粉喷桩7天、28天、90天抗压强度变化

摘要：本文结合工程实际，从设计及施工两方面简要介绍用水泥
土搅拌桩法加固软土地基
关键词：水泥土搅拌桩加固软土地基
一、前言
随着我国经济的高速发展，国内的基本建设蓬勃兴起，基建用地日益紧张，那些土质软弱的场地也必须利用起来。

因此必须对这类场地进行人工加固，这个过程称为地基处理。

我国幅员辽阔，在各地都分布着各种成因的软土地基，这些软土含水量高（高达60%以上）、孔隙比大（＞1.0）、工程性状差，因而人们提出了各种软土地基加固技术。

地基处理有很多种方法，如水泥土搅拌桩法、换填法、预压法、强夯法、振冲法、挤密桩法、砂石桩法等等。

水泥土搅拌桩法具有施工工期短、加固深度大、处理效果好等特点，能有效的解决地基差异沉降，并且对周围环境影响不大。

水泥土搅拌桩加固技术目前在全国很多地区得到了广泛的应用，如天津滨海地区软基的加固处理，江苏省国营淮海农场加固桥涵软土地基，广州大学城市政道路软土地基加固。

本文结合广州大学城外环路软土地基加固处理的设计和施工，谈谈用水泥土搅拌桩加固软土地基的心得体会。

二、地质水文情况
广州大学城外环路长约14.9km，跨越剥蚀残丘、丘间洼地、珠江三角洲等多个地貌单元，工程地质条件复杂，根据地形、地貌、
地层结构及工程地质条件复杂程度，将全线划分为工程地质二个大区。

I区地貌单元为剥蚀残丘，主要见于场地西北（北亭村～南步村）、东南（穗石村～南亭村）。

剥蚀残丘，坡、残积土已裸露。

Ⅱ区地貌单元为珠江三角洲、河漫滩、丘间洼地，主要见于场地西南（北亭村～南亭村），东北(穗石村～南步村)，受海湾潮汐的影响，珠江水位变化1～2m，淤泥层厚度一般2～12m，空间分布很不均匀，有较强的地域性。

因Ⅱ区区段较长，且淤泥层的工程性质同淤泥的生成环境及外界条件变化关系密切。

鉴于此，将Ⅱ区进一步划分为四个亚区：Ⅱ1亚区在岗丘边缘，淤泥厚度小于2m；Ⅱ2亚区表面有硬壳层1～2m，淤泥厚度一般小于3m；Ⅱ3亚区表面有耕植土层，淤泥厚度一般3～6m ；Ⅱ4亚区为古河床，淤泥厚度一般大于6m。

勘察各钻孔均见地下水，仅少数位于Ⅰ区剥蚀残丘的钻孔未见地下水，在Ⅰ区的剥蚀残丘地下水主要赋存于第四系土层及基岩裂隙中，水量较小，属上层滞水及基岩裂隙水类型；在剥蚀残丘间洼地及河漫滩主要赋存于第四系细砂、中砂冲积地层中，水量丰沛，属上层滞水～潜水类型，局部略具承压性。

地下水与珠江水有良好水利联系，并靠珠江水和大气降水补给，在与珠江相通的涌溪附近，水位受潮汐影响变化明显。

水位埋深各区变化大,道路路基范围内地下水在直接临水或强透水土层中对混凝土结构具弱～中等分解类腐蚀性，在弱透水层对混凝土结构不具腐蚀性。

本工程需要处理的土层为松散杂填土层、素填土层、淤泥、淤泥质土层、标贯击数小于4击的含多量淤泥的细砂层及严重液化砂层。

根据本工程各区段工程地质条件不同、现状地面与设计路面标高关系以及本工程的实际情况，软基处理也采取不同的处理方法分段进行处理。

综合考虑本工程的地质条件、道路结构的特点、环境条件、材料供应情况、机械施工设备情况、工程造价及工期要求等方面后，选择的软基处理方法有①换填法；②堆载预压法；③水泥土搅拌法。

由于工程工期短、质量要求高，本工程绝大部分路段都采用水泥土搅拌桩加固技术进行处理。

三、水泥土搅拌桩加固设计
水泥土搅拌桩法加固技术是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土与固化剂（浆液或粉末）强制拌和，利用固化剂和软土之间所产生一系列物理——化学反应，使土体硬结形成水泥土圆柱体（桩体），以达到地基加固目的。

