淺析水泥土攪拌樁復合地基在軟土地基處理中存在的問題及解決對策

翁鐵均

摘 要：水泥土攪拌樁作為一種較為成熟的軟土地基處理方法在國內(nèi)外已得到了廣泛應用。但現(xiàn)階段的實際應用中尚存在著一些問題。本文根據(jù)實際應用現(xiàn)狀，分析了在不同地質(zhì)條件下該技術(shù)應用中存在的一些問題，提出了相應的解決方法與措施。

關鍵詞：水泥土攪拌樁；復合地基；軟土地基；地基處理

一、在軟土地基處理中水泥土攪拌樁復合地基存在的問題

水泥土攪拌樁復合地基的設計與施工是一個比較復雜的工程技術(shù)課題，其工程技術(shù)效果往往與設計方案的科學性和施工工藝的正當性密切相關，這里就該項技術(shù)應用中常見的一些問題分析大致為以下幾點：

（1）水泥土攪拌樁復合地基是區(qū)別于樁基礎設計的地基處理方案，設計者往往在計算過程中側(cè)重于對攪拌樁的單樁承載力計算，忽略了復合地基樁間土對地基承載力的貢獻。實際樁間土的貢獻度相當可觀，忽略勢必造成工程經(jīng)濟的浪費。

（2）水泥土攪拌樁樁身長度的控制不僅取決于復合地基承載力，也應考慮地基的變形。作者曾遇到過某項工程其復合地基承載力無論是理論計算還是檢測結(jié)果均有足夠的安全度，但該工程在實際使用過程中還是發(fā)生了過量的傾斜變形。分析結(jié)論是該工程設計攪拌樁樁身長度未考慮到場地土層條件樁端下地基土層的不均勻性與建筑荷載的不均勻性，其荷載偏大的部位樁端下軟弱土層偏厚，荷載中心偏向壓縮性能較差的地基部位，產(chǎn)生主體的偏斜無可厚非。

（3）復合地基的褥墊層設計是地基處理新舊規(guī)范區(qū)別的一大改進，是通過大量試驗研究的一項成熟的理論與經(jīng)驗，其厚度控制與質(zhì)量狀況直接關系到樁與樁間土承載能力的有效發(fā)揮，工程中卻往往忽略了此點，設計了不合理的墊層，影響了該項工程技術(shù)應用效果。

（4）水泥土攪拌樁開挖外觀檢測時，發(fā)現(xiàn)樁體成型不完整，水泥與土分離成千層餅狀，甚至塊狀，樁體水泥與土沒有充分拌和，無疑達不到設計要求的強度，影響工程質(zhì)量。

二、水泥土攪拌樁復合地基在地基處理中問題的對策

2.1復合地基承載力計算

復合地基承載力計算應根據(jù)地基處理設計規(guī)范，先確定樁長，計算單樁承載力，再根據(jù)擬定的面積置換率，計算復合地基承載力，最終確定合理的基礎受力面積，或者根據(jù)擬定的基礎受力面積與合理的樁長，反算攪拌樁的面積置換率，最終確定水泥土樁的布置密度。在計算單樁與復合地基承載力的過程中，會遇到如樁側(cè)土側(cè)阻力，樁間土、樁端土折減系數(shù)的取值區(qū)間跨度較大的問題。作者認為，在有成熟的工程經(jīng)驗的地區(qū)可按經(jīng)驗參數(shù)結(jié)合場地條件確定；在沒有可靠的工程經(jīng)驗的地區(qū)，應充分解讀規(guī)范取值大小的原則，因范圍值取值偏差對設計的結(jié)果影響很大，計算結(jié)論在實施施工前應通過檢測驗證，當計算與檢測結(jié)果出入較大時，應分析取值的合理性，反推出合理的范圍值取值，進行再設計。

2.2樁身長度的控制

水泥土攪拌樁樁身長度設計應在滿足承載力需求的前提下，控制地基的變形。復合地基的變形主要由樁土復合體及其下臥土層的變形組成。樁土復合體的變形一般較均勻，范圍值一般為1～3cm，其下臥土層的變形量因土層的性狀而異，復合地基的變形控制應根據(jù)不同地質(zhì)環(huán)境條件，與主體荷載條件控制樁身長度。在深厚軟土條件下，一般變形較均勻，可通過適當加大樁長減小整體的變形量，當上部荷載不均勻時也可加大樁長減小變形量進而減小差異荷載引起的變形差。當軟土層厚度有限時，一般設計樁長應以樁端進入下臥硬土層50cm為宜，當硬土層層面高差較大時，也應調(diào)配樁長滿足要求，切忌設計部分浮樁的不均勻地基。

