海积淤泥地基加固处理施工技术研究

张培会

中图分类号：TU47

摘要本文论述了地基承载力不足的地基加固施工方法，详细介绍了地基加固各种的各种施工方法存在质量问题的处理措施。

关键词地基加固施工技术

一、工程概况

连云港市花果山大道下穿陇海铁路立交桥位于陇海铁路盐坨站和云台山站之间的区间线路上。桥址处既有铁路为陇海铁路上、下行线共两股，线间距4m，钢轨为50kg／m，无缝线路，钢筋混凝土枕，直线区段，线路纵坡为3.5‰下坡。

新建框架桥净跨8.5m+12.5m，总宽度24.7m；结构总高8.2m，结构净高6.5m，框架桥主体全长为15.0m，框架桥基底需进行海积淤泥地基处理。

二、施工技术难点

框架桥基底全部位于海积淤泥层上，地基承载力不足50Kpa，不能满足设计承载力要求,须对框架桥淤泥基地进行加固处理。针对搅拌桩和粉喷桩地基加固处理存在质量问题，进行原因分析及采取必要施工措施。

三、深层(水泥土)搅拌桩施工难点解决方案

（一）主要施工方法

深层搅拌桩是加固深厚层软粘土地基的新技术。它以水泥、石灰等材料作为固结剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深部就地将软粘土和固化剂强制拌和，使软粘土硬结成具有整体性和水稳定性的柱状、壁状和块状等不同形式的加固体，以提高地基承载力。深层搅拌适用于加固软粘土，特别是超软土，加固效果显著，加固后可以很快投入使用，适应快速施工要求。

（二）存在问题、原因分析及处理措施

1、拌体不均匀

搅拌体质量不均匀。

原因分析：工艺不合理;搅拌机械、注浆机械中途发生故障，造成注浆不连续，供水不均匀，使软粘土被扰动，无水泥浆拌和;搅拌机械提升速度不均匀。

采取防治措施:

1)施工前应对搅拌机械、注浆设备、制浆设备等进行检查维修，使处于正常状态。

2)选择合理的工艺。

3)灰浆拌和机搅拌时间一般不少于2min，增加拌和次数，保证拌和均匀，不使浆液沉淀。

4)提高搅拌转数，降低钻进速度，边搅拌，边提升，提高拌和均匀性。

5)注浆设备要完好，单位时间内注浆量要相等，不能忽多忽少，更不得中断。

6)重复搅拌下沉及提升各一次，以反复搅拌法解决钻进速度快与搅拌速度慢的矛盾，即采用一次喷浆二次补浆或重复搅拌的施工工艺。

7)拌制固化剂时不得任意加水，以防改变水灰比(水泥浆)，降低拌和强度。

2、喷浆不正常

注浆作业时喷浆突然中断。

原因分析:注浆泵损坏;喷浆口被堵塞;管路中有硬结块及杂物，造成堵塞;水泥浆水灰比稠度不合适。

采取防治措施:

1）注浆泵、搅拌机等设备施工前应试运转，保证完好。

2）喷浆口采用逆止阀(单向球阀)，不得倒灌泥土。

3）注浆应连续进行，不得中断。高压胶管搅拌机输浆管与灰浆泵应连接可靠。

4）泵与输浆管路用完后要清洗干净，并在集浆池上部设细筛过滤，防止杂物及硬块进入各种管路，造成堵塞。

5）选用合适的水灰比(一般为0．6～1．0)。

6）在钻头喷浆口上方设置越浆板，解决喷浆孔堵塞问题，使喷浆正常。

3、抱钻、冒浆

搅拌施工中有抱钻或冒浆出现。

原因分析：工艺选择不适当。加固土层中的粘土层(特别是硬粘土层)或夹层，是设计拌和工艺的关键问题，因这类粘土颗粒之间粘结力强，不易拌和均匀，搅拌过程中易产生抱钻现象。有些土层虽不是粘土，也容易搅拌均匀，但由于其上覆盖压力较大，持浆能力差，易出现冒浆现象。

采取防治措施：

1）选择适合不同土层的不同工艺，如遇较硬土层及较密实的粉质粘土，可采用以下拌和工艺：输水搅动一输浆拌和一搅拌。

2）搅拌机沉入前，桩位处要注水，使搅拌头表面湿润。地表为软粘土时，还可掺加适量砂子，改变土中粘度，防止土抱搅拌头。

3）在搅拌、输浆、拌和过程中，要随时记录孔口所出现的各种现象(如硬层情况、注水深度、冒水、冒浆情况及外出土量等)。

4）由于在输浆过程中土体持浆能力的影响出现冒浆，使实际输浆量小于设计量，这时应采用“输水搅拌一输浆拌和一搅拌”工艺，并将搅拌转速提高到50r/min，钻进速度降到1m/min，可使拌和均匀，减小冒浆。

