多向砂浆搅拌桩复合地基在高铁地基加固中的试验研究与应用

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1、·地基处理·多向砂浆搅拌桩复合地基在高铁地基加固中的试验研究与应用李斌向才斌陈磊(武汉谦诚建设集团有限公司武汉430062)摘要介绍了多向水泥砂浆搅拌桩复合地基加固高铁路基软基的技术原理、设计、施工设备改造、施工工艺、质量控制、检测。新建贵广南广铁路广州枢纽工程路基软基加固工程，对水泥砂浆搅拌桩的设计参数和施工工艺进行了现场试验，取得了合理的施工方案和技术参数，总结了多向水泥砂浆桩在高铁地基加固中的试验研究与应用，供类似工程参考。关键词多向水泥砂浆搅拌桩复合地基无侧限抗压强度地基加固中图分类号U213．15文献标识码A文章

2、编号1009-4539(2011)09-0120-05最上、最下两组叶片之间，保证水泥(砂)浆在桩体1引言中均匀分布和充分搅拌均匀，确保成桩质量和大幅常规水泥土深层搅拌法是采用单向单轴搅拌设度提高桩身强度的施工方法。备，在地基深处将软土和水泥强制搅拌，因设备自身2工程概况缺陷(钻速与提速联动、搅拌叶片少、单向搅拌、转速低等)及地层原因(在土压力作用下浆液易上冒、高新建贵广南广铁路广州枢纽工程的试桩位置塑性黏性土不易搅散等)，导致桩身强度低且离散性定在DK810+660～DK811+371．52段，在该段路基高，限制了水泥土

3、搅拌桩的应用范围，尤其对工后沉中选择地质条件较差的一段进行试桩。该段软土降要求高，以沉降控制设计的工程，常规搅拌桩无法路基采用多向水泥砂浆搅拌桩复合地基加固，初步满足设计要求。现已有大量文献资料和工程实例证设计为:桩径500mm，桩间距为1．30～1．50m，桩明常规水泥土搅拌法存在较严重的缺陷和不足。长12．00～16．00m，正三角形布置，单桩复合地基本工程设计根据场地水文、工程地质条件决定承载力特征值不小于120kPa，采用Po42．5号矿渣采用多向水泥砂浆搅拌桩复合地基。该项专利技硅酸盐水泥，要求掺入水泥量不少于1

4、5%。术是武汉高铁桩工科技有限公司专利申请的多向3工程地质及水文地质条件水泥(水泥砂浆)土搅拌法，是利用PH-5型搅拌桩成桩机械作为机架，由位于钻机底部操作台的动力3．1地形地貌系统，通过外钻杆转递动力，再通过钻杆顶部配备珠江冲积平原，地形平坦，地势开阔，大多已开的专用传动箱，同时带动同心多轴钻杆正反向旋垦;谷底，略有起伏，大多被开垦，辟为鱼塘及居民转，在内钻杆上设置多层正向旋转叶片并设置喷浆地，交通较为便利。口，在外钻杆上安装多层反向旋转叶片，通过外杆3．2地层岩性叶片反向旋转过程中的压浆作用和内杆上多层正地层自上而下依

5、次为:填土:主要有黏性土组向旋转叶片同时搅拌水泥(水泥砂浆)土的作用，阻成，厚约0．4～6．1m;淤泥、淤泥质黏土:流塑，厚约断水泥(砂)浆上冒途径，把水泥(砂)浆基本控制在1．2～20．8m;粉质黏土、黏土:软～硬塑，厚约0．7～6．9m，局部存在粉土，饱和、松散状态，厚约0．6收稿日期:2011-06-20～5．2m，局部夹粉细砂，饱和、松散～稍密，呈透镜120铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2011(9)·地基处理·状分布，少量地方存在中粗砂，饱和，稍密～中密，采集该工点土样，当

6、存在成层土时应采集各层土土呈透镜状分布。下伏基岩为K泥质砂岩、泥岩，棕样，至少应采集最软弱层土样，进行室内配比实验，红色～棕黄色，全～弱风化，全风化层厚0．5～测定各水泥砂浆试块不同龄期、不同水泥、砂掺入量9．7m，强风化层厚约0．5～11．2m。的抗压强度，找出满足设计要求的最佳水灰比及水3．3地质参数泥、砂的掺量。要求水泥砂浆桩试块(边长7．07cm3(2)1淤泥:γ=1．53g/cm，C=3．92kPa，=立方体)无侧限抗压强度不小于1．5MPa。配制的6．56°，Es=1．61MPa，fsk=40kPa;灰浆应流

7、动性好、便于泵送、喷搅。(2)2－1淤泥质、粉质黏土:γ=1．82g/cm3，C根据工程需要取施工现场的土样在实验室做=5．51kPa，=9．6°，Es=3．21MPa，fsk=60kPa;7d龄期的水泥砂浆搅拌桩配合比，共做了三组砂浆3桩桩体配合比，经综合分析比较选定配合比方案。(2)3－1粉质黏土:γ=2．02g/cm，C=110.38kPa，=25．79°，Es=5．03MPa，fsk=120kPa;6桩工设备研发3(2)3－2粉质黏土:γ=1．97g/cm，C=12．99kPa，多向水泥(水泥砂浆)土搅拌桩机是

8、针对常规=27．77°，Es=4．06MPa，fsk=180kPa;水泥土搅拌桩施工中存在的问题，充分利用现有的3(2)5－2粉土:γ=2．03g/cm，C=16．23kPa，PH－5型大扭矩粉喷桩成桩机械作为机架，由武汉=27．68°，Es=9．88MPa，fsk=80kPa;高铁桩工科技有限公司