软土地基处理施工技术分析

闫宝东，张伟光，马雷平，修俊明，徐贺

（中建二局第四建筑工程有限公司，天津 300457）

1 工程概况

芜湖格力废旧家电回收集散中心项目位于安徽省芜湖市三山经济开发区五华山路以西、春洲路以北，总建筑面积154531m2，建筑功能为仓储物料用房。本项目共有4 幢厂房，为7#、8#、9#、10#厂房，建筑高度15.45m、15.50m，共计2层，首层8m，结构抗震等级为二级。本工程基础结构采用独立基础，主体桩为预应力方桩，地坪桩为预应力管桩，主体为框架结构，屋面为钢结构大棚，项目效果图如图1所示。

图1 项目总体效果图

2 软土地基处理设计

2.1 软土地基的识别和特性

软土地基通常是指软土层、淤泥、淤泥质土以及杂填土，还有高压作用下的缩性软弱土层构成的地基，如果天然形成的软土地基不能满足建筑物的承载要求时，就要对地基进行加固，形成人工地基，所以就出现了人为的加固软土地基，来达到建筑物承载能力的需求，使建筑物可以更强更安全地正常使用。

2.2 本项目水文地质条件

2.2.1 场地地表水

项目拟建场地位于长江南岸约0.2～1.0km 处，原属长江漫滩，后长江边建圩堤，江水退出后，经多年沉积形成现地貌，项目拟建场地西北部分布有沟塘及低洼区域，长度约300m。宽度约5.0～10m。水深约0.5～1.5m。其他低洼区域内除有少量雨后积水外，其他无明显地表水。

2.2.2 场地地下水

拟建场地土层中地下水主要为第四纪松散孔隙水，其中上层滞水主要赋存于①层土中，其主要补给来源为地表水、沟塘水及大气降水的入渗，排泄方式主要为蒸发、径流，地下水水量、变化幅度受天气影响较大。潜水主要赋存于②、③、③）-1、③-2、④-1、④）-2、④-2a、④）-3 层，其中主要补给来源为上层滞水的入渗及侧向补给，同时与周边沟塘水呈一定的互补关系，与北部长江水亦有一定的联系。

混合地下水稳定水位埋深于地表下0.5～3.1m 左右，即高程5.28～6.46m 左右，水位呈季节性变化，年变化幅度一般在1.0m 左右。根据芜湖市志，芜湖市历史最高水位（百年一遇、1954 年8 月）10.959m（黄海高程）。

2.3 项目地基处理方案选择

因场地淤泥质土层较厚且部分位置4-1 涂层缺失，芜湖格力废旧家电回收集散中心项目管桩基础专家评审意见，建议对所有7#、8#、9#、10#仓储用房工程桩桩间位置采用水泥搅拌桩进行加固，并提供配套施工图纸。专家评审意见如图2所示，施工图纸如图3所示。

图2 专家评审意见

图3 单个厂房桩间水泥搅拌桩施工图

2.4 水泥搅拌桩施工技术

2.4.1 设计概况

搅拌桩采用∅600 单轴搅拌桩设备进行施工。采用42.5 级普通硅酸盐水泥，桩长5.0m，桩间距1.0m，梅花型布置。无特殊说明，水泥掺量为17%(重量比)，如桩位处于暗浜或回填土区域，水泥掺量加大到20%。空搅部分水泥掺量为8%，宜根据试验确定，水泥浆液水灰比为0.50～0.60。施工前需先做比重测试，经测试确定后，具体施工时控制标准以比重计测试为准。搅拌桩养护期不得小于28d，28d无侧限抗压强度设计值为1.0MPa。

2.4.2 主要参数

拌桩采用直径500mm 的单轴搅拌桩设备进行施工，桩长5.0m，桩间距1.2m，呈梅花型布置。每个厂房的搅拌桩根数统计如表1所示。

表1 厂房的搅拌桩根数统计

2.4.3 不同承台桩平面布置图

图4 四桩承台搅拌桩布置示意图

图5 三桩承台搅拌桩布置示意图

2.5 水泥搅拌桩施工工艺

①水泥搅拌桩桩体施工可采用湿喷法、干喷法，同时桩机可分为单轴、双轴和三轴。其中本工程单轴水泥桩体施工采用湿喷法，具体施工工艺为四搅两喷工艺。施工流程为桩机就位-搅拌下沉至设计标高-喷浆搅拌提升至设计停浆面-重复搅拌下沉-余浆喷浆搅拌提升-成桩-检查施工质量-移机。

②搅拌桩呈梅花形布置，打桩时按照顺序依次进行打桩。

③桩机定位前首先熟悉图纸要求，在桩位放样后，桩机就位，整平对中。

④桩机搅拌下沉钻到底，钻进参数一般为钻速1m/min，转数60r/min 左右。开动灰浆泵，确认浆液顺利从喷嘴喷出时，启动桩机，操作升降手把使搅拌轴沿导向架搅拌回转向上搅拌提升喷浆。

