双向水泥土搅拌桩加固复合地基边坡稳定性研究

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1、双向水泥土搅拌桩加固复合地基边坡稳定性研究摘要：长江下游新三角洲平原工程地质区，广泛存在着新近沉积的深厚超软土地基，其中淤泥和淤泥质土层厚度可达几十米，必须采用一定的地基处理方法来提高地基强度以降低工后沉降量。本文以杨林塘船闸工程为依托，采用双向水泥土搅拌桩加固方法进行地基处理，采用条分法分析了不同工艺对双向水泥土搅拌桩加固复合地基稳定性的影响。通过对比发现，双向水泥土搅拌桩采用“四搅三喷”、“框型搅拌头”施工工艺，加固效果很好，边坡稳定性最佳，可为今后类似工程提供参考依据。关键词：水泥土搅拌复合地基稳定性1.引言江苏沿海分布着许多重要的滨海城市，是我国经济发达地区之一，也是我国

2、基础设施建设最密集的地区，特别是近几年的大规模航道整治、船闸、高速公路、大型港口码头等工程建设，对软土地基处理技术提出更高要求。长江下游新三角洲平原工程地质区，广泛存在着新近沉积的深厚超软土地基，在软基上开挖并加高地面形成放大堤，大堤边坡稳定性不足，若软基处理不当，将会严重影响工程质量和使用功能，甚至造成工程事故，因此必须采用一定的地基处理方法来提高地基强度以及减小工后沉降量。国内常用的软土地基处理技术主要包括两大类：排水固结法和复合地基法。堆载预压、降水预压以及真空预压方法等都是属于排水固结法，可起到加快排水固结的作用，但是不能减少总沉降量，因为在有限的时间之内，工后沉降大；复

3、合地基法又分为刚性复合地基（如CFG桩、PHC桩等）和柔性复合地基（如砂桩、二灰桩和水泥土搅拌桩等），刚性复合地基由于加固效果好、加固质量高等优点，能够有效地控制工后沉降，但一般桩基造价高，地基处理工程投资大。而柔性桩复合地基造价相对较低，但是沉降控制效果相对差，且加固深度有限，对于深厚软土地基加固效果较差，工后沉降难以满足工程要求。水泥土搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种有效方法，它将喷射水泥浆形成的柱体称为湿喷桩或将喷桩或深层搅拌桩，而将喷射水泥粉形成的柱体称为粉喷桩，二者统称为水泥土搅拌桩，或称为深层搅拌桩。水泥土搅拌法具有振动小、噪音低、无污染、速度快、施工机械简单、施

4、工效率高和造价相对低等优点，因此在船闸、航道整治、港口码头、市政工程、高速公路等软土地基处理加固方面得到了大量推广应用。大量实践表明，水泥土搅拌桩在实际施工工程中也出现诸多问题：比如搅拌不均匀、桩身不连续现象，导致桩身强度过低；处理深度偏浅，一般在8～12m，最深不超过15m；水泥浆上浮等现象。因此，改进水泥土搅拌桩技术加固深厚软土地基（特别是超过15m）是工程建设中需要迫切解决的关键技术问题之一。针对以上存在的问题，东南大学刘松玉教授等在充分研究水泥土加固机理和影响水泥土搅拌桩成桩质量和桩身质量因素基础上，经过多年的探索，成功研制出双向水泥土搅拌桩及施工工艺，并推广使用。本文以

5、杨林船闸工程为依托，对双向水泥土搅拌桩的桩身强度进行统计分析，得出搅拌桩强度参数，并采用条分法分析了不同工艺对双向水泥土搅拌桩加固复合地基稳定性的影响。2.工程概况长江下游新三角洲平原工程地质区，广泛存在着新近沉积的深厚超软土地基，其中淤泥和淤泥质土层厚度可达几十米。深厚超软土地基主要由淤泥、淤泥质土等土层构成，其特点是含水率高，承载能力低，孔隙比大，压缩性高，透水性低，抗剪强度低，灵敏度高等。杨林船闸位于江苏太仓市浏家港镇，地理位置如图1所示，杨林塘航道起自申张线上的巴城镇，流经苏州市的昆山和太仓，至长江杨林口结束，整治前全长约41km，是《江苏省干线航道网规划》“二纵四横”的

6、连申线苏南段的重要组成部分，现状为七级航道，规划等级为三级。杨林塘?c长江相连，受潮汐影响，杨林船闸下游（长江侧）航道属于典型的感潮河段。杨林塘船闸工程是在现有河道的北侧新开挖航道工程，在航道的北侧需要新建长达1700m的长江提防相连的防洪大堤。由于场地条件的限制，本工程大堤边坡大致为1：3，在软基上开挖并加高地面形成防洪大堤，大堤边坡稳定性不足。在综合考虑北大堤边坡加固措施和工程费用的情况下，北大堤边坡设计采用双向水泥搅拌桩进行超深厚软土加固。场区处于长江新三角洲平原工程地质区，区内近40米以浅连续分布有淤泥、淤泥质（粉质）粘土、淤泥质（粉质）粘土夹粉砂薄层以及稍密～中密状态粉

7、砂。本文进行条分法计算的区域土层分布采用SK610钻孔所得其土层及分布特征如下：1-1（粉质）粘土：灰色，可塑状态为主，局部为粉土，中等压缩性。近地表连续分布，层厚0.9～3.3米，表层土土质不均。地基容许承载力f=120kPa。1-2淤泥质粘土：灰色，流塑状态，高压缩性，局部为淤泥，土性差。连续分布于1-1层表土层以下，层顶面埋深1.2～4.3米，一般厚度16.0～19.9米，该层为本区主要软土层，是工程沉降和稳定性的控制层位。地基容许承载力f=70kPa。1-2b淤泥：灰色，