第七届工程地质大会论文4.doc

水泥土深层搅拌桩在岩溶地区的应用以桂林市环城水系观漪大桥西桥台桥基处理为例李佰锋1 牟春梅2，3（1.广东省冶金建筑设计研究院，广东广州,510080 2.桂林工学院资源与环境工程系，广西桂林,541004 3.中山大学物理科学与工程技术学院，广东广州,510275）摘 要：为了加快城市建设和发展旅游业，桂林市近几年加大城市建设的投资，以完成老区的改造和基础设施的建设，如新修建的解放桥，龙隐桥及文昌桥等，现已正式使用，还有几座正在修建的桥如小东江桥等。据不完全统计，仅就桂林市环城水系第一期工程的修建就耗资十几个亿。桂林市环城水系是将两江（漓江和桃花江）和四湖（桂湖、榕湖、杉湖和木龙湖）连接起来，形成一个围绕桂林市的城中水系，以便游客在水上游览市内风景。相应的在水系上也修建了12座风景桥，每一座桥的桥型设计都不一样，以求和桂林市的独特的自然景观协调一致。每一座桥的地基复杂程度也是不一样的，但大多都是基岩中分布有大大小小的溶洞十几甚至上百个，岩溶发育非常强烈。观漪大桥就是其中的一座，该桥天然地基土层物理力学性质差，强度低，不能够承受上部荷载，而且下部基岩埋深大，地基岩溶发育强烈，若采用下部基岩作为地基持力层，则会造成施工技术上的困难，而且工程造价高。为了合理地、经济地使用桥址场地所处的地基岩土层，根据现场的岩土工程勘察资料，经过全面的综合分析和详细、严密的技术论证，决定采用水泥土深层搅拌桩组成复合地基，从而以技术合理、经济节约的方法圆满地解决了这一问题，取得了良好的效果。本文针对观漪大桥西桥台的地基处理为例，介绍了水泥土深层搅拌桩在该工程中的方案选择依据，从设备和材料、施工工艺等几个方面介绍了水泥土深层搅拌桩的施工过程,阐述了桩的质量控制和质量检测方法以及桩在施工过程中应该注意的问题。关键词：水泥土深层搅拌桩；西桥台；观漪桥；桂林市中图分类号：TU47 文献标识码：BAn applying of deep-mixed soil-cement pile in karst areaFor Foundation Treatment of Guanyi Bridge of Circle Water System in GuilinLi-Baifeng Mu-Chunmei(1.Reserach Institute on Structure Design Guangdong, Guangzhou Guangdong,510080 2. Department Resource and Environment Engineering, Guilin Institute of Techonlogy, Guangxi Guilin 541004 3.Insitute of Physical Science and Engineering Technology, Sun,Yatsen, Guangzhou Guangdong,510275) 复合地基是近年来新出现的一种软基处理方法，从地基基本类型上来讲，复合地基属于地基范畴。桂林市环城水系观漪大桥西桥台天然地基土层物理力学性质差，强度低，不能够承受上部荷载，而下部基岩埋深大，若采用下部基岩作为地基持力层，则会造成施工技术上的困难，而且工程造价高。为了合理地、经济地使用桥址场地所处的地基岩土层，根据现场的岩土工程勘察资料，经过全面的综合分析和详细、严密的技术论证，决定采用水泥土深层搅拌桩组成复合地基，从而以技术合理、经济节约的方法圆满地解决了这一问题，取得了良好的效果。1.工程概况及地质条件1.1工程概况桂林市为全面形成“古城居中”的山水城的城市格局以完善城市水体环境、提高城市美感度、促进城市旅游业的发展，决定对旧城中心区的环城水系景观进行综合整治，沿“两江四湖”（两江为漓江、桃花江，四湖为桂湖、榕湖、杉湖和木龙湖）重建十三座桥梁，观漪大桥即是其中之一。观漪桥位于桂林市桂湖景区的杉湖和木龙湖的分界区。其东接解放西路，西连西凤路。全桥总长90m，桥宽40m，桥面标高154.35m，桥梁采用钢筋混凝土结构，为拱桥，主拱跨径12m，（净空3.8m，保证船只通航空间）。主跨两侧桥墩采用多个半圆拱相交排列。1.2地质条件经钻探揭露，桥址处岩土体种类较为简单，但其厚度、埋深、分布及工程特性在空间上变化较大,见表1。表1 桥址处岩土体工程特性上覆土体及下伏基岩成分状态厚度(m)混凝土桥面、沥青路面及垫层以灰岩碎块、砂、水泥和沥青为主0.30.8浆砌片石桥墩灰岩片石、砂和水泥67.25素填土（Q4ml）为原桥回填土，成分主要是灰岩碎石、粘土可塑状粘土2.26.6杂填土（Q4ml）为原桥回填土，成分主要由碎砖、煤渣等建筑物垃圾组成4.056.6淤泥质土（Q4al）为湖相沉积，灰黑色，含腐殖质及少量贝壳，具腥臭味，饱和，软塑状0.32.8红粘土（Q4el+dl）主要为灰岩红土化作用形成的残坡积高塑性粘土。