水泥搅拌桩处理软土路基技术研究

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1、水泥搅拌桩处理软土路基技术研究谢红涛中交第三航务工程局有限公司宁波分公司浙江宁波315200摘要：水泥搅拌桩技术是软土路基处理的有效措施，在我国已经广泛应用于公路建设中。木文分析了水泥土搅拌桩的原理与优点，并以实际工程为例探讨了水泥搅拌桩处理软土路基的技术要点。关键词：水泥搅拌桩；软土路基；桩头一、水泥土搅拌桩（一）水泥土搅拌法的原理水泥土搅拌加固的基木原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程。水泥与饱和的软土搅拌后，首先发生水泥的水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体（氢氧化钙），将土颗粒或小土团凝结在一

2、起形成一种稳定的结构整体，这就是水泥的骨架作用，同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子（或钾离子）进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度。另外，水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水和空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙，这种碳酸化作用也能使水泥土增加强度。（二）水泥土搅拌法的适用范围和优点这种方法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、大

3、于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用干法。水泥土搅拌法具有以下优点：（1）将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，最大限度利用了原土；（2）搅拌时无振动、无噪音和无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工：（3）搅拌时不会使地基侧向挤出，对周围建筑物和管线影响较小；（4）水泥土搅拌法形成的水泥土加固体，可作为竖向承载的复合地基、基坑围护挡墙等；（5）根据上部结构要求，可灵活采用各种加固形式；（6）与钢筋混凝土桩基相比，可节约大量钢材，降低造价。（三）应用要点1、设汁前应进行拟处理土的室内配比试验。针对现场拟处理的

4、软弱层軟土的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供不同龄期、不同配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值；对承受水平荷载的水泥土强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。2、固化剂宜选用强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥（型钢水泥土搅拌墙不低于P.0.42.5级）。水泥掺量应根据设计要求的水泥土强度经试验确定；块状加固吋水泥摻量不应小于被加固天然土质量的7%,作为复合地基增强体时不应小于12%,型钢水泥土搅拌墙（桩）不应小于20%。湿法的水泥浆水灰比

5、可选用0.45〜0.55,应根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节约水泥等作用的外掺剂；干法可掺加二级粉煤灰等材料。3、竖向承载水泥土搅拌桩复合地基宜在基础和桩之间设置褥垫层，刚性基础下褥垫层厚度可取150〜300mm。褥垫层材料可选用中粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20mm,褥垫层的压实系数不应小于0.94。4、竖向承载的水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值不宜大于ISOkPao5、型钢水泥土搅拌墙（桩）的设计和施工应符合《型钢水泥土搅拌墙技术规程》jGj-的规定。型钢水泥土搅拌桩或水泥土中插

6、入混凝土预制桩吋，单桩竖向抗压承载力应通过单桩静载荷试验确定，桩身强度的计算不应考虑水泥土的作用。二、水泥搅拌桩处理软土路基技术（一）工程概况某开发区发展大道东延伸线道路工程全长3912m（其中道路部分长3229m）,属于城市主干道，近期按双向四.午.道通行，远期为双向六车道，本次设计按远期双向六车道进行设计。设计行车速度为50km/h。路面采用沥青砼结构，双幅路型式：单侧车行道宽11.5m,两侧各设4.5m宽人行道。根据勘查资料，地基主要土层情况为：表层为1.3m左右的物理力学性质较好的土层，其下为18m流

7、塑状态的淤泥或淤泥质黏土，再向下50多米范围内为软塑和流塑状态的淤泥质黏土或亚黏土。淤泥或淤泥质黏土的压缩模量为1.49〜2.43MPa;亚黏土的压缩模量为3.78〜6.0MPa。地下水位距地表约lm。（二）软基处理方案的选择常用软土地基的处理方式有换填、动力固结法、搅拌桩、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）、真空联合堆载预压和袋装砂井等。根据地质勘察资料看，本工程软基主要为含水量较大的流塑状态淤泥类软基，对于含水量较大的淤泥类软基采用水泥搅拌桩处理，其加固较排水固结法效果好。根据本项0的实际情况，经反复比较，选用

8、水泥搅拌桩处理软基方案。（三）施工技术1、材料与配合比室内配合比试验根据图纸设计要求，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，掺灰量为被加固土湿质量的10〜20%;为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比，试桩按水泥浆配比试桩做配合比，灰掺量为50kg/m、55kg/m、60kg/m的各试配三组，水灰比皆为0.55。根据搅拌桩掺入比室内加固试验结果，采用满足设计要求的最佳水灰比0.55、水泥掺入量55kg/m的