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摘要：我省软弱地基较多，大多存在着地基承载力不足、沉降差大等问题，在这种软弱地基上修建的水闸在是一个巨大难题。本文结合水闸工程实例，主要介绍了水泥土搅拌桩在水闸地基加固中應用，对水泥土搅拌桩施工技术、施工难点和质量检测方面进行了论述，为今后类似工程的应用提供指导。
关键词：水泥土搅拌桩；施工；难点；桩头开挖；质量检测
中图分类号：TV66文献标识码： A 文章编号：
软弱地基在我省沿海地区广泛分布着，而水闸建筑物所需的基础通常需要承受相当大的上部荷载，其基础底部压力往往比淤泥软基持力层所能承载的压力要大很多。因此，在这种淤泥质软基上修筑水闸建筑物，必须采取合理有效的加固处理措施，否则就可能造成软基出现局部沉降破坏，甚至构建物整体滑动等地基失稳现象。水泥土搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的水泥土搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂浆液强制拌合，使软土硬结而提高地基强度的加固地基方法。近年来，水泥土搅拌桩在水闸地基加固中的应用也越来越普遍。
1工程简述
某水闸地基处理项目主要工作内容包括:水泥土深层搅拌桩、塑性混凝土防渗墙、灌注桩施工。其中最主要的施工项目为水泥土搅拌桩，设计分为三种形式:格栅桩、相切桩及单桩，设计工程量35万延米。
覆盖层以粉细砂层为主。闸室持力层主要为粉细砂层，建基面位于该层的顶部，局部为填方地基。粉细砂承载力特征值为110～120kPa，作为天然地基不满足闸基基底应力要求。砂砾(卵)石层强度较高，但埋深大，不宜直接作为闸基持力层。
泄水闸的抗滑稳定性受闸基土层控制，泄水闸基础底面与地基土之间的摩擦系数:f粉细砂=0.40，f黏性土=0.35。
闸基下部分布的粉质壤土、粉质黏土透镜体承载力低，且具中等－高压缩性，存在不均匀变形及沉降问题。
2 水泥土搅拌桩布置型式
该工程水泥土搅拌桩布置型式见图1、图2。
图1单排联体桩布置图
图2单排相切桩布置图
3水泥土搅拌桩施工
3.1场地平整与布置
机械设备进场前的场地平整，主要包括平整场地(高挖、低填、软垫)、清除障碍(地上、地下)、布置排水沟和集水井以及修建供水供电设施、施工道路等。
3.2测量放线
按每根桩位置进行现场测量放线，定出每一个桩位，均要作出明显标志，加以妥善保护。具体方法如:
a.按设计蓝图给出的坐标控制点采用全站仪引至施工现场控制点，由现场控制点放线确定出每个施工部位轮廓，轮廓点采用木桩定位。
b.单排联体、单桩桩位偏差控制在±5cm之内。
3.3水泥浆液制备
深层搅拌机具备开始施工条件时，后台按要求拌制水泥浆液。
3.4预搅下沉
启动深层搅拌机电机、放松钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电器控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。
3.5喷浆搅拌
在下沉时，开启灰浆泵输送水泥浆液，开始喷浆(或喷水)，待搅拌、喷浆至孔底30s后，再按试验确定的提升速度边喷浆边提升搅拌机。重复以上工序完成四次喷浆四次搅拌。
4水泥土搅拌桩施工专项技术措施
a.深层搅拌机下沉时，开启灰浆泵输送水泥浆液，待搅拌、喷浆至孔底30s后，再按设计确定的提升速度边喷浆、边提升搅拌机。
b.搅拌中遇有硬土层，搅拌钻进困难时，应启动加压装置加压钻进或采用冲水下沉搅拌。采用后者钻进时，喷浆前应将输浆管内的水排尽。
