水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用

水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用
【摘要】水泥土搅拌桩可根据需要将地基加固成块状、格珊状等形状，它在处理淤泥质土、淤泥、粉土和黏性土地基方面广泛使用。

水泥土搅拌桩具有较好的社会效益和经济效益，因为其具有较快的施工速、安全无公害、施工过程无噪音、无振动、无地面隆起、不排土、不排污、不污染环境和对相邻建筑物不产生有害影响的优点。

【关键词】水泥土搅拌桩；应用；施工
水泥搅拌桩是一种固结体，由作为固化剂的水泥与软土搅拌而形成。

水泥土搅拌桩分为两种，一种是用水泥粉体与软土搅拌形成的柱状固结体，我们称之为粉喷桩；另一种是用水泥浆与软土搅拌形成的柱状固结体，我们称之为深层搅拌桩。

一、水泥土搅拌桩的特点
加上固软土的水泥土搅拌桩具有独特的优点:
①将原土最大限度的利用起来。

②可根据上部结构的需要, 灵活选用相应的加固方式，如：壁状、柱状、块状和格栅状等。

③搅拌时无噪音、无振动和无污染,并且对周围原有的建筑物及地下管沟影响较小，因此可在密集建筑群中进行施工。

④节约钢材并降低造价并能显著减少施工工期，这是显著优于钢筋混凝土桩基的地方。

二、水泥土搅拌桩的施工
水泥土搅拌桩可分三点进行施工，如下：
施工准备
前期准备工作特别是相关的工艺性试桩对于水泥土搅拌桩十分重要,其好坏直接对以后的是否能顺利施工造成影响。

①机械设备。

根据参数选用合适水泥土搅拌机，每台搅拌机配备灰浆泵l台、灰浆拌和机l 台以及相应的导向和起吊装置、电气控制盘。

②人员。

搅拌机每个台班为6～8人。

③材料。

为方便计算，采用合格的R32.5级普通硅酸盐袋装水泥作为水泥土搅拌桩。

在使用之前，承包人应将水泥的样品送往监理工程师指定的试验室或中心试验室进行检验。

④三通一平。

三通就是在施工前将水、电引入工地，并修通临时便道；一平就是场地要平整。

⑤测定桩位。

机械设备进场前要对桩水准点、基轴线和定位点进行测量，为便于顺序施工，要将桩位进行编号。

2. 施工工艺流程
桩位放样→钻机就位→对钻机进行检验并调整→正循环钻进至设计深度→开启高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆直至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→结束成桩→对下一根桩进行施工。

3. 施工控制
①在开机前，需对导向架的垂直度进行检查；开机后，随时观察并控制其垂直度，使其满足规范要求，一般要求搅拌桩垂直度偏差不得大于 1.5%，桩位偏差不大于50mm。

②水泥土搅拌桩开钻之前，须将水排尽，常用措施是用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象。

③水泥浆液进行配比拌制时须根据设计或试桩来确定。

配比搅拌过程中要做到搅拌均匀、输送连续，避免出现离析现象。

可采用泥浆比重计对各台班进行随机抽样测试，从而达到认真控制水灰的目的。

④严格控制喷浆和停桨的时间。

每根桩开钻后不得中断喷浆，进行钻杆提升作业前必须确保喷浆工作的完成。

如果储浆罐内的储浆小于一根桩的用量另加50kg，不得进行下一根桩的施工。

⑤喷浆搅拌应高于设计桩基顶500mm，且在喷浆提升至设计桩顶时稍有停滞，这样可以保证桩头的质量。

⑥现场施工人员须施工原始记录认真地进行填写，记录内容应包括：施工日期、天气情况、施工桩号；灰浆泵压力、管道压力；停桨标高、喷浆深度；钻机转速；提升速度、钻进速度；浆液流量；每米喷浆量和外掺剂用量；复搅深度。

三、水泥土搅拌桩的质量控制
对水泥土搅拌桩的检测办法一般为: ①成桩3d 后,可用轻型触探对每米桩身的均匀性进行检测, 检测数量下限为三根，总数为总桩数的1%; ②成桩7d 后,对桩头进行浅部开挖，必须注意的是，深度宜超过停浆面下0.5m ,开挖后，目测搅拌桩的均匀性, 并对5 %的总桩数进行直径的测量；③成桩28d 后,采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验，检验数量为总桩数的0.5%～1%, 且不少于3 点进行测量的前提是桩身强度满足条件; ④成桩28d 后,如果怀疑桩身的质量, 可钻取芯样做抗压强度检验, 检验数量为总桩数的0.5%, 且不少于3根。

