【摘要】深層水泥攪拌樁是應(yīng)用較廣泛的一種地基處理工藝，但因?qū)κ┕すに嚭驮O(shè)計方法缺乏足夠的認(rèn)識，以致造成了不必要的質(zhì)量事故。本文就作者對深層水泥攪拌樁在實際應(yīng)用中存在的若干問題進行了思考，提出幾點改進意見。

【關(guān)鍵詞】水泥攪拌樁；設(shè)計；施工；檢測

水泥攪拌樁是以樁的形式對軟土地基進行補強，使補強樁體與天然地基共同組成承載力較高、壓縮性較低的復(fù)合地基，同時土中高應(yīng)力區(qū)增大，從而提高了地基的承載力。攪拌樁技術(shù)在20世紀(jì)50年代初起源于美國，稱為 MIP工法：瑞典于1967年開始研制石灰粉噴攪拌法：1953年日本從美國引進水泥攪拌樁技術(shù)。我國自1984年在我國投入批量生產(chǎn)后，并在市政、建筑、交通、水利等方面得到普遍應(yīng)用。但是，目前水泥攪拌樁在軟弱土基中的處理中，在設(shè)計、施工、檢測等方面中還是存在一定的問題。

一、設(shè)計中存在的問題

1.1 復(fù)合地基承載力取值問題

設(shè)計人員盲目將軟土地區(qū)深層攪拌水泥土樁復(fù)合地基承載力取值大于200kpa，這是不妥當(dāng)?shù)摹Ｓ捎谒嗤翗兜淖冃文Ａ恳话銥槠錈o測限抗壓強度的50倍，高達(dá)100MPa以上，其應(yīng)用的環(huán)境又為軟土，因此樁土模量比大多超過50，規(guī)范中規(guī)定按樁基的設(shè)計原理計算單樁承載力是合理的。但是，如前所述，由于單樁承載力很小，在軟土中要取得較理想的復(fù)合地基承載力，只得采取增加樁數(shù)，即加大置換率的辦法。由于φ500mm的深層攪拌樁的單樁承載力多在80～130kN之間，很少超過150kN，若取R=-140kN，樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值fsk=120kpa，樁間土承載力折減系數(shù)β=0.5，復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值取200kpa，則可由規(guī)范中的復(fù)合地基承載力公式求出面積置換率m=0.214。若采用正方形布置，則樁距小于2倍樁徑，給布樁帶來困難。

1.2 群樁效應(yīng)問題

由于單樁承載力較小，為得到較高的復(fù)合地基承載力，樁中心距常常接近2倍樁徑。多數(shù)情況下深層攪拌樁為摩擦樁或端承摩擦樁，其側(cè)阻力的群樁效應(yīng)問不容忽視，實際上群樁大多是塊體深基礎(chǔ)形態(tài)。 設(shè)計人員通常認(rèn)為復(fù)合地基不同于樁基礎(chǔ)，多以就往往忽略了對實體基礎(chǔ)下的地基土強度驗算。另外，工程設(shè)計人員也極少要求進行多樁復(fù)合地基靜載荷試驗，絕大多數(shù)的工程往往只進行單樁符合地基靜載荷試驗，所以設(shè)計中的失誤常常在事故發(fā)生才表現(xiàn)出來。

1.3 沉降計算問題

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012中規(guī)定：“……樁端以下未處理土層的壓縮變形值可按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011的有關(guān)規(guī)定確定?！庇捎诮?jīng)攪拌樁加固的復(fù)合地基與樁端以下未經(jīng)處理土層兩者剛度相差很大，不能采用均質(zhì)體應(yīng)力分布來計算樁端土的附加應(yīng)力，而應(yīng)該采用深度相當(dāng)于樁端深度的剛性實體基礎(chǔ)來按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011規(guī)定計算樁端以下未經(jīng)處理土層的壓縮變形。否則，將導(dǎo)致低估樁端附加應(yīng)力，當(dāng)樁端土層壓縮性較高時，計算得出的樁端以下土層的壓縮變形值將明顯偏小。對此，設(shè)計人員容易疏忽大意，因此而發(fā)生的工程事故較為普遍。

