作者简介：马玉德（１９８３－），男，甘肃永昌人，本科，工程师，研究方向：工程地质㊂
马玉德
（安徽省核工业勘查技术总院，安徽芜湖２４１００２）
摘㊀要：深基坑作为建筑工程的一个分部工程，是现代建筑必不可少的一部分㊂随着近年来行业竞争越来越激烈，许多企业在深基坑的设计施工上通过降低成本来赢得竞争机会㊂因此大量采用水泥土搅拌桩的深基坑支护形式㊂同一个深基坑的成本预算，用水泥土桩的支护形式比用灌注桩的支护形式成本要节省约３０％㊂本文就水泥土搅拌桩的特性做了介绍，通过案例分析水泥土搅拌桩在芜湖地区不同的地层成桩的效果和强度，以及产生的影响，旨在为以后的基坑设计及施工提供参考㊂关键词：水泥土桩；效果强度；深基坑支护中图分类号：ＴＵ７５３ 文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０５－００８５－０３
１㊀概述
由于我国土地资源整体呈人多地少的态势，为缓解这种局势，现在的建筑物都呈深度纵向发展，即地上越来越高地下越来越深㊂深基坑的使用也越来越多，水泥土搅拌桩的应用范围也越来越广泛㊂以往普遍都是作为深基坑止水帷幕来使用的水泥土搅拌桩，近两年来随着市场的不断变化，被大规模的作为支护桩来使用，然而产生的效果确并未达到预期㊂
２㊀水泥土搅拌桩的性能
水泥土搅拌桩是采用水泥作为固化剂的主要材料，通过搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌形成竖向增强体的复合地基㊂通过这种方法可以提高地基土的强度，增加变形模量㊂用于加固饱和软黏土，特别是处理正常固结的淤泥质土，效果比较显著㊂按照它的施工工艺可以分为浆液搅拌法（湿喷）和干粉搅拌法（干喷）㊂水泥土搅拌桩作为柔性结构设计，多用于竖向荷载的承重，并不能承担较大的水平荷载受力㊂
３㊀工程案例分析３．１㊀工程概况
芜湖地处长江南岸，位于长江与青弋江交汇处㊂境内整体地势呈东南高，西北低之势，虽属长江冲积平原地形，但受地貌单元的影响，地质条件比较复杂㊂其境内广泛分部着饱和淤泥质粉质黏土层㊂
芜湖某基坑地处芜湖市城南高新技术开发区
内，基坑面积约７０００ｍ２，整体呈Ｌ型布局，基坑开挖深度６．３ ７．３ｍ，基坑安全等级二级㊂该基坑开挖深度较深，土质较软，对周围环境有较大影响，属风险性较大工程㊂
３．２㊀工程地质条件
项目所在区内属北亚热带和中亚热带过渡地
带，属季风气候区，气候温和湿润，四季分明㊂场地临近长江，地表径流主要受降雨控制，地表水受季节及汛期影响较大㊂长江水量丰实且洪水汛期水位高，根据水文资料，长江最低水位１ ２月份，平均水位为７．４２ｍ，最高洪水位为１０．９６ｍ（１９５４．８．２５）㊂场地原为池塘及农田，经回填后已平整㊂基坑所涉及区域地层分部如下：
第①杂填土（Ｑ４ｍｌ）：杂㊁灰褐，湿，松散，主
要为粉质黏土㊁粉土，部分为松软黏性土夹砂，含少许建筑垃圾等，上部约０．３ｍ含植物根茎少许㊂本层松散状，不均匀，层厚０．４０ １．８０ｍ，层顶高程
５．８１ ６．６０ｍ，该层在场地内普遍分布㊂
第②层粉质黏土（Ｑ４ａｌ）：褐黄，软塑 可塑，
湿，含铁锰结核少许，干强度中等，韧性中等，切面稍有光滑，无摇振反应㊂层厚０．５０ ２．１０ｍ，层顶高程
４．８２ ６．３３ｍ，层顶深度０．００ １．２０ｍ㊂
第②１层粉质黏土（Ｑ４ａｌ）：为夹层，褐黄，硬
塑，湿，含铁锰结核少许，干强度中等，韧性中等，切面稍有光滑，无摇振反应㊂层厚３．３０ ４．００ｍ，层顶高程４．５６ ４．９８ｍ，层顶深度０．２０ １．６０ｍ㊂第③层淤泥质粉质黏土（Ｑ４ａｌ）：青灰，流塑 软塑，饱和，含腐植质，局部含木炭，干强度中等，韧