可塑状红粘土软塑状红粘土0.73.50.56.8上泥盆统桂林组灰岩（D3g）矿物成分为方解石，坚硬、性脆、微风化，岩石较完整，岩心采取率85%岩溶较发育，钻孔遇洞率48%3.111.52.基础方案的选择西桥台上覆第四系土层较厚，基岩埋藏深。从湖底开挖至基岩面，埋深2.3320m，岩面起伏坡度大，溶沟、溶槽发育，故不宜采用明挖基础方案。由于溶沟、溶槽边壁呈齿形状及鹰嘴岩，不宜采用锤击沉管灌注桩等桩基础，否则易产生滑桩、斜桩、桩端基岩不稳定等后果。考虑到观漪桥地基承载力设计值180KPa，底部较完整灰岩地基承载力标准值虽高为4000 KPa，但埋藏太深，明挖基坑工作量实在过于浩大经济上不划算，而且桩基施工技术难度大，容易出现的问题太多，故不提倡采用。再看可塑状红粘土，土质均匀，中等压缩性，有一定力学强度，工程性能尚好，地基承载力标准值为145 KPa，已接近观漪桥建筑基础地基承载力设计值180KPa，但考虑到安全系数因素，也不宜直接作为地基持力层。在此情况下，综合考虑桥址场地地层结构、土层强度及工程整体经济合理性、技术施工难易程度及环境问题等因素，拟采用水泥-土深层搅拌桩复合地基（场区内地下水、湖水经测试对混凝土无腐蚀性）。3.桩的施工情况3.1施工设备和材料采用GZB-600型深层搅拌机。桩径700，桩间距500，即桩与桩深入搭接200。桩长可根据基础底面至基岩面高差决定，以达到或接近较完整基岩面为准。水泥标号为425#，混凝土的标号为C20，水泥浆混合配比为水泥：水：石膏：木钙=1：0.52：0.021：0.0021（质量为220：114.5：4.58：0.45 Kg）。3.2施工工艺工艺流程为：定位预搅下沉喷浆搅拌上升重复喷浆搅拌下沉重复喷浆搅拌上升完毕清洗移位进行下一根桩的施工。3.3施工注意事项1.场地内岩溶较发育，溶沟、溶槽边壁较陡，故在深层搅拌桩施工时，一定要控制好桩端的埋深，务必使之达到完整基岩。边坡主要为素填土、杂填土及淤泥质组成，高45m，土质较差，放坡难以稳定，宜采取支护。2.施工时应将湖水疏干，减少地下水的补给及降低地下水水位，加强边坡稳定。3.施工中应注意季节雨水汇集，做好排水工作。4.桩基施工中应做好桩底检验，若遇异常情况应采取补救措施，桩基竖向承载力值的测定应采用竖向抗压静载试验确定，并检查基础整体质量。5.基础施工应做到文明施工，搞好场地使整洁有序。防止震动、噪音、污水及泥浆等对邻近环境的影响。4.质量控制与质量检验4.1质量控制1.预搅：软土应完全切碎，以利于水泥浆和土均匀搅拌。2.水泥浆不得离析：水泥浆要严格按已设计好的配合比配置，要预先筛除水泥中的结块。为防止水泥浆发生离析，可在灰浆拌制机中不断搅动，待压浆前才缓慢倒入集料斗中。若在雨后施工，由于原材料含水量改变，要根据砂石含水量的变化，而相应调整配合比中的用水量。3.确保加固强度和均匀性：压浆阶段不许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。严格按设计确定的结果控制喷浆、搅拌和提升速度，误差不得大于10/min。控制重复搅拌时的下沉和和提升速度，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。4.保证垂直度：注意起重机的平整度和导向架对地面的垂直度。4.2质量检验1.施工原始记录要详尽、完善，如实记录并及时汇总分析，发现不符和要求的立即纠正。2.开挖检验，选取一定数量的桩体进行开挖，检查加固桩体的外观质量、搭接质量和整体性。3.取样检验：从开挖外露桩柱体中凿取试块或采用岩芯钻孔取样制成试件，与室内制作的试块进行强度比较。4.采用标准贯入试验及轻便钎探等动力触探方法检查桩体的均匀性和现场强度。5.定期进行上部结构的沉降、侧向位移监测。6.桩体完整性及桩基承载力检测须用动测和静载试验共同完成。5.结论与建议1.水泥土深层搅拌桩在本工程中的成功使用，为在桂林地区建设高层建筑、进行地基处理提供了经验。2.水泥土深层搅拌桩用于软弱地基处理，应根据工程的特点和具体要求进行设计、施工、检测。3.实践证明水泥土深层搅拌桩治理该工程地基土安全可靠、经济合理，而且可以大大降低工程造价。参考文献：【1】断新胜 顾湘 张鸣等 水泥土深层搅拌桩在长江堤防管涌险段治理工程中的应用 水文地质与工程地质 2000年5期【2】闫明礼主编 地基处理技术M.北京：中国环境出版社，1996【3】林宗元 岩土工程治理手册M 辽宁：辽宁科学出版社，1993【4】高大钊等 地基加固新技术