摘要：水泥搅拌桩是加固软土地基、消除土层液化常用的措施之一，它利用水泥作为固化剂主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基中就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结层具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
关键词：水泥搅拌桩；地基处理；运用
1 工程概述
王窑河强排闸站位于徐州市城西海绵城市示范区王窑河上游、泉润公园南端，主要任务为提高王窑河流域防洪排涝标准，减少入云龙湖初期雨水量，保障云龙湖水质。
强排闸站设计流量12m3/s，泵站安装4台1000ZLB-3型立式轴流泵，总装机容量640kW。站身采用闸站结合形式，共分五室，顺水方向长度14.70m，宽度22.30m，站室底板底高程33.20m。站下翼墙底板底高程33.50-34.00m，站上翼墙底板底高程35.50m。
2 工程地质条件
根据我院《徐州市王窑河综合整治工程（火花闸以下）强排闸站工程地质勘察报告》，在勘探孔揭露范围内，该场地内土层自上而下分为7层：
A杂填土：黄褐色，松散，主要由粉质黏土组成，含植物根系，厚2.20到2.50m。
①-1粉砂（Q4a1+p1）：黄色，局部夹砂壤土、壤土，松散，饱和，标贯击数6击，经判别为地震可液化土层。该层分布不连续，层厚2.20到2.50m。建议容许承载力80kPa。
①淤泥质粉质黏土（Q4a1+p1）：深灰色，流塑～软塑，夹薄层砂粉质黏土，土质很不均匀，干强度低～中等，韧性低。该层层厚3.10到4.0m。建议承载力特征值60kPa。
②粉砂（Q4a1+p1）：黄色，局部夹砂壤土、壤土，松散，饱和，标贯击数6击，经判别为地震可液化土层。该层分布不连续，层厚2.0～2.2m。建议容许承载力110kPa。
③粉质黏土（Q4 a1+p1）：灰褐、黄褐色，可塑，切面稍有光泽，干强度、韧性较高，压缩性中等。该层分布不连续，层厚1.50m。建议承载力特征值100kPa。
④粉砂（Q4a1+p1）：黄色，局部夹砂壤土、壤土，松散，饱和，标贯击数7击，经判别为地震可液化土层。该层分布不连续，层厚1.50到2.0m。建议容许承载力120kPa。
⑤黏土（Q31+p1）：黄色、黄夹灰白色，可塑～硬塑，切面有光泽，干强度、韧性高，压缩性中等，含FeMn结核，下部局部夹砂姜，揭露厚度14.70m。该层为上更新统老粘土，土质较好，建议容许承载力150kPa。
强排闸站场地为采空区，经判别，该场地基本适宜进行工程建设。闸站地基土层为①层淤泥质粉质黏土，余厚约4.0m，压缩性高，承载力低，工程性质差，不宜直接作为基础持力层；其下土层②、④层粉砂，防渗抗冲能力差，且为地震液化土层，工程性质较差。报告建议采用水泥土搅拌桩进行地基处理。
3 地基处理设计
3.1 地基承载力复核
本工程地基处理主要有两个任务：一是消除液化；二是提高地基承载力。现以站身为例，进行地基处理典型设计。
经计算，站身地基应力控制工况为完建期，在控制工况下基底应力最大值为105kPa，最小值为70kPa，平均地基应力为87.5kPa。站身持力层为①层淤泥质粉质黏土，采用《泵站设计规范》附录B1.2公式计算地基允许承载力：
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经计算，①层淤泥质粉质黏土地基容许承载力82kPa，小于地基平均应力，且压缩变形量大，故应考虑对地基进行加固。
3.2 地基处理设计
通过对地层进行分析，淤泥质软弱层主要位于站身底板下3~4m，液化土层位于底板下4~6m及7.5~9m，液化土层间夹约1.5m厚夹粉质黏土层，本次工程地基处理分为两部分，一是消除液化。消除液化采用水泥搅拌桩套打技术，使水泥搅拌桩形成连续壁状墙体，对泵站底板下液化土层进行封闭、截断，防止粉砂液化流动而失去地基承载力，同时也起到防渗帷幕的作用，有效减少水头的渗流。水泥搅拌桩设计直径0.5m，桩中心间距0.4m，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度，对于坚硬粘性土不应小于0.8m，本工程⑤黏土顶面高程25.00~25.90m，设计桩端进入⑤层土大于1m，即桩底高程为24.00m，桩顶高程33.00m，桩长9m。二是软土加固。场地内软土层为①层淤泥质粉质黏土，厚约4.0m，对于软土层加固采用水泥搅拌桩短桩，桩端深入③粉质黏土，桩底高程28.00m，桩顶高程33.00m，桩长5.00m。
根据《建筑地基处理规范》水泥搅拌桩复合地基承载力特征值按下式计算：
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计算时，先计算出已经布置好的长桩置换率，并代入公式，然后根据复合地基承载力要求，试算出短桩置换率，根据计算结果进行桩位布置，并根据实际布置复核地基承载力。经计算，站身下长桩置换率0.114，短桩置换率0.182，复合地基承载力118kPa，满足站身地基应力要求。
4 成桩试验
试验的目的是为了进一步了解施工区域的水文地质条件对搅拌桩施工的影响程度，并确定如水泥浆的配合比、搅拌提升速度、复搅深度、注浆压力及电机工作电流等施工参数。
施工机械选用SJB-Ⅰ型深层水泥搅拌机，水泥掺入量15%，水灰比按0.50、0.55、0.60分别试验。试验桩选择底板外区域，实际共做试验桩3根，最终确定搅拌桩的施工参数如下：①水泥掺入量15%；②水灰比0.60；③浆液提升速度不大于0.5m/min，预搅下沉速度0.6~0.7m/min；④浆液口喷浆压力0.4~0.6MPa。
5 检测结论及沉降观测结果
施工完成后，根据相关规范进行了承载力及成桩质量检测，均满足设计及规范要求。闸站主体完工后进行沉降观测，最大沉降量11mm，平均沉降量10mm，沉降基本均匀。主体结构未出现裂缝，地基处理效果良好。
6 结语
采用水泥搅拌桩进行地基处理时，应根据处理目的，实际土质情况，针对性设计。本工程采用长短桩结合，利用长桩形成围封，消除土层液化，利用短桩加固淤泥层，提高地基承载力。本工程地基处理设计在满足工程安全的情况下，尽量做到经济合理，从目前运行情况来看，取得了不错的效果，为今后类似工程提供了借鉴。
参考文献
[1]赵成荣.软土地基处理——水泥搅拌桩探究[J].住宅与房地产,2017.