５８ 第３４卷第５期２０１９年１０月
资源信息与工程大冲辣椒
Ｖｏｌ．３４ɴ５Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１９
性中等㊂层厚０．７０ １５．７ｍ，层顶高程０．８７ ５．０６ｍ，层顶深度１．００ ５．３０ｍ㊂该层厚度大，力学性质较差（力学指标见表１），不可作为基础持力层㊂第④层粉质黏土（Ｑ４ａｌ）：褐黄，湿，硬塑，局部可塑，含铁锰结核少许，干强度中等，韧性中等，切面稍有光滑，无
摇振反应；层厚３．５０ ２０．４０ｍ，层顶高程－１１．４３ ４．０３ｍ，层顶深度２．００ １７．６０ｍ㊂
表１㊀各地基土层力学指标参数值
土层编号土层名称地基承载力特征值
ｆａｋ／ｋＰａ压缩模量
ＥＳ１－２／ＭＰａ
②粉质黏土１００４．７聂华苓简介
②１粉质黏土１８０８．０
③淤泥质粉质黏土６５３．６
④粉质黏土２００８．２３．３㊀设计与施工
该基坑设计采用放坡土钉结合水泥土搅拌桩坝体的围护形式㊂南侧及东南侧放坡空间不足，采用水泥土搅拌桩坝体（重力式挡墙），坝体宽度５．０ｍ，桩长１４．５０ １５．４０ｍ，内外两侧沿基坑
走向间隔１．０ｍ插８．０ｍ长Φ４８ｍｍˑ３．５ｍｍ钢管，其他区域采用卸载２．５ｍ放坡结合水泥土搅拌桩的围护形式，坑内四周做软地基加固处理㊂水泥土桩施工采用Φ７００两轴搅拌桩，使用Ｐ．Ｏ４２．５级普通硅酸盐水泥，掺量为１５％，浆液水灰比控制在０．５０ ０．６０之间，桩体间搭接不小于２００ｍｍ㊂水泥土桩体２８ｄ无侧限抗压强度不小于０．８ＭＰａ㊂放坡采用土钉墙支护㊂
因第③层土为淤泥质粉质黏土，为防止该层土开挖后强度值达不到设计要求，施工采用四搅三喷的方案，所谓四搅三喷即搅拌桩施工从开始向下钻进就开始喷浆为一搅一喷，钻进结束钻具上提时继续喷浆为两搅两喷，再次下钻时停浆为三搅两喷，最后提钻时继续喷浆为四搅三喷㊂桩体施工保持连续性，桩体间搭接时间不大于１０ｈ㊂水泥浆液的配置严格按照设计要求配置，喷浆泵送压力大于０．３ＭＰａ，提升（或下沉）速度不大于０．５ｍ／ｍｉｎ，垂直度不大于１％，流量㊁深度等均按规范控制㊂３．４㊀支护效果及处理措施
基坑开挖采用分区域挖土，先开挖北侧放坡加水泥土搅拌桩支护部分，开挖严格按照分层开挖的原则，即每层控制在１．５ ２．０ｍ之间㊂由于坡顶有２．５ｍ采取卸载加放坡支护，开挖后整体效果比较理想，只有一处腐殖质（有机质）含量较高部位出现小范围的坍塌（图１）㊂后经过处理并未对基坑整体产生过大影响㊂
图１㊀小范围坍塌部位
南侧水泥土搅拌桩坝体（重力式挡墙）部分因基坑顶部与原地面标高保持一致，未采取卸载放坡的形式，坑底标高要低于其它区域约０．５ｍ，故该区域基坑绝对深度要比其它区域深约３．０ｍ㊂当开挖至４．５ ５．０ｍ时南侧出现位移报警，２４ｈ竖向位移最大３６０ｍｍ，水平位移最大１２０ｍｍ（图２），支护结构基本破坏㊂后经紧急回填对该区域进行取芯检测，检测结果显示该区域有三组芯样在５．０ ７．０ｍ之间无侧阻单轴抗压强度均未达到设计要求，分别为０．６，０．７，０．７ＭＰａ，而且芯样中含有大量腐植质
（图３），其余部位均大于１．０ＭＰａ㊂
图２㊀水平和竖向位移
图３㊀芯样
６８
第３４卷马玉德：水泥土桩在芜湖地区深基坑支护中的应用分析第５期
对该区域的处理方式是水泥土搅拌桩坝体卸载２．０ｍ，坑内采用１２ｍ长Ⅴ型拉森钢板桩支护，内支撑使用２００ｍｍˑ４００ｍｍ工字钢围檩加６０９钢管角撑，外部使用八根拉锚（图４）㊂开挖后变形监测结果显示在正常范围内㊂
