浅议水泥土搅拌桩在地基处理中应用

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1、浅议水泥土搅拌桩在地基处理中应用　　摘要：本研究以山东诚力科技发展有限公司铁路专用线扩建工程为研究案例，结合工程实践介绍了设计、施工工艺及保证质量的组织技术措施。关键词：水泥土搅拌桩；搅拌；工艺试桩；无侧限抗压强度试验；承载力；静载试验中图分类号：TU47文献标识码：A1概述山东诚力科技发展有限公司铁路专用线扩建工程中，淄东线上两座盖板涵K59+550及K59+585需接长，经地质勘探，持力层地基承载力为95kPa，小于涵洞设计基底应力160kPa，需做地基加固处理。现将K59+550涵洞地基处理方案简介如下，该涵为排洪涵

2、，常年有水流，设计流量0.5m3/s。2工程设计2.1地质条件工程为河湖相沉积平原，在勘探深度范围内揭露土层均为第四纪全新世沉积的土层，施工场地微地貌不发育，从钻探资料所揭示的地层来看，地层分布如下：第一层：耕土，以粉土为主，伴有植物根等，均厚0.83m。8第二层：粉土，黄褐色，含铁质氧化物及云母片，低干强度，低韧性，含水量23.1%，干重度19.3kN/m3，孔隙比0.686，液性指数0.38，自然地基承载力95kPa，均厚3.41m。第三层：粘土，棕褐色，褐色，含铁质结核，中等干强度，中等韧性，含水量34.0%，干重度

3、18.4kN/m3，孔隙比0.967，液性指数0.68，自然地基承载力90kPa，均厚3.86m。第四层：粉土，灰黄色，黄褐色，含铁锰质氧化物及云母片，低干强度，低韧性，含水量24.4%，干重度19.4kN/m3，孔隙比0.691，液性指数0.37，自然地基承载力120kPa，均厚1.26m。该场地地下水的类型为第四系孔隙潜水，补给来源以大气降水为主。勘察工作结束后统一测了地下水位，勘察时平均水位埋深平均值为1.50m，稳定水位标高平均值为7.57m，水位变化受季节影响明显，变化幅度在0.80m～2.00m左右。2.2地基

4、处理设计2.2.1确定方案8通过设计计算，②层顶为涵洞流水面，天然地基承载力仅为95kPa，远远低于涵洞设计基底应力160kPa，显然需采取加固措施。设计中曾考虑按常规基底换填砂夹碎石方案，但该工程距线路近，对既有线路路基影响较大，需考虑线路加固措施，对线路运输干扰大，且费用高。为找到更合理的设计方案，查阅大量的相关资料，最后决定采用水泥土搅拌桩加固地基。水泥土搅拌桩是利用搅拌桩机，将水泥（浆）及外掺剂喷入软弱基土中，并在原位进行强制搅拌，通过水泥和土的一系列复杂的物理化学作用形成水泥土桩体，与基土共同作用形成复合地基，达

5、到提高承载力和减少沉降的目的，这种桩的优点：可加固改良地基，提高地基承载力和水稳性，对环境无污染，且施工时无噪声，对相邻建筑物无影响，机具设备简单，液压操纵，技术易于掌握，成桩效率高（8m长桩，每台桩机每天可完成100根），加固所需费用较低，只要严格按设计要求控制进尺及水泥掺入量，采用全程复搅使桩身均匀，同时解决好桩底水泥土与下卧硬土层的结合问题，该方案完全可以满足本涵的承载力和沉降要求。2.2.2设计计算根据水泥土搅拌桩的作用机理可知，所形成的水泥土桩体与桩周土组成复合地基共同承担建筑物荷载，由于二者刚度相差较大，桩体与

6、桩间土如何分担建筑物荷载是较为复杂的问题，目前，可按下列经验公式计算加固后水泥土搅拌桩复合地基容许承载力。式中：σsp——复合地基容许承载力（kPa）；σs——桩间土天然地基容许承载力（kPa）；m——置换率；Ap——桩身截面积（m2）；8β——桩间土承载力拆减系数，当桩底为软弱土层时，可取0.5～1.0，桩底为硬土时，可取0.1～0.4；[P]——单桩容许承载力（kN）。单桩竖向承载力可按下面两公式计算，并取其较小值：式中：η——桩身强度折减系数，粉体搅拌桩可取0.2～0.3，浆体搅拌桩可取0.25～0.33；Pf——与

7、搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值（kPa）；Up——桩身周长（m）；qi——桩周第i层土的容许摩阻力，对淤泥质土可取6～12kPa；对软塑状态的粘性土可取10～15kPa；对可塑状态的粘性土可取12～18kPa；Li——桩周第i层土的厚度（m）；α——桩底地基土容许承载力拆减系数，可取0.4～0.6，承载力高时取低值；qp——桩端地基土容许承载力（kPa）。通过拟定不同桩径、桩距和桩长做了试算比较，在大量试算基础上，经过技术经济比较，最后采用桩径08.5m，等边三角形

8、布桩，桩间距1m设计，以涵洞流水面做为②层顶，基础厚1.2m，砂垫层0.3m，按6m桩长计算，②层桩长1.9m，qi=12kPa，③层桩长3.8m，qi=12kPa，④层桩长0.3m，qi=15kPa。单桩承载力[P]=1.57×（12×1.9+12×3.8+15×0.3）+0.5×120×0.196=