淺談水泥土深層攪拌樁在地基處理中的應(yīng)用

摘要：近幾年，水泥土深層攪拌樁在地基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)施工方法簡單、工期快、造價(jià)低，而且實(shí)踐證明安全可靠。文章針對水泥土深層攪拌樁在地基處理中的應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與施工案例，介紹了施工中的工藝、質(zhì)量控制與檢驗(yàn)等方面的理解和認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：地基處理；水泥土深層攪拌樁；復(fù)合地基；質(zhì)量控制；軟弱地基處理 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ172 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 概述

近幾年水泥土深層攪拌樁在地基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)施工方法簡單、工期快、造價(jià)低，而且實(shí)踐證明安全可靠。2013年9月承建的遼寧省交通高等專科學(xué)校大學(xué)生活動(dòng)中心，施工的重點(diǎn)放在軟弱地基的處理。

2 工程概況

遼寧省交通高等專科學(xué)校大學(xué)生活動(dòng)中心，2013年9月開始施工，2014年10月建成。建筑物長72.30m、寬56.00m，建筑面積約1.6萬m2。場地原為老舊辦公樓，原基礎(chǔ)為毛石混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，附近有校區(qū)深井泵房，長期抽水造成一定的局部沉降。

工程地質(zhì)條件：（1）雜填土①：灰色、雜色，成分為粘性土，磚石和其他雜物混雜、松散，該層厚度0.8～2.0m，分布比較普遍。（2）粉質(zhì)粘土②：黃灰色、可塑～可塑偏軟，中等壓縮性為主，局部高壓縮性，不均勻，稍有光澤，無搖振反應(yīng)。該層厚度3.10～4.30m，分布普遍。Fak=140kp。（3）粉質(zhì)粘土③：褐灰色、可塑，中等壓縮性。均勻、稍有光澤，無搖振反應(yīng)。該層厚度3.80～4.30m，分布普遍。Fak=180kp。（4）粉質(zhì)粘土④：褐灰色、可塑偏硬～硬塑，中等～低壓縮性，均勻，稍有光澤。有鐵質(zhì)、鈣質(zhì)小結(jié)核體，無搖振反應(yīng)。該層厚度5.10m以上。Fak=220kp。

3 地基處理方案的確定

第一，地基處理的目的和處理方法的選擇。（1）地基處理的目的。基礎(chǔ)底部有軟弱土層，承載力特征值140kPa，呈可塑～軟塑狀態(tài)，滿足不了設(shè)計(jì)要求；需要一定的方法進(jìn)行處理，使軟土地基變成復(fù)合地基，最終目的是改善軟土的剪切性能，提高地基土的承載力，使其滿足設(shè)計(jì)要求。（2）處理方法的選擇。地基處理一般采用換土法、振沖樁加密法、CFG樁和水泥土深層攪拌法。針對工程特點(diǎn)，結(jié)合工程地質(zhì)條件與建筑環(huán)境條件，本著經(jīng)濟(jì)可行、施工工藝簡單等因素綜合考慮，本工程采用水泥土深層攪拌法進(jìn)行軟弱地基處理。基礎(chǔ)形式采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。

第二，對于擬建建筑物區(qū)域，獨(dú)立基礎(chǔ)下進(jìn)行水泥土深層攪拌地基處理，采用④層粉質(zhì)粘土做水泥土深層攪拌樁持力層。單樁承載力特征值不小于171kN。

第三，樁間土承載力特征值140kPa，水泥采用普通硅酸鹽42.5級，水泥摻入量質(zhì)量比不小于15%，處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于190kN。

第四，經(jīng)論證與計(jì)算，共設(shè)計(jì)水泥土深層攪拌樁1149根，有效樁長8.50m，樁徑500mm。

第五，水泥土攪拌樁復(fù)合地基的作用。（1）樁體作用。水泥土復(fù)合地基中樁體的剛度較周圍土體大，在剛性基礎(chǔ)下等量變形時(shí)，地基中應(yīng)力將按材料模量進(jìn)行分布，因此產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。大部荷載將由樁體承擔(dān)，樁間土上應(yīng)力相應(yīng)減少。（2）褥墊層作用。保證樁體、樁間土共同承擔(dān)荷載。由于樁體的剛性作用和土體的柔性作用，使得二者不能夠同時(shí)承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳遞的荷載，將會(huì)產(chǎn)生刺入變形；褥墊層的存在，可以很好地將荷載傳遞給二者，使它們共同承擔(dān)荷載作用。調(diào)整樁體、樁間土荷載的分布比。褥墊層在調(diào)整樁體、樁間土荷載分布比方面起了巨大的作用。當(dāng)荷載一定時(shí)，褥墊層越厚，樁間土承擔(dān)的荷載越多，當(dāng)承受的荷載大到一定程度時(shí)，樁體就會(huì)承擔(dān)較大的荷載。（3）排水作用。水泥土經(jīng)攪拌后發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，水泥土固結(jié)時(shí)，有發(fā)熱、吸水作用。剛剛施工完的水泥土攪拌樁將是一個(gè)良好的排水通道，孔隙水沿著剛完工的樁體排出。（4）加筋作用。水泥土復(fù)合地基除了可提高地基的承載力、增強(qiáng)土體外，還可用來提高土體的抗剪強(qiáng)度，增加地基土的抗滑能力。

