对建筑工程软基处理中水泥搅拌桩应用的几点探讨

对建筑工程软基处理中水泥搅拌桩应用的几点探讨

余果

珠海大横琴置业有限公司

摘要：随着城市建设规模不断扩大，软土地基处理技术已成为城市建设的重要课题。为解决软土地基承载力不足的问题，本文以某工程项目为例，对水泥搅拌桩在软基处理中的应用进行研究。提出了优化水泥搅拌桩施工工艺、控制水泥搅拌桩质量、合理设计水泥搅拌桩承载力等解决措施，旨在提高工程质量和施工效率。本文的研究成果以期为相关工程建设单位和技术人员提供参考借鉴。

关键词：软基处理；水泥搅拌桩；施工工艺；质量控制；承载力设计

引言：近年来，我国城市化进程不断加快，城市建设规模持续扩大，建设用地日益紧缺。为提高土地利用效率，许多工程项目不得不建设在软土地基上。软土地基往往存在承载力低、压缩沉降大等问题，给建筑物的施工和使用带来诸多挑战。为此，国家及相关部门陆续出台了一系列地质灾害防治法规政策，要求建设单位加强软基处理，确保工程质量安全。

1水泥搅拌桩施工工艺优化

1.1 搅拌桩机具选型

选择合适的搅拌桩机具是确保水泥搅拌桩施工质量的关键前提。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011）等相关规范要求，搅拌桩机具须具备足够的扭矩输出和搅拌能力，满足工程地质条件和设计要求。此外，机具需具备自动控制系统，精确控制搅拌深度、转速和提升速率等参数。同时，机具应具备良好的机动性和操作便利性，便于在狭小工作面有效施工。因此，施工单位需根据工程实际情况，综合考虑施工工艺、机具性能、经济效益等因素，科学选型搅拌桩机具，为水泥搅拌桩施工质量奠定基础。

1.2 搅拌参数控制

搅拌参数的精准控制直接影响水泥搅拌桩的质量和承载性能。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012）的相关要求，搅拌参数主要包括搅拌桩直径、搅拌深度、水泥用量、搅拌时间和搅拌转速等。搅拌深度和桩径需根据工程设计要求严格控制，确保达到设计标高和规格。水泥用量应根据设计配合比精确计量，过多或过少均会影响桩体强度。搅拌时间和转速则需结合现场土层情况合理把控，确保混合充分、泥浆拌和均匀。此外，还应全程监测和记录搅拌参数数据，为后续质量评价提供依据。

1.3 施工工序优化

合理优化水泥搅拌桩的施工工序对确保工程质量、提高施工效率至关重要。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012）及相关规范要求，施工工序应包括场地平整、放样定位、成桩、护筒拔出、桩头修整等环节。其中，成桩是关键工序，需严格按设计要求控制搅拌参数，并保持搅拌臂垂直，避免倾斜偏移。护筒拔出时应小心翼翼，防止破坏新成桩体。桩头修整则需去除污浆和松散物，确保后续工程的顺利施工。此外，工序间的衔接也需做好协调，如对场地进行分区作业，防止搅拌污染新浇筑桩身。

2水泥搅拌桩质量控制

2.1 原材料质量把控

原材料的质量直接决定了水泥搅拌桩的整体性能，因此必须从源头严把质量关。水泥应选用符合国家标准的熟料水泥，并做好防潮防风化措施；搅拌用水必须使用清洁无杂质的生活或地下水，严禁使用污水或废水；外加剂如需使用，应选用国家认可的产品，且用量须严格控制。此外，原材料进场时应当进行抽样检测，核查其理化性能是否符合设计要求，并做好复检记录。一旦发现问题，应及时调整或更换，防止不合格材料流入施工现场。

2.2 搅拌桩完整性检测

搅拌桩的完整性对其承载能力至关重要，因此必须采取有效措施进行检测。可采用低应变检测、声学检测、应力波检测等无损检测方法，判断桩身是否存在缺陷、断裂等问题。

低应变检测通过测量桩身应变来评估整体质量，适用于大多数工程；声学检测利用声波在完整和缺陷桩体中的不同传播特性进行识别，对桩顶完整性检测较为可靠；应力波检测则依据波速波形判断桩身质量，能够定位缺陷深度。此外，在检测前应先进行波速实测，了解现场土层特性，并对检测仪器进行标定，确保测试数据的准确性。检测后还需由专业人员对测试曲线进行解析，科学评定桩身质量等级，为后续工程决策提供依据。只有严格执行相关规范，规范检测程序，才能真正保证水泥搅拌桩的施工质量。

