深层搅拌桩在海堤加固中的应用

古小胡

摘要：文章以深圳宝安区西海堤沙井下涌至上涌加高加固工程为例，简述了淤泥堤基的加固施工中使用深层水泥搅拌桩进行堤基加固的具体方案，说明乐深层搅拌桩技术在海堤加固等软土基工程中的优越性。

关键词：深层搅拌桩；淤泥堤基；软土基工程

中图分类号：U656文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）12-0103-02

深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。在海堤加固工程中，鉴于海堤地形条件及地层结构，并考虑工期、成本和处理效果，采用深层搅拌桩加固地基，其在施工过程中无振动、无噪音，可就地利用地基软土，对环境无污染。对土体无侧向挤压，对邻近建筑物影响很小，且施工速度快。

一、工程概况

宝安区西海堤位于伶仃洋东岸，属珠江三角洲滨海海积冲积平原河涌涌口滩涂地带滩涂地形开阔平坦，从东向西微倾，地面高程一般0~1.0m，其上河涌极多。沙井堤段沿诸河涌口海岸线布置，全长约4.5km。该段海堤场地内地层包括：人工填土层、第四系的海积层、冲红积层、海冲积层、残积层、下伏基岩为震旦系混合岩。海堤沿线地层结构较为简单，但是地下水位高，堤下地基上部主要为淤泥和淤泥质黏土等流塑状软土。软土的工程特性极差，表现为含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性微弱、固结缓慢，抗剪强度和和承载力极低。其地基的工程地质条件复杂，软土不良特性给堤防工程带来的主要工程的地质问题是：压缩沉陷量大，固结速度缓慢，且易形成不均匀沉陷，易产生剪切变形向侧方挤出。该堤段是宝安西海堤加高加固重点段，也是工程地质问题复杂应予足够重视堤段。目前该段海堤为土堤，堤基软弱，抗滑稳定较差，为适应未来交通要求，西海堤的加高加固应该对旧海堤进行地基加固处理。

但在加高加固施工时有可能产生大量沉陷、大面积滑移和挤出。施工首先应禁止堤后取土，以免加速地基失稳。施工时应严格控制加荷速度，限制填土高度，并采取一些有效的防滑措施。在加高加固的施工过程中应建立监测系统，例如位移沉陷、空隙水消散和强度测定，为安全施工提供资料。

地基土体形状及物理学指标，各土层作为天然地基的有关设计参数建议值见表1、表2。

二、深层搅拌桩施工技术

（一）水泥土搅拌桩设计施工工艺参数

采用分段喷粉0~3.0m喷分量50kg/m，两喷两搅，第一次喷粉量30kg/m，第二次喷粉量20kg/m，3.0~10.0m喷粉量100kg/m，三喷六搅，第一次喷粉量50km，第二次喷粉量30kg.m，第三次喷粉量20kg/m，10.0m一下喷粉量70kg/m，两喷四搅，第一次喷粉量40kg/m，第二次喷粉量30kg/m。相邻桩跳打的时间间隔必须≥5天。

（二）搅拌桩施工方法

1．测量放线和桩位定测：先用所加“J2，2±2ppm”型全站仪测定软基处理范围控制点（线），再用此全站仪和50m钢尺配合测定该范围内的没根桩的中心点位。并请监理工程师复核桩位，复核无误后防可尽心下一步工序。

2．搅拌机就位，对中和垂直度检查：搅拌机在自身的步履系统的辅助下，行走至将要施工的桩位处，再通过力轴的操作系统和步履系统复合操作，在对中员的智慧下，是搅拌桩头的锥尖正好与桩位标记点重合（在同一铅垂线上），完成了搅拌机就位和对中任务。最后通过液压系统或支持系统调整搅拌机力轴垂直度，要求垂直度偏差小于1.5%。

3．预搅下沉：桩机就位对中完成后，对照设计施工图纸查明该桩设计长度，并做好记录，然后起到深层搅拌机电机，放松起吊系统（钢丝绳或链式传动系统—），使搅拌沿导向架搅拌下沉，下沉速度有电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。下沉速度应控制在1.0~1.2m/min之间，一般情况下淤泥层工作电流正常值在30~40A之间，黏土层工作电流的正常值在50~70A之间，下沉速度明显降低，而且桩机还会有振动的现象产生，预拌下沉过程中，搅拌机不要用冲水下沉的方法，也不要用喷粉下沉的方法，避免因不同地层的下沉速度不同而产生喷粉量不均匀的现象，在预搅下沉过程中，工作电流突然增加到50~70A时，下沉速度也减小，说明已经进入黏土层，再预搅下沉1米即可达到设计要求。

