水泥搅拌桩在淤泥质软土地基处理中的应用探讨

摘要： 地基工程是公路工程的一项基础性工程，软土地基处理是公路路基施工的重要环节。如果软土地基施工质量有问题或存有安全隐患，将对人们的生命安全造成很大威胁。本文从当前软土地基处理方法中最行之有效、应用最广泛的方法―水泥搅拌桩法入手，论述了如何利用水泥搅拌桩进行软土地基工程施工，如何控制施工及测算数据等。

关键词：水泥搅拌桩；淤泥质软土地基；复合地基处理

中图分类号：TU471.8 文献标识码：A

1引言

随着国内外建筑行业的不断发展，我国公路工程逐渐引入先进的科学技术，大量的公路工程实践成果丰富了人们对各种土壤特性的研究，有效的促进了地基处理这一工程关键环节的进步。目前，在软土地基各种施工处理方式中，水泥搅拌桩的复合地基处理有着很多强大的优势，具体有设备简单、噪声污染小、无振动干扰、施工周期短、投资成本低、无环境污染的优点，并且对临近建筑物没有不良影响，施工过程仅使用水泥即可。在软土层厚度大、湿度高、孔隙比大、地基力学强度低的情况下，加固效果也十分明显。这些优势足以说明水泥搅拌桩的复合地基处理在软土地基方面具有广阔的发展前景和不可替代的重要地位。

2水泥搅拌桩的基本概念和原理

淤泥、淤泥土统称为淤泥质软土。淤泥质软土是目前分布较广泛且十分常见的一种土质，它具有含水量大的特点，当淤泥质软土作为工程施工的建筑地基材料时，地基非常不稳定，所以称其为软土。淤泥质软土具有如下物理力学性能特征：水分含量较高、孔隙比较大、渗透性很差、强度小、变形量大、硬结时间长并且压缩性、触变性、流变性非均质性强。用淤泥质软土作为地基的建筑物材料很容易发生强烈的不均匀下沉或者造成地基或边坡失稳。因此，土质较差的软土地基施工往往会发生严重的地质灾害。水泥搅拌桩是借助于特制的深层搅拌机械，采用水泥或水泥基材料作为固化剂，将原位置的土壤和固化剂在地基中进行深入强制搅拌，经过一系列的物理、化学反应使土壤混合材料与固化剂拌合在一起，形成圆柱状水泥块，搅拌桩周围的土质得到改善能够增加地基变形量，提升软土地基强度，使水泥搅拌桩形成具有整体性水、稳定性和较高强度的水泥加固土稳定体系。水泥和原有地基有效融合为复合地基，共同承载工程体载荷压力。另外，利用补强钢筋混凝土加固软土地基可以使形成的复合地基具有载荷能力高、压缩性低、力学强度大等特点，从而大大提高软土地基的载荷能力和坚固度。

3软土基地施工

当前，处理软土地基的主要方法就是利用水泥搅拌桩, 水泥搅拌桩有很多有点，例如: 高效、 短工期、 质量稳定、 易操作、 无需预压或预压时间短。

3.1 软土地基

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中规定:“ 深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、 粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于 120kPa 的黏性土等地基”。依据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-1996) 条文规定，施工淤泥质软土地基的不排水抗剪强度，在上限值45kPa之内时，适合使用水泥搅拌桩处理的软土地基。不排水抗剪强度指标在软土地基中是最常用的参数。

3.2 水泥搅拌桩的施工准备及工艺流程

利用水泥搅拌桩法施工前要做很多准备工作，首先，要平整深层搅拌桩定位的施工现场，清除桩位地表、地下的所有障碍物，在低洼回填时一定要回填粘土。然后，检查搅拌机械是否配备记录仪和打印设备，以便随时掌握和控制均匀喷浆及用量，还要检验水泥是否为合格的425#硅酸盐袋装水泥、检验施工机械的稳定性及设备是否完好。水泥搅拌桩法施工要按如下顺序依次施工：桩位放样；钻机就位；检验、调整钻机；正循环钻至标准深度；开启高压注浆泵；反循环提钻同时喷泥浆；到工作基准面下0．3m；反复搅拌下钻同时喷泥浆到标准深度；反循环提钻出地表；结束成桩；施工下桩。

