第４０卷第２４期 ２ ０ １ ４年８月 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）２４－００６５－０３ 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２４ Ａｕｇ． ２０１４ ・６５・ 水泥土搅拌桩在淤泥质吹填土地基的应用探讨 赖承光 汪周毅 （１．海军南海舰队工程质量监督站，广东湛江５２４００３； ２．广东海洋大学航海学院，广东湛江５２４００９） 摘要：对某住宅小区地基处理质量事故原因进行了分析，通过分析水泥土搅拌桩处理沿海地区淤泥质吹填土工作中容易出现的 问题，归纳总结了水泥土搅拌桩施工质量控制要点，以确保工程的施工质量。 关键词：水泥土搅拌桩，淤泥质吹填土，质量控制 中图分类号：ＴＵ４４７ 文献标识码：Ａ 水泥土搅拌桩是一种复合地基，利用桩土共同作用，提高地 本文根据工程实例，对此工法在淤泥质吹填土中的质量控制要点 基承载力，经济实用，是加固软土地基的一种常见方法，但对不同 进行探讨和总结。 的地质条件，施工工艺有很大差异，施工前必须详细调查施工场 １ 工程概况 地的工程地质、水文情况、土工试验资料，并了解软弱土层的分布 材料及含量，并通过试验桩掌握对现场的成桩经验及各种操作技 某公寓小区位于广东省湛江市麻斜海西岸，共９栋，每栋 根据地质报告，建设场地原始地貌为滩涂上的鱼塘及深沟， 范围，成层结构，地下水埋深及其性质。确定水泥搅拌桩的加固 ６层，占地面积约１０ ０００ ｍ ，框架结构，条形基础，基础埋深１．６ ｍ。 术参数。施工前要有７ ｄ龄期的配方资料，以验证设计参数。在 后经过多次人工吹（回）填整平，现地形开阔平坦。地下水位埋深 水泥搅拌桩施工过程中严格控制钻机深度，粉喷高程及停灰面， 不足０．５ ｍ，部分地段直接出露地表。上部填土质地松软，属软 确保水泥搅拌桩长度。并定时检查水泥搅拌桩的成桩直径及搅 土，其工程特性指标见表１。 拌均匀程度，以确保水泥搅拌桩复合地基的加固效果。特别是在 由于场地填土厚度较大，回填后一直未作任何处理，工程性 处理沿海淤泥质吹填土时，工艺要求和质量控制要求更为严格。 质差，不能作为天然地基。经与桩基方案比选后，设计采用水泥土 嵌固值，使基坑支护体系既经济又可以保证其稳定性。 １ 变化可以看出，在满足规范设计要求前提下，在某一区间，支护桩 嵌固深度越深，基坑越趋于稳定，但当嵌固深度超过某一深度（最 Ｆ １ Ｚ 佳嵌固深度）时，支护桩在基坑体系作用下，不会对基坑稳定有很 大贡献，所以在实际基坑支护体系设计时，须对支护桩嵌固深度 最 钟ｌ １ 进行迭代验算，找出最佳嵌固深度。对于悬臂支护体系，设计时 支护桩嵌固长度可以取基坑底面以上桩长进行试算，当然还要结 ６ ９ １２ １５ １８ ２ｌ ２４ ２８ 嵌固深度，ｍ 合地层状况、有水无水、坑边超载等因素综合考虑嵌固深度的取 值，对于实际工程，可以运用Ｐｌａｘｉｓ，Ｍｉｄａｓ ＧＴＳ等有限元数值模拟 软件对基坑稳定性进行复验，选择合理的嵌固深度。 参考文献： 图４支护桩最大弯矩随嵌固深度变化曲线 、 曩 ｓ ２００ ．．．◆一 嵌固深度，ｍ ［１］ 刘建航，侯学渊．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版社。１９９７：１－１６６． ［２］ 汪军舰．深基坑支护结构空间线性有限元分析［Ｄ］．天津： 天津大学，２０１０． ［３］ ＪＧＪ １２０－２０１２，建筑基坑支护技术规程［ｓ］． ［４］ ＧＢ ５０００７－２０１１，建筑地基基础设计规范［ｓ］． ［５］ 程琪，刘国彬，张伟立．上海地区地铁超深基坑及深基坑 变形有限元分析［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００９（２２）：７０— ７１． ．