某大楼建筑物面积约为1730m2，为七层楼，总高度约29m，框架结构，设计采用片筏基础，埋深2.0m，持力层为素填土（仅存在于局部地区）和属冲积层中的软弱有机质土（粘土）。该大楼地处市区内，建筑密度大，其南侧、西侧为高7m-13m的挡土墙，北侧围墙外为一条自东向西流的小溪，形成2m-4m高的边坡。由于挡土墙和围墙基脚入土浅，如果大楼基础持力层选择冲积层中承载力较高的中砂层，基坑开挖的深度较大，就会扰动挡土墙和围墙地基土体，导致围墙和挡土墙及土体滑移，严重会使周边建筑物发生不均匀沉降，给施工和已有建筑物带来安全隐患。

 

　　二、复合地基（水泥土深层搅拌桩）的工作内容与施工流程

 

　　水泥土深层搅拌桩（单轴）复合地基的施工主要流程如下：（1）前期施工准备阶段→（2）（水泥土深层搅拌桩）复合地基施工阶段→（3）土方开挖与复合地基质量检验阶段→（4）复合地基子分部验收。其中，各阶段的工作内容与路程如下：

 

　　前期施工准备阶段的主要工作有：（1）熟悉场地勘察报告，开展场地平整与地下障碍物的清理，临电临水布置；（2）桩机设备与水泥等材料的进场、组装、安检，设计参数原始标定；（3）施工测量放线、桩位测定及保护；（4）开工手续办理；（5）根据设计要求、试桩施工情况，标定搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆输送管到达搅拌喷浆口的时间以及起吊设备提升速度等施工工艺参数，并确定搅拌桩的配合比。

 

　　水泥土深层搅拌桩复合地基施工阶段的工作流程如下：桩机就位→搅拌切土、下沉→配置、搅拌水泥浆液→喷浆搅拌、提升→重复搅拌切土下沉→重复搅拌提升喷浆→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。

 

　　土方开挖与复合地基质量检验阶段的主要工作有：（1）复合地基施工完成（含养护周期，一般为90d）后，应进行复合地基水泥土深层搅拌桩的承载力与桩身强度等检验（荷载板试验、取芯）；（2）土方开挖与桩位、桩径、桩端外观质量检查。

 

　　复合地基子分部验收，各分项工程质量验收合格、质量控制资料完整、有关安全及功能检验与抽样检测符合要求、观感质量合格后，应及时完成子分部验收。

 

　　三、深层搅拌桩在复合地基中的设计应用

 

　　1、单桩承栽力的计算

 

　　本工程根据室内强度试验资料选择水泥掺入比W=15%，根据《地基处理手册》（1988）相关资料和公式。

 

　　2、复合地基面积置换率（m）

 

　　该综合楼设计采用片筏基础要求地基承载力fak≥180KPa，而有机质土（粘土）天然地基承载力=135KPa。根据《建筑地基处理技术规范》公式：[3]fcu，k=1.7mPa=0.33，Ap=（d/2）2=0.196m2Ra=fcu，kAp=109.96kN。

 

　　3、复合地基总桩数（n）

 

　　该大楼设计采用片筏基础占地总面积约A=1740m2。复合地基面积置换率m=0.228，桩径d=500mm，一根粉喷桩所承担的处理面积Ae=（d/2）2/m=0.86（m2），深层搅拌桩的设计按正方形布置，a2=0.186m2，计算得=0.93m，取=0.90m，则粉喷桩中心距为=0.90m，排间距=0.90m，调整后复合地基面积置换率m=0.242，设计总桩数n=A/Ae=1740/0.81=2148根，因场地形状不规整，图上实际布孔数为在2204根。为了施工及布桩方便，实际桩数和桩间还应根据沉降差的要求，在实际施工中进行适当的调整。

 

　　4、复合地基下卧层地基强度的验算

 

　　深层搅拌桩底面处经深度修正后的地基承载力标准值为：f=fk+d0（d-0.5=413.5（kPa），式中：d=1.1，0=18.0kN/m3将搅拌桩和桩间土视为一个假想实体基础时下卧层顶面地基承载力标准值为fb=fsp，k·A+G-qs-fs，k（A-F1）F1=323.8kPaFf，式中：A=F1=1740m2，G=A·d·，=20.0kN/m3，qs=20kPa复合地基下卧层地基强度的验算满足设计要求。

 

　　5、复合地基的沉降计算

 

