用剛-柔復合地基技術處理水泥土樁復合基礎事故實例

■ 楊少余 Yang Shaoyu

0 工程概況

蘇北地區某住宅小區遇到了這樣的地質：其19#、20#樓三個單元中，各有一個西單元下有軟弱下臥層。通過經濟與技術分析，西單元采用了水泥樁復合地基，東面兩個單元用天然地基，并在西單元與東面兩個單元間設沉降縫。該地塊土層分布見表1及圖1。

2 水泥樁基處理

依據《建筑地基基礎設計規范》（GB5007—2002）、《建筑地基處理技術規范》（JGJ79—2002）及本工程《巖土工程勘察報告》，考慮到19#樓為6層異型柱框架結構（含地下室），20#樓為6層磚混結構（含地下室），基礎形式為筏基，基礎持力層為第②-1層粉質粘土層，地基承載力特征值為100kPa。對19＃、20#樓西單元做局部處理，采用Φ500水泥攪拌復合地基筏板基礎，水泥樁單樁承載力特征值90kN，復合地基承載力150kPs，置換率13.6%，樁端持力層③-1層粉質粘土層，樁端進入持力層1 000mm，樁長5~10m（含樁頭鑿除高度），總樁數475根，施工方法為單攪濕法。在設計樁頂標高上鋪設褥墊層，褥墊層采用級配砂石回填，褥墊層厚度為300mm，褥墊層材料為中砂、粗砂、級配砂石、碎石最大粒徑不宜大于30mm。水泥樁采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量15%，水灰比0.45~0.5，要求樁的水泥摻入量≥50kg/m，90d齡期試塊的無側限抗壓強度Jcu≥1.4MPa（圖2）。

在水泥土樁施工完成90d后做單樁承載力、復合地基承載力檢測，都不能滿足設計要求的單樁承載力特征值90kN，復合地基的承載力150kPa，又經鉆孔取芯做無側限抗壓強度檢測，也達不到設計強度值1.4MPa，平均值只有0.32MPa。

表1 場地土層分布描述狀態及綜合分析評價表

3 原因分析

⑴該地塊土質在設計決定采用水泥樁復合地基前，未做充分的土工試驗及水泥土試配，僅憑地勘報告并不能完全揭示與水泥在一定配比情況下的固結特性，不能滿足設計要求。

⑵原有場地上溝塘、蘆葦、有機質含量高的淤泥未清理干凈，回填土未按要求分層回填壓實，土體沒有固結，且土體中有蘆葦根、石塊、生活垃圾影響水泥土均勻、成型。

⑶未做試樁、試樁成型檢查及試樁規范要求的各項檢測，就大面積施工。

⑷從挖樁頭及鉆孔取芯看，在該地塊采用單頭二噴二攪工藝，水泥土攪拌不勻。

⑸由于在飽和水中攪拌，水泥土中水泥含量達不到15%。

⑹雖然設計要求水泥土樁不少于50kg/m，施工也按此執行，但未按水泥土水泥含量計算每米水泥土樁應摻入量，即按要深攪的土層平均濕土容重計算，按此計算水泥土樁水泥摻入量應在56kg/m，水泥摻量少11%。

⑺成樁機械沒有流量計、壓力表，注漿壓力及注漿量無法量化。

⑻深攪桿下鉆、提鉆速度與水泥漿以設計配合比間水泥漿加注量不匹配，水灰比遠大于設計值。

⑼攪拌不勻。

4 擬采取的基礎處理方案

綜合各方因素，依據水泥樁取芯質量檢測及復合地基承載力檢測報告，最后采用剛-柔性復合地基技術，充分利用原水泥土樁可利用的承載力，以減少損失：①擴大地下室底板；②全部改用預應力管樁或混凝土小方樁；③采用復合地基補鋼樁、素混凝土樁、CFG樁；④現有深攪樁加壓注漿。

考慮到已成樁的水泥土原土已得到加強，管樁能否打到持力層是關健。通過在水泥土樁間試樁，并經檢測確定，此方案能滿足設計預設值要求。

5 實施方案

⑴對于19號樓為異型框架結構，采用預應力管樁同19號樓，但在管樁頂做承臺，并與地下室筏板基礎一同澆筑（圖3）。

⑵對于20號樓為磚混結構，預應力管樁沿縱橫墻布置，樁長10m，單樁承載力特征值為500kN，樁選用PC-400（90）AB-C60-10A，樁入持力層③-2粉質粘土，樁尖進入持力層≥1 500mm(圖 4)。

6 結語

以《剛-柔性復合地基技術規程》（JGJ/T210—2010），對水泥土樁復合地基加固處理軟弱地基失效，而充分利用已加固部分土體的有效承載力，使得復合地基中樁體和樁間土在荷載作用下能夠共同承擔上部荷載。需要注意的是，在預先考慮使用剛-柔性復合地基技術時，宜先施工剛性樁，后施工柔性樁，以減少擠土效應，其驗收標準應符合現行國家標準《建筑地基施工質量驗收規范》（GB50202）的規定。