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摘要：介绍深层水泥搅拌桩在凌沿闸站工程地基处理中的设计和施工。实践证明，该地基处理效果良好，是合适的、可行的。
关键字：深层水泥搅拌桩 地基处理 应用
Abstract:Deep cement mixing pile in foundation treatment of Ling along the gate station project design and construction of. Practice has proved, the foundation treatment effect is good, is appropriate, feasible.
Keywords: deep cement mixing pile, foundation treatment, application
中图分类号： TU47 文献标识码：A文章编号：
1、概述
凌沿闸站位于广东省佛山市顺德区，工程主要由水闸、电排站及新开涌等三大部分组成。水闸的主要建筑物包括：闸室及内、外江连接段；电排站的主要建筑物包括：前池、进水池、清污机段、泵房、箱涵、防洪闸及出水池等。由于本工程建筑物基础位于淤泥质涂层和细砂层间，根据场地工程地质条件，环境条件并结合拟建水工建筑物结构特点，经综合比较，决定采用深层水泥搅拌桩进行地基处理。实践证明，该地基处理效果良好，满足地基承载力和整体稳定的要求。
2、工程地质条件
根据地质勘察资料，场地土层按地质成因及力学特性，由第四系（Q）堆积物及基岩组成。该地基岩土层从上至下依次为：1素填土层、2-1淤泥质土层、2-2淤泥质粉砂、2-3细砂层、2-4粉土层、2-5分支粘土层、2-6圆砾层等。场地上部存在软弱土层，不能采用天然基础。
3、地基处理方案比较与选择
本工程建筑物基础位于2-1淤泥质土层~2-3细砂层。根据场地工程地质条件，环境条件并结合拟建水工建筑物结构特点，可选用深层水泥土搅拌桩复合地基、预应力管桩两种基础处理方案。
（1）水泥土搅拌桩方案：2-3层西沙的地基承载力特征值fk=90KPa，经水泥土搅拌桩处理后，对闸站主体建筑物有足够的承载能力，且其埋藏深度较浅。采用桩长15.0~20.0m的水泥土搅拌桩将地基处理成复合地基，处理后复合地基承载力可达到140.1KPa，完全可滿足主体建筑物承载要求，且通过计算，基础最大沉降量满足规范要求；同事可以增加地基的侧向承载力，从根本上解决建筑物两侧堤防高填土所引起下卧深厚软弱土层的深层滑动问题，并能提高地基土的防渗性能，是一种较适合水利工程使用的基础处理方法。工程造价较高。
（2）预应力管桩方案：预应力管桩承担垂直荷载效果很好，但承担水平荷载的效果较差，不能解决建筑物两侧高填土所引起下卧软弱土层的深层滑动，也存在因纯刚性桩基而产生接触冲刷的可能。工程造价较低。
经技术经济比较，决定采用水泥土搅拌桩复合地基方案。
4、深层水泥搅拌桩的设计参数
根据工程地质资料和附近其他工程的实践经验，本工程深层水泥搅拌桩采用如下设计参数：
（1）桩径：桩径Ф=500mm。
（2）桩长及桩位布置：主体建筑物设计桩长为15~20m，按@0.815×[email protected]×1.2m间距布桩；为了减少建筑物两侧防洪堤与建筑物的不均匀沉降差，在主体建筑物两侧6m范围内布置桩长9m的水泥搅拌桩，按桩距1.2m×1.2m布置；为减少相邻建筑物的不均匀沉降，在纵、横两方向每隔4.0~8.0m设置一道格栅状密排桩。
（3）桩身强度：采用18%水泥掺入量，约65kg/m，桩身强度按1.5MPa。
5、深层水泥搅拌桩的施工
（1）浆液制备
本工程搅拌桩固化剂采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比0.45～0.5，施工中严格控制水灰比。为有利于浆液的泵送施工，配制浆液时掺入木质素磺酸钙，设计木质磺酸钙掺量占水泥用量的0.2％。
（2）施工工艺流程
深层水泥搅拌桩施工工艺流程图
1）设备安装：铺设走管与桩机平后，然后装塔架、再装导向架及搅拌轴、输浆管。电器系统必须装接地装置，供浆系统应在离搅拌机50m范围内。
2）桩机定位：用起重机悬吊桩机到达指定桩位。桩位队中误差不大于50mm，搅拌轴和导向架的垂直度偏差不得超过1.5%。
3）预搅下沉：待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松搅拌机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下降，为保证电机安全，控制最大工作电流值不大于50A，
