素水泥石粉砂浆桩复合地基处理施工技术

黄华江

摘要：本文针对普通CFG桩施工遇到的深厚软土层难以成桩的问题，通过工程研究实践，采用了研究的新型素水泥石粉砂浆桩，创新地现场配制与原土体容重相当的料浆，使用土工布袋套装料浆，应用振动沉管桩机打入软土层中成桩，并对其的相关性能进行了研究，使得该施工技术日趋成熟，取得了良好的经济和社会效益，为后续的类似工程提供了宝贵的参考和借鉴。

关键词成桩质量配制料浆 土工布袋施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

前言

常见的CFG桩全称为水泥粉煤灰碎石桩，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和，用各种成桩机具制成的高黏结强度桩。但如遇到的软土层物理力学性质较差（如土层高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性等），采用普通施工工艺（如振动沉管工艺）难以成桩，或成桩时桩体扩大系数较大，直接影响旁边桩体施工，造成桩体强度不均匀、窜孔等成桩质量问题，而采用素水泥石粉砂浆桩能够克服上述施工难题，并且达到软基处理的目的。

素水泥石粉砂浆桩是由水泥、膨胀剂、石粉、中砂加水拌和，用振动沉管桩机制成的高黏结强度桩，是一种经济实用的地基处理桩型，适用于一般淤泥质土、淤泥、松散至中密的砂土及人工填土等土层。据统计，素水泥石粉砂浆桩复合地基能使软弱地基承载力提高150%以上，单桩承载力达到130KN以上，其施工成本比同類砼桩降低50%左右。素水泥石粉砂浆桩具有地基承载力提高幅度大、沉降量小、操作简单、施工效率高等优点，是一种高效环保的建筑地基处理方法，可以广泛推广到各种建筑地基处理的应用。

一、工艺原理

现场填土挤淤、平整场地、打入塑料排水板后，通过现场配制与原土体容重相当的料浆，增强了桩体整体强度均匀性。为加强桩体成形的整体可控性，增强土体的抗剪强度和抗变形能力 ，充分利用土工布的隔离、加筋、排水等工程特性，制作成土工布袋，由土工布袋套装料浆，应用振动沉管桩机打入软土层中成桩。该技术系统整合了现场配制料浆技术、泵送成桩料浆施工工艺、土工布袋制作工艺、料浆成桩控制技术、振动入土成桩工艺等施工技术工艺，通过水泥石粉砂浆桩对填土以下的淤泥土层进行均匀置换、振动挤密，形成素水泥石粉砂浆桩复合地基，并结合塑料排水板桩对周边土体进行排水固结、沉降，限制荷载作用下土体的横向变形，显著提高填土的地基承载力，使提高了承载力后的地基能够成为符合设计要求的复合地基。

二、技术特点

1、成本低

相对于常见素混凝土桩，由于仅需在现场设置简易水泥石粉砂浆搅拌桶及搅拌池、通过初拌、复拌，利用抽水泵将拌好水泥石粉砂浆料浆泵送至普通振动沉管桩机打入地下，而且对场地临时填土土质要求并不高，省去了购买商品混凝土大笔费用及由于混凝土车、泵车进出场地临时修建便道的费用，成本低。不存在依靠外来商品混凝土供给紧张而工期延误导致成本上升的问题。

2、能满足地基承载力要求

采用经过素水泥石粉砂浆桩软基处理的填土地基承载力能满足设计的承载力要求。通过单桩极限承载力试验、压板试验，测试了单桩承载力及复合地基的地基承载力代表值均符合设计值。

3、满足变形要求

施工填土阶段经受了正常堆载的考验，所设立的沉降变形观测点没有发生变形超过15mm/天，承载力没有下降，基本无变化，填土能够满足变形要求。

4、对环境影响小

水泥石粉砂浆搅拌池在使用后能够完全挖除回填，恢复原来地形地貌，对环境无污染、无副作用。对施工区域临近的外围更无影响。

三、 施工工艺流程图

四、重点施工工艺介绍

1、沉管及套装土工布袋施工

（1）、桩机就位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。

（2）、采用平板钢制活瓣桩尖。应先将桩尖活瓣用麻绳或铁丝捆紧合拢，活瓣间隙应紧密。当桩尖对准桩基中心，并核查高速套管垂直度后，利用锤击及套管自重将桩尖压入中。

（3）、启动电动机，开始沉管过程中注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位。

（4）、沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次，对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。

（5）、沉管至设计标高后，将土工布袋借用小石块自重沉入带到管底。

2、灌注水泥石粉砂浆

（1）、采用水泥石粉砂浆，强度要求7.5Mpa。砂浆容重为≥1.6。

（2）、砂浆注入桩体成桩后需确保桩顶与施工面持平或高过施工面。

（3）、土工布袋规格：单位面积质量≥300g/m2，在注浆过程中应确保布袋不漏浆。

3、拔管

（1）、拔管速度按均匀线速控制，一般控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢；

（2）、当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后将封口打结，然后移机继续下一根桩施工。

结束语

本技术适用于中国南方，特别珠江三角洲水网平原区、滩涂地带进行软基处理或围海造地填土处理。对于河涌、滩涂地带，尤其杂填土层下淤泥层厚、淤泥层含水量较高地区提高填土地基承载力、限制地基沉降、横向变形也有实际的参考价值。

采用本施工技术，与常见的素混凝土桩的施工方法对比，明显节约了商品混凝土的购买成本和由于泵送混凝土的需要临时搭建施工便道建设费用，由于软弱地基通常存在于此类项目的复合地基处理，因为场地限制问题，重型施工机械无法到达，常用施工工序受到限制，造成整个工程项目工期拖延、临时施工措施费用增加。本技术复合地基处理一次性投入小，工艺操作简单，其基本材料是水泥、膨胀剂、石粉、中砂，施工后填土稳定，地基承载力符合设计要求，土体沉降量小，经济效益明显。