拌次數、水泥漿的水灰比、泵送壓力和時間、攪拌機提升速度、下鉆速度以及復攪深度等最佳參數，按照現行規范，正式施工前應進行工藝性試樁。該工程由于工期較緊，試樁耗時較長，會耽誤工期，因此在實際施工中，并未進行工藝性試樁，而是憑感覺和經驗，直接采取常用的兩噴四攪工藝進行正式施工，在確定關鍵的工藝參數上缺乏針對性，影響了地基處理效果。

4)合理選用施工機具。

水泥攪拌樁施工機械的鉆頭通常有兩種，即雙層(或多層)十字桿形和葉片螺旋形。葉片螺旋形鉆頭適用于淤泥質土，雙層(或多層)十字桿形鉆頭適用于非飽和松軟土。本工程使用的是雙層十字桿鉆頭，這與建設場地的土性和含水量不匹配，結果是鉆頭被粘住，水泥漿難以壓出，易形成空樁，導致樁體質量難以保證。因此，在現場開始施工前，要根據場地地質情況，合理選用與土質相匹配的鉆頭。

5)選用合理攪拌樁機。

水泥土攪拌樁有常規攪拌樁和雙向攪拌樁兩種工藝。常規樁機攪拌不均勻，返漿嚴重，樁身強度低，成樁質量難以保證。雙向水泥土攪拌樁是針對傳統水泥土攪拌樁機的不足研制的一種新型樁機，它通過下置式動力帶動內外鉆桿同時反向同軸旋轉，使連接在內外鉆桿上的鉆頭進行雙向攪拌，它在有效地控制返漿量的同時，攪拌均勻性也大大提高，顯著提高樁體的強度，并且對樁周土破壞擾動較小。在湛江麻斜東海岸十四屆省運會主場館軟基處理中，就運用了雙向攪拌樁加固吹填土，據了解，處理效果不錯。因此，對于淤泥質吹填土，建議設計盡量選用雙向攪拌樁工藝。

6)合理控制鉆進速度。

對于8 m～10 m左右的水泥土攪拌樁，采用兩噴四攪工藝時，通常每根樁的成樁時間應不少于40 min，施工中通常按此來控制鉆進速度。由于水泥攪拌樁是一項工藝較簡單的外業，多數施工隊常不配置電腦記錄儀器，其成樁時間主要由施工人員自己掌握。實際施工中，施工人員往往圖省事，讓鉆桿保持一定的速度勻速地鉆進，其結果是在控制水泥總用量和鉆進時間不變的情況下，噴進的水泥漿量在砂質土層中較淤泥和粘土層多得多，使得樁身強度不均，砂層中的樁身強度很高，而淤泥中的水泥含量少，樁身強度低，影響了成樁質量。正確的施工做法，應根據地質資料，區分不同土層，靈活控制鉆桿提升速度，以保證在不同的土層中成樁質量都能得到較好保證。

7)嚴格控制褥墊層施工。

本工程設計的褥墊層厚度為300 mm，材料為4∶6石砂。在對第一次檢測不合格的兩棟單體進行補救處理時，采取了兩種不同的處理方法，一棟將原來的褥墊層挖出，并將樁間擾動的淤泥土再挖深200 mm后，用級配砂石回填至設計標高;另一棟直接將褥墊層加高200 mm。處理后兩棟基礎的褥墊層厚度一樣，均為500 mm，但從事后復檢的結果看，將樁間土挖除后回填級配砂石的基礎承載力達到了設計要求，而直接加厚褥墊層的基礎承載力提高不明顯，仍然達不到設計要求。因此，建議在基槽(坑)開挖鑿除樁頭時，當單樁間土被嚴重擾動或太稀軟時，應及時將樁間軟土置換一定的厚度，可以明顯提高復合地基的整體承載力。

8)重視基坑支護。

淤泥質吹填土質地稀軟時，不論基坑深淺，開挖時都應充分考慮各種因素的影響，及時支護，嚴格遵守先支后挖的規定，嚴禁基坑周邊堆載，避免對水泥土攪拌樁的影響。

9)做好降水措施。

由于淤泥質吹填土施工現場地下水位一般都較高，施工時要充分考慮合理的降水措施，及時降低基坑水位，保證基底干燥，避免對基底土壤擾動破壞。

6 結語

水泥土攪拌樁加固處理沿海淤泥質吹填土的工藝要求和質量控制的重點與一般的軟土地基不同。采用水泥土攪拌樁加固處理沿海淤泥質吹填土，必須做到現場勘察詳盡，設計考慮周到合理，工藝試驗論證充分，施工措施嚴謹，質量控制嚴格，不能忽視任何一個環節，才能達到預想的效果。

［1］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范［S］.

［2］曹美俊.淺談水泥攪拌樁復合地基軟基處理技術探討［J］.山西建筑，2009，35(6):133-134.

［3］鄒 立，王俊福.水泥攪拌樁在地基加固中的應用與研究［J］.科技與生活，2010(23):17-18.