论水泥土搅拌桩在建筑地基处理中的质量控制

　　在建筑施工中，地基是重要的施工环节之一，建筑地基处理的好坏，直接关系到建筑施工质量的优劣，因此，要重视对建筑地基的处理。由于目前建筑形式的多样化以及建筑面积、体积的不断扩大，使得建筑地基的处理变得更加的困难，而要想充分的控制建筑地基处理的质量，就要采取行之有效的办法对建筑地基进行加固，而在多次的实践中可以看出，水泥搅拌桩能够对建筑地基的质量进行良好的控制。本文就工程实例，对水泥搅拌桩在建筑地基处理中的质量控制进行了探讨，以供相关人士参考。

 

　　1.工程实例

 

　　某建筑工程施工建设20层商厦，所需的占地面积约为32m×19m，建筑的平面形状与矩形较为相似，建筑结构为框架结构，在进行建筑设计时，一层设计为地下室。在原设计方案中，采用的基础形式为人工挖孔桩，利用人工挖孔桩对基坑结构进行支护，以保障建筑的稳定性。在基坑支护结构施工完成之后，可进行工程桩的施工，在工程桩施工时，试开挖阶段发现施工地段的地下岩溶较多，地下水量较丰富，人工挖孔桩无法在此进行正常的施工。

 

　　针对此类状况，在经过讨论和商议之后，决定采用筏板形式进行基础施工，而采用这种基础形式进行施工，需要提供一定的条件。在施工之前，需要对现场场地中所含有的在5m厚度的软土层进行地基加固处理，这样是为了有效加强地基的承载能力，在加固之后，对地基进行有效的测算之后，发现地基的承载能力有所提高，加固后的地基承载能力达到了220kpa。

 

　　在对各种地基处理技术进行对比勘察的过程中，发现在其中最适宜在此地进行地基处理的方案为采用水泥土搅拌桩进行地基处理，而相关的水泥土搅拌桩的设计和施工皆有本单位来进行完成。值得注意的是，在进行水泥土搅拌桩施工设计时，要严格遵照安全、经济、便利的原则，从而保障施工的质量。

 

　　2.场地工程地质条件

 

　　对施工现场进行地质勘察，由勘察报告可以看出，场地工程的地质条件主要包括以下几点：

 

　　首先地质为杂填土，土色均为褐色，土体结构相对比较松散，其土体中主要的构成部分为碎石、碎砖和少量的黏土，在施工现场的周围场地这样土质分布较为均匀，一般厚度都在2.0m，根据相关单位的计算结果可知，此土体的承载力为fnk=60kPa；

 

　　其次，施工现场的土质还包括淤泥，这些淤泥泥色大多为灰褐色和褐色，其形态多为流塑以及软塑状，淤泥中含有的有机物质较少，在施工现场周围都有分布，一般来说，这些淤泥的厚度均在1.0m，而承载力则为fnk=60kPa；

 

　　再次，施工现场存在淤泥质土，现场的淤泥质土呈现灰褐色，这种土质结构相对比较松软，但相对于杂填土来说其在结构上相对比较密集，在土质中含有少量的有机物质，在施工现场均有分布，通常这种淤泥质土的厚度均在1.0m，而承载力则为，fnk=90kPa；

 

　　最后，施工现场还存在粉质粘土，这种粘土呈现可塑状，颜色为褐黄色，土质结构相对来说较为密实，在现场的分布较为均匀，而且其中含有一定的沙砾，具有一定的砂感，一般而言，这种土体结构的揭露层厚度均在10m以上，而其承载力则为fnk=220kPa。

 

　　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，fnk=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，fnk=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fnk=220kPa，

 

　　桩间土承载力特征值fnk=60kPa。

 

　　桩径500mm，桩长l=5m（进入持力层1m），

 

　　桩周长Up=157m，桩截面积Ap=0.196㎡。

 

　　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（公式11.2.4—1）

 

　　Ra=Up∑qnli+αApqp

 

　　=1.57x（8×2+6×1+10×1+18×1）+0.5x0.196×220

 

　　=100.06kN

 

　　取Ra=100kN。

 

　　2）置换率m（公式9.2.5）

 

　　fapk=mRa/Ap+β（1-m）fak220

 

　　=mx100/0.196+0.75x（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/s？-=0.376

 

　　则s=0.722m。

 

　　取s=0.7m则m=0.196/（0.7x0.7）=0.4。

 

　　4）桩身强度，fapk（公式11.2.4—2）

 

　　RB=hfcu（90d）Ap

 

　　fcu（90d）=100/（0.33x0.196）=1.55MPa

 

　　则fcu（28d）=0.7x1.55=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。根据施工经验，水泥土现场强度折减系数取0.5，则水泥土现场强度fcu（28d）=0.5x3.1=1.55MPa>1.1MPa，能满足设计要求。

 

　　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l140根。

 

　　3.2.3采用普通32.5MPa水泥，水灰比0.75，水泥掺人比为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

 

　　平整清理场地一测放轴线、测定桩位一桩机就位、配置水泥浆一第一次喷浆搅拌下沉至设计桩端标高处一第一次喷浆提升搅拌至地面一第二次喷浆下沉搅拌至设计桩端标高处一第二次喷浆提升搅拌至地面一结束一根桩的施工，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）N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）配置水泥浆：水灰比为0.75，凡配置好的水泥浆超过2h未使用的，应全部废弃，不得重新使用。

 

　　5）搅拌成桩：必须按方案要求的下沉和提升速度进行施工成桩，每次上升或下沉速度必须均匀。

 

　　4.2施工质量控制

 

　　4.2.1施工准备

 

　　1）清理施工现场的地下、地面、空中的障碍物，以利于安全施工。

 

　　2）依据设计图纸，做好现场平面布置，安排好打桩施工流水。

 

　　3）复核基础轴线，测量放线定出每个桩位并钉上竹签作标记，偏差<20mm。

 

　　4）考虑到桩长要进入较硬土层1m，在桩机上增加一台卷扬机以便施加反压。

 

　　5）只有经检验合格的水泥才能进场使用。

 

　　4.2.2搅拌成桩

 

　　1）注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，要求桩机左右两条轨道的高差+10cm，以保证桩的垂直偏差不超过桩长的1.5%。

 

　　2）注意保证桩位准确，偏差+50mm。

 

　　3）水泥掺入量的控制：水泥掺人比为15%，经过计算每根桩的水泥用量为300kg（每延米桩长的水泥用量为60kg），结合下沉和提升速度调整好送浆泵的送浆速率，保证搅拌桩的水泥掺入比达到设计要求。

 

　　4）钻塔上做好标尺标记，以方便桩长的监测计量。结合地质报告，根据搅拌桩机电流及下沉速度的变化进行综合判断，以确保搅拌桩桩长进入第④层土层1m。

 

　　5.结语

 

　　综上所述，通过本文列举的工程实例，可以了解到水泥土搅拌桩在建筑地基处理中的应用具有可行性，能够有效保障地基的质量，提高地基的承载力，使得地基能够保持平稳，而且采用此种基础形式施工，可以在一定程度上降低施工的难度，使得地基施工更加具有便利性，从而达到节省施工成本的目的。