c.搅拌桩机喷浆时应连续供浆，上提喷浆时因故停浆，须立即通知操作者。此时为防止断桩，应将搅拌桩机下沉至停浆位置以下0.5m(若下沉时则应提升0.5m)，待恢复供浆时再喷浆施工。
d.当喷浆口被提升到桩顶设计标高时，停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
e.施工时，停浆面应高出桩顶设计标高0.3m，开挖时再将超出桩顶标高部分凿除。
f.桩间接头处理:
①根据施工图所示的搅拌桩布置特点，合理确定施工程序、施工顺序、机械配置，避免桩间形成冷接缝；
②对于要求搭接的桩孔，根据工艺试验，桩与桩的搭接时间不大于22h，如因特殊原因超过上述时间，对最后一根桩先进行空钻留出榫头以待下一批桩搭接；如间歇时间过长(如停电等)，与后续桩无法搭接时，采取局部补桩或注浆措施；
③针对格栅桩、单排联体桩由于特殊原因超过22h，无法在规定时间内搭接的情况，根据施工计划，采取两种处理方法:
1）在喷浆后的桩体达到初凝状态后，于相邻两侧需要搭接的桩位以单头设备喷水搅拌至原浆液松散留出榫头，待继续施工时自榫头处桩位继续喷浆搅拌施工(见图3)；
2）已经确定在允许时间内不能完成搭接的桩体采用不喷浆方式预留出此桩位，待相邻桩体达到初凝状态后喷水搅拌未喷浆桩体，即对需搭接的15cm进行搅拌留出榫头，待继续施工时自榫头处搭接施工(见图4)。如未达到初凝状态时便进行喷水搅拌，将对已经搅拌完成的浆液产生破坏，使原桩体浆液流失。
图3搭接时间超时处理方式(一)
图4搭接时间超时处理方式(二)
g.桩位控制。按单元划分表(图)进行指导施工，并下发至现场值班员、每个施工班组，通过单元划分表控制每根桩的桩顶、桩底高程，每完成一根桩或一组桩后即在单元划分图上标注，工程部现场值班员按图跟踪检查，并做到每完成一根桩或一组桩后即在施工进度图上标注，通过以上控制，有效杜绝了漏桩现象。
h.水泥控制。搅拌桩的主要原材料为水泥，控制好水泥用量即基本控制住了质量及成本。
5搅拌桩施工的难点及解决方法
由于各种因素，搅拌桩现场控制非常困难，如果失控极易成为“水货桩”，造成工程质量低下甚至工程失败，故水泥土搅拌桩也有人称之为“臭名昭著”的施工工艺，国内多个地区已经明令禁止采用此工艺。该工程的解决方法如下。
5.1设备选型方面
兴隆泄水闸地层为密实细颗粒状粉细砂，含泥量较少，局部夹板结状泥质透镜体。由于粉细砂地层遇浆、水自密性较强，产生胶结板结状况，搅拌桩机在提升过程中遇到了较大的阻力，致使提升困难、频繁铸钻、发生掉钻头事故(试验施工中，由于以上原因，致使提升链条拉断、桅杆顶部折弯、传送力能轴及连接八爪断裂)，相应施工功效低下。针对此因素，项目部对国内深搅设备进行了系统全面的考察。考察发现，目前国内链条式深搅机的功率普遍达不到在该项目施工的要求，具体表现为:主动功率均偏小、传送力能的传动轴及连接八爪材质较差、提升能力不能满足在粉细砂中施工。
为此，项目部根据考察、现场试验结果，选用了钢丝绳式两轴深搅机、单轴链条式桩机施工格栅桩，单桩、相切桩采用单轴链条式桩机，较好地解决了地质施工难点。另外，通过考察发现，国内生产的SWM工法桩机也适应该项目砂层中施工，但由于施工单价偏高，考虑成本压力未予选用。因此，在以后类似项目中，建议根据地质条件选择施工设备。
5.2施工措施方面
一般深层搅桩机适应松散的土层，在砂层中施工本身就存在一定的难度。该项目为粉细砂地层，施工中受粉细砂遇浆水板结、胶结，摩擦力、附着力、阻力增大等影响，在深搅桩机提升过程中电流经常超过额定电流，粉细砂层成桩后变为了“水泥砂浆”桩体。项目部经积极探求，采取了以下解决方案:
