水泥搅拌桩技术及其在市政道路工程软土路基处理中的应用.pdf

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1、交通建设建材与装饰2016年5月水泥搅拌桩技术及其在市政道路工程软土路基处理中的应用翟国辉（华蓝设计（集团）有限公司厦门分公司）摘要：水泥搅拌桩将水泥材料作为固化剂，利用特制深层搅拌机械，对地基土及固化剂进行强制性搅拌，土体及固化剂之间产生一系列反应，使得土体经过硬化固结形成具有一定强度的加固体，从整体上提升地基的强度，使地基加固。关键词：水泥搅拌桩技术；发展现状；市政道路工程；软土路基中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）21-0250-02我国幅员辽阔，地质情况复杂多变，软土地基在我国分布广另外，适当的含水量也是搅拌桩成桩的

2、必要条件之一。综合泛，给工程建设和人工构造物带来较大的影响和隐患，软土地基考虑搅拌桩的成桩条件、施工条件、经济因素后，我国《建筑地基的处理成为工程建设关键问题之一。水泥搅拌桩技术于20世纪处理技术规范》（JGJ79-2012）规定：水泥搅拌桩复合地基适用于50年代在美国被研制成功，后来逐渐被引入各国，我国于70年处理正常固结的淤泥、淤泥质土，素填土、黏性土（软塑、可塑）、代末引进了该项技术。和其他施工技术相比，水泥搅拌桩技术噪粉土（稍密、中密）、粉细砂（稍密、中密）、中粗砂（松散、稍密、饱音低、施工方便，同时对环境污染小，有助于工程经济效益及社和黄土等土层。不适用于含

3、大孤石或障碍物较多且不易清除的会效益的提升。杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实1水泥搅拌桩技术的砂类土，以及地下水渗流影响成桩质量的土层。当地基的天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）时不宜采用粉体搅拌1.1地基处理的基本要求及分类法。另外，干法加固深度不宜大于15m，湿法加固深度不宜大于地基处理通常要满足以下五个方面的要求：强度要求、变形20m。要求、动力稳定性要求、透水性要求、特殊土地基安定性要求。目前常用的地基处理方法可分为排水固结法、压（挤）密法、置换1.3物理力学性质研究法、灌浆法、加筋法、托换技术等几大类，水泥搅拌桩属于置换法拌

4、入固化剂以后加固土呈现出一种坚硬的状态，与天然软土之一。地基相比其变形模量、强度等指标均提升了数十倍甚至数百倍。水泥参量大于5%时，加固土体无侧限抗压强度qu可以达到1.2成桩机理及成桩条件400~4000kPa之间，而抗拉强度将会达到qu的0.15~0.25倍，摩水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是在粗填充料（比表面不大、活性很弱的介擦力则会达到qu的0.2~0.3倍，变形模量可达到qu的120~150倍。质）中进行水解和水化作用，所以凝结速度较快。而在水泥加固水泥土的强度随着龄期的增长而提高，一般在龄期超过28d土中，由于水泥掺量

5、很小，水泥的水解和水化反应完全是在具有后仍有明显增长，根据试验结果的回归分析，得到在其它条件相一定活性的介质─土的围绕下进行，所以水泥加固土的强度增同时，不同龄期的水泥土无侧限抗压强度间关系大致呈线性关长过程比混凝土为缓慢。系，这些关系式如下：深层水泥搅拌桩是靠水泥和软土中的水和土之间发生一系列的物理、化学反应而形成强度的，不同的土质会产生不同的加fcu7=（0.47～0.63）fcu28fcu14=（0.62～0.80）fcu28固效果。软粘土颗粒粒径小、表面积大、分散性大、稳定性差，容fcu60=（1.15～1.46）fcu28fcu90=（1.43～1.80）f

6、cu28易和水泥发生反应，并且粘土较小的渗透系数常可使水泥搅拌fcu90=（2.37～3.73）fcu7fcu90=（1.73～2.82）fcu14桩含水量降低，所以水泥搅拌桩适用于软粘土地基处理。在软粘上式fcu7、fcu14、fcu28、fcu60、fcu90分别为7d、14d、28d、60d和90d龄期的水泥土无侧限抗压强度。土矿物成分中，高岭石、伊利石和蒙脱石为主要的粘土矿物成当龄期超过3个月后，水泥土的强度增长才减缓。同样，据电分，其中蒙脱石最容易与水泥发生反应。对一份蒙脱石类矿物含子显徽镜观察，水泥和土的硬凝反应约需3个月才能充分完成。量较低的试验用淤泥质

7、粘土的土样用X射线衍射矿物分析，稳因此水泥土选用3个月龄期强度作为水泥土的标准强度较为适定性好的矿物石英含量在40%以上，高岭石和伊利石含量为宜。一般情况下，龄期少于3d的水泥土强度与标准强度间关系40%，把其中一段大气干燥的淤泥质粘土水泥搅拌桩钻取样放入其线性较差，离散性较大。水中，约一个多小时就完全溶解为泥浆，溶解速度与一般粘土十分接近，说明了这类土恰恰缺少蒙脱石类粘土矿物，水泥较难与1.4检测手段土发生化学反应，致使水泥搅拌桩强度较低，这也说明水泥搅拌目前搅拌桩的检测手段大体有以下几种：桩最适用于蒙脱石类矿物含量高的粘土地基。①轻型动力触探法。