图５支护桩最大剪力随嵌固深度变化曲线 由图４，图５可以看出，支护桩最大弯矩、剪力值出现折点，说 明存在一个合理嵌固深度，在嵌固深度超过９ ｍ后，增加的支护 桩深度对基坑稳定性贡献不大，最大弯矩、剪力值变化不大。 ３结语 根据以上基坑周边位移、支护桩剪力、弯矩值随嵌固深度的 ［６］ 戴继，赵兴君．深基坑支护结构的二维有限元分析［Ｊ］．辽 宁工程技术大学学报，２００５，２４（Ｓ１）：３２－３４． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｉｌｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｐｔｈ ｃｈａｎｇｅｓ ｔｏ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｂｅｈａｖｉｏｒ ＨＯＵ Ｘｉａｎｇ （Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０２２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ￣ｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｌｉｎｋ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｕｎｄａｔｆｉｏｎ ｐｉｔ ｂｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．ｔｈｅ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｏｌｉｄ ｂｌｏｃｋ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｐｔｈ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｐｉｌｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｐｔｈ，ｉｓ ｏｆ ｇｕｉｄｉｎｇ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔ，ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｐｔｈ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 收稿日期：２０１４－０６—０６ 作者简介：赖承光（１９６１．），男，高级工程师；汪周毅（１９６３－），男 ・６６・ 第４０卷第２４期 ２ ０ １ ４年８月 山 西 建 筑 淤泥质吹填土与陆地上一般的淤泥区域差别很大，通常地下 搅拌桩进行加固处理，处理的重点和难点在于第②：层吹填淤泥， 具体设计要点如下：水泥土搅拌桩单桩承载力１２０ ｋＮ，桩长９ ｍ， 水位很高、含水率更大、强度更低，地质条件更复杂、施工条件更 桩间距１ ０００ ｍｍ，桩径５００ ｍｍ；采用４２．５级普通硅酸盐水泥，水 差，作业难度更大，对工艺要求更高。因此，对于淤泥质吹填土区 泥用量７０ ｋｇ／ｈｉ；褥垫层采用６：４砂石回填，厚０．３ ｍ。 域，要慎重考虑水泥土搅拌桩的施工方案和工艺要求。在施工图 表１填土工程特性表 地层名称 厚度／ｍ 分布特征 主要指标 设计前，应对拟处理土进行室内配比试验，选择合理的固化剂、外 掺剂及掺量。淤泥质吹填土的性质同自然地质沉积的淤泥还是 ①ｌ新近填土 ０．４０—２．６０ 见于部分地段 极松散，以粘性土和腐殖土为主 ②ｌ砂性吹填土 １．３０—３．５０ 见于部分地段 松散，标贯Ｎ：１击～５击 ＝８０ ｋＰａ 有较大的区别的，其强度更弱，性质更差，因此，不能仅凭经验直 ②２淤泥 ０５０—６．４０ 见于大部分 稀软， ＝７１－４％，Ｃ ＝５ ｋＰａ， 质吹填土 ．地段 咖。＝４。