4）提升喷浆搅拌：搅拌机下沉到设计深度后，开动灰浆泵，待估计浆液从喷嘴喷出后，搅拌头自桩底反转，边喷浆边旋转，匀速提升搅拌机。同时严格控制提升速度，提升速度控制在1＋0.05m/min。为保证桩头质量，设计停浆面高于设计桩顶高程0.5m（高于设计桩顶高程部分桩头在浇筑混凝土底板前人工凿除）。
5）重复两次搅拌下沉、提升喷浆搅拌：当搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时，重复两次搅拌下沉、提升灌浆搅拌。
6）移动：施工下一根桩。
（3）施工要点：
1）水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆桶前，须经过滤，将水泥块等杂物滤掉。
2）应有专人记录搅拌机每米下沉或提升时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。
3）为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆底座30s，使浆液完全到达桩端。
4）在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断时，为防止短桩，当搅拌桩重新起动时，均应将搅拌桩机下沉0.5m再继续制桩。停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，应拆卸输浆管彻底清洗管路。
5）格栅式密排搅拌桩应连续施工相邻桩。施工间隔时间不超过24小时，且搭接长度应大于100mm。
6）搅拌桩机提升变搅必须反转，否则正转提升易将土带起造成空洞。
6、质量检验
（1）质量检验方法
1）静荷载试验：静荷载试验是最为可靠、直接的方法，但需在成桩28d后才能进行，对施工过程缺乏及时的指导、监督作用，试验时间长，操作繁琐，费用较大，不宜大量使用。
2）N10轻便触探试验：N10轻便触探试验操作简便，数据直接，可以及时指导施工过程，便于大量采用，但通常只能坐作桩顶5m以内的检验，只能用一周内的实验结果推断后期的强度。3）N63.5标准贯入试验：N63.5标准贯入试验数据直接，但操作繁琐，对所检验的桩可能造成破坏，不宜广泛采用。
4）弹性波动测试验：弹性波动测试验方法简便快速，但目前此法不太成熟。
5）桩身抽芯试验：桩身抽芯试验较为直观，但操作繁琐，费用较大。
以上五种质量检验方法各有利弊，经过论证后认为：采用N10轻便触探试验（检验数量为总桩数的1.5％）结合少量静荷载试验及桩身抽芯试验（检验数量为总桩数的0.5％，其中0.25％用于跟踪施工检测，另0.25％用于28d以上龄期后检测），可以保证在施工初期对桩身质量进行较多的抽检，发现问题及时处理，以便调整施工参数，保证施工质量和进度，又可采用静荷载试验最直观地确定处理后地基的承载力和沉降量，以检验设计的合理性和施工的可靠性。
（2）质量检验结果
本工程所选静荷载试验点均要求顺利加荷至设计单桩极限承载力，沉降稳定后正常卸荷。在设计单桩极限荷载作用下，各类桩桩顶沉降量为15.9～32.4mm，均小于规范允许沉降值（40mm），各桩Q（加荷量）－S（桩顶沉降量）关系曲线变化较平缓，无明显第二拐点，证实各试验桩在设计单桩极限荷载作用下尚未破坏，满足设计要求。
根据野外检验和室内抗压强度试验结果，经分析认为：检验桩深与记录桩深基本一致，桩身搅拌基本均匀。
7、结论
深层水泥搅拌桩经单桩和复合地基载荷试验，满足设计要求，施工期初步观测表明，地基沉降在允许范围以内，可见深层水泥搅拌桩复合地基处理方式是合适的、可行的。总之，深层水泥搅拌桩在凌沿闸站工程中的成功应用，为今后的类似工程提供了借鉴。
参考文献：
（1）JGJ79-2002建筑地基处理技术规范，中华人民共和国行业标准，2002年；
（2）GB50007-2002建筑地基基础设计规范，中华人民共和国国家标准，2002年。
关键字：深层水泥搅拌桩 地基处理 应用
Abstract:Deep cement mixing pile in foundation treatment of Ling along the gate station project design and construction of. Practice has proved, the foundation treatment effect is good, is appropriate, feasible.