a.对深搅设备钻头进行了改进，由以前平面搅拌叶片改进成30°左右倾斜角度，以减少钻头在粉细砂中自身的阻力，并在两轴夹板上部加焊搅拌叶，通过切削砂体来减少两轴轴夹板上提时带来的阻力。
b.对设备桅杆进行加固，以防止提升力过大造成桅杆折弯。
c.对搅拌桩机易损部件多加备库，防止因设备损坏造成停等时间过长。
d.对于硬质土层难以钻进时，在喷水泥浆以前先喷水将原始地层搅拌松散后再进行喷浆作业。
e.施工前有针对性地进行工艺性试验，摸索适应粉细砂中深搅施工的工艺及设备适应能力。
受高温影响，桩体初凝较快，设备故障后不能连续施工时，格栅桩搭接将不能实现(设计要求桩体搭接15cm)，为此，经过与设计、监理部门沟通，对于个别不能实现搭接的桩体采用相切形式连接，并在相切桩体一侧进行补桩。
6施工现场的控制
该工程由于深搅工程量较大，共由3.5万根桩组成，施工高峰时，现场布置了30余台深搅桩机，这就对现场施工安排、质量控制提出了较高的要求，稍有疏忽即可能发生漏桩、问题桩，且如果安排不当，将出现设备停工等窝工现象。项目部首先对每台桩机进行编号，按每台桩机排定进度计划，并建立项目经理、副经理值夜班制度，每天早晚由一位经理在现场召开由工长、机班长、施工员、质检员参加的班前会，对当班出现的突发情况重新进行安排部署，由于措施得当、安排合理，施工中基本未出现窝工现象。
7结语
水泥土搅拌桩是软土地基处理中常采用的是加固手段之一。实践证明，水泥土搅拌桩在水闸地基加固中的应用，不仅可以充分利用了地基中原地层土，降低工程总成本。同时其加固性能效果很明显，可以有效加快施工进度，保证工程建设安全可靠、节能经济的高效进行。
参考文献
[1] 杨蔚洲.水泥土搅拌桩加固软土基施工工艺与质量检测[J].中国科技信息,2006年16期
[2] 陈征兵;陈伟平.水泥土搅拌桩在某水闸软土地基处理中的应用[J].长江工程职业技术学院学报,2006年02期
关键词：水泥土搅拌桩；施工；难点；桩头开挖；质量检测
中图分类号：TV66文献标识码： A 文章编号：
软弱地基在我省沿海地区广泛分布着，而水闸建筑物所需的基础通常需要承受相当大的上部荷载，其基础底部压力往往比淤泥软基持力层所能承载的压力要大很多。因此，在这种淤泥质软基上修筑水闸建筑物，必须采取合理有效的加固处理措施，否则就可能造成软基出现局部沉降破坏，甚至构建物整体滑动等地基失稳现象。水泥土搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的水泥土搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂浆液强制拌合，使软土硬结而提高地基强度的加固地基方法。近年来，水泥土搅拌桩在水闸地基加固中的应用也越来越普遍。
1工程简述
某水闸地基处理项目主要工作内容包括:水泥土深层搅拌桩、塑性混凝土防渗墙、灌注桩施工。其中最主要的施工项目为水泥土搅拌桩，设计分为三种形式:格栅桩、相切桩及单桩，设计工程量35万延米。
覆盖层以粉细砂层为主。闸室持力层主要为粉细砂层，建基面位于该层的顶部，局部为填方地基。粉细砂承载力特征值为110～120kPa，作为天然地基不满足闸基基底应力要求。砂砾(卵)石层强度较高，但埋深大，不宜直接作为闸基持力层。
泄水闸的抗滑稳定性受闸基土层控制，泄水闸基础底面与地基土之间的摩擦系数:f粉细砂=0.40，f黏性土=0.35。
闸基下部分布的粉质壤土、粉质黏土透镜体承载力低，且具中等－高压缩性，存在不均匀变形及沉降问题。
