浅谈地基加固中水泥土深层搅拌法的应用

摘要：土木工程中的地基加固是地基施工的难点，水泥土深层搅拌法是多种加固地基的施工方法中一种。根据多年的现场施工，提出一些经验总结，将此种施工方法更加准确和科学地运用到地基加固中。

关键词：地基加固；水泥土深层搅拌法；施工控制

1.水泥土深层搅拌法在地基加固中的作用

水泥土深层搅拌法分为两种，一种是水泥浆搅拌，另外一种是粉体喷射搅拌。适用于含水量比较高，而且地基承载力小于 120 KPa 的粘性土或者粉土，这种加固方法能够就地搅拌混合固化剂和地基原来的土体，在充分利用原有地基土的情况下，灵活根据地基土的性质选择不同类型的固化剂，而且在施工中不会产生噪音等污染，比较适合在居民密集区域使用，另外地基的土体加固之后，重度基本保持不变，相比于钢筋混凝土的桩基，有利于施工成本的降低。水泥土深层搅拌法在地基加固中的施工机理为：在搅拌加固的过程中，水泥的加固土将发生物理反应和化学反应，与混凝土硬化机理不同的是，前者掺加到加固土中的水泥重量仅占总重量的 7%～15%，在加固土当中发生水解反应和水化反应，形成具有一定活性的介质，而且相比于混凝土，水泥土强度的增长速度更慢。具体的加固机理流程为水泥出现水解反应和水化反应，离子之间进行交换，并产生团粒化作用，最后在碳酸化作用下，发生硬凝反应。水泥深层搅拌法在地基加固中的应用，适用的地基土质为淤泥、淤泥质土，或者是含水量比较高的粘性土、粉土等，尤其是含有蒙脱石、多水高岭石等粘土矿物的软土，其加固效果最为明显。

2.水泥土深层搅拌法在地基加固中的应用

水泥土深层搅拌法在地基加固中的应用，需要对深层搅拌桩进行现场载荷试验，然后进行现场施工，并检验施工的质量。

2.1现场载荷试验

在应用水泥土深层搅拌法加固地基之前，需要进行现场载荷试验，其目的是确定最佳的水泥土配合比配方，并通过现场成桩工艺试验，在水泥掺入比固定的情况下，得出试块和现场桩身强度之间的关系，最后确定单桩的承载力和复合地基的承载力。现场荷载试验的方法是在桩身的各个位置上切取不同试件，然后送到实验室进行分割，以同龄期为基本条件，对比试块在室内外的强度关系，并用千斤顶分级加载的方法，试验单桩的承载力和复合地基的承载力，以及将土压力盒埋设在荷载板的下面，确定复合地基的反力分布状态和桩土的应力分担比。通过试验，笔者得出的结论是均匀搅拌水泥浆和软土，能够提高水泥的掺入比，如果桩身的强度大于 800 KPa，则单桩的允许承载力在 200～250 KN之间，沉降量在 7 mm 之下；如果桩身的强度小于800KPa，则单桩的允许承载力随着桩身强度的降低和减小，由此得出的结论是应用水泥土深层搅拌法加固地基需要保证搅拌桩的桩身强度，这是确保加固质量的关键。

2.2现场施工控制

水泥搅拌法在应用之前，需要根据现场载荷试验的结果，结合工程施工现场的实际情况，控制好施工质量。（1）施工之前平整现场工地，将地上和地下的建筑垃圾清除，然后回填粘性土料，并压实现场工地，其中粘性土料不能够含有任何杂填土或者生活垃圾，否则将影响成桩的质量。（2）根据设计的规范要求，将 2 根以上的试桩打入，如果试桩的周围为多层土，则要加大搅拌软土层的频率，并适当增加水泥量。在搅拌的过程中，需要控制好搅拌头翼片的宽度和搅拌轴的垂直夹角，以及搅拌的回转数和提升速度等，至少的搅拌次数为 20 次。（3）在进行竖向搅拌桩施工的时候，定位好起重机和塔架悬吊搅拌机，需要对中制定的桩位，在搅拌机的冷却水循环正常之后，启动电机预搅下沉，具体的方法是将起重机的钢丝绳放松，控制搅拌机的切土下沉方向，并用电流监测表控制下沉的速度。（4）水泥浆的制备，需要将搅拌机下沉到规定深度之后，才可以根据设计配合比进行制备，在制备的同时，将水泥浆倒入集料斗当中，开启灰浆泵，将水泥浆以喷浆和旋转的方式，压入地基当中，同时根据设计的要求，控制好搅拌机提升的速度。（5）搅拌时上下重复，在每次将搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高之后，要正好排空集料斗的水泥砂浆，并再次旋转进入土中，控制软土和水泥砂浆搅拌的均匀程度，然后再将搅拌机旋转提升，反复上下搅拌。最后以注入的方式，用清水清洗集料斗。（6）在打入一根桩之后，再重复以上的五个步骤，打入第二根桩，为了控制桩顶和上部结构基础承载的受力，我们在打桩的同时，可以在桩顶 1.5m的范围内，增加一次输浆，提高平台的强度。

2.3竣工验收

在采用水泥土深层搅拌法加固地基之后，要对地基的承载力进行检验，其中包括复合地基和单桩的荷载。在试验的时候，需要在成桩 28h 之后试验荷载条件对桩身强度的影响程度，随机抽取桩总数的 1%试验，试验之后发现荷载条件对桩身质量有负面影响的可能性，则需要在成桩 28h 之后，用取样钻取芯样的方法，检验桩身的抗压强度水平，尤其是对邻桩搭接要求较为严格的地基加固工程，取样的时候需要开挖检查搭接情况，并在基槽开挖之后，检查桩基的质量，如果不合格，要采取强制性的措施弥补，譬如沉降和侧向位移等。

3.结语

综上所述，水泥土深层搅拌法在地基加固工程中的应用，适用的地基土质为淤泥、淤泥质土，或者是含水量比较高的粘性土、粉土等，尤其是含有蒙脱石、多水高岭石等粘土矿物的软土，其加固效果最为明显。这种方法在充分利用原有地基土的情况下，灵活根据地基土的性质选择不同类型的固化剂，需要对深层搅拌桩进行现场载荷试验，然后进行现场施工，并检验施工的质量，这样才能提高这种加固方法的应用水平。

参考文献

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