，Ｉｐ＝２２ ＝４ｏ ｋＰａ ２存在质量问题 搅拌桩施打完成后，抽取２７个点进行平板载荷检测复合地 基承载力试验，试验结果表明，符合设计要求共有２１个，不符合 设计要求共有６个。对现场进行查看分析，合格点地质条件基本 为砂性吹填土，而达不到设计要求的地质条件为淤泥质吹填土。 ３事故原因 ３．１ 桩身破损 根据施工现场勘察了解。承载力低于设计要求地段，为淤泥 质吹填土的地段，地表土质稀软，基础开挖时，弃土直接堆放于基 坑周边，距离不足１ ｒｎ，尽管基坑开挖深度不到２．００ ｍ，但由于基 坑紧邻临时施工道路，基坑支护考虑不周，在弃土堆载和运输车 辆的重载作用下，基坑发生了侧向滑移和坍塌，导致已经施打的 部分搅拌桩桩身明显倾斜、位移和损坏。使桩间距、单桩承载力 不符合设计要求。 ３．２地基土扰动破坏 由于施工现场地下水位高，基坑开挖时未采取有效降水措 施，在施工过程中，施工人员对基底桩间软土随意踩踏破坏，扰动 较大，导致桩间土强度失效，无法达到桩土共同作用。 ３．３桩身质量差 凿除桩头后发现，部分桩体的桩心位置水泥含量较高，而周 围水泥含量较低，甚至完全没有。原因有：１）施工机械选用不当。 由于施工现场地质条件复杂，施工方案没有针对各种地质条件制 定不同施工方案，选用不同施工机械和施工工艺，没有进行工艺 性试桩，造成施工中搅拌不充分。２）施工质量管理不严。本工程 由于工期紧，施工单位对工艺要求松懈，在施工过程中追求进度， 没能按要求控制施打速度，根据施工记录显示，每根桩的施打时 间约为２０ ｍｉｎ，仅为工艺要求的一半左右。３）施工工艺选用不 当，本工程采用湿法施工，现场土壤含水率较大，效果不如干法 施工。 ４事故处理 根据现场勘察和检测结果，考虑工期和经济因素，经勘察、设 计、监理和施工单位共同研究协商，对质量事故进行处理：１）对桩 身倾斜、位移、损坏的地段施打木桩，桩长４ ｒｎ。２）对桩间土被严 重扰动和桩身强度明显偏低的地段，加深地基，换填６：４砂石。 事故处理完成后，经平板载荷试验显示，承载力符合设计要求。 ５施工质量控制要点 通过该工程案例分析，我们对淤泥质吹填土中水泥搅拌桩质 量控制的要点进行探讨： １）做好详细勘察。 认真了解施工场地的吹填时间、吹填土的固结程度、颗粒组 成成分、含水量、塑性指数和有机质含量等，因为这些因素对成桩 质量影响很大。 ２）设计方案要充分论证，多方案比选，慎重选用。 接套用一般软土的配合比。 ３）施工前要进行工艺性试桩。 为了确定搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送压力和时间、搅拌 机提升速度、下钻速度以及复搅深度等最佳参数，按照现行规范， 正式施工前应进行工艺性试桩。该工程由于工期较紧，试桩耗时 较长，会耽误工期，因此在实际施工中，并未进行工艺性试桩，而 是凭感觉和经验，直接采取常用的两喷四搅工艺进行正式施工， 在确定关键的工艺参数上缺乏针对性，影响了地基处理效果。 ４）合理选用施工机具。 水泥搅拌桩施工机械的钻头通常有两种，即双层（或多层）十 字杆形和叶片螺旋形。叶片螺旋形钻头适用于淤泥质土，双层 （或多层）十字杆形钻头适用于非饱和松软土。本工程使用的是 双层十字杆钻头，这与建设场地的土性和含水量不匹配，结果是 钻头被粘住，水泥浆难以压出，易形成空桩，导致桩体质茸难以保 证。因此，在现场开始施工前，要根据场地地质情况，合理选用与 土质相匹配的钻头。 ５）选用合理搅拌桩机。 水泥土搅拌桩有常规搅拌桩和双向搅拌桩两种工艺。常规 桩机搅拌不均匀，返浆严重，桩身强度低，成桩质量难以保证。双 向水泥土搅拌桩是针对传统水泥土搅拌桩机的不足研制的一种 新型桩机，它通过下置式动力带动内外钻杆同时反向同轴旋转， 使连接在内外钻杆上的钻头进行双向搅拌，它在有效地控制返浆 量的同时，搅拌均匀性也大大提高，显著提高桩体的强度，并且对 桩周土破坏扰动较小。