加固土90天龄期的无侧限抗压强度标准值一般为0. 3～2MPa，水泥土强度随龄期增长而增长。

一般情况下，7天时水泥土强度为90天的30%～50%；30天时为90天的60%～75%；18 0天为90天的125%，且强度增长仍末停止。

考虑建筑加载周期长，故取90天强度作为加固土的标准强度。

水泥土搅拌桩加固技术一般用于处理表层软土厚度大于3～4米的软土地基，适用的土类为淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的软粘土。

1、固化剂
工程上固化剂一般采用水泥或石灰，大多数工程采用水泥。

试验发现，在同一掺入比下，水泥标号每提高100号，水泥土强度便增加20%～30%，水泥土强度随水泥标号提高而增大。

在一般情况下，当水泥土桩体强度要求大于1.5MPa时，宜选用425号以上水泥；桩体强度要求小于1.5MPa时，可选用325号水泥。

这有利增大掺入比，提高桩体均匀性。

为增强固化剂的流动性，可掺入水泥重量0.2%～0.5%的木质素磺酸钙减水剂，与1%的硫酸钠和2%的石膏。

2、掺入比
固化剂掺入量与被加固土重的比称为掺入比。

在同一土层中水泥掺入比不同，水泥土强度不同，强度随掺入比增加而增大。

但掺入比小于5%时，水泥反应过弱，固化程度较低。

因此在工程中掺入比一般在7%～15%之间选取。

每加固1m3土体需掺入水泥110k g～160kg。

当采用水泥砂浆作固化剂时，水泥砂浆的配合比在1：1～1：2（水泥：砂）之间为宜。

当淤泥、淤泥质土中局部含泥炭土
时，应通过试验确定其适应性。

本工程
搅拌桩采用柱状型式，单头喷浆搅拌，
搅拌桩桩径D=55cm，间距为120cm,
呈正方形布置，固化剂采用325号普通
硅酸盐水泥，水泥掺入比定为14%。

四、水泥土搅拌桩加固施工
1、施工程序
水泥土搅拌桩法施工时，场地应整平，清除桩位处地上、地下障碍物，如大石、树根、生活垃圾等。

施工场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土。

搅拌施工可按如下程序进行：
桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→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→成桩结束→施工下一根桩。

2、施工要求
（1）预搅下沉及重复下沉速度为0.38～0.75m/min，喷浆提升及重复提升速度为0.3～0.5m/min。

正式施工前，先进行试桩搅拌，初步得出本场地搅拌桩施工参数等，特别是要得出桩底超过淤泥层时的搅拌特性，如电机工作电流等。

根据预搅下沉作业时的电机工作电流变化作出判别，当预搅深度即将到达设计桩长时，应及时组织对桩底超过淤泥层的判定检查。

（2）制配好的浆液不得离析，泵送应连续。

施工过程中应随时检查浆液配合比执行情况、注浆压力、输浆与下沉速度、总灌质量与搅拌深度等，发现偏差及时调整，并应设专人负责检查和记录。

（3）搅拌机预搅下沉时，不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。

（4）在深层搅拌机入土切削和提升搅拌过程中，当负荷太大及电机工作电流超过预定值时，应减慢提升速度，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起后，才能启动电机，以免损坏机器。

（5）因故障停浆后重新开始搅拌时，应将搅拌头下沉至停浆高度以下0.5m，待供浆恢复后再喷浆提升，以防止断桩和缺浆。

（6）当桩身强度及尺寸达不到设计要求时，可采用复喷的方法，搅拌次数以一次喷浆，一次搅拌或二次喷浆，三次搅拌为宜，且最后一次提升应慢速提升。

（7）为保证桩端桩顶施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30s，使浆液完全达到顶端。

当喷浆口到达桩顶标高时，应停止
注：表中所列监测项目，测点布置可根据地质条件和现场情况适当调整，综合布置。

六、结束语
水泥土搅拌桩加固技术是用水泥及少量添加剂就地与地基土体充分混合而成的“水泥土桩”，其对施工工艺要求较高，掌握不好容易出现质量问题。

常见的有水泥与土混合搅拌不均匀而导致局部水泥量少或无水泥；由于深层搅拌桩施工速度快，且属隐蔽性施工，不易监控，个别施工单位偷工减料，致使桩长不够；同时，由于固结速度较慢，上部施工截桩头时用力过猛，易使浅部桩身断裂。

施工过程中，现场技术员，质检员、现场监理员要切实发挥出应有的作用，施工人员应具有高度的责任感，保证按施工规范施工，层层把关，并成立质量管理小组，贯穿整个施工过程，确保工程质量满足规范及设计要求。