4、桩顶强度低

桩顶加固体强度低。

原因分析：表层加固效果差，是加固体的薄弱环节。目前所确定的搅拌机械和拌和工艺，由于地基表面覆盖压力小，在拌和时土体上拱，不易拌和均匀。

采取防治措施

1）将桩顶标高1m内作为加强段，进行一次复拌加注浆，并提高水泥掺量，一般为15％左右。

2）在设计桩顶标高时，应考虑需凿除0．5m，以加强桩顶强度。

四、粉喷桩加固地基施工难点解决方案

（一）主要施工方法

粉体喷射搅拌法(DJM粉喷桩)，属深层搅拌法(干法)的一种，它是以生石灰或水泥等粉体材料作为加固料，通过专用的粉体喷搅施工机械，用压缩空气将粉体以雾状喷入加固部位的地基土中，凭借钻头的叶片旋转，使粉体加固料与原位软土得到充分的混合，通过一系列的化学反应，从而使软土硬结而形成具有整体性、水稳性及一定承载力的加固柱体，这种柱状加固体与软土地基一起组成的复合地基，为软土地基加固技术开拓了一种新的方法，可在铁路、公路、市政工程、港口码头、工业与民用建筑等软土地基加固方面推广使用。然而它在加固处理、计算理论、施工方法和检测手段等方面尚应进一步完善和提高。

（二）存在问题、原因分析及处理措施

1、加固体强度不均

加固体不均匀，加固柱体不完整。

原因分析：地质报告不详细，未能选择合理的施工方案。选择加固料种类及配方不合理。未能在施工前，对加固料及掺入量，在不同的养护龄期制成的试件进行室内各种物理力学性能测试研究，以便寻求最佳的加固效果及配方。喷粉不正常、不均匀。喷嘴堵塞。

采取防治措施

1）采用机械搅拌充分混合，使桩体质地均匀，外形匀称。

2）用脉冲射流对原状土进行搅拌，由于不需加水，加固效果好，可保证桩体质量。

3）合理的选择粉喷桩的范围，如校长、桩数等以满足设计要求。

4）详细分析地质报告，确定可靠的施工方案。

5）设计宜使地基土对桩的支承力与桩身承载力接近。

6）复合地基施工前，应进行工艺试桩，必要时应通过荷载试验，最后确定施工方案与设计参数。

7）在下钻时喷射空气，可使钻进顺利进行，防止喷嘴堵塞。

8）粉喷桩施工应按先密桩区后疏桩区的顺序进行。

9）粉体质量施工采用强度等级为42．5级的普通硅酸盐水泥，对每批水泥应索取出场化验单，其各项指标均应达到国家标准方可使用。若大批使用，应选择质检全套化验，由于粉喷桩对水泥用量大，故应注重现场简易配合比试验，通过试块强度对比观察来检查水泥质量。

10）每施工完一桩，打开灰罐加灰一次，保证每桩总用量与设计要求吻合，既不能多也不能少。均匀性通过试桩调节出合适的刮灰器转速，保证上下两次喷粉后灰量几乎正好用完。一旦发现有影响刮灰器均匀转动的故障及隐患，应及时排除。若中途堵塞，故障排除后接桩时，钻头须钻入下部桩体1．0m后方能后转喷粉提升。

2、桩体偏斜过大，钻进困难，喷粉溢出地面

桩体偏斜过大，钻进困难，并出现冒粉，溢出地面。

原因分析：地面不平整，场地软弱，造成机械偏斜。桩机钻杆偏斜过大，搅拌轴不垂直。钻机钻进时遇到了地下障碍物，如石块、混凝土大块、老房基等。桩位偏斜过大。喷射结束过晚，停喷时间未能掌握好，甚至到达地面才停喷。

采取防治措施：

1）施工场地要平坦坚实，使喷粉桩机正常移动施工，必要时铺垫砂或砾石垫层。机械就位后，要双向校正垂直度。

2）如机械本身偏差过大，应调直或更换合格的施工机械。

3）放桩位应在允许范围(20mm)之内。地下障碍复杂的施工场地，应用钎探探明桩位，并及时清除障碍物。

4）水泥粉的喷出量、粉喷机的搅拌速度、水泥与土的比例等工艺和技术指标，应按设计要求严格控制。

5）当钻头提升至距地面50cm时，应停止喷射水泥粉(石灰粉)，以防止粉粒溢出地面。

6）正式施工前，应做工艺试桩，以确定合理的施工方案。

7）应清理现场，当工作场地表面硬壳很薄时，要先铺垫砂，以便施工机械顺利移动和施钻，但不得铺垫碎石材料，以免钻进困难。如场地有石质材料或树根等物，应清除掉。

五、结束语

在施工过程中，地基加固采取搅拌桩和粉喷桩施工过程出现的质量问题进行处理，为工程的后续开展提供了丰富的经验及良好的操作空间。由于较好采取了针对性较强的措施，保证了工程的质量，确保施工工期。

本文地基加固中的处理措施针对性强，是行之有效的一种处理方法，保证地基加固的顺利施工，本工程在施工中较好地实现了这一目标。

六、参考文献

客货共线铁路路基工程施工技术指南TZ202-2008

客货共线铁路桥涵工程施工技术指南TZ203-2008

公路桥涵施工技术规范 JTJD041-2000

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。