在湛江麻斜东海岸十四届省运会主场馆 软基处理中，就运用了双向搅拌桩加固吹填土，据了解，处理效果 不错。因此，对于淤泥质吹填土，建议设计尽量选用双向搅拌桩 工艺。 ６）合理控制钻进速度。 对于８ ｍ～１０ ｍ左右的水泥土搅拌桩，采用两喷四搅工艺 时，通常每根桩的成桩时间应不少于４０ ｍｉｎ，施工中通常按此来 控制钻进速度。由于水泥搅拌桩是一项工艺较简单的外业，多数 施工队常不配置电脑记录仪器，其成桩时间主要由施工人员自己 掌握。实际施工中，施工人员往往图省事，让钻杆保持一定的速 度匀速地钻进，其结果是在控制水泥总用量和钻进时间不变的情 况下，喷进的水泥浆量在砂质土层中较淤泥和粘土层多得多，使 得桩身强度不均，砂层中的桩身强度很高，而淤泥中的水泥含量 少，桩身强度低，影响了成桩质量。正确的施工做法，应根据地质 资料，区分不同土层，灵活控制钻杆提升速度，以保证在不同的土 层中成桩质量都能得到较好保证。 ７）严格控制褥垫层施工。 本工程设计的褥垫层厚度为３００ ｍｍ，材料为４：６石砂。在对 第一次检测不合格的两栋单体进行补救处理时，采取了两种不同 的处理方法，一栋将原来的褥垫层挖出，并将桩问扰动的淤泥土 再挖深２００ ｍｍ后，用级配砂石回填至设计标高；另一栋直接将褥 垫层加高２００ ｍｍ。处理后两栋基础的褥垫层厚度一样，均为 ５００ ｍｍ，但从事后复检的结果看，将桩间土挖除后回填级配砂石 第４Ｏ卷第２４期 ２ ０ １ ４年８月 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）２４—００６７—０３ 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２４ Ａｕｇ． ２０１４ ・６７・ 民用建筑基坑施工中的排水技术分析 解晓辉 （山西西山金城建筑有限公司，山西太原０３００５３） 摘要：主要介绍了民用建筑基坑施工中排水的作用以及分类，分析了基坑施工中排水的施工方案，并对民用建筑基坑施工中明 排法、深基坑截水技术、回灌技术、人工井点降水等排水的技术进行了阐述，以针对不同的工况选用合适的排水技术。 关键词：民用建筑，基坑施工，排水技术 中图分类号：ＴＵ４６３ 文献标识码：Ａ 在民用建筑工程中，基坑开挖施工时由于压力的作用会不断 到集水井，再利用其他设备将水排出。暗式排水法适合用在颗粒 的有地下水渗出，如果不能及时的处理好基坑施工中的排水问 较小的底层，把水渗入到井孔中，再进行排出。这两种方法比较 题，那么就会影响基坑的施工，可能发生塌方等情况，影响民用建 起来，暗式排水法的投入要高，所以在进行民用建筑时，最好使用 筑的质量。因此，要采取有效的措施解决民用建筑基坑施工中的 明式排水法。 排水问题。 ２ 民用建筑基坑施工中的排水流程 在民用建筑基坑施工中，在进行排水方案设计以前，要充分 １ 民用建筑基坑施工中排水的作用 水文地质情况、不透水层深度以及含水 在民用建筑基坑施工中，首先要保证基坑在施工中保持干 的了解排水的深度、面积、最好进行抽水实验，将所有影响工程的因素尽可能 燥，创造出利于施工进行的环境。其次，要时刻注意基坑边坡的 量的厚度等，稳定情况，保证基坑的边坡一直处于稳定的状态。最后，还要注 的查找出来。然后在基坑施工中要设置好排水的明沟，在基坑的 ｍ～１．２ ｍ的距离，设置施工的外脚 意提高基坑施工中的排水工作，否则就会导致基坑周围的土质稀 坡角与底板外边沿要留有１这样就会渗 软，给施工带来阻碍。因此，要加强在民用建筑基坑施工中的排 手架以及明沟，明沟的最浅处要比梁底最少低３０ ａｍ，水工作，将雨水和基坑地下渗出的地下水及时排走，防止水软化 出土层中的积水。在设置明沟时，要留有坡度，并且隔段距离就 要设置排水的盲沟。盲沟的设置要以建 土质，对边坡的稳定造成破坏。在民用建筑中，要建立完善的排 设置一个集水井。第三，水系统，特别是在基坑施工中，就要做好排水工作，使用明沟、盲 筑的地质、底板结构以及地下水的情况为标准，设置盲沟能加快 要设置好集水井，根据集水井内的水量安排 沟、集水井等将基坑内的水分排出去，保证工程的顺利实施和安 排水的效果。