顾成永 米拓

摘 要：通过某水泥搅拌桩复合地基质量问题实例，阐明在施工过程中影响质量的因素，以及处理措施。

关键词：水泥搅拌桩 复合地基 承载力特征值 多元复合地基 加固处理

1工程概况

1.1工程简介

拟建工程位于邢台市某县城的北部。拟建四栋多层建筑，均为地上6+1层，砖混结构，钢筋混凝土条形基础，基础埋深-2.20m，±0.00相当于绝对高程34.586m。

1.2地质条件

（1）地层

根据勘察报告，主要地层由上至下分层描述如下：

①耕土：黄褐色，主要由粉土构成，稍湿，稍密状态，含有大量植物根系。

②粉土：褐黄色，湿～很湿，稍密状态，低压缩性土。

③粉质粘土：黄褐色，可塑状态，中等压缩性土，局部夹有粉土薄层。

④粉土：黄褐色，主为粉粒，湿～很湿，中密状态。

⑤粉质粘土：灰褐色，主为粘粒、粉粒，可塑状态，局部夹有粉土薄层。

⑥粉土：褐黄色，主为粉粒，湿，中密状态，低压缩性土。

⑦粉质粘土：灰褐色，湿，主为粘粒、粉粒，可塑状态。

⑧粉土：褐黄色，主为粉粒，湿，中密～密实状态。

⑨粉土：褐灰色，主为粉粒，湿，中密～密实状态。

（2）地下水

本场地稳定水位埋深为5.25～7.00m，稳定水位标高约26.62m。地下水类型为上层滞水，主要补给来源为大气降水和区域侧向迳流，水位变幅约为2.0m。地下水对建筑材料具微腐蚀性。

（3）地基土主要设计参数

1.3结构设计要求

根据岩土工程勘察报告和结构设计要求，本工程基底土质为②层粉土。由于天然地基承载力特征值不能满足设计承载力和变形要求，要求采用水泥搅拌桩复合地基，处理后的复合地基承载力特征值不小于160KPa，最终沉降量不大于100mm，局部倾斜满足规范要求。

2水泥搅拌桩复合地基设计参数

（1）桩径：根据当地机械选择桩径为500mm。

（2）桩长：有效桩长10.0m，保护桩长不小于0.5m。桩端持力层为（5）层粉质粘土，桩端进入持力层不小于0.5m。

（3）单桩承載力：依据岩土勘察报告中的桩基参数进行计算，根据规范及当地经验，设计取值120KN。

（4）桩土材料及强度：水泥采用普通硅酸盐水泥Po42.5；掺入量为18%；水灰比0.45～0.55；28天轴心抗压强度平均值不小于2.5MPa。

（5）水泥土搅拌桩面积置换率：经计算复合地基面积置换率：m==17.84%。实际布置桩时按间距1.0m正方形布置。实际面积置换率为19.36%，实际计算处理后的复合地基承载力特征值为172.2KPa。

（6）褥垫层设计：采用碎石屑料，最大粒径不大于30mm，厚度为200mm，铺设范围超出基础垫层不小于200mm。

3水泥搅拌桩施工和检测情况

3.1施工机械和施工时间

使用LH805单轴搅拌桩机白天施工，夜间停工。基槽开挖预留桩保护桩长为500mm。施工过程中施工单位未反馈异常信息。

3.2质量检测情况

在四栋楼桩基施工全部完成后，采用静载荷试验方法对水泥搅拌桩质量进行了检测。其中三栋建筑物单桩和单桩复合地基检测结果均满足设计要求。在12#楼中检测四根单桩，三根合格，位于西南部的565#桩试验结果为80KN，未达到设计值；之后在565#桩的同区域和班次又选择了二根桩进行单桩检测，均未达到设计值（678#桩试验结果为98KN，377#桩试验结果为105KN）。采用该区段的563#桩进行单桩复合地基载荷试验，试验结果为125 KPa，也未达到设计值。

4质量事故原因分析

当出现桩质量检测达不到设计要求时，在增加了检测数量后，各桩仍未达到设计值。针对该情况，由甲方组织对整个设计和施工过程进行了检查，对事故的原因进行了查找和分析。

单桩和单桩复合地基不合格的均体现在：总沉降量大，超出规范允许值，从对桩体的观察来看，桩头完整。因此从经验上来讲，主要原因应该是单桩承载力不足造成，但不排除其他原因，比如桩体中下部断桩、桩间土强度低、桩体强度不满足设计要求等原因。