Keywords: deep cement mixing pile, foundation treatment, application
中图分类号： TU47 文献标识码：A文章编号：
1、概述
凌沿闸站位于广东省佛山市顺德区，工程主要由水闸、电排站及新开涌等三大部分组成。水闸的主要建筑物包括：闸室及内、外江连接段；电排站的主要建筑物包括：前池、进水池、清污机段、泵房、箱涵、防洪闸及出水池等。由于本工程建筑物基础位于淤泥质涂层和细砂层间，根据场地工程地质条件，环境条件并结合拟建水工建筑物结构特点，经综合比较，决定采用深层水泥搅拌桩进行地基处理。实践证明，该地基处理效果良好，满足地基承载力和整体稳定的要求。
2、工程地质条件
根据地质勘察资料，场地土层按地质成因及力学特性，由第四系（Q）堆积物及基岩组成。该地基岩土层从上至下依次为：1素填土层、2-1淤泥质土层、2-2淤泥质粉砂、2-3细砂层、2-4粉土层、2-5分支粘土层、2-6圆砾层等。场地上部存在软弱土层，不能采用天然基础。
3、地基处理方案比较与选择
本工程建筑物基础位于2-1淤泥质土层~2-3细砂层。根据场地工程地质条件，环境条件并结合拟建水工建筑物结构特点，可选用深层水泥土搅拌桩复合地基、预应力管桩两种基础处理方案。
（1）水泥土搅拌桩方案：2-3层西沙的地基承载力特征值fk=90KPa，经水泥土搅拌桩处理后，对闸站主体建筑物有足够的承载能力，且其埋藏深度较浅。采用桩长15.0~20.0m的水泥土搅拌桩将地基处理成复合地基，处理后复合地基承载力可达到140.1KPa，完全可滿足主体建筑物承载要求，且通过计算，基础最大沉降量满足规范要求；同事可以增加地基的侧向承载力，从根本上解决建筑物两侧堤防高填土所引起下卧深厚软弱土层的深层滑动问题，并能提高地基土的防渗性能，是一种较适合水利工程使用的基础处理方法。工程造价较高。
（2）预应力管桩方案：预应力管桩承担垂直荷载效果很好，但承担水平荷载的效果较差，不能解决建筑物两侧高填土所引起下卧软弱土层的深层滑动，也存在因纯刚性桩基而产生接触冲刷的可能。工程造价较低。
经技术经济比较，决定采用水泥土搅拌桩复合地基方案。
4、深层水泥搅拌桩的设计参数
根据工程地质资料和附近其他工程的实践经验，本工程深层水泥搅拌桩采用如下设计参数：
（1）桩径：桩径Ф=500mm。
（2）桩长及桩位布置：主体建筑物设计桩长为15~20m，按@0.815×[email protected]×1.2m间距布桩；为了减少建筑物两侧防洪堤与建筑物的不均匀沉降差，在主体建筑物两侧6m范围内布置桩长9m的水泥搅拌桩，按桩距1.2m×1.2m布置；为减少相邻建筑物的不均匀沉降，在纵、横两方向每隔4.0~8.0m设置一道格栅状密排桩。
（3）桩身强度：采用18%水泥掺入量，约65kg/m，桩身强度按1.5MPa。
5、深层水泥搅拌桩的施工
（1）浆液制备
本工程搅拌桩固化剂采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比0.45～0.5，施工中严格控制水灰比。为有利于浆液的泵送施工，配制浆液时掺入木质素磺酸钙，设计木质磺酸钙掺量占水泥用量的0.2％。
（2）施工工艺流程
深层水泥搅拌桩施工工艺流程图
1）设备安装：铺设走管与桩机平后，然后装塔架、再装导向架及搅拌轴、输浆管。电器系统必须装接地装置，供浆系统应在离搅拌机50m范围内。
2）桩机定位：用起重机悬吊桩机到达指定桩位。桩位队中误差不大于50mm，搅拌轴和导向架的垂直度偏差不得超过1.5%。
3）预搅下沉：待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松搅拌机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下降，为保证电机安全，控制最大工作电流值不大于50A，
