论水泥土搅拌桩在建筑地基处理中的质量控制

关元元

摘 要：在现阶段随着城市的发展以及社会的需要，开始大规模的城市建筑建设工程。根据现阶段部分施工的需要，针对不同的环境特点开展相应的施工工作，地基分为天然地基和人工地基，在我们日常建筑施工中较为常见的是人工地基，人工地基需要一定的加固处理，这时就需要利用水泥土搅拌桩进行相应的加固工作。下面针对水泥土搅拌桩在建筑地基处理中的质量控制进行分析。

关键词：水泥土搅拌桩；设计方案；地基处理；质量控制

在整个施工的过程中，地基的施工工作对于整个建筑稳定性的影响较大，人工地基在实际的应用时，需要对施工土地进行土质检测，对于部分土质状况不佳但是土层质地较好的，坡地、沙地或是淤泥地质在其上部进行相应的地基处理工作时，需要注意采取一定的人工加固处理工作，保证其具有良好的承载能力。一般在国内使用较多的是利用水泥搅拌桩技术进行相应的处理，利用水泥作为固化剂配合相应的搅拌机械，将施工现场的土质与水泥之间产生一定的物理反应，从而使其达到施工的强度需要，本文将对水泥土搅拌桩在建筑地基处理中的质量控制问题进行举例分析。

1 工程实例

根据某建筑工程的施工建筑进行举例，其设计的占地面积为30m×20m，较接近于矩形，整体为框架结构，在设计使再用人工挖孔桩的方式保证其对基坑结构的支撑作用，为建筑的稳定性打下基础。但是在施工的过程中的开挖阶段发现，施工的地下水较为丰富，导致人工挖孔桩工作无法正常进行。

随即通过对现场情况的分析，经过商讨之后决定采用筏板的形式进行基础施工工作，但是筏板基础的施工工作针对施工的土地有一定的要求，根据施工现场的土地情况，需要针对5m厚度的软土层进行一定的加固处理，只有这样才能够提升土地的整体的承载能力。根据各种地基加固处理技术的分析之后，对于施工現场的土壤土质情况较为适合是水泥土搅拌桩技术，而且水泥土搅拌桩施工处理技术更加安全，施工的工序较为简单，可以有效的保证施工的时间，并且成本较少满足施工要求。

2 场地工程地质条件

经过对施工现场的调查报告，以及对施工的土质进行分析，需要注意的施工内容包括以下几点：（1）土质成分较为丰富为杂填土颜色为深褐色，土体的整体结构较松，土体主要由碎石、碎砖以及少量的粘土，分布较为均匀厚度大致在2.5m，其承载力为fak=70kPa。（2）施工的现场由于地下水资源较为丰富，有一些淤泥存在大多为深褐色和褐色，通过对淤泥的检测发现淤泥大多为流塑状，其中的有机物质含量较少，不均匀分布在施工现场。（3）而且施工现场还有一定的粉质粘土，颜色为黄褐色整体呈可塑状，整体结构较为紧密，在现场平均分布并且含有一定的沙砾。

3 水泥土搅拌桩设计方案

3.1 设计计算

3.1.1 地质条件参数

根据地质报告，土层分为4层，并依据规范及本地区的实践经验，确定各土层的相关技术参数：（1）层杂填土，fak=60kPa，桩周土的摩擦力qB=8kPa，平均厚度l=2m。（2）层淤泥，桩周土的摩擦力qB=6kPa，平均厚度l=1m。（3）层淤泥质土，桩周土的摩擦力qB=10kPa，平均厚度l=1m。（4）层可塑状粉质粘土，fak=220kPa，桩周土的摩擦力qB=18kPa。

3.1.2 水泥土搅拌桩技术参数

复合地基承载力特征值fak=220kPa，桩间土承载力特征值fak=60kPa。桩径500mm，桩长l=5m（进入持力层1m），桩周长Up=157m，桩截面积Ap=0.196m2。桩端天然地基土承载力折减系数α=0.5，桩间土承载力折减系数β=0.75（设褥垫层）。桩身强度折减系数h=0.33，桩端地基土承载力特征值qp=220kPa。