⑤喷浆搅拌提升速度不宜大于0.5m/min，喷浆压力1～1.4MPa，喷浆量33L/min。如遇硬土层，可用钢绳加压器均匀给压，钻进到设计桩底高程。搅拌桩施工至相邻保护对象时，应减缓施工速度，并加强监测和观察，通过监测数据及时观察调整搅拌施工速度。

⑥搅拌桩施工时，停浆面应高于桩顶设计标高500mm，水泥搅拌桩施工完成后截掉多出的桩，桩顶设计标高和承台底标高一致。

⑦重复搅拌下沉至设计桩底高程。

⑧余浆喷浆搅拌提升到地面，成桩。

⑨成桩后，停止搅拌开启灰浆泵，加清水清洗全部管路中残存的水泥浆，清除粘附在搅拌头上的软土。水泥搅拌桩施工工艺流程图如图6所示。

图6 水泥搅拌桩施工工艺流程图

2.6 水泥搅拌桩施工流程

以单幢厂房7#厂房为例，其它厂房施工流程相同，施工流程图如图7所示。

图7 施工流程图

①每个厂房有四台搅拌机在桩基上下左右分段施工，施工顺序如图7所示。

②每栋厂房桩施工时划分4 个施工段施工。

③搅拌桩等地坪桩施工完成7d 后，紧跟4 台搅拌机分别按照自己区域进行施工，预计周期20d左右施工完成。

2.7 单轴搅拌桩施工注意事项

测量放样，施工前根据设计图纸定位放线、开挖沟槽，再放第一组桩柆，根据设计图纸尺寸带线。搅拌桩钻进时如有困难不得冲水，必须用水泥浆液补入湿润液体，帮助钻头下沉。制备水泥浆水泥用量按设计标准为土体质量的17%，水灰比为0.5～0.6。施工中加水可使用定量容器进行用水量控制。施工前应对桩架进行检查，搅拌头叶片直径不小于50cm，误差不超过2cm。施工时须量测平台高程，以控制标底标高，桩底标高误差不大于10cm，桩底标高以二搅拌头片的中线为基准，桩位偏差±5cm，桩体垂直度±1/100。预拌下沉喷浆待水泥搅拌桩机的冷却水循环正常后，启动搅拌桩机电机，放松搅拌桩机吊索，使搅拌桩机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电机的电流监测表控制。下沉速度≤0.8m/min，工作电流不应大于70A。开始喷浆搅拌，喷浆过程中，不断搅拌水泥浆。随时观察设备运行及地层变化情况，钻头下沉至设计深度位置时，停止钻进。提升钻头喷浆。喷浆过程中，不断搅拌水泥浆，防止其离析，喷浆量离地面50cm 时，停止喷浆。二次搅拌喷浆，第一次喷浆完成后，继续二次下沉进行补浆喷浆，搅拌至设计位置深度。若桩机停止施工或施工间歇时间太长时，向水泥浆搅拌桶中加入清水，开启灰浆泵，清洗全部管中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。桩机移至进行下一桩位，重复进行上述步骤的施工。发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m 后方能继续注浆，等注浆10～20s 后恢复提升或下沉搅拌施工，以防断桩发生。

3 单轴水泥土搅拌桩质量保证措施

3.1 关键过程及控制

①做到工艺检查、设备检查、施工操作检查，建立严格验收把关制度。

②施工现场专人检查复核桩机垂直度、桩机的移位，钻具的钻进深度及搅拌速度，检查浆液的拌制、控制水灰比。

③施工前需检查桩机平稳性，做到固定端正，桩架垂直，并采用测量仪器或其它手段，完成桩架的水平度及垂直度确认，在确认无误后，指挥下达操作命令。

④整个施工接受监理的监督，听从监理有益的建议，并与工程有关协作单位建立良好协作关系，确保工程顺利进行。

3.2 成桩质量检查一般项目

①水泥土搅拌桩成桩允许偏差应符合表2的规定。

表2 单轴水泥土搅拌桩成桩质量及允许偏差值表

②成桩3d 内，应采用轻型动力触探检测，检测桩身的均匀性，检测数量为施工总桩数的1%，且不得少于3 根。开挖前或达到28d 龄期后，可由现场随机选取0.5%(且不少于6 点)的搅拌桩进行钻芯取样，检查搅拌桩强度、成桩长度和均匀性。芯样应立即密封并及时进行强度试验。

③搅拌桩养护期不得小于28d，28d无侧限抗压强度设计值为1.0MPa.

④施工时须量测平台高程，以控制标底标高，桩底标高误差不大于10cm，桩底标高以二搅拌头片的中线为基准，桩位偏差±5cm，桩体垂直度±1/100。

4 结语

本文结合芜湖格力废旧家电回收集散中心项目软土处理桩间水泥土搅拌桩施工，通过对实地地基的考察，以专家评审意见为依据，针对施工过程中软土处理的识别、方案选择、水泥搅拌桩施工技术、单轴水泥搅拌桩质量保证措施进行了阐述，对其中需要注意的关键点进行了过程和结论分析，为今后类似的工程项目施工提供系统的方法和成熟的经验。