3.3水泥搅拌桩

在我国建筑业目前施工水平和施工设备基础之上, 采用水泥浆搅拌桩可进行18m以内的地基处理, 粉喷桩深度应控制在12m或12m以内。如果是薄层软土,搅拌桩必须穿透软土层，深入软土层以下土性相对较好的0.5-1.0m位置处；对于无法穿透的厚软土层，应将搅拌桩伸至软土层中，用悬浮法将搅拌桩打进持力层50cm左右固定。当桩底设计标高与持力层不一致时, 施工人员要用设计标高来控制桩长, 比如在桩尖下多留几米软土。按这种惯性的经验主义施工，往往在施工后会产生下沉，因排水不畅，不但预压时间长，而且预压效果也极不稳定，所以，应将搅拌桩伸入到持力层中进行固定和控制。通过电流表和钻机的下钻速度判断搅拌桩是否伸入持力层，当下钻速度维持在 0.5m/min左右，额定电流值持续125% 以上时即可。根据多项数据显示，土体压缩量越小的时候，有效桩长就越长，土体压缩量与有效桩长成反比关系。

3.4计算无侧限抗压强度

影响水泥土无侧限抗压强度的因素很多，主要有：水泥掺入比、龄期、土壤性质、含水量、土壤有机质含量、水泥标号、养护方法等。《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-1996) 中要求水泥土强度的标准值应采用 28d无侧限抗压强度。地基施工处理完成后, 要填筑路基,而且应有足够的预压期，因路基填筑会对搅拌桩产生部分扰动破坏，为提升桩体强度安全系数造成隐患，在方案设计和计算中应按《规范》要求采用28d龄期强度值。

3.5沉降量计算方法

复合地基沉降量取决于两个值：加固区沉降量、加固区下卧层沉降量。一般用分层总和法计算加固区下卧层沉降量。加固区沉降量值，一般采用实体深基础法、修正法、复合模量法。其中，复合模量法应用最广泛，复合模量法基于惯用的分层总和法计算沉降量，将天然地基土体变形模量替代为加固后桩土复合变形模量。此种计算方法理论基础较充分，且计算出加固区内各个土层的分层及从中心到边缘处的各点沉降，同时，不必再次利用假设来推理计算下卧层顶面的应力平衡。复合模量法也存有与事实有偏差的地方，加固区内的附加应力不得不选取天然地基土质的数值。地基中的附加应力是将地基假设为半空间无限体、 弹性体和均质体后计算出的。复合地基适合半空间无限体，近似弹性体但不属于均质体条件，水泥土桩复合地基中的附加应力与天然均质地基已大不相同，但从实际工程施工要求看，其计算误差在允许范围内，计算结果相对稳定，与软土地基实际状况基本吻合，能够用于计算水泥桩沉降值。

3.6完工的淤泥质软土基地，淤泥质软土基地完工后要进行外观和地基承载力检验工作。标准外观应为：桩体本身圆滑匀称，无缩颈、回陷； 均匀搅拌，柱体无松散； 群桩的桩顶齐平，桩间等距。地基承载力检验应根据《建筑地基处理技术规范》要求进行，使用近似复合地基的试验法测量承载力；当施工质量出现疑问时，可运用静荷载试验来测量。

4 结束语

水泥搅拌桩法非常适合处理软黄土、淤泥质土、粘性土、杂填土等天然含水量较高的软土地基，水泥搅拌桩法对具有极软弱性的超软土效果十分明显。 利用水泥搅拌桩法进行软土地基施工时，一定要结合工程实际地质情况和同类工程施工数据，做好施工前的实地勘测工作，保证施工设计与工艺流程有效融合有到一起，并注意有效控制工程施工质量，才能提高公路工程整体质量。

参考文献：

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