1.4 水泥摻量問題

主要存在個別設(shè)計人員對水泥土的強度認(rèn)識不深，對水泥土強度的設(shè)計值的要求數(shù)據(jù)隨意性較大，缺乏水泥土強度跟土的顆粒含量、含水量以及水泥摻量存在著密切相關(guān)關(guān)系。如對同樣的地質(zhì)條件同樣的水泥摻量，有的同志設(shè)計值要求為1.5MPa，有的提1.0 MPa，有的提0.5 MPa，隨意性較大，也很不科學(xué)。正確的設(shè)計方法是：一、鉆取地基中的軟弱土基土樣，做室內(nèi)各種水泥摻量的配比試驗，根據(jù)配比試驗按照設(shè)計強度要求選擇合適的水泥摻量；二、如果由于時間、投資的關(guān)系無法進行室內(nèi)配比試驗的，應(yīng)對相近的工程地質(zhì)條件的水泥土試驗成果進行對比，以選擇合適的設(shè)計參數(shù)。

1.5 設(shè)計齡期問題

水泥土強度隨著齡期的增長而增大，一般在齡期超過28天后仍有明顯增加，當(dāng)齡期超過三個月后，水泥土強度的增長才減緩，因此，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012才規(guī)定以90天齡期作為水泥土的標(biāo)準(zhǔn)強度。根據(jù)一直以來的施工實踐，一般在28天齡期進行開挖并開始施加上部荷載，從工程的安排及實施效果來看，當(dāng)上部建筑物施工完畢，一般已經(jīng)超過90天，故其齡期能夠滿足工程的要求。

二、施工現(xiàn)場處理問題

目前一般采用攪拌樁進行地基處理的水利工程，工程地質(zhì)條件均較差，為了滿足樁機施工工作面的要求，一般設(shè)計均提出鋪設(shè)0.5m厚的鋪砂層作為工作面，但是，這個厚度在很多地質(zhì)條件特別差的地方，應(yīng)進行增大才能滿足施工設(shè)備的要求。所以鋪砂層的厚度問題不應(yīng)該僵化，應(yīng)該按照實際情況進行確定，建議一般設(shè)計可以將鋪砂層的厚度按照1～2.0m進行設(shè)計，不僅能滿足施工工作面的要求，同時也有利于上部樁身的強度發(fā)展以及提高整個復(fù)合地基的承載力，有利于提高工程的安全度。另外，根據(jù)實踐，水泥土樁處于地下水中相比于處于周邊含水量很少的環(huán)境，其強度提高速度低了很多，從有利于樁的早期強度發(fā)展的角度出發(fā)，建議應(yīng)在基坑周邊設(shè)置降水井，降低地下水。這一點，設(shè)計人員很少考慮，施工單位一般也沒有注意到。

三、質(zhì)量檢測問題

根據(jù)規(guī)范，水泥攪拌樁的檢測項目有7天N10輕便觸探、28天抽芯并室內(nèi)試驗和現(xiàn)場靜載試驗，有條件的還開展28天樁頭足尺無側(cè)限抗壓強度試驗，但是，對于抽芯試驗結(jié)果，從梅溪橋閘到東里橋閘等工程，其強度高于、低于設(shè)計強度值均有，對浸泡于水下的樁頭的7天N10輕便觸探全部不能滿足要求，因此，如何評定樁基礎(chǔ)合格，規(guī)范并沒有明確的規(guī)定，參考其它類型樁基礎(chǔ)，一般建議將靜載試驗的成果作為最終的地基合格與否的標(biāo)準(zhǔn)，從幾個大型橋閘的實踐上來看，是合適的。

深層水泥攪拌樁加固軟土地基在工程中應(yīng)用的成敗，不僅取決于上述幾個方面的問題，還取決于試驗、施工、檢查等各方面的因素，更不能簡單地在圖上畫樁位，提一些簡單的要求了事，還要綜合考慮各種因素，合理采用各種物理參數(shù)，使之既合理又經(jīng)濟，以利于處理好軟土地基。

作者簡介：林嘉斌，男，（1982.11—），廣東潮陽人，畢業(yè)于武漢大學(xué)，本科，工程師 ，主要從事水利工程質(zhì)量監(jiān)督。