2 水泥土搅拌桩布置型式
该工程水泥土搅拌桩布置型式见图1、图2。
图1单排联体桩布置图
图2单排相切桩布置图
3水泥土搅拌桩施工
3.1场地平整与布置
机械设备进场前的场地平整，主要包括平整场地(高挖、低填、软垫)、清除障碍(地上、地下)、布置排水沟和集水井以及修建供水供电设施、施工道路等。
3.2测量放线
按每根桩位置进行现场测量放线，定出每一个桩位，均要作出明显标志，加以妥善保护。具体方法如:
a.按设计蓝图给出的坐标控制点采用全站仪引至施工现场控制点，由现场控制点放线确定出每个施工部位轮廓，轮廓点采用木桩定位。
b.单排联体、单桩桩位偏差控制在±5cm之内。
3.3水泥浆液制备
深层搅拌机具备开始施工条件时，后台按要求拌制水泥浆液。
3.4预搅下沉
启动深层搅拌机电机、放松钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电器控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。
3.5喷浆搅拌
在下沉时，开启灰浆泵输送水泥浆液，开始喷浆(或喷水)，待搅拌、喷浆至孔底30s后，再按试验确定的提升速度边喷浆边提升搅拌机。重复以上工序完成四次喷浆四次搅拌。
4水泥土搅拌桩施工专项技术措施
a.深层搅拌机下沉时，开启灰浆泵输送水泥浆液，待搅拌、喷浆至孔底30s后，再按设计确定的提升速度边喷浆、边提升搅拌机。
b.搅拌中遇有硬土层，搅拌钻进困难时，应启动加压装置加压钻进或采用冲水下沉搅拌。采用后者钻进时，喷浆前应将输浆管内的水排尽。
c.搅拌桩机喷浆时应连续供浆，上提喷浆时因故停浆，须立即通知操作者。此时为防止断桩，应将搅拌桩机下沉至停浆位置以下0.5m(若下沉时则应提升0.5m)，待恢复供浆时再喷浆施工。
d.当喷浆口被提升到桩顶设计标高时，停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
e.施工时，停浆面应高出桩顶设计标高0.3m，开挖时再将超出桩顶标高部分凿除。
f.桩间接头处理:
①根据施工图所示的搅拌桩布置特点，合理确定施工程序、施工顺序、机械配置，避免桩间形成冷接缝；
②对于要求搭接的桩孔，根据工艺试验，桩与桩的搭接时间不大于22h，如因特殊原因超过上述时间，对最后一根桩先进行空钻留出榫头以待下一批桩搭接；如间歇时间过长(如停电等)，与后续桩无法搭接时，采取局部补桩或注浆措施；
③针对格栅桩、单排联体桩由于特殊原因超过22h，无法在规定时间内搭接的情况，根据施工计划，采取两种处理方法:
1）在喷浆后的桩体达到初凝状态后，于相邻两侧需要搭接的桩位以单头设备喷水搅拌至原浆液松散留出榫头，待继续施工时自榫头处桩位继续喷浆搅拌施工(见图3)；
2）已经确定在允许时间内不能完成搭接的桩体采用不喷浆方式预留出此桩位，待相邻桩体达到初凝状态后喷水搅拌未喷浆桩体，即对需搭接的15cm进行搅拌留出榫头，待继续施工时自榫头处搭接施工(见图4)。如未达到初凝状态时便进行喷水搅拌，将对已经搅拌完成的浆液产生破坏，使原桩体浆液流失。
图3搭接时间超时处理方式(一)
图4搭接时间超时处理方式(二)
g.桩位控制。按单元划分表(图)进行指导施工，并下发至现场值班员、每个施工班组，通过单元划分表控制每根桩的桩顶、桩底高程，每完成一根桩或一组桩后即在单元划分图上标注，工程部现场值班员按图跟踪检查，并做到每完成一根桩或一组桩后即在施工进度图上标注，通过以上控制，有效杜绝了漏桩现象。