4）提升喷浆搅拌：搅拌机下沉到设计深度后，开动灰浆泵，待估计浆液从喷嘴喷出后，搅拌头自桩底反转，边喷浆边旋转，匀速提升搅拌机。同时严格控制提升速度，提升速度控制在1＋0.05m/min。为保证桩头质量，设计停浆面高于设计桩顶高程0.5m（高于设计桩顶高程部分桩头在浇筑混凝土底板前人工凿除）。
5）重复两次搅拌下沉、提升喷浆搅拌：当搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时，重复两次搅拌下沉、提升灌浆搅拌。
6）移动：施工下一根桩。
（3）施工要点：
1）水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆桶前，须经过滤，将水泥块等杂物滤掉。
2）应有专人记录搅拌机每米下沉或提升时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。
3）为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆底座30s，使浆液完全到达桩端。
4）在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断时，为防止短桩，当搅拌桩重新起动时，均应将搅拌桩机下沉0.5m再继续制桩。停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，应拆卸输浆管彻底清洗管路。
5）格栅式密排搅拌桩应连续施工相邻桩。施工间隔时间不超过24小时，且搭接长度应大于100mm。
6）搅拌桩机提升变搅必须反转，否则正转提升易将土带起造成空洞。
6、质量检验
（1）质量检验方法
1）静荷载试验：静荷载试验是最为可靠、直接的方法，但需在成桩28d后才能进行，对施工过程缺乏及时的指导、监督作用，试验时间长，操作繁琐，费用较大，不宜大量使用。
2）N10轻便触探试验：N10轻便触探试验操作简便，数据直接，可以及时指导施工过程，便于大量采用，但通常只能坐作桩顶5m以内的检验，只能用一周内的实验结果推断后期的强度。3）N63.5标准贯入试验：N63.5标准贯入试验数据直接，但操作繁琐，对所检验的桩可能造成破坏，不宜广泛采用。
4）弹性波动测试验：弹性波动测试验方法简便快速，但目前此法不太成熟。
5）桩身抽芯试验：桩身抽芯试验较为直观，但操作繁琐，费用较大。
以上五种质量检验方法各有利弊，经过论证后认为：采用N10轻便触探试验（检验数量为总桩数的1.5％）结合少量静荷载试验及桩身抽芯试验（检验数量为总桩数的0.5％，其中0.25％用于跟踪施工检测，另0.25％用于28d以上龄期后检测），可以保证在施工初期对桩身质量进行较多的抽检，发现问题及时处理，以便调整施工参数，保证施工质量和进度，又可采用静荷载试验最直观地确定处理后地基的承载力和沉降量，以检验设计的合理性和施工的可靠性。
（2）质量检验结果
本工程所选静荷载试验点均要求顺利加荷至设计单桩极限承载力，沉降稳定后正常卸荷。在设计单桩极限荷载作用下，各类桩桩顶沉降量为15.9～32.4mm，均小于规范允许沉降值（40mm），各桩Q（加荷量）－S（桩顶沉降量）关系曲线变化较平缓，无明显第二拐点，证实各试验桩在设计单桩极限荷载作用下尚未破坏，满足设计要求。
根据野外检验和室内抗压强度试验结果，经分析认为：检验桩深与记录桩深基本一致，桩身搅拌基本均匀。
7、结论
深层水泥搅拌桩经单桩和复合地基载荷试验，满足设计要求，施工期初步观测表明，地基沉降在允许范围以内，可见深层水泥搅拌桩复合地基处理方式是合适的、可行的。总之，深层水泥搅拌桩在凌沿闸站工程中的成功应用，为今后的类似工程提供了借鉴。
参考文献：
（1）JGJ79-2002建筑地基处理技术规范，中华人民共和国行业标准，2002年；
（2）GB50007-2002建筑地基基础设计规范，中华人民共和国国家标准，2002年。