4．喷粉搅拌提升：当搅拌桩的桩长达到设计要求时，迅速通知司泵员开启灰粉泵泵送灰粉，当水泥灰粉到达喷粉后，再按设计要求和工艺试桩总结的技术参数开始喷粉搅拌提升，喷粉提升速度应控制在0.8m/min，1.0m/min，其工艺特点是一边喷粉，一般提升，一般搅拌。提升过程中，后台供浆必须连续，一旦因故停浆（粉），必须立即通知前台，为防止短桩和缺粉，宜将搅拌机下沉至停粉（断粉）点以下0.5米，待恢复供粉时再喷粉搅拌提升，如因故停电（停机）超过3小时，为防止粉液硬化堵管，宜先拆卸输粉管进行清洗。

5．重复搅拌下沉：深层搅拌机喷粉提升至设计桩顶标高时，关闭灰粉泵，停止喷粉，在此讲深层搅拌机搅拌下沉，下沉至预搅下沉深度是，通过深度计或搭架标尺来制断，迅速通知后台司泵工开启灰粉泵，泵送灰粉，中止下沉。

6．二次喷粉搅拌提升：当水泥粉到喷粉口后，再次按设计要求和桩总结构的技术参数开始喷粉提升，提升速度仍控制在0.8~1.0m/min之内。其工艺特点仍是一边喷粉，一边提升，一般搅拌，喷粉必须是连续均匀。当深层搅拌机喷粉搅拌提升至设计至设计桩顶标高时，集料必须连续均匀。当深层搅拌及喷粉搅拌提升至设计桩顶标高时，集料斗中按桩长和设计配合比配制的水泥粉应该正好全部用完，此时应停止提升，再在此标高出继续搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。最后慢速搅拌提升，使搅拌头慢慢地提升地面。

7．施工记录：在深层搅拌桩的施工过程中，应有专人复杂填写施工记录表，填写《深层搅拌桩施工记录表》时，必须详细地记录搅拌机每米下沉湖泊提升的时间，记录来浆与停浆的时间，记录深度误差不得大于5cm，时间误差不得大于5秒钟，司泵工负责填写《深层搅拌桩供灰记录》时，应认真填写抹灰灌数，每灌用量，水泥总用量，还应认真填写泵送灰粉的时间，停泵时间，总喷粉时间等。最后有专职的施工记录员将上述两种表格内容汇总，填入《深层搅拌施工记录汇总表》中。

三、搅拌桩施工管理制度

为了加强管理，保质保量地完成搅拌桩的施工任务，特制订以下管理制度。

1．水泥土喷粉搅拌桩施工必须严格按照如下设计工艺参数进行：采用分段变掺量喷粉，0～3.0m喷粉量50kg/m。两喷四搅，第一次喷粉量30kg/m，第二次喷粉量20kg/m10.0m一下喷粉量70kg/m，两喷四搅，第一次喷粉量40kg/m第二次喷粉量30kg/m。

2．同时，桩的布置应视实际情况，请示监理及施工员后方可做相应调整。

3．相邻桩跳打的时间间隔必须≥5天。

4．水泥土喷粉搅拌桩抽芯检测90天龄期设计强度必须≥0.7MPQ，28天龄期强度必须≥标准强度的65%，复合地基承载力≥5天12kPQ，检测要求按照有关规范执行。

5．要严格按照二喷四搅和三喷六搅分段变掺量喷粉。搅拌提升喷粉速度不能大于0.8m/min。没条桩开始搅拌到结束，总时间不能超过95分钟。

6．桩位要当天放线当天钻桩，在开始钻桩前，桩位必须经施工员验证无误后方可开始。

7．要服从现场管理人员监督管理。要讲文明礼貌、文明施工，安全生产。

四、结语

深层搅拌桩技术将水泥作为固化剂与地基软土就地搅拌混合形成胶凝体，充分利用了原地层土，不仅可以有效提高地基承载力、改善地基的均匀性、减小工后沉降和消除不均匀沉降，而且可以有效降低工程造价、减小施工难度等，相对与其他处理淤泥质海堤加固方案，既加快了工期又减少了成本。本工程在2002年开始施工至2003年1月竣工，该工程由深圳宝安区工程质量检测中心检测，经深圳宝安区建设局验收合格并交付使用。在目前的设备条件和管理水平下，只要思想认识到位、生产管理到位、深层搅拌桩在海堤加固和软土基地基构建中的应用是有较好的经济效益和较广的应用前景。