h.水泥控制。搅拌桩的主要原材料为水泥，控制好水泥用量即基本控制住了质量及成本。
5搅拌桩施工的难点及解决方法
由于各种因素，搅拌桩现场控制非常困难，如果失控极易成为“水货桩”，造成工程质量低下甚至工程失败，故水泥土搅拌桩也有人称之为“臭名昭著”的施工工艺，国内多个地区已经明令禁止采用此工艺。该工程的解决方法如下。
5.1设备选型方面
兴隆泄水闸地层为密实细颗粒状粉细砂，含泥量较少，局部夹板结状泥质透镜体。由于粉细砂地层遇浆、水自密性较强，产生胶结板结状况，搅拌桩机在提升过程中遇到了较大的阻力，致使提升困难、频繁铸钻、发生掉钻头事故(试验施工中，由于以上原因，致使提升链条拉断、桅杆顶部折弯、传送力能轴及连接八爪断裂)，相应施工功效低下。针对此因素，项目部对国内深搅设备进行了系统全面的考察。考察发现，目前国内链条式深搅机的功率普遍达不到在该项目施工的要求，具体表现为:主动功率均偏小、传送力能的传动轴及连接八爪材质较差、提升能力不能满足在粉细砂中施工。
为此，项目部根据考察、现场试验结果，选用了钢丝绳式两轴深搅机、单轴链条式桩机施工格栅桩，单桩、相切桩采用单轴链条式桩机，较好地解决了地质施工难点。另外，通过考察发现，国内生产的SWM工法桩机也适应该项目砂层中施工，但由于施工单价偏高，考虑成本压力未予选用。因此，在以后类似项目中，建议根据地质条件选择施工设备。
5.2施工措施方面
一般深层搅桩机适应松散的土层，在砂层中施工本身就存在一定的难度。该项目为粉细砂地层，施工中受粉细砂遇浆水板结、胶结，摩擦力、附着力、阻力增大等影响，在深搅桩机提升过程中电流经常超过额定电流，粉细砂层成桩后变为了“水泥砂浆”桩体。项目部经积极探求，采取了以下解决方案:
a.对深搅设备钻头进行了改进，由以前平面搅拌叶片改进成30°左右倾斜角度，以减少钻头在粉细砂中自身的阻力，并在两轴夹板上部加焊搅拌叶，通过切削砂体来减少两轴轴夹板上提时带来的阻力。
b.对设备桅杆进行加固，以防止提升力过大造成桅杆折弯。
c.对搅拌桩机易损部件多加备库，防止因设备损坏造成停等时间过长。
d.对于硬质土层难以钻进时，在喷水泥浆以前先喷水将原始地层搅拌松散后再进行喷浆作业。
e.施工前有针对性地进行工艺性试验，摸索适应粉细砂中深搅施工的工艺及设备适应能力。
受高温影响，桩体初凝较快，设备故障后不能连续施工时，格栅桩搭接将不能实现(设计要求桩体搭接15cm)，为此，经过与设计、监理部门沟通，对于个别不能实现搭接的桩体采用相切形式连接，并在相切桩体一侧进行补桩。
6施工现场的控制
该工程由于深搅工程量较大，共由3.5万根桩组成，施工高峰时，现场布置了30余台深搅桩机，这就对现场施工安排、质量控制提出了较高的要求，稍有疏忽即可能发生漏桩、问题桩，且如果安排不当，将出现设备停工等窝工现象。项目部首先对每台桩机进行编号，按每台桩机排定进度计划，并建立项目经理、副经理值夜班制度，每天早晚由一位经理在现场召开由工长、机班长、施工员、质检员参加的班前会，对当班出现的突发情况重新进行安排部署，由于措施得当、安排合理，施工中基本未出现窝工现象。
7结语
水泥土搅拌桩是软土地基处理中常采用的是加固手段之一。实践证明，水泥土搅拌桩在水闸地基加固中的应用，不仅可以充分利用了地基中原地层土，降低工程总成本。同时其加固性能效果很明显，可以有效加快施工进度，保证工程建设安全可靠、节能经济的高效进行。
参考文献
[1] 杨蔚洲.水泥土搅拌桩加固软土基施工工艺与质量检测[J].中国科技信息,2006年16期
[2] 陈征兵;陈伟平.水泥土搅拌桩在某水闸软土地基处理中的应用[J].长江工程职业技术学院学报,2006年02期