4 施工準(zhǔn)備

第一，資料準(zhǔn)備。（1）建筑場地巖土工程勘察報(bào)告。（2）手續(xù)齊全的施工圖紙。

第二，材料準(zhǔn)備。原材料水泥進(jìn)場，在監(jiān)理工程師的旁視下抽樣送檢，合格后使用。

第三，機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備。施工設(shè)備進(jìn)場后，及時(shí)安裝并進(jìn)行調(diào)試，確保設(shè)備完好。

5 施工中的質(zhì)量控制、工藝確定及檢驗(yàn)

第一，清除原建筑物的舊基礎(chǔ)（毛石混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)），局部淤泥必須清理并回填粘性土予以壓實(shí)。

第二，水泥土深層攪拌樁正式施工前，應(yīng)進(jìn)行工藝性試樁，數(shù)量不得少于2根。經(jīng)試樁，確定采用“四攪、三噴”施工工藝。

第三，施工工藝流程。樁位放樣→設(shè)備就位調(diào)平→預(yù)攪下沉→制備水泥漿→提升噴漿攪拌→噴漿復(fù)攪→移位。

第四，施工中應(yīng)注意的質(zhì)量問題。（1）斷樁：攪拌提升速度與輸漿速度要同步，制備的漿液不得離析，泵送要連續(xù)。（2）樁端質(zhì)量差：為保證樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口時(shí)，應(yīng)噴漿坐底30秒，使?jié){液完全達(dá)到樁端。（3）樁體不均勻：通過復(fù)噴的方法達(dá)到提高樁身強(qiáng)度的目的。通過四次攪拌、三次噴漿達(dá)到樁體均勻。（4）因故停漿：施工中因故停漿，宜將攪拌機(jī)械下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m。（5）樁頭質(zhì)量不好：當(dāng)噴漿口到達(dá)樁頂標(biāo)高時(shí)宜停止提升，噴漿攪拌數(shù)秒，以保證樁頭的均勻密度。

第五，水泥要有出廠合格證并按規(guī)定進(jìn)行復(fù)試，復(fù)試合格后方可使用。

第六，當(dāng)?shù)谝淮蜗裸@時(shí)，開鉆之前應(yīng)用水清洗整個(gè)管道并檢驗(yàn)管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可

下鉆。

第七，施工時(shí)保持設(shè)備水平和垂直，攪拌樁的垂直偏差不得超過1%，樁位的偏差不得大于50mm，成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計(jì)值。

第八，停漿面應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高300mm以上。

第九，采用施工全過程質(zhì)量控制。重點(diǎn)檢查水泥用量、樁長、復(fù)攪次數(shù)。

第十，施工時(shí)要做好施工記錄和計(jì)量記錄。如噴漿有異常狀況，及時(shí)向技術(shù)人員匯報(bào)，查明原因后方可繼續(xù)施工。

第十一，基槽開挖應(yīng)采用人工清除，不可采用機(jī)械開挖，以免撞斷樁體。

第十二，嚴(yán)格控制樁頂與基礎(chǔ)之間200mm褥墊層的施工。碎石∶中砂=4∶6，最大粒徑不大于20mm，如局部有雜填土應(yīng)清除；褥墊層夯實(shí)度0.9。

第十三，成樁質(zhì)量的檢驗(yàn)。（1）成樁3天后，用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢查每m樁身的均勻性。檢測數(shù)量為總樁數(shù)的1%。（2）成樁7天后，采用淺部開挖樁頭，深度超過停漿面下0.5m，目測檢查攪拌的均勻性。檢查量為總樁數(shù)的5%。（3）按規(guī)范要求進(jìn)行了復(fù)合地基承載力檢測，均大于設(shè)計(jì)190kN。滿足上部結(jié)構(gòu)使用要求。

第十四，建筑物沉降變形觀測。設(shè)置了6處沉降變形觀測點(diǎn)，根據(jù)變形觀測數(shù)據(jù)顯示，建筑物使用功能

良好。

6 結(jié)語

在施工實(shí)踐中，我們對水泥土深層攪拌法從設(shè)計(jì)、施工過程、處理結(jié)果進(jìn)行了全方位的測評：采用水泥土深層攪拌樁進(jìn)行軟弱地基處理，是一種具有工期快、成本低、施工工藝簡單、有效的地基處理方法，可廣泛應(yīng)用于處理軟塑～可塑土層地基。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）[S].

[2] 冶金部建筑研究總院.地基處理技術(shù)（第二冊）：噴射注漿與深層攪拌法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991.

作者簡介：王國岐（1962-），男，東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊(duì)巖土工程師，研究方向：巖土工程及建筑施工。

（責(zé)任編輯：蔣建華）