摘 要：因地基土中存在泥炭层和其它层中有机质含量较高；勘察资料不详和设计建议不当，施工质量较差。在地基中采用深层水泥搅拌桩复合加固地基，导致整个桩基加固工程报废，直接经济损失52万元。构成三级重大质量事故。
关键词：搅拌桩；事故；分析；桩的承载力
1 工程概况
某敬老院新建工程，由3幢单体建筑构成，总建筑面积为7074m2。办公楼为4层，其余2幢宿舍楼为3层；4层结构设计桩承载为1500～2000KN／柱，3层结构为1000KN／柱。建设地区属山前；中积平原，地势较平坦，场地现场为农田。原勘察资料揭示：在被勘察16．2m深度范围内，地基按其成因类型和物理力学性质，可将地基土划分为5个工程地质层，其中2层可分为3个细亚层：1层为素填土，灰色，主要以粉质粘土为主，层厚0．1～0．4m；2―1层为粉质粘土，饱和，可塑状，中压缩，层厚为0．00～1．10m；2―2层为淤泥质粉质粘土，饱和流塑状，高压缩性含有机质，稍有光滑，无摇震反应，干强度中等，夹薄层泥炭，厚度为O．2m：2―3层为粉质粘土，饱和，可塑性，中压缩，无摇震反应，干强度及韧性中等，局部为粘质粉土，层厚为0．0～2．6m；3层为淤泥，饱和，流塑状，高压缩性，含有机质，局部夹薄层泥炭，层厚1．5～5-7m；4层为含砾粉质粘土，饱和，可塑状，中压缩性，砾砂含量约40％，动力触探原始击数平均15．9击。最大层厚7．2m；5层为全风化凝灰岩，硬可塑状，粘性混砂砾。勘察建议本工程采用水泥搅拌桩法加固处理后的复合地基或采用换填垫层法。参数见表1。
设计为水泥搅拌桩加SN201－A型外加剂复合基础。桩径φ550单桩承载力：为四层结构90KN／桩、3层结构75KN／桩，要求桩进入4层0．3m，桩长在8．5m左右。
2 问题的出现及质量描述
2．1原地质勘察报告中揭示2―2层中存在0．2m的泥炭层。打桩过程中在少部分桩顶上翻泥土中发现有少量的泥炭土。
2．2在对工程桩进行检测和验槽时发现以下质量现场：
2-2_1基坑表面处有较多的泥炭头桩(图1)，泥炭桩感观质量无承载力，部分周边有2～3cm水泥固结环圈。日光照晒后高压缩性的泥炭层收缩较大，桩周边基底裂缝明显；人站立在桩上有遥动感。(图2)
2．2．2通过人工对桩进行探察，基坑下的泥炭层中，桩周水泥无固结，属原质泥炭质土，无泥炭处的桩体水泥固结。
2．3为证实深层桩体质量，对工程桩取芯进行技术检测，桩体及各层质量描述为：
2．3．1桩体质量：桩水泥含量一般，均匀性一般，水泥土固结差，局部有块状固结物，芯样普遍为可塑状，因强度低，无法截取抗压试验(图3)。综合评价：水泥搅拌桩固结差，连续性差、强度低，成桩质量差。
3 质量事故原因分析
3．1根据二次工程勘察结果报告分析，原勘察报告没有揭示工程场地地质条件的复杂性，为桩基工程的施工带来隐患，为事故的主要原因。
3．2对土层分析评价不够全面，如3层土可分3―1泥炭质土、3-2淤泥粉质粘土、3-3泥炭质土、3-4淤泥(其中3―1层厚度为0．6―1．6m，3-3层厚度为0．6-2．7m)。由于原勘察报告没有正确揭示泥炭层正确厚度，导致对本工程上部3层土的划分过于简单，对泥炭土的性状认识不够确切，对3层土的分析评价不够全面。
3．3没有遵循先试桩，后进行复合地基静载荷试验，并依据试验结果，对桩基进行设计的原则。
3．3．1初始勘察揭示地质资料不正确(泥炭层中Ipmax=39．5；wmax=131．9％)、分析错误。“水泥土的强度随地基的含水量增大而降低，含水量大会影响水泥与土拌和后不硬化。试验结果表明：在同样水泥品种和掺合比的条件下，含水量分别为157％和47％。其无侧限强度分别为260KPa和2320KPa”。《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)第11．1．2条规定：“水泥搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土，地下水具有腐蚀性及工程试验的地质，必须通过现场试验确定其适用性。”
3．3．2 3层含大量有机质及腐殖。有关资料显示“当地基土中含有机质时，随着含量增大，所制成的水泥土其强度明显减少甚至不固化。”浙江省《建筑地基基础设计规范》(DB33／1001―2003)第7．6．1条规定：“当用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时，必须通过现场试验确定其适用性。”
3．4施工质量差。成桩质量差是产生承载力不足的又一个重要原因。现场钻芯检测表明，水泥搅拌桩桩身水泥土固结度差、连续性差、强度低，现场采用干钻法也无法获取试样，无法进行抗压强度试验。“从搅拌技术方面看，搅拌机的切削只能把粘土切成粘土团块与泥浆，水拌入后，土团块中的孔隙被水泥土浆充填，硬化后为强度较高的水泥石，而粘土团块却没有与水泥产生作用，仍保持强度很低的软土性质，形成水泥石包裹团块的水泥结构。”
3．5原勘察报告对基础处理建议不尽合理，方案单一，导致有关单位对工程难度的重视度不够。
4 综合结论
本工程3－1、3-3层泥炭土有机质含量分别为35．2％、38．5％，塑性指数分别为29．3、39．5，含水量分别为107．4％、131．9％。经对室内模型试验和水泥土桩加固机理的理论分析知，其桩身轴向应力自上而下逐渐减少，其最大轴力位于桩顶3倍桩径范围内，本工程主要受力范围恰为该3层土，该层工程力学性质差，属高压缩性土。结合上部菏载特征及水泥搅拌桩钻芯结果，钻芯结果显示该范围呈松散状，水泥土固结差，强度低。说明有机质含量已阻碍了水泥水化反应，当塑性指数大于Ip25时，又极易在搅拌头上形成泥团，无法完成水泥土拌和，过高含水量也是降低水泥土强度的重要因素。故本工程应用水泥搅拌桩进行地基处理适宜性不强。
5 处理方案
经二次勘探查明，该工程场区上部土层性状差。工程3―1、3-3层泥炭土有机质含量分别为35．2％、38．5％，塑性指数分别为29．3、39．5，含水量分别为107．4％、131．9％。经室内模型试验和水泥土桩加固机理的理论分析，其桩身轴向应力自上而下逐渐减少，其最大轴力位于桩顶3倍桩径范围内，本工程主要受力范围恰为该3层土，4层及5层埋深及层厚变化大，若选用沉管灌注桩或预应力管桩，桩端进入持力层较为困难，还存在局部有效桩长较短，单桩承载力小，桩长较难控制。综合技术可行性、施工可操作性及经济效益等分析，5-3层中等风化凝灰岩作为桩基持力层，桩型宜选用钻孔灌注桩。
