软土地基上的桩基施工技术

软土地基上的桩基施工技术
作者：于志良
来源：《商品与质量·建筑与发展》2014年第03期
【摘要】随着我国经济的不断发展，各类工程建设也步入了快速发展的阶段，而软土地基的施工也越来越受到重视。

本文结合笔者所参与的某工程软土地基中水泥搅拌桩基的设计与施工，从工程的设计方案入手，简要探讨了施工中桩基（尤其是水泥搅拌桩）的施工工艺及有效控制成桩质量的关键举措，以期能为所需者提供借鉴。

【关键词】软土地基;桩基;施工
一、工程概况
1、工程简介
工程为沈阳一大型库房。

所要修建的库房区所在地方原为水沟、水塘，地形平坦。

库房所在地区软土地基须做好加固处理，需要选择深层水泥搅拌桩进行加固的处理方案。

2、工程地质条件
灰黑色的淤泥，流塑厚3.9m-14m（表层种植土厚0.5m左右），地基的承载力特征值
fak=60kPa;局部有粉质黏土，黄褐色、灰黑色、软塑，厚0-4.5m，地基的承载力特征值
fak=120kPa;粉质黏土为浅黄色、硬塑，厚在0-5.5m，地基的承载力特征值fak=150kPa;局部有粉细砂，厚0-5.6m，地基的承载力特征值fak=100kPa;泥质粉砂岩呈现浅红色，全风化，厚0-9.3m，地基的承载力特征值fak=300kPa;泥质粉砂岩呈现浅红色，强风化，厚12-24m，地基的承载力特征值fak=300kPa;泥质粉砂岩呈现浅红色，风化程度较弱，厚6-8.3m，地基的承载力特征值fak=500kPa。

二、方案设计
1、设计参数
对于水泥的掺入比而言，其需要保持在12%及其以上。

而对于室内的配合比，则是90d无侧限抗压强度qu≧2.4MPa，28d则要qu≧1.6MPa，7d的则需qu≧0.8MPa。

对于现场检测的质量，90d的取芯强度为R90≧1.2MPa，而28d的则为R28≧0.8MPa。

对于特征值而言，单桩竖向力Ra>100kPa，地面下其复合地基承载力fspk>80kPa，轨道基础下其复合地基承载力fspk>150kPa。

2、单桩竖向承载力特征值设计
搅拌桩单桩竖向承载力的大小和地基土及桩身强度关系较大，需现场单桩荷载试验确定。

如果之前没有试验的资料，则需要依据JGJ79-2013建筑地基处理技术规范，单桩竖向承载力特征值按下列公式计算，取小值：
（7.3.3）
（7.1.5-3）
Fcu：桩体试块90d标养抗压强度（KPa）;：桩身强度折减系数，干法可取0.20-0.25;湿法可取0.25;Ap：桩的截面积;Up：桩的周长;qsi：桩周第i层土的侧阻力特征值;li：桩长范围内第i层土的厚度;ɑ：桩端阻力发挥系数;qp：桩端天然地基土承载力标准值，持力层粉质黏土
qp=190kPa。

初步设计时可按公式（7.1.5-3）估算，桩端阻力发挥系数可取0.4-0.6，桩端阻力特征值可取桩端阻力未修正的地基承载力特征值，并应满足公式（7.3.3）的要求，应该使由桩身材料强度确定的单桩承载力不小于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。

3、水泥搅拌桩复合地基承载力标准值
搅拌桩承载力计算公式：
（7.1.5-2）
fspk：复合地基承载力特征值;fsk：处理后桩间土承载力特征值（可取天然地基承载力特征值）。

λ：单桩承载力发挥系数，可取1.0;m：面积置换率，取20%;β：桩间土承载力发挥系数，取0.7。

三、施工工艺
1、施工步骤
对于测量放线：依照总平面图标示曲线参数，用全站仪测量作一、二级检修库控制线定位。

再依照控制线做护桩，从报验桩位图放桩位，并打进竹签。

测量员须持证上岗，仪器要符合精度要求，并有鉴定标签。

测量做好换手复测，技术负责人审核，报监理成果。

对于施工工艺：原地面清表处理→测量放样→钻机就位→送风、启动自动记录仪→钻进至设计深度→喷粉、搅拌、提升钻头→提升至原地面→钻进、喷粉至1/3桩长处停止喷粉、搅拌至设计深度→提升并搅拌至桩顶→钻机移位，作下一根桩施工。

