某工程水泥搅拌桩试桩经验分享

摘 要：水泥搅拌桩是软土地基处理的一种常用方法，由于不同土层对水泥搅拌桩的适应性不同，施工前应按要求进行试桩，以确定施工工艺和相关参数。本文介绍了钱家埭闸站水泥搅拌桩试桩过程，并对试桩成果进行分析以确定施工工艺和参数。

关键词：水泥搅拌桩；试桩；施工工艺

1 引言

水泥搅拌桩是软土地基处理的一种常用方法，它主要利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过搅拌机在地基土中将软土和固化剂进行搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载能力标准值不大的黏性土。根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）第7.3.5款规定：水泥土搅拌桩施工前，应根据设计进行工艺性试桩，以确定施工参数。下面将对钱家埭闸站基础处理水泥搅拌桩试桩过程和成果进行介绍和分析。

2 工程概况

钱家埭闸站工程位于湖州市太湖旅游度假区，具体位于西苕溪尾闾小梅港支河口门，其中节制闸净宽5.0m，泵站设计流量8.1m3/s。因闸、泵规模较小，统一采用整体结构布置。

闸站基础处于Ⅲ1淤泥质粉质粘土层，其下卧层为Ⅴ1层淤泥质粘土与粉砂互层，根据地质勘探报告，Ⅲ1淤泥质粉质粘土层为高含水量、低强度的高压缩性软土，性质差，是闸站基础处理的控制性土层。结合本地区常用地基处理措施，闸站地基采用水泥搅拌桩加固处理，要求桩底穿透Ⅴ1层淤泥质粘土与粉砂互层，水泥搅拌桩桩径60cm，桩长2.7～8.6m，纵横间距1.2m，梅花形布置。水泥搅拌桩主要设计技术指标为无侧限抗压强度不小于1.0MPa。

3 初拟试桩方案

水泥搅拌桩试桩位置选择在非重要部位内河侧挡墙基础范围内，地基土层为Ⅲ1淤泥质粉质粘土层，下卧层为Ⅴ1层淤泥质粘土与粉砂互层，具有一定代表性。试桩初步采用5种不同水泥掺量（15%、17%、19%、21%、23%），每种掺量各试桩2根，共试桩10根。

水泥搅拌桩机采用SJB-Ⅱ型，施工工艺按四搅二喷进行，施工顺序详见图1。试桩时水灰比控制为0.55；桩机下沉速度控制在0.6～1.0m/min，反钻提升速度控制在0.6～0.8m/min，注浆压力控制在0.4～0.6Mpa左右。

4 试桩成果

因第一次试樁钻孔取出的部分芯样均匀性差，胶结一般，搅拌不均匀，呈短柱状，芯样采集率均小于80%，不符合设计及规范要求，因此，需进行二次试桩。

第二次试桩水泥掺量调整为17%、19%、21%、23%、25%，根据土层有机质含量高的特点，同时掺入5%石灰；试桩时水灰比控制为0.5；桩机下沉速度控制在0.8～1.0m/min，反钻提升速度控制在0.6～0.8m/min，注浆压力控制在0.4Mpa左右。

两次试桩成果详见下表1。

5 成果分析

1）第一次试桩取芯检测28d无侧限抗压强度分别为0.5MPa、0.6MPa、0.8MPa、0.7MPa和7.9Mpa，除5#水泥桩外，其余均不满足设计要求；且随着水泥掺量增加，水泥土无侧限抗压抗压强度呈现离散特性。

经分析，水泥土强度不足主要原因有：（1）水泥搅拌桩桩长较短，试桩过程部分桩体喷浆后有水泥浆外冒现象，估计为喷浆压力过大引起水泥浆上浮，以致下部土体浆液不足；（2）淤泥质粘土与粉砂互层属中等透水性，且闸站临近河流，含水量大，地下水位高，水泥浆液随地下水渗透而流失。（3）淤泥质粉质粘土层有机质含量高，影响水泥水化反应，导致桩体固结效果差。

2）针对第一次试桩结果，第二次试桩调整了水灰比和喷浆压力，并掺入5%石灰调节土体酸碱度。试桩结果表明，随着水泥掺量增加，水泥土无侧限抗压强度逐渐增加，呈线性增长特性，满足设计和规范要求。因此，本次试桩采用的施工工艺参数可全面推广至闸站基础水泥搅拌桩处理采用，最终确定水泥掺量为23.0%，即水泥用量为120.3kg/m；石灰掺量为5%，即石灰用量为26.2kg/m。

6 结论

（1）由于不同土层对水泥搅拌桩的适应性不同，对水泥搅拌桩基础处理进行工艺性试桩是十分必要的。

（2）根据加固土体物理力学性能，选择合适的水泥搅拌桩施工工艺，是试桩成功的保障。

（3）对于有机质含量较高的土层，掺入少量石灰对于水泥搅拌桩强度提高有显著效果。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准.JGJ-2012.建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社；

[2]何开胜.水泥土搅拌桩的施工质量问题和解决方法[J].岩土力学，2002，23（6）：778～781.

作者简介：

邵繁盛（1983— ），男，工程师，主要从事水利水电工程设计。