深层水泥搅拌桩在泵房地基处理中的应用

摘要：诏安县苦溪泵站工程主泵房与侧翼墙体的基础土质为粉质的粘土，这种土质的力学稳定性较低，天然土质构成的地基不能够满足建筑工程需要的地基强度与抗变形能力的需要，所以必须进行相应的地基处理。根据实际情况及各种施工方案分析，最终选择采用水泥搅拌桩方式处理主泵房及翼墙建基面地基。

关键词：地基处理 主泵房 水泥搅拌桩

1 概述

诏安县苦溪泵站主泵房及翼墙为钢筋砼结构，泵房底部结构尺寸为12m*11m*2.5m，净高达到11.5m，其中上部值班房高度为4.5m，主泵房内尚有闸阀4个、水泵3台及充水钢管等预埋件，上部有行车轨道工字钢等，自重较大。翼墙建基面高程与泵房相差不大，且需承受内侧回填土压力，但主泵房与侧翼墙体的基础土质为粉质的粘土，这种土质的力学稳定性较低，天然土质构成的地基不能够满足建筑工程需要的地基强度与抗变形能力的需要，所以必须进行相应的处理才能构建稳定的基础工程。

2 工程地质条件

施工现场土层的物理力学性质见表1。泵房及翼墙建地基是在⑤层土上施工的，土层为灰色粉质粘土，地基承载力标准值为105Kpa，土层属中压～高压缩性土，天然地基不能满足泵房及翼墙结构对地基强度和变形的要求，由于软土厚度较大，不适合用填土方式处理。同时对⑥层粉质粘土层需进行强度及变形验算。

3 泵房及翼墙地基处理设计

地基处理方案设计中有三种备用方案，深层水泥搅拌桩设计方案为方案1，混凝土灌注桩设计方案为方案2，预制钢筋混凝土方桩设计方案为方案3。三种地基处理方案的资金投入见表2。根据设计规范，水泥搅拌桩在粉性土质地基与软弱粘性土质地基中应用较多，容易受到搅拌机械具体能力的影响，而在地基承载力设计值在120kPa以上土质的地基中效果较差。而在表1标号为⑤的粉质粘土地基中经过宽深变形修正之后，土质地基承载力已经能够达到110kPa的设计值。在室内试验中，标号为⑤的层土经过加固能够达到设计中的标准。本次施工采用双头搅拌桩为水泥搅拌桩桩型，桩长为6.5～8.1m，采用425#普通硅酸盐水泥为固化剂，水泥掺入量选用15%，进入⑥层持力层的厚度为0.5～1m。

4 成桩试验

4.1 水泥土室内配合比试验 在施工现场5层中取出土样，添加适量的水进行搅拌，按照15%的标准来控制水泥掺入度，在对水泥土试块进行制作时，需要分别将0.5、0.6、0.7作为水灰比，然后分别进行抗压试验。实验结果如下表所示：

4.2 成桩试验 本次工程中的机器选择为SJB-II型深层水泥搅拌机，水泥参入比αw设定为15%，试验水灰比的设定分别为0.50、0.55、0.30、0.65。本次成桩试验中的试验桩选择为底板外部的扩散桩，数量选择为22根，搅拌桩的施工参数设定如下：①水泥掺入比αw=15%，单桩水泥用量保证不小于每米200克。②浆液比重的比重在1.755kg/l以上，水灰比控制在0.65左右。③控制喷浆提升速度不大于每分钟0.5m，预搅下沉速度则保持在每分钟0.6m左右。④喷浆口的压力设定范围为0.4～0.6Mpa。

5 深层搅拌桩施工

5.1 施工机具及配套机械 本次试验中将三台深层搅拌机给应用了过来，每一台搅拌机都需要配备其他的机械设备，如灰浆搅拌机、灰浆泵、电气控制柜、自动流量计等等。

5.2 施工工艺 ①在施工之前，需要整理平整施工现场的地面，将地面的杂物给清除掉。调试过施工机械之后，方可以开启，并且对桩机运转情况和输料管畅通情况进行检查。②设备安装。要严格依据相关要求来，对起吊装置和导向架以及搅拌轴等设备进行安装。对于电气系统，需要对漏电保护装置进行安装，要严格控制供浆系统和深层浆喷桩机之间的距离，保证在50m以内。③定位：就位和对中搅拌机，严格控制对中偏差，保证在5cm以内，要保证桩径在设计值以上。④预搅下沉：如果深层浆喷桩机的冷却水可以正常循环，对搅拌机电机进行启动，对卷扬机钢丝绳放松，这样就可以沿着导向架切土下沉搅拌机。通常情况下，冲水工序是禁止进行的，但是如果土层较硬，下沉速度较慢，就可以适当冲水下沉。⑤制备水泥浆：搅拌机开始下沉后，就可以对水泥浆进行配置，要严格依据成桩试验确定的配合比来进行。⑥喷浆搅拌提升：搅拌机下沉深度达到了最大值后，对灰浆泵开启，开始喷浆搅拌提升工艺，要按照二分之一单桩总浆量的标准来控制第一次喷浆量。⑦重复搅拌下沉。⑧重复喷浆搅拌提升：为了更加均匀的拌合水泥浆和土，就需要进行重复搅拌。⑨清洗注浆管：每一个工班，都需要对注浆管进行一次清洗，将适量清水加入到贮浆桶中，对灰浆泵开启，将管道中的残存水泥浆给清洗掉。

6 施工质量控制与检验

6.1 施工质量控制 ①在施工过程中，需要依据设计参数对喷浆量和搅拌提升速度严格控制。②要对浆液的水灰比严格控制，浆液配置好之后，使用之前要进行过滤，避免有离析问题出现连续进行泵送，设置专门的工作人员，来认真记录拌制浆液的罐数固化剂和外加剂的用量以及泵送液时间等等。③施工记录详尽完善：要设置专门的工作人员来负责施工记录，严格控制深度记录误差。

6.2 质量检验

6.2.1 轻便触探试验 本次轻便触探试验的比例设定为2%，数量为20组，均为桩身7天强度的试验数据，试验指标选择中N10击打数量（10mm）均超过30次，超过了原状土试验中的平均击打数量14.6的2倍，证明搅拌桩轻便触探试验的现场强度完全能够满足设计要求。

6.2.2 静载荷试验 静荷载试验的方法选择为慢速荷载维持方法，其中单桩静荷载试验共6组，单桩符合地基静荷载试验5组。试验结果中表明：①单桩基线承载力的标准值达到660KN，能够满足设计要求；②单桩复合地基承载力超过300Kpa，超过了设计要求中的最大加荷量。

7 结束语

本次工程中，水泥搅拌桩经过复合与单桩地基荷载试验证明，能够满足设计方案的要求与标准。在工程施工的过程中通过初步的观察，地基沉降复合要求，在合理的范围之内，所以水泥搅拌桩进行粉质土地基处理具有较高的可行性。

参考文献：

[1]刘智勇.水泥土桩复合地基的研究进展[J].四川建材，2011（04）.

[2]李喆，杨蕾，苑淑芳.水泥搅拌桩对软土地基的处理及应力分析[J].河北工业大学学报，2006（02）.

[3]张迪，叶明.水泥搅拌桩复合地基的沉降分析[J].中国农村水利水电，2003（10）.

作者简介：罗建兴（1976-），男，福建莆田人，工程师，从事市政工程施工工作。endprint