经对多方资料进行收集、核对和分析，以及对现场地基土及一根桩开挖验证等方法，认为造成质量事故的原因是多方面的，总结如下：

4.1施工管理

根据调查，施工单位和监理单位均存在管理不到位情况，在施工过程中均存在管理人员不在现场的情况，其间施工的质量不能得到有效监控和保证。

4.2施工质量

在施工时，在管理人员不在场情况下，存在桩复搅长度不足的问题，这样，会造成下部桩体材料强度降低，影响桩体强度和单桩承载力强度值。经对现场桩个别开挖验证，发现了搅拌桩局部位置水泥含量很少的情况。这是发生质量问题的原因之一。

4.3地层条件

根据勘察资料，基底土质均为②层粉土，且土质均匀。在桩检测不合格问题出现后，经对基槽土质进行鉴别及对施工中情况、场地历史进行重新调查发现，在出现桩质量问题区域，原为一池塘，深3～4米，后人工用素土松散堆积回填，回填时间约2年左右，未进行正规的碾压处理。该区该层土强度低，松散，其强度及侧阻力均不能达到报告中所提供数值强度，该问题在勘察报告中未提及，现场施工人员在施工时，虽然发现较其他地段软弱，也未及时上报，而现场管理人员，均未发现该问题，这是造成本工程质量问题的关键。

4.4检测方法

由于受环保的严格管控，建设工程施工时间不能保证，建设单位为赶工期，要求检测单位提前进场检测。由于前3栋楼完成时间较长，试验结果相对正常。12#楼最后施工，试验时间距桩完成时间仅10天。在出现不合格桩后，补压桩的完成时间也不足15天，均未达到规范要求的28天的时限，但可以看出，单桩强度随着时间增长而呈现增长趋势。

4.5 设计要求

由于该地区原为区域性泄洪区，且局部坑塘较多，虽然勘察报告中未提及坑塘等，但是设计图纸中明确要求在开槽后且在桩施工前先进行初验槽，以确定基底土质情况，再行施工，并提出当遇有填土时应挖除并采用素土分层夯填至设计标高，回填土强度不低于②层粉土强度，施工时压实系数不小于0.97的要求。但是，本工程在开槽后，未进行验槽，未及时发现局部回填土，同时在施工时也未加注意，从而造成如此结果。

5质量问题的处理

针对本工程出现的质量问题，本次经济合理、安全可靠的原则，提出如下处理意见。

勘察单位对回填土区补充勘察，提供回填土的分布范围、深度及变化，以及回填土的强度及相关参数值，并提出针对性的处理意见。

根据补充勘察资料及现场的调查，提出如下方案：一是将回填土全部挖除，采用设计要求的换填方法；二是利用长短桩的方法加固回填土，以达到复合地基设计承载力要求。第一种方案需大面积开挖，且回填土厚度大，对原施工桩有一定的影响。第二种方案则相对简单，仅在原桩的对角线中点加水泥搅拌桩，通过计算承载力确定桩长及提高的幅度即可，施工起来也相对方便。因此最终确定加桩形成长短桩多元复合地基的方法来达到设计要求。根据计算，在回填土区域现有桩的对角中心位置均增加一个桩，有效桩长6.0m，水泥搅拌桩采用原配比及施工工艺，设计计算采用原试验桩的最小值。根据最终补桩试验结果，复合地基承载力达到了设计要求，效果良好。

6结论与建议

通过本工程出现的问题，总结出经验和教训。在进行水泥搅拌桩施工时，一定要加强现场的监督管理，同时勘察单位应认真做好勘察工作。在施工中应按照相应的管理程序，开槽后先初步验槽，无误后再进行桩施工；检测单位也不能任由他方指挥，应严格按照规范规定时间要求进行检测，方可真实客观反应桩的质量的真實情况。只有通过严格的施工管理方可切实保证工程质量，使建筑质量百年无忧。

参考文献

[1] 《建筑地基处理技术规范》 （JGJ 79-2012） 中国建筑工业出版社 2011年 北京

[2] 《水泥土桩复合地基技术规程》 （DB 13（J）T39-2016） 中国建材工业出版社 2016年 北京

[3] 《建筑地基基础工程施工质量验收标准》 （GB50202-2018） 中国计划出版社 2018年 北京

作者简介：顾成永，男，47岁，高级工程师，工作方向岩土工程。