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[摘 要]本文提出了水泥深层搅拌桩在设计、施工及截桩、接桩中应注意的问题，并根据对许多工程的复合地基载荷试验结果的分析总结，提出28天的复合作用基本接近90天的复合作用，对实际工作有借鉴意义。
[关键词]水泥深层搅拌、水泥土强度、载荷试验、褥垫层、接桩、截桩
中图分类号：TF762.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0046-01
一、概述
水泥深层搅拌桩作为一种软土地基加固方法，具有对软土地基加固效果明显，加固后即可投入使用，并可根据上部结构的需要，灵活地将地基加固成块状、柱状、壁状、格子状等任意形状的特点。由于是用专门机械在地基深处将软化土和少量固化材料（一般用水泥）强制搅拌，因此，充分利用了地基中的软土，避免了大量挖掘软土和远距离运土，施工过程中无噪音、对周围环境无污染、对相邻建筑物不会产生不利的影响、加固费用低，具有较好的经济效益和社会效益。本人通过几年来对水泥深层搅拌桩的设计和施工，发现一些在实际工程中应注意的问题，在此提出来供同行们参考。
二、设计中应注意的问题
（一）设计中确定水泥土强度一桩体强度问题
1、决定水泥土强度的主要因素
1.1 水泥掺入比
水泥土的强度与水泥掺入量、土的类别及性质有关，但水泥掺入量影响最大，水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大，一般选用15%。
1.2 龄期对强度的影响
水泥土强度随着龄期的增长而增大，一般在龄期超过28天后仍有明显增加，当龄期超过三个月后，水泥土强度的增长才减缓，因此，《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）才规定以三个月龄期作为水泥土的标准强度。但我们通过对许多工程的静载荷试验的总结发现，水泥土的复合作用28天时基本接近90天，28天时能反应出处理结果，这为实际工程中的工期创造了条件。水泥土强度与龄期的关系见表1。
1.3 土的物理性质对水泥土强度的影响
大量的实验表明，不同物理性质的土，在同一水泥掺入比、养护条件、外掺剂、龄期的情况下，水泥土强度不同。当土中有机质含量较大时（如灰色淤泥質粉质粘土），水泥土强度较低，尤其是对泥炭土用深层搅拌桩处理要通过试验确定其适宜性。
（二）设计中确定水泥深层搅拌桩桩体强度可采用的三种方法。
2.1桩体无侧限抗压强度试验法
通过实际工程现场对不同土层取原土，在实验室把水泥按不同配比与原土搅拌，搅拌后做成试块，在规定的条件下养护，到龄期90天时进行试压，将试压结果综合水泥土强度安全系数，确定设计中采用的水泥土强度。
2.2 单桩载荷试验法
这一方法的条件是桩体破坏先于桩侧土体破坏。这种方法所取得的桩体强度较符合实际，但桩体将受到破坏。如工程大面积采用水泥深层搅拌桩，在工程设计之前用这种方法收集第一手资料不失为一种较好方法。
2.3 按摩擦桩的理论计算承载力来估算水泥土体强度法
通过岩土工程勘察报告提供的资料，经理论计算后取得。由于报告中提供的侧阻力与实际情况不完全一致，因此，此方法所算出的水泥土强度仅作为设计过程中的一个参考参数，或对施工提出的质量要求。
（三）具体设计中应注意的几个问题
3.1 布桩