2.3 搅拌桩质量评价 

水泥搅拌桩的质量评价对于确保工程安全性、可靠性至关重要。根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2018）的规定，搅拌桩质量评价应从成桩质量、完整性检测以及承载力检测等方面综合考虑。

第一，需检查搅拌桩的外观质量，包括桩身垂直度、完整性、桩头修整质量等，确保符合规范要求。第二，应通过上文提到的无损检测手段，全面检测搅拌桩的整体完整性，剔除存在严重缺陷的不合格桩。第三，还需对搅拌桩承载力进行检测评价，可采用静载荷检测、低应变波速检测、高应变动力触探等方法。根据检测数据，按照规范对单桩的极限承载力和质量等级进行评定，明确桩承载力特性。评价过程中，应邀请工程监理、设计等单位进行全过程监督，确保数据的真实性和可靠性。同时，要保存完整的质量评价文件和报告，作为工程移交和后期维护的重要依据，确保搅拌桩质量得到全面、客观、规范的评价。

3水泥搅拌桩承载力设计

3.1 桩端承载力计算 

水泥搅拌桩的桩端承载力是指桩端所能承受的极限压力值，对整个桩承载力的贡献很大。常用的计算方法有理论公式法和半经验公式法。

理论公式法是基于土的本构理论和极限平衡理论，通过公式计算：

Rp=qp*Ap

其中，Rp为桩端承载力；qp为极限端承载力；Ap为桩端面积。

半经验公式法则依据实测数据，通过回归分析得到经验公式：

qp=γ*(Nc*cu+q) 

其中，qp为极限端承载力；γ为修正系数；Nc为承载力系数；cu为土的无公度；q为地基上部土体压力。

两种方法针对不同土层和桩型，公式形式会有所差异。实际计算时，需结合现场实测数据，并根据安全系数、极限状态等因素进行校正，以确保设计的可靠性和安全性。

3.2 侧阻力计算

水泥搅拌桩的侧阻力计算是确保桩承载力的关键。根据《建筑桩基技术规范》，侧阻力可通过各土层单位侧阻力乘以对应桩段面积累加求得。单位侧阻力的计算需考虑土体性质，粘性土可采用α法，根据侧阻力系数和土的无排水剪切强度确定；砂性土则可用β法，由侧阻力系数和有效上载压力计算得到。在实际设计中，还需结合现场原位测试、室内土工试验等数据，并综合考虑桩径、桩身粗糙度等影响因素，通过反复校核和修正，最终获得可靠的侧阻力设计值，为水泥搅拌桩的承载性能提供保障。

3.3 复合地基设计 

在复合地基设计中,水泥搅拌桩的承载力设计是关键环节之一。首先,需要通过现场地质勘探和室内土工试验,获取土层参数,并结合桩的布置形式和尺寸,利用理论公式或有限元数值模拟方法计算单桩极限承载力。其次,考虑桩土应力径比、桩土相对刚度等因素,合理确定桩土应力分担比例,并校核桩身及桩端应力是否满足强度要求。在此基础上,通过调整桩长、桩径、桩距等参数,优化桩基设计方案,既要保证承载力满足设计要求,又要兼顾经济性与施工便利性。此外,还应对复合地基的整体稳定性和沉降性状进行验算,确保其能够满足上部结构的使用要求。

结语：

水泥搅拌桩软基处理技术在城市建设中发挥了重要作用。施工方应重视水泥搅拌桩施工工艺和质量控制，科学合理设计桩承载力。同时，加强施工人员培训和技术指导，提高精细化管理水平，才能真正发挥水泥搅拌桩技术的应用价值，为城市建设高质量发展贡献力量。相关单位和技术人员也应加强对水泥搅拌桩等软基处理新技术的研究，为城市建设持续健康发展注入更多科技动力。

参考文献：

[1]黄兆龙.水泥搅拌桩施工技术应用要点研究——以成都市简州新城朝阳大道及综合管廊项目为例[J].产业创新研究,2024(08):135-137.

[2]魏自富,刘灿.双向水泥搅拌桩在杭嘉湖平原软基处理中的应用研究[J].安徽建筑,2024,31(04):133-137.

[3]林强有,雷斌,马驰,等.污泥层置换砂桩套打水泥搅拌桩软基处理技术[J].广东土木与建筑,2024,31(04):51-54+69.

[4]葛琴.公路养护中路基路面维修的软基处理[J].四川建材,2024,50(01):158-160.