3.1.3 有关计算

按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）进行各项计算。

（1）单桩承载力Ra

Ra=Up∑qnli+αApqp

=1.57×（8×2+6×1+10×1+18×1）+0.5×0.196×220

=100.06kN

取Ra=100kN。

（2）置换率m

fapk=mRa/Ap+β（1-m）fak220

=mx100/0.196+0.75×（1-m）×60m=0.376

（3）搅拌桩布置

按正方形方式进行搅拌桩布置，桩间距为S。

m=0.196/s2-=0.376

则s=0.722m。

取s=0.7m，则m=0.196/（0.7×0.7）=0.4。

按桩间距s=0.7m正方形布置搅拌桩，桩数1140根。

（4）桩身强度，fapk

RB=hfcu（90d）Ap

fcu（90d）=100/（0.33×0.196）=1.55MPa

则fcu（28d）=0.7×1.55=1.09MPa，取fcu（28d）=1.1MPa。

（5）固化剂及掺入比

通过配合比试验，当使用普通32.5MPa水泥、水泥掺入比采用15%、水灰比采用0.75时，标准养护条件下的水泥土强度fcu（28d）=3.1MPa。

3.2 水泥土搅拌桩设计方案

3.2.1 处理后复合地基承载力特征值达到220kPa。

3.2.2 桩径500mm，桩长5m（进入第④层土层1m），总桩数1140根。

3.2.3 采用普通32.5MPa水泥，水灰比0.75，水泥掺入比为15%，要求水泥土桩身强度）1.1MPa（28d）。

3.2.4 每桩上下来回搅拌喷浆4次（四搅四喷），提升速度控制在1.0m/min之内。

3.2.5 水泥土搅拌桩复合地基之上设置500mm厚的中粗砂褥垫层。

4 水泥土搅拌桩的施工

4.1 施工工艺

4.1.1 工艺流程。平整清理场地→测放轴线、测定桩位→桩机就位、配置水泥浆→第一次喷浆搅拌下沉至设计桩端標高处→第一次喷浆提升搅拌至地面→第二次喷浆下沉搅拌至设计桩端标高处→第二次喷浆提升搅拌至地面→结束一根桩的施工，移机至下一根桩位。

4.1.2 工艺要求。（1）平整清理场地：将场地上部多余土方开挖外运（预留0.5m），清除场地内的较大石块、旧基础等障碍物，清理生活垃圾，施工场地要求平整。（2）测放轴线及桩位：本工程置换率较高，桩间距小，要求现场轴线及桩位测放要准确，要求桩位测放误差≤20mm。（3）桩机就位：开钻前，一定要对准桩位标志下钻，对中误差<50mm。调整桩机，桩机的主动钻杆要保证垂直，要求垂直度误差<1.5%。

4.2 施工质量控制

4.2.1 施工准备。（1）在施工之前应当将施工现场的一些障碍物清理干净，保证正常的施工不会受到影响。（2）严格按照设计图纸将各种施工数据结合现场的实际情况布置好，并且保证图纸与施工现场的相吻合。（3）审查基本轴线根据相关的数据标记清除，将误差控制在规定值。（4）因为本身的桩长要深入土层1m左右，这样就需要在桩机的基本上在增加一台卷扬机，从而达到一定的压力促使其进入土层。（5）针对施工现场的水泥，必须只有检验合格的水泥才能够进入施工的现场并使用。

4.2.2 搅拌成桩。（1）需要注意的是起吊的设备具有一定的平整度，并且与地面保持一定的垂直程度。（2）应当注意桩位的准确度，偏差在规定的范围。（3）水泥的相关掺入比例，应当按照规定的进行相关的配置工作，掺入比为15%，配合下沉时调整的送浆速率，从而确保水泥的掺入比例符合规定的要求。（4）如果现场出现突发情况，导致停水、停电等造成断浆的情况，在设施恢复运行后重新开始搅拌工作。（5）搅拌桩的垂直情况会影响正常施工，所以通常采用在钻塔上安装悬挂锤的方式监测搅拌桩的垂直度。（6）为了监测桩长方便计量，在钻塔的顶部设计好标尺进行标记工作。并在施工的过程中根据相关的地质研究数据，对搅拌桩机下沉的速度和电流的运行情况进行判断，保护施工的顺利进行。

结束语

结合上文，对水泥搅拌桩在地基处理中的质量控制问题，根据现场的施工情况进行相应的设计，并保证在施工的过程中施工材料与搅拌机都符合相关的规定，同时要注意施工应当在安全施工的基础上，保证施工的质量。

参考文献

[1]薛云.浅谈深层水泥土搅拌桩在工程中的应用[J].郑铁科技，2012.

[2]俞谨尧.水泥土搅拌桩的设计与施工[J].常州工学院学报，2008.