水泥深层搅拌桩按其强度和刚度是介于刚性桩和柔性桩之间的一种桩型，但其承载性能又与刚性桩相近。因此，在设计搅拌桩作为复合地基时，可仅在上部结构基础范围内布桩，不必象柔性桩那样在基础以外设置保护桩。
3.2 单桩承载力的确定
水泥深层搅拌桩单桩承载力的确定应考虑两种必要的因素：地基土的摩阻力及端阻力产生桩的承载力；桩体水泥土的抗压强度产生桩的承载力。一般应使两种情况所确定的承载力相近，并使后略大于前者最为经济，在实际工作中，有些设计人员片面强调桩身强度，实际上造成不必要的浪费。
3.3 下卧层验复
水泥深层搅拌桩复合地基强度，除了考虑加固区本身的复合强度外，尚须考虑加固区和下卧层组成的整个地基的承载力，对可能出现的破坏情况不能轻易忽视，必须进行明确的验算。
（1）、下卧层破坏：当下卧层太软弱，加固深度太浅，而引起加固区整体陷入下卧层，下卧层沉降成为总沉降的主要部分，应验算软弱下卧层的地基承载力。
（2）、桩顶部位桩体破坏：当桩身强度偏低，桩与土应力之比较大，置换率较大时，即桩承担的荷载较大时，应验算桩顶压力。
（3）、桩刺入下卧层：桩侧摩阻力不足以承受桩顶压力，应验算桩顶压力。
（4）、桩间土先破坏：当基础下桩间土塑性区首先扩展，导致桩土共同失效，应验算桩间土应力。
3.4 基底褥垫层的作用
褥垫层在复合地基中能使桩土共同工作。在外荷载作用下，桩的变形远小于桩间土的变形，为了从根本上解决桩土变形协调，在基础与桩及桩间土之间设置褥垫层，人为地为桩向上刺入提供条件，并通过褥垫层材料的柔性补偿，使桩间土与基础始终保持接触。
三、施工中应注意的问题
（一）人员素质
搅拌桩工艺受操作人员影响较大，其操作机器的速度、喷灰浆、喷水时间长短等都能影响成桩质量，因为在地下看不见摸不着，完全凭个人经验感觉判断各桩体、各层土质，极可能造成桩体各段及桩体与桩体间的差异，造成桩体的不均匀或复合地基的不均匀性。因此选取有丰富施工经验的人员并在施工前把工程地质条件、土层分布情况进行认真研究是非常重要的。
（二）合理的施工方法
由于最大轴力约位于距桩顶两倍桩径的深度，即3m左右范围内，但此部分受力较大的桩段，常常由于覆土压力不足等因素而造成搅拌不匀、不密实、强度低等质量事故，故在施工方法中除了控制搅拌机提升速度、增加复搅次数外，应合理地调整桩长不同范围内的水泥掺入比。一般情况下，当桩长<10m时，可分成二段，在上段约3-5m范围的掺入比可提高一个百分点，下段取正常掺入比。桩长>10m时，可分成三段，上段3-5m范围掺入比比中段提高一个百分点，中段3-5m范围内取正常掺入比，下段范围的掺入比比中段减少一个百分点。这样的掺入比沿桩长的调整符合桩身的应力分布。
四、关于成桩后的截桩、接桩
搅拌桩施工完后，应检验桩位、桩径、桩数与桩顶质量，对桩头不符合要求的要进行截桩和接桩。为了避免截桩时对桩体的破坏，应禁止使用机械开挖，采用人工挖土。挖掘过程中如发现有异常现象（如断桩等）应及时会同有关单位进行分析处理。截桩可分两个步骤进行，第一次将桩头预留20-30cm，第二次再用钢钎、斧头、平铲等工具整平至设计标高。施工过程中要注意桩头对称受力、对称钻凿，方向略微倾斜向上，不要用力过大过猛，如果发现桩头有松散或出现无水泥的“泥土桩”等现象时，必须截至密实处，清理干净后进行接桩。接桩时可用特制的铁模或木模用C10混凝土灌实到设计标高，待混凝土有一定强度后，用灰土将桩体周围的槽夯实。为避免桩头出现龟裂等现象，应对桩头进行洒水养护，采取用草帘覆盖等措施。
五、结束语
