关于水泥土复合地基在软基处理中的应用与探讨

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1、关于水泥土复合地基在软基处理中的应用与探讨水泥搅拌桩复合地基是一种新型的地基处理技术，主要处理饱和软粘土地基。结合工程实例，通过对水泥搅拌桩的加固原理及其设计计算、构造措施、施工工艺、质量检验等环节的论述，证明了水泥搅拌桩具有施工工艺简单，加固效果显著等优点，值得推广应用。　　关键词水泥搅拌桩；复合地基；设计计算；构造措施；施工工艺；质量检验　　一、引言　　水泥搅拌桩是在20世纪90年代初在我国迅速发展起来的一门新技术，是“深层”搅拌法的一种类型。它是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和均匀，利用水泥和软土产生的一系列物理-化学反应，生成水泥土

2、加固体[1][2]。本文主要介绍水泥搅拌桩在大荔某农场办公楼工程中的应用。　　二、工程概况　　农场办公楼为四层砖混结构，抗震设防烈度为7°，东西长为45.84m，宽为13.62m，占地面积624.34㎡，地处黄河中下游右岸冲积平原腹地，场地平坦、开阔，原为农田。场地地下水主要为孔隙潜水，其水位埋深0.5～1.0m，对混凝土无侵蚀性。　　三、设计计算　　水泥搅拌桩复合地基是由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩设计计算主要确定水泥掺入量、桩径、桩长、加固范围、褥垫层、桩土置换率以及桩的布置形式等内容[3]。　　1.水泥掺入量。通过水泥土的室内配比试验，水泥搅拌桩固化剂采用强度等级为C2

3、0及以上的普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为拟加固土体重量的15℅，即每延长米搅拌桩使用50Kg水泥，水灰比0.45～0.55，桩身强度能满足设计要求。　　2.桩径。工程水泥搅拌桩直径采用500mm。　　3.桩长。由以上地质钻探资料可知，工程水泥搅拌桩有效桩长不小于12m，桩体必须进入第4层粉土层，不得少于0.5m。　　4.加固范围。工程基础采用钢筋混凝土条形基础，水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。　　5.褥垫层。褥垫层厚度取300mm，其材料选用中粗砂。　　6.桩土置换率。　　（1）首先要确定单桩竖向承载力特征值Ra。根据《规范》，单桩竖向承载力特征值Ra必须同时满足第(11.2.4-1)

4、及(11.2.4-2)式的要求，应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：　　(1)　　得；　　按桩身强度计算单桩竖向承载力标准值公式为:　　(2)　　　　取单桩竖向承载力特征值。　　（2）确定桩土置换率。工程要求水泥搅拌桩复合地基承载力特征值，根据《规范》第(9.2.5)式，确定桩土置换率m。复合地基承载力计算公式表达如下：　　(3)　　根据规范，当桩端为硬土时，β取0.1～0.4，β取0.4。　　.　　7.确定桩的布置形式。根据《规范》，本工程水泥搅拌桩采用等边三角形布桩。经计算，取桩间距S=0.8m。　　8.下卧层地基强度验算　　本工

5、程可不做下卧层地基强度验算。　　9.沉降计算　　本工程可不做沉降计算。　　四、构造措施　　1、设置垫层　　《规范》中对水泥搅拌桩复合地基没有明确规定要设置垫层，实际工程中也很少铺设垫层。基础下设垫层后，桩间土分担的荷载大大增加，使桩间土垂直附加应力σZ增加，桩间土水平附加应力σX亦随着增加，其值如下：　　(4)　　式中：μ为土的泊松比。　　随着桩间土水平附加应力的增加，桩间土对桩侧的正压力也增加，提高了桩的侧摩阻力。σX的作用，相当于三轴试验中的围压σ3，因此，随着σX的增加，可提高桩体抗压强度，尤其可增强桩顶部抵抗受压破坏的能力。　　本工程设计时，采用灰土为垫层。厚度为300mm。因为

6、垫层对桩承载力和桩间土利用率的提高还无法定量计算，所以单桩竖向承载力R和桩间土利用率β仍按常规设计取值。　　2、加强整体刚度　　（1）在±0.000处内外墙均设置基础圈梁。　　（2）采用现浇楼板，房屋四角及楼梯间处设置构造柱与各楼层圈梁相互拉结。　　五、施工工艺　　1.施工准备　　（1）做好场地平整，清除杂草树根，场地排水，场地低洼处应回填粘土，不得回填杂土。（2）做好水泥搅拌桩的施工技术准备工作，其主要内容是按照强度要求进行桩体混合料的室内配合比试验和现场的工艺性成桩试验。（3）现场成桩试验数量不得少于2根，它对指导后期施工非常重要，其目的是为了检验水泥搅拌桩的施工工艺﹑机械设备性能及

7、质量控制关键环节，核对地质资料，根据发现的问题，修订施工工艺。　　2.工艺流程　　水泥搅拌桩的施工，采用二喷四搅工艺进行。其施工工艺流程为：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。　　六、质量检验　　水泥搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全程的施工监理。施工过程中必