对于桩机就位：让搅拌机到达指定桩位对中，保持底座水平。

桩机两侧两线锤校正机架垂直度偏差在1%以内。

对于钻进及送粉：启动钻机→钻头正转→搅拌钻头接近地面→启动自动记录仪→空压机送气→钻至设计深度→关闭送气阀门→打开送料阀门→喷送加固粉料。

对于钻机进入持力层与否，可以通过钻机钻最深处的电流表和下钻速度来判断，电流值为额定电流125%以上，下钻速0.5m/min。

对于搅拌喷粉：继续进行喷粉，等到钻头反转搅拌提升到桩顶，钻进、复搅、复喷到1/3的桩长时停下喷粉，一直等到钻至设计深，再提升、搅拌至原地面。

进行下一根桩施工。

2、施工设备
对于搅拌桩机，选择PH-5型深层搅拌桩机，主机液压支腿有4个，液压底盘2个，可用水平尺和铅垂线调整4液压支腿，确保搅拌桩机垂直度。

对于其成桩直径，标准为500mm，最大也可以用600mm;生产力为每台班完成加固体40-50m3，最大加固深18m。

3、控制施工
指派专人负责水泥搅拌桩施工，指导全过程旁站水泥搅拌桩。

所有施工机械要有编号，将现场负责人、桩距、现场技术员、钻机长、水泥搅拌桩长等做成标牌悬挂在明显处。

在正式进行水泥搅拌桩钻探前，用清水清洗整个管道，检验管道中是否有堵塞等，待水排后方可下钻。

而对于水泥搅拌的配合比而言，通常其水泥掺量为12%、水灰比为0.45-0.50、高效减水剂
0.5%。

使用二喷四搅工艺，施工时严格控制喷浆及停浆时间。

开钻每根桩后要保持施工连续，中间不能有断喷，严禁在还没有喷浆的时候提升杆。

4、模板工程
鉴于软基上进行建筑工程施工，因此模板工程必须严格控制柱顶标高，误差不超过
±10mm，模板安装必须严格按模板设计施工，模板相邻高差不超过3mm，所有节点必须逐个检查是否拧牢卡紧。

模板拼缝处要逐个处理，为保证模板拆除后混凝土表面能达到清水混凝土效果，所有模板的拼缝处均用双海绵嵌缝胶粘贴密实，防止梁、柱阳角处因漏浆引起的漏筋和不密實现象;每层楼的梁、柱模板同时支撑好，以免因二次支模造成混凝土漏浆和表面不平正现象。

5、混凝土工程
本工程采用泵送商品混凝工艺，混凝土浇筑时采取分段、分层连续进行，浇筑层高度为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大不超过500mm。

浇筑混凝土时如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土凝结前，将次层混凝土浇筑完毕。

间歇的最长时间按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定，一般超过2h应按施工缝处理。

鉴于本建筑工程在软基上施工，为此浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。

楼板原则上不留施工缝，若遇特殊情况必须留缝时，施工缝位置宜沿次梁方向浇筑楼板，留置在次梁跨度的中间1/3范围内。

施工缝的表面应与梁轴线或板面垂直，不得留斜槎。

施工缝用钢丝网挡牢。

施工缝处已浇筑混凝土强度等级不小于1.2MPa时，才能继续浇捣混凝土。

施工缝处已浇筑混凝土的表面应凿毛，剔除浮动石子，并用水冲洗干净后，先浇一层水泥浆，然后继续浇筑混凝土，应细致操作振实，使新旧混凝土紧密结合。

四、质量检测
在水泥搅拌桩成桩3d后轻便触探。

7d后浅部开挖。

对于桩身质量就可以选择轻便触探法来作检验。

对于搅拌均匀性的检验：利用轻便触探器中所带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取桩芯观察其颜色一致性，看是否有水泥浆富集“结核”，土团是否没有均匀搅拌。

对于触探进行试验：从水泥土与轻便触探击数（N10）强度的对比，分析桩身1d龄期击数N10>15击时，桩身强度能否有效地满足之前设计;7d龄期击数N10>30击时，桩身强度是不是也可以达到所设
计的要求。

通常，轻便触探深度不超4m。

在水泥搅拌桩有效地成桩28d之后，可以选择钻孔取芯来对桩土搅拌均匀性、完整性及桩的施工长度进行有效地检验。

28d后，还要进行复合地基载荷试验和单桩静载荷试验。

五、结论
在采用水泥搅拌桩进行软土地基的加固处理后，其效果十分明显，经过处理后的地基很好的固结了软土，有效地增大了粘土的粘聚力，提高了复合地基强度，进而取的了较好的经济和社会效益。

参考文献：
[1]王树栋，娄国充.水泥搅拌桩在天津沿海软基加固中的应用[J].铁道建筑.2012（10）.
[2]李福献.浅谈水泥深层搅拌桩在地基加固中的应用[J].科技信息（科学教研）.2010（29）.
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[4]李延业.高压旋喷桩技术的应用[J].北方交通.2010（08）.
[5]《建筑地基处理技術规范》住建部JGJ79-2012。