第四， 全性。一般在基坑施工中会采用明式与暗式两种排水法。明式 抽水，将所有积水全部排出，然后继续进行施工。的排水法适合用在颗粒较大的底层，将基坑内的水流利用明沟引 ３ 民用建筑基坑施工中的排水技术 的基础承载力达到了设计要求，而直接加厚褥垫层的基础承载力 ６ 结语 提高不明显，仍然达不到设计要求。因此，建议在基槽（坑）开挖 软土置换一定的厚度，可以明显提高复合地基的整体承载力。 ８）重视基坑支护。 水泥土搅拌桩加固处理沿海淤泥质吹填土的工艺要求和质 处理沿海淤泥质吹填土，必须做到现场勘察详尽，设计考虑周到 凿除桩头时，当单桩间土被严重扰动或太稀软时，应及时将桩间 量控制的重点与一般的软土地基不同。采用水泥土搅拌桩加固 合理，工艺试验论证充分，施工措施严谨，质量控制严格，不能忽 才能达到预想的效果。 淤泥质吹填土质地稀软时，不论基坑深浅，开挖时都应充分 视任何一个环节，考虑各种因素的影响，及时支护，严格遵守先支后挖的规定，严禁 参考文献： 基坑周边堆载，避免对水泥土搅拌桩的影响。 ［１］ＪＧＪ ７９—２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ］． ［２］ 曹美俊．浅谈水泥搅拌桩复合地基软基处理技术探讨［Ｊ］． ９）做好降水措施。 山西建筑，２００９，３５（６）：１３３—１３４． 由于淤泥质吹填土施工现场地下水位一般都较高，施工时要 充分考虑合理的降水措施，及时降低基坑水位，保证基底干燥，避 ［３］ 邹立，王俊福．水泥搅拌桩在地基加固中的应用与研究 免对基底土壤扰动破坏。 ［Ｊ］．科技与生活，２０１０（２３）：１７—１８． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｉｎ ｍｕｄｄｙ ｄｒｅｄｇｅｒ ｆｉｌｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ＬＡＩ Ｃｈｅｎｇ－ｇｕａｎｇ。 ＷＡＮＧ Ｚｈｏｕ・ｙｉ （１．Ｎａｖｙ Ｓｏｕｔｈ Ｓｅａ Ｆｌｅｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ ５２４００３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ ５２４００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ￣ｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｆ ａ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉｌ ａｒｅａ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌａｙｓｉｓ ｏｎ ｃｅｍｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｔｏ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｍｕｄｄｙ ｄｒｅｄｇｅｒ ｆｉｌ１ ｗｏｒｋ ｉｎ ｃｏａｓｔａｌ ａｒｅａ．ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃ— ｔｉｏｎ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ，ｍｕｄｄｙ ｄｒｅｄｇｅｒ ｆｉｌｌ，ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ 收稿日期：２０１４—０６－０６ 作者简介：解晓辉（１９７８．），男，工程师