2.3褥墊層的設計控制

地基處理設計新規(guī)范強調(diào)了褥墊層設置的重要性，其質(zhì)量控制直接關系到樁土能否協(xié)調(diào)受力，設計時應嚴格控制其厚度200～300mm，樁間土利用率較高時取范圍值的高值，否則取低值。設計樁頭控制嵌入墊層100～150mm，嵌入厚度不作墊層控制厚度計。墊層材料采用中、粗砂或級配砂石，級配砂石石料粒徑不宜過大，控制在20cm以內(nèi)，以減小樁的應力集中。褥墊層應予以密實處理，但不宜過密，否則，也會引起樁的應力集中，不利于樁土協(xié)調(diào)受力。復合地基設計中，基礎與樁和樁間土之間設置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復合地基的一個核心技術(shù)?；A下是否設置褥墊層，對復合地基受力影響很大。若不設置褥墊層，復合地基承載特性與樁基礎相似，樁間土承載能力難以發(fā)揮，不能成為復合地基?；A下設置褥墊層，樁間土載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔荷載。

2.4變摻量設計

國家行標《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002），設計者往往將水泥土樁理解為樁基，因此要求其像剛性樁那樣，在樁長范圍內(nèi)強度一致，而且樁強度越高越好。這是違反復合地基基本假定的。根據(jù)室內(nèi)模型試驗和水泥土樁的加固機理分析，其樁身軸向應力自上而下逐漸減少，其最大軸力位于樁頂3倍樁徑范圍以內(nèi)。因此，水泥土樁單樁設計時，為節(jié)省固化劑材料和提高施工效率，設計時可采用變摻量的施工工藝?，F(xiàn)有工程實踐表明，這種變強度的設計方法能獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。 樁身強度亦不宜太高。應使樁身有一定的變形量，這樣才能促使樁間土強度的發(fā)揮。

水泥土攪拌樁的傳力上部大于下部，因此對樁身強度要求上部好于下部，設計時可通過變摻量設計滿足以上要求，可對全樁總摻量不變的前提下，調(diào)制樁體上下段的水泥摻入比，一般做法可對樁身上下三分之一段作10%～15%的增減調(diào)整。

2.5水泥土攪拌樁的成型質(zhì)量

水泥土攪拌樁是一種工藝性較復雜的地基處理技術(shù)，其施工工藝的合理性直接關系到成樁質(zhì)量，樁體成型不完整是質(zhì)量的主要問題，一般緣由于樁土攪拌不充分，給料不均勻等因素，因此針對性的對策是：水泥土攪拌樁開鉆前應用水清洗整個管道，并檢查管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆；對每根樁質(zhì)量控制重點是水泥用量，水泥壓漿（灰）有無斷續(xù)現(xiàn)象，噴漿（灰）的攪拌時間以及復攪次數(shù)可用二噴四攪工藝，第一次下鉆為避免堵管可帶漿（灰）下鉆，噴料量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆，第一次下鉆與提鉆一律采用低檔操作，復攪時可提高一檔位，每根樁成樁時間不少于4s/m；第一次提鉆時應在樁低停留30s左右磨樁端，余漿（灰）上體過程中全部噴入樁體，在樁頂部位應進行磨樁頭，停時30s；變摻量設計時在上部1/3段再進行一次噴漿（灰）操作；施工時嚴格控制噴漿（灰）速率與停漿（灰）時間，每根樁開鉆后應連續(xù)作業(yè)，不得中斷，無法避免時應進行補漿（灰）；為增加水泥與土的拌和均勻性，應再進行一次上下鉆復攪作業(yè)，注意攪拌時應慢速均勻。

結(jié)束語

以上分析了水泥土攪拌樁復合地基在軟土地基處理技術(shù)應用中存在的主要問題，并探討了解決方法，實際施工中一般要加以綜合應用，如果認真對待，并采取一定的措施，精心設計、施工、檢測、反饋設計等，可避免產(chǎn)生水泥土攪拌樁復合地基處理的一般性質(zhì)量問題，取得良好的實際工程建設的優(yōu)化效果。

參考文獻

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