水泥搅拌桩在高等级公路软基加固处理中的应用.pdf

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1、水泥搅拌桩在高等级公路软基加固处理中的应用刘军(湖南省湘筑工程有限公司，湖南长沙410000)摘要：本文结合工程实例，详细阐述了水泥搅拌桩加固软基的施工技术参数、施工工艺、施工质量控制及检测方法。实践表明：水泥搅拌桩加固路基具技术上可靠、施工快速、成本低、可操作性好等诸多优点，可为今后的类似软基处理工程设计施工提供参考。关键词：高等级公路；软土路基；水泥搅拌桩；加固中图分类号：12416文献标识码：B文章编号：1672—4011(2010)03—0182-031工程概况湖南某高等级公路6标段长为15．0km，路宽26m，2005年正式开始路基施

2、工，标段沿线为典型的丘陵地区，软土广泛分布，且层厚、埋深不一，物理力学性质差异大。据统计该标段需加固处理的软土路基6．7万1112；占总路基的9．5％。天然路基承载能力小，允许承载力为80kPa一120kPa，且下部存在下伏淤泥软卧层，地下水位高，土体变形模量大，不能满足工程要求。为此，寻求一种可靠、快速、经济的路基加固方法是确保该工程成功的关键。2工程水文地质条件2．1工程地质条件根据工程勘察报告：路基地层自上而下依次为：(1)低液限粘土。灰黄色，厚度小于1m一1．5m，呈硬塑状，为硬壳层且有湿陷性，地下水位埋深多小于2．1nl，容许承载力[

3、理]=80kPa一120kPa，极限摩阻力To=30kPa。(2)灰黑色淤泥。流塑一般厚度4m～6m，含水量49．6％一92．1％，[80]=60kPa，孑L隙比e=0．396—0．688，压缩系数：0．11—0．19(MPa)，内摩擦角4。。(3)砂砾石。中密，含水量饱和，允许承载力280kPa，极限摩阻力140kPa。2．2水文地质条件本段水量丰富，水位埋深1．0m一10．0m，水质属HCO，一CaMg型水，对混凝土无侵蚀性，软土地基大都处于水塘或湿地，天然排水条件差。3路基加固方案类型的分析与确定根据国内外类似工程实践，路基的处理有如下几

4、类方案：取土置换、强夯、排水固结、复合地基。其中取土置换法，取土和填土工程量大，工期长、成本高，不宜大面积采用；由于路基土中含水量高，强夯法达不达效果；初期曾试验用塑料排水板，效果不理想，承载力不能满足要求，且沉降量较大。因此。复合地基加固路基是本工程的必然选择。基于快速、可靠、经济的原则，形成复合地基有如下三种方案：水泥搅拌桩、高压旋喷桩、CFG桩。各方案的技术经济比较如表1所示：表l水泥搅拌桩、CFG桩和高压旋喷桩形成复合地基的技术经济比较方案名称方案简介方案的可靠度施工工期处理单价将特制的搅拌头通过钻机，置于预加固的路基深度，搅方案1：拌

5、好的水泥浆通过注浆泵、钻具、搅拌头送到孔底。随对路基扰动小，能在土中形8个月168：ff．．／mz水泥搅拌桩着搅拌头的旋转和提升，水泥浆与土体混合，固结后形成可靠的桩体，可靠程度高成搅拌桩方案2：利用大121径冲孔钻或震动钻，在需加固的土层中成孔，对路基扰动大，施工质量不然后以一定配比的水泥、粉煤灰、砾石充填钻孔，形成lO个月190元／m2CFG桩易控制，可靠程度中等CFG桩将特制的喷嘴通过钻机，置于预加固的路基深度，搅拌方案3：好的水泥浆通过高压注浆泵形成20MPa一30MPa的水泥对路基扰动小，能在土中形浆射流，高压射流从孔底的喷嘴喷出，切

6、割搅拌土体，13个月420Tr／m2高压旋喷桩成可靠的桩体，可靠程度高随着注浆管的旋转和提升，水泥浆与土体混合，固结后形成高压旋喷桩根据多种方案的比较，确定采用水泥搅拌桩加固该路基。4水泥搅拌桩施工参数的设计(1)桩径o500tonio(2)桩长。要求打穿淤泥层。进入砂跞石层lin，一般桩长为11111—13m。(3)桩身强度。90d龄期无侧限抗压强度1900kPa；(4)水泥掺人量。搅拌桩水泥用量不小于50kg／m；(5)复合地基要求的承载力。280kPa。(6)水泥搅拌桩单桩承载力。150kN(7)天然条件下路基土强度。80kPa。根据复合

7、地基强度理论计算公式确定置换率：R=mp+口(1一m)盯式中R一复合地基强度，设计值为280kPa；n卜一置换率；r单桩承载力，15kN；o一桩间土强度标准值，80kPa；B一桩问土承载力折减系数，取o．6；经计算得：m=0．1。(8)桩的布设。根据复合地基置换率rn，路基加固桩的布设如下：桩的间距为1．5m；排距为1．3m。呈梅花型布置。对于路基下部存在涵洞的部位、桥的两头20nl范围内加密布桩，桩的间距为1．5m；排距为0．75111。(9)搅拌提升速度。0．5m／rain～0．8m／min；(10)材料及配比。P．0．32．5普通硅酸盐水

8、泥；水灰比为0．4—0．6；5水泥搅拌桩施工及施工质量控制技术措施深层水泥搅拌桩施工工艺流程如图1所示：施T记录拌制水泥浆浆液过滤水泥浆压送到孔底搅拌