钉形水泥土双向搅拌桩在深层软基处理中的设计应用

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1、钉形水泥土双向搅拌桩在深层软基处理中的设计应用罗银广州市城市规划勘测设计研究院广东广州51000摘要：钉形水泥土双向搅拌桥技术己在铁路、高速公路、港口、码头、市政道路等多个领域百余项工程中得到应用，目前最大处理深度己达28m,最大桩径己达到1.3m；该技术的科学性、先进性和经济性已在工程中得到证明。木文主要介绍广州市番禺区化龙镇某市政工程软基处理方案。关键词：软基处理；钉形水泥土双向搅拌桩；设计一、工程概况木次设计项目位于广州市番禺区化龙镇，为东西向市政道路。道路全长约775m,规划为城市次干路，标准路幅宽度为30m,按双向4车道布置，设计车速40km/ho在K0+0

2、82.312处设置有一座梁桥，桥上部结构为2-13m预应力空心板梁，下部结构采用钻孔灌注桥接盖梁形式。木项目场地范围地质情况：在勘探深度范围内，沿线岩土层自上而下主要为第四系耕植土层（Qpd）、填土层（Qml）,第四系全新冲积层（Qal）淤泥（淤泥质土）、淤泥质细砂（细砂）、淤泥质土（淤泥）、粉质粘土、砾砂、卵石等。特点：①淤泥、淤泥质土等软土普遍存在，而且厚度较大、受扰动后强度降低明显，软弱层厚度多在28m左右，最大深度超过30m,处理难度很大。②场区地下水主要赋存于第四系全新统砂层、碎石层中的孔隙水和赋存于基岩裂隙中的基岩裂隙水。主要接受大气降水渗入补给，以侧向径

3、流、地表蒸发为主要排泄方式。勘察期间，测量到的稳定地下水位埋深0.80〜1.35m,水位标高5.33〜6.24mo③场地软土层沉积时间短，其厚度较大，固结程度低，地基承载力低，孔隙比大，压缩性大，在附加应力作用下变形量大，渗透性低，固结处理强度增加缓慢，变形速率大且稳定时间长，灵敏度较高，具有触变性及流变性大的特点。二、软基处理方案的选择常见的深层软土处理方法主要分为排水固结和复合地基处理。排水固结效果好，造价低，但需要施工工期长，路基要有一定的吋间进行预压，鉴于本次工期紧张，设计推荐采用复合地基处理软土。与常规的水泥搅拌桩相比较，钉形水泥土双向搅拌桩在技术上有着诸多

4、的优势：技术性比较简表本项目软土深度较深，对于这种大规模软土地基深层处理，在满足规范要求和完工后沉降和稳定性的前提下，还应充分考虑工程造价和工期要求。针对这种情况，本次设计采用了先进的钉形水泥土双向搅拌桩来处理软基。三、钉形水泥土双向搅拌桩处理方案1＞基本原理钉形搅拌桩是通过对现有的常规水泥土搅拌桩成桩机械进行简单改造，配上专用的动力设备及多功能钻头，采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，外钻杆上安装反向旋转叶片。通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥浆上冒途径,保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀

5、，确保成桩质量。同时将搅拌叶片设置成可伸缩叶片（注：该叶片可以在地面以下的任意深度处伸缩），以方便施工水泥土搅拌桩的上、下不同截面的桩身。钉形水泥土双向搅拌桩即通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。2、设计要点①钉形搅拌桩设计钉形搅拌桩桩径：扩犬头桩径110cm,下部桩径70cm,扩大头长5m,三角形布置，道路红线范围内的桥台过渡段桩间距1.8m,道路红线范围内的一般路段桩间距2.0m,道路路基作用范围（约红线外3m）桩间距2.2m。为分担桩体应力增加桩体间的横向联系，路堤基底全断面铺设--层50cm厚碎石垫层，垫层顶面铺设一层双向土

6、工格栅，坡脚外的土工格栅要用土覆盖，不能暴露在空气中.筋带的铺设质量检验内容按<<公路土工合成材料应用技术规范>>的要求进行。桩身设计无侧限抗压强度为R28=1.0Mpa,R90=2.0Mpa,复合地基承载力路基范围≥120Kpao钉形水泥土双向搅拌桩软基处理剖面图①材料要求及水泥掺量的确定A.材料要求水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥，所购置的水泥应是国家的免检产品，且在有效期内使用；严禁使用受潮、结块、变质的劣质水泥。对非免检厂生产的水泥，应分批提供有关标号、安定性等试验报告。水灰比一般采用0.4〜0.55。为了增加搅拌桩水泥浆液的和易

7、性和稳定性，提高早期强度，并考虑到本段软土的天然含水量较高，在制备水泥浆吋可掺加减水剂，掺量由室内配合比试验确定。B.水泥掺量的确定搅拌桩的水泥掺量根据土样天然含水量、孔隙比的不同，水泥掺入量应相应变化，本项目参考水泥掺量为15%,实际掺量应由室内配合比试验确定，确保桩体28天无侧限抗压强度^1.2MPaoC.土工格栅土工格栅应采用双向拉伸型，幅宽4.0m,横纵向设计抗拉强度＞40KN/m,延伸率≤10%«3、施工工艺平整地面→机具进场进行水泥搅拌桩施工→待水泥搅拌桩达到强度→检测复合地基&rarr洽格后铺设土工格