设计和施工两个环节决定了运用水泥土搅拌桩进行软基处理是否成功。

经过水泥土搅拌桩处理后，复合地基要达到一定的承载力，并且满足控制沉降量的要求。

水泥土的施工是水泥土搅拌桩的中心部分，而水泥浆（或粉）与土是否搅拌均匀是水泥土能否达到设计要求的一个关键问题，因此，在大面积施工之前需要对其进行相应的工艺性试验。

施工过程中，加强质量管理尤为重要，要对现场进行监理。

质量检验主要方法如下：
①检查施工记录：包括施工日期、桩长、水泥用量、施工机具参数。

和复喷复搅情况等。

②对桩数、桩位或水泥土定位情况及其结构尺寸进行检测。

③一般在已完成的工程桩中应抽取2%～5% 的桩进行质量检验，也可抽取5% 以上。

在成桩后7d内，为观察搅拌的均匀程度，可使用轻便触探器钻取桩身水泥土样进行观察，同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度。

④采用复合地基载荷实验检验深层搅拌桩复合地基承载力，也可采用单桩载荷实验检验水泥土桩承载力。

四、基坑施工中应注意的问题及防范措施
1、现场条件发生变化从而导致设计考虑的理论化产生问题。

根据设计要求，止水帷幕需要起到止水作用, 然后，一些施工前未被发现的地下排水管道或曾经被废弃的但在某些时候又被使用的排水管道常常出现在施工过程中, 由于长时间的排水管道作用而导致基坑支护突然变形, 从而引发了安全事故。

比避免此类问题的发生，首先应对设计图纸进行修理并完善, 为有组织的排除土体内地水分，可以采用在止水帷幕上增加泄水孔的措施。

另外，施工前须仔细详查场地内的地下排水管道, 不能放过任何一个废弃的排水管道。

2、对于监测点的监测数据出现异常情况或局部出现变形较大的部位,一方面需要立即采取安全处理措施，另一方面为最终彻底排除险情应尽快对产生的原因进行分析,尽可能找出根本原因,不能在没有找到根本原因时仓促处理，否则此类安全事件还有可能再次发生。

3、基坑支护施工时,应及时排除坡角部位的积水避免坡角部位的浸泡。

在场地内有地下水时进行地下水控制,其控制方法应根据场地及周边区域的工程地质条件、周边环境情况、水文地质条件和支护结构与基础型式等因素来确定。

在场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时进行地下水控制，应对基坑采取措施。

4、在基坑施工中应经常性的对基坑周围的建筑物等进行观察，并进行标注,在雨天之后更应当加强观察。

肉眼观察在准确性方面不如仪器设备的监测,但因其较为简便，也不失为一种行之有效的监测手段。

5、土钉锚杆长度是否较长。

在施工之前应先摸清现场情况，施工过程中有时存在基坑周边的管道或建筑物离基坑的直线距离小于土钉锚杆的有效长度，盲目按图施工,可能会引发安全事故, 对社会产生消极的影响。

如果突然遇到上述问题,必须立即暂停施工,待查明原因后,获取合理的处理方案后才能施工。

6、某些细小的裂缝如围墙根部边缘和道路侧石边缘是在深基坑施工过程中不可避免产生的，这些细小裂缝虽不会产生安全事故,主要会造成群众的恐慌，因而也具有较大的影响，现场应定时对这些裂缝进行观察,必要时进行注浆。

五、结束语
复合地基在经过水泥土搅拌桩处理后，与原有软弱地基相比，其承载能力有很大的提高，并且其沉降也明显降低。

复合土的搅拌均匀程度是提高水泥土搅拌桩桩身的强度的关键所在。

我们相信，随着市政工程的发展，将会有越来越多的工程应用水泥土搅拌桩，其应用也越来越广泛。

参考文献：
【1】《建筑地基处理技术规范》中国建筑工业出版社2002年
【2】《建筑地基基础设计规范》中国建筑工业出版社2002年
【3】《建筑地基基础设计方法及实例分析》中国建筑工业出版社2010年。