水泥深层搅拌桩复合地基在工程中应用的成败，不仅取决于上述几个方面，还取决于试验、检查、检测等各方面的因素，不能简单地在图上画上桩位，提一些简单的要求，还要综合考虑各种因素，合理采用各种参数，使之既合理又经济，处理好软土地基。
[关键词]水泥深层搅拌、水泥土强度、载荷试验、褥垫层、接桩、截桩
中图分类号：TF762.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0046-01
一、概述
水泥深层搅拌桩作为一种软土地基加固方法，具有对软土地基加固效果明显，加固后即可投入使用，并可根据上部结构的需要，灵活地将地基加固成块状、柱状、壁状、格子状等任意形状的特点。由于是用专门机械在地基深处将软化土和少量固化材料（一般用水泥）强制搅拌，因此，充分利用了地基中的软土，避免了大量挖掘软土和远距离运土，施工过程中无噪音、对周围环境无污染、对相邻建筑物不会产生不利的影响、加固费用低，具有较好的经济效益和社会效益。本人通过几年来对水泥深层搅拌桩的设计和施工，发现一些在实际工程中应注意的问题，在此提出来供同行们参考。
二、设计中应注意的问题
（一）设计中确定水泥土强度一桩体强度问题
1、决定水泥土强度的主要因素
1.1 水泥掺入比
水泥土的强度与水泥掺入量、土的类别及性质有关，但水泥掺入量影响最大，水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大，一般选用15%。
1.2 龄期对强度的影响
水泥土强度随着龄期的增长而增大，一般在龄期超过28天后仍有明显增加，当龄期超过三个月后，水泥土强度的增长才减缓，因此，《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）才规定以三个月龄期作为水泥土的标准强度。但我们通过对许多工程的静载荷试验的总结发现，水泥土的复合作用28天时基本接近90天，28天时能反应出处理结果，这为实际工程中的工期创造了条件。水泥土强度与龄期的关系见表1。
1.3 土的物理性质对水泥土强度的影响
大量的实验表明，不同物理性质的土，在同一水泥掺入比、养护条件、外掺剂、龄期的情况下，水泥土强度不同。当土中有机质含量较大时（如灰色淤泥質粉质粘土），水泥土强度较低，尤其是对泥炭土用深层搅拌桩处理要通过试验确定其适宜性。
（二）设计中确定水泥深层搅拌桩桩体强度可采用的三种方法。
2.1桩体无侧限抗压强度试验法
通过实际工程现场对不同土层取原土，在实验室把水泥按不同配比与原土搅拌，搅拌后做成试块，在规定的条件下养护，到龄期90天时进行试压，将试压结果综合水泥土强度安全系数，确定设计中采用的水泥土强度。
2.2 单桩载荷试验法
这一方法的条件是桩体破坏先于桩侧土体破坏。这种方法所取得的桩体强度较符合实际，但桩体将受到破坏。如工程大面积采用水泥深层搅拌桩，在工程设计之前用这种方法收集第一手资料不失为一种较好方法。
2.3 按摩擦桩的理论计算承载力来估算水泥土体强度法
通过岩土工程勘察报告提供的资料，经理论计算后取得。由于报告中提供的侧阻力与实际情况不完全一致，因此，此方法所算出的水泥土强度仅作为设计过程中的一个参考参数，或对施工提出的质量要求。
（三）具体设计中应注意的几个问题
3.1 布桩
水泥深层搅拌桩按其强度和刚度是介于刚性桩和柔性桩之间的一种桩型，但其承载性能又与刚性桩相近。因此，在设计搅拌桩作为复合地基时，可仅在上部结构基础范围内布桩，不必象柔性桩那样在基础以外设置保护桩。
3.2 单桩承载力的确定