图４㊀拉森钢板桩支护３．５㊀原因分析
事后对该项目事故进行了分析，主要存在以下四点原因：
（１）根据勘察报告中力学指标显示第③层淤泥质粉质黏土层的地基承载力标准值为６５ｋＰａ，即约６５ｋＮ／ｍ２，从现场芯样来看对腐殖质的处理几乎等于无效㊂基坑开挖后无侧限的情况下，重力坝自身的重量大于１００ｋＮ／ｍ２，也就是说通过重力坝自身的重量就有可能将坝体压垮㊂
（２）根据‘建筑地基处理技术规范“（ＪＧＪ７９ ２０１２）的强制性条文第７．３．２条明确规定 水泥土搅拌桩用于处理泥炭土，有机质土，ｐＨ值小于４的酸性土，塑性指数大于２５的黏土，或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区使用时，必须通过现场和室内试验确定其适用性 ㊂在方案设计时考虑不周，未进行试验㊂
（３）水泥土桩是柔性结构，用于抗压的软地基处理效果都很理想，但是用于抗剪切力的支护结构效果就会大打折扣，虽然采用插钢管的刚性加固措施但是效果微乎其微，方案过于注重理论计算而忽视了对现场实际的考量㊂
棒棒tv（４）施工过程中因对施工方案的实施不到位以及监督检查不到位，施工工艺及参数有所欠缺，导致基坑变形过大㊂
４㊀结论
水泥土搅拌桩是软土加固常用的一种较经济的加固结构，但是目前对水泥土搅拌桩加固的变形破坏特性认识不清，相应的稳定性评价理论研究较少㊂使我们在使用水泥土搅拌桩时过于盲目自信，忽视了通过现场和室内试验确定合适的施工工艺和参数，也忽视了对现场实际情况的考察而过于注重理论，导致了事故的频发㊂通过以上案例分析，再结合近期在芜湖发生的多个类似的事件，不难发现在芜湖地区用水泥土搅拌桩作为支护桩来使用的可靠性并不高㊂水泥土搅拌桩只能增加土体的竖向抗压强度，而它的抗剪强度却是很差的㊂用于竖向受力的软土地基加固可靠性很高，但是用于横向受力的基坑支护要慎重，如果必须要用，那么要严格按照规范要求通过现场和室内试验确定其可靠性和适用性，再配合可靠的加强措施方可实施㊂
５㊀结语张鲁新
综上，希望可以通过失败的案例来为芜湖地区水泥土搅拌桩的应用提供宝贵的经验，能够使相关单位在设计施工中少走弯路，谨慎使用㊂
参考文献：
［１］㊀邱甲申．深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用研究［Ｊ］．河南建材，２０１８（６）：１４－１５．
［２］㊀濮仕坤，杨庆恒，潘㊀骏．芜湖市水文地质划分及勘察实践［Ｊ］．江苏建筑，２０１２（３）：１９－２３．
［３］㊀赵㊀轶．水泥土搅拌桩处理液化土的探讨［Ｊ］．山西建筑，２０１６（２６）：９８－９９．
［４］㊀陈维勇，林伟强．深层水泥土搅拌桩在淤泥土路基中的应用分析［Ｊ］．公路交通科技（应用技术版），２０１８（６）：２１－
２３．
掌中万维［５］㊀许胜才，张信贵，马福荣，等．水泥土桩加固边坡变形破坏特性及模型试验分析［Ｊ］．岩土力学，２０１７（１１）：３１８７－
３１９６．
［６］㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．ＪＧＪ１２０－２０１２㊃建筑基坑支护技术规程［Ｓ］．
［７］㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．ＪＧＪ７９－２０１２㊃建筑地基处理技术规范［Ｓ］．
夜莺的歌声教学设计７８
第３４卷资源信息与工程第５期
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议