浅谈水泥搅拌桩在淤泥质土地基加固中的应用

叶雷震

（杭州市水利设施监管中心 310016）

在浙江沿海城市分布着高压缩性、低承载力的淤泥或淤泥质土，它以粘粒为主，工作性状主要表现为当作用在地基上的压力超过比例界限值，或施工时土被扰动将发生塑性变形。由于淤泥质土地基的变形主要决定于附加应力的面积与高压缩性这两个重要因素，而淤泥质土存在变形大而不均所带来的结构次应力等问题，这类地基的工程事故较多，一般需采取工程措施加以处理。地基加固的方法有多种多样，本文主要通过工程实际施工介绍水泥搅拌桩法在淤泥质土中加固地基的运用。

1 工程概况

东西苕溪防洪工程东苕溪安溪段退堤工程位于杭州市余杭区瓶窑镇下游约3.7km，在良渚镇安溪村附近的西险大塘24km附近的对岸。安溪段为瓶窑至德清段的主要狭窄河段，严重阻水。该段河道通过退堤拓宽后，20年一遇的洪水过流面积提高到879～929m2，为形成东苕溪防洪整体布局创造了有利条件，提高了杭州市以及余杭区瓶窑镇城市防洪能力。

2 工程地质

该工程位于平原与低山丘陵的交接地区，退堤后，堤基下部土层主要为Ⅲ、Ⅲsil层及Ⅻ层等，Ⅻ层土强度较高，工程地质条件好，Ⅲ、Ⅲsil层为低强度、高压缩性软土，在堤基范围内广泛分部，是控制堤基稳定的主要土层。

3 水泥搅拌桩施工方法

3.1 施工原理及工艺流程

水泥搅拌桩法主要是以水泥作固化材料，通过深层搅拌将软土和固化材料强制拌和，使软土结硬提高地基强度，改良土质以提高土体抗滑、抗压等特性，成为桩土共同承担外部荷载的复合基础。主要工艺流程为：施工场地开挖至设计高程→场地平整→桩位放样→搅拌机定位→搅拌下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升→清洗。

3.2 水泥搅拌桩布置

施工按设计要求采用直径600mm的水泥搅拌桩，搅拌桩采用湿喷法施工，水泥的掺入量为被加固湿土重的18%，桩距100cm，梅花形布置，其中桩号0+150～0+400防渗、围护连续段外侧一排直径600mm的水泥搅拌桩，桩距45cm。

3.3 施工机具选择

在水泥搅拌桩施工前，根据施工图纸规定的桩位、桩型、桩径、桩长，复勘打桩场地的地质条件和持力层埋藏深度，以选择成孔和成桩机具设备。

根据设计图纸上的搅拌桩成桩长度，采用SBJ40型深层搅拌机作为该工程水泥搅拌桩的施工机具，其最大加固深度为12～15m。

3.4 成孔及成桩试验

根据设计进行工艺性试桩，数量不得少于2根，设计单桩截面面积为=0.283m2，周长为1.884m。根据设计地质报告，该标段2.30～6.00m高程处地基加固的土壤湿容重平均值为1804kg/m3，按设计水泥的掺入量为被加固湿土重的18%，水灰比按规范取0.5。28天后，在施工现场实际取芯样检测抗压强度，作为抗压强度的依据。

掺加的水泥重量为1804kg/m3×18%=324.7kg/m3；

水泥搅拌桩每米水泥用量为 1m×π×0.30m2×324.7=91.81kg。

成孔及成桩试验主要是确定在施工地层中水泥搅拌机的钻进深度、停灰面标高、水泥浆配合比、灰浆拌制机的输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌机提升速度、复搅深度等施工参数。

3.5 测量放样

桩位放样采用经纬仪放出每块挡墙底板上的各排水泥搅拌桩桩位，并用小竹桩（钢筋桩）标出桩位中心。所测放的桩位轴线经监理复核后加以妥善保护，桩位放样误差不得大于5cm。

3.6 搅拌机安装定位

搅拌机安装就位应平整和稳固，确保施工中不发生倾斜、移动，在桩架或桩管上设置施工成孔顶面线和在桩管设置垂直观测线，以保证成孔深度及成桩倾斜率。搅拌机安装时须注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，保证在成桩的垂直度偏差小于1%。

3.7 预拌下沉

搅拌机冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松桩架的钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，将土搅松，搅拌机下沉速度按设计要求控制在0.60m/min以内，水泥搅拌桩桩底按设计要求打至碎石粉质粘土层。

3.8 喷浆搅拌提升

当搅拌机下沉时开始按试验确定的水泥浆配合比拌制水泥浆，并将水泥浆倒入集料斗内备喷，开启灰浆泵，其出口压力宜保持在0.4～0.6MPa之间，使水泥浆自动连续喷入地基土层内，搅拌机边喷浆边旋转边严格按已确定的速度提升，直至设计要求桩顶标高，搅拌机喷浆提升的速度和次数严格按试验确定的参数执行。

3.9 重复搅拌下沉和搅拌提升

为使已喷入土中的水泥浆与土充分搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中，直至设计桩底标高。然后将搅拌机边旋转边提升，再次回至设计桩顶标高2.3m，并上升至地面高程3.30m，制桩完毕。

3.10 清洗

制桩完毕后，向已排空的集料斗内注入适量清水，开启灰浆泵，清洗输浆管道中残留的水泥浆，直至基本干净，同时将粘附于搅拌头上的土清洗干净。

4 水泥搅拌桩法质量检验方法

水泥搅拌桩的质量控制应贯穿于施工的全过程，并应坚持全程的施工监理，施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定，检查重点是水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。

5 结 语

大量的实践证明：水泥搅拌桩法在淤泥质土中加固土体很有效，水泥搅拌桩作为加固地基基础的一种方法，是一项实践性很强的施工技术。施工前，应根据钻孔地质资料，进行水泥搅拌桩施工措施设计，根据设计进行工艺性试桩，确定搅拌桩施工各项参数。该工程经过设计、施工、监理、业主各方的密切配合，反复进行研究比选，最终确定了搅拌桩施工方案，达到了很好的效果。■