水泥深层搅拌桩单桩承载力的确定应考虑两种必要的因素：地基土的摩阻力及端阻力产生桩的承载力；桩体水泥土的抗压强度产生桩的承载力。一般应使两种情况所确定的承载力相近，并使后略大于前者最为经济，在实际工作中，有些设计人员片面强调桩身强度，实际上造成不必要的浪费。
3.3 下卧层验复
水泥深层搅拌桩复合地基强度，除了考虑加固区本身的复合强度外，尚须考虑加固区和下卧层组成的整个地基的承载力，对可能出现的破坏情况不能轻易忽视，必须进行明确的验算。
（1）、下卧层破坏：当下卧层太软弱，加固深度太浅，而引起加固区整体陷入下卧层，下卧层沉降成为总沉降的主要部分，应验算软弱下卧层的地基承载力。
（2）、桩顶部位桩体破坏：当桩身强度偏低，桩与土应力之比较大，置换率较大时，即桩承担的荷载较大时，应验算桩顶压力。
（3）、桩刺入下卧层：桩侧摩阻力不足以承受桩顶压力，应验算桩顶压力。
（4）、桩间土先破坏：当基础下桩间土塑性区首先扩展，导致桩土共同失效，应验算桩间土应力。
3.4 基底褥垫层的作用
褥垫层在复合地基中能使桩土共同工作。在外荷载作用下，桩的变形远小于桩间土的变形，为了从根本上解决桩土变形协调，在基础与桩及桩间土之间设置褥垫层，人为地为桩向上刺入提供条件，并通过褥垫层材料的柔性补偿，使桩间土与基础始终保持接触。
三、施工中应注意的问题
（一）人员素质
搅拌桩工艺受操作人员影响较大，其操作机器的速度、喷灰浆、喷水时间长短等都能影响成桩质量，因为在地下看不见摸不着，完全凭个人经验感觉判断各桩体、各层土质，极可能造成桩体各段及桩体与桩体间的差异，造成桩体的不均匀或复合地基的不均匀性。因此选取有丰富施工经验的人员并在施工前把工程地质条件、土层分布情况进行认真研究是非常重要的。
（二）合理的施工方法
由于最大轴力约位于距桩顶两倍桩径的深度，即3m左右范围内，但此部分受力较大的桩段，常常由于覆土压力不足等因素而造成搅拌不匀、不密实、强度低等质量事故，故在施工方法中除了控制搅拌机提升速度、增加复搅次数外，应合理地调整桩长不同范围内的水泥掺入比。一般情况下，当桩长<10m时，可分成二段，在上段约3-5m范围的掺入比可提高一个百分点，下段取正常掺入比。桩长>10m时，可分成三段，上段3-5m范围掺入比比中段提高一个百分点，中段3-5m范围内取正常掺入比，下段范围的掺入比比中段减少一个百分点。这样的掺入比沿桩长的调整符合桩身的应力分布。
四、关于成桩后的截桩、接桩
搅拌桩施工完后，应检验桩位、桩径、桩数与桩顶质量，对桩头不符合要求的要进行截桩和接桩。为了避免截桩时对桩体的破坏，应禁止使用机械开挖，采用人工挖土。挖掘过程中如发现有异常现象（如断桩等）应及时会同有关单位进行分析处理。截桩可分两个步骤进行，第一次将桩头预留20-30cm，第二次再用钢钎、斧头、平铲等工具整平至设计标高。施工过程中要注意桩头对称受力、对称钻凿，方向略微倾斜向上，不要用力过大过猛，如果发现桩头有松散或出现无水泥的“泥土桩”等现象时，必须截至密实处，清理干净后进行接桩。接桩时可用特制的铁模或木模用C10混凝土灌实到设计标高，待混凝土有一定强度后，用灰土将桩体周围的槽夯实。为避免桩头出现龟裂等现象，应对桩头进行洒水养护，采取用草帘覆盖等措施。
五、结束语
水泥深层搅拌桩复合地基在工程中应用的成败，不仅取决于上述几个方面，还取决于试验、检查、检测等各方面的因素，不能简单地在图上画上桩位，提一些简单的要求，还要综合考虑各种因素，合理采用各种参数，使之既合理又经济，处理好软土地基。