　　当深层搅拌桩复合地基承受上部基础传递来的垂直荷载后，所产生的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的压缩变形Sl和桩土复合层底面以下土的沉降量S2，即S=S1+S2。

 

　　桩土复合层的压缩变形Sl可按下式进行计算：S1=（P+P0）L2Eo=0.031m=3.1cm，式中：P=fsp，k·A-fs，k（A-F1）F1=fsp，k=180（kPa），桩土复合体平均容重：p=18.0kN/m3桩土复合体变形模量：E0=mEs0+（1-m）Es=49.04（MPa）桩身水泥土变形模量：Es0=110fcu，t=187（MPa）桩间土压缩模量：Es=5MPa从上述设计计算可看出经过处理后复合地基的变形模量E0会比桩间土压缩模量E，提高近九倍。

 

　　桩端下未加固土层的压缩变形S2按地基规范中的分层总和法并结合表1中的相关数据计算，S2=sn0Esi（ziai-zi-1ai-1）=2.8（cm）故总沉降量计算值：S=S1+S2=5.9（cm）。

 

　　6、主要技术要求

 

　　深层搅拌桩加固深度为6.00m，且桩端进入中砂层不少于500mm。加固后的复合地基承载力标准值应达到180KPa。采用425#普硅早强水泥，每米进粉量不少于60kg，掺入比15%，桩径d=500mm。停灰面为自然地表面最低处以下200mm，布桩误差小于20mm，成桩误差小于50mm，垂直度误差小于1.5H%。

 

　　四、复合地基施工

 

　　该复合地基加固工程动用三台DSJ型深层搅拌机。成桩施工采用四喷四搅工艺，粉体加固剂为425#普通硅酸盐水泥，平均每米用水泥60kg左右，电子秤计量。施工时，钻机下降和提升速度控制在1m/min～1.2m/min，水泥浆泵送压力为0.2Mpa～0.5MPa。

 

　　五、施工质量控制

 

　　详细探明工程地质情况，必要时应作补勘，正确选择持力层或桩端标高。根据工程地质条件，合理选择桩型施工方法及打桩顺序。保证垂直度：采用精密水平仪调平，确保深层搅拌机的平整度和导向架对地面的垂直度，导向架的垂直度偏斜不超过115H%。保证桩位准确度：采用全站仪进行桩位定位，相邻两桩位与设计误差控制在20mm以内。通过机械自动控制回转与提升及电子秤计量，确保搅拌和提升的均匀性。另一方面，采取三台深搅机不同时起动，避免频繁停机。采用四喷四搅工艺确保固结体的连续性，避免断桩现象，并确保桩径不小于500mm。对于遇块石或其它大片障碍物的地带，采用人工开挖清除块石或障碍物，回填土后，再施工深搅桩。建立图纸自会审制度；施工前在公司统一领导下，组织技术人员认真看图，熟悉图纸，全面熟悉弄清设计意图，发现问题，认真做好记录，正式会审时，应将问题全部搞清楚，落实解决办法。施工前应组织有关人员认真分析施工图纸及地质勘察报告，并做好图纸会审工作，对作业人员进行技术交底和安全交底。对于工程管桩质量控制，首先对桩进行外观检查，尺寸偏差和抗裂性检验。有条件的话进行取样送检。

 

　　六、施工效果

 

　　该工程施工结束后，对深层搅拌桩施工效果的检测，采用了开挖检查、现场静载试验和沉降观测等方法。

 

　　现场静载试验，搅拌桩施工完成30d以后，进行现场静载试验，共对二十一个点进行静载试验，承压板的面积为0.81m2（即边长0.90m×0.90m）。

 

　　沉降观测，竣工后进行了两年多的沉降观测，从观测结果可以看出，沉降已趋于稳定。且累计沉降量为5.5cm，比设计计算值（5.9cm）小。

 

　　七、结束语

 

　　在严格遵守“方案先行”的工作制度，定期召开工地例会，严格按照设计图纸施工监理，严把材料质量关，事前、事中、事后控制到位，施工过程严格检查，发现问题及时处理，重视成品保护，严格检验制度的前期下，势必能够有效控制建筑工程中复合地基的施工质量。

 

　　参考文献：

 

　　[1]黄炜.房屋建筑施工中的地基施工技术研究[J].产业与科技论坛，2013，02：83-84.

 

　　[2]沈习宝，李小健.复合地基施工技术探讨[J].黑龙江科技信息，2011，21：268+255.

 

　　[3]刘安乐.建筑工程中复合地基施工技术的分析[J].四川建材，2009，03：230-231.