钉形水泥土双向搅拌桩在路基处理中应用

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1、钉形水泥土双向搅拌桩在路基处理中应用　　摘要：与常规水泥土搅拌桩相比，钉形水泥土双向搅拌桩在路基处理中具有施工方便、操作简单的优点。本文绍了钉形水泥土双向搅拌桩成桩原理、在路基处理中的设计要点与施工技术要点。关键词：钉形水泥土双向搅拌桩；搅拌桩；试桩Abstract:comparedwithconventionalcement-soilmixingpile,thesoilnailshapebidirectionalmixingpileinthesubgradetreatmenthastheadvantagesofconvenientconstruc

2、tion,simpleoperation.Thisarticlefornailshapebidirectionalmixingcement-soilpiletopileprinciple,maintechnicalpointsondesignkeypointsandconstructionofsubgradetreatment.Keywords:soilnailshapebidirectionalmixingpile;Mixingpile;Testpile中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)一、钉形水泥土双向搅拌桩机械

3、及成桩原理9钉形水泥土双向搅拌桩也即钉形水泥土双向搅拌桩的成桩机械，是对现行水泥土搅拌桩成桩机械的动力传动系统、钻杆以及钻头进行改进，采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥浆上冒，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量；同时将搅拌叶片设置成可伸缩叶片(注：该叶片可以在地面以下的任意深度处伸缩)，以方便施工水泥土搅拌桩的上、下不同截面的桩身。二、钉形水泥土双向搅拌桩设计要点（一

4、）桩径的确定目前最大的桩径可以达到1500mm。由于目前的施工机械设备动力有限，扩大头桩径一般为800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm，最大不宜超过1500mm。下部桩径不宜小于500mm，一般为500mm、600mm、700mm。上下桩径应该合理组合，并且随处理深度的变化而变化。下表为一些常用的桩径组合：扩大头桩径与下部桩径的比值称为桩径比，试验数据表明，桩径比在1.8~2.4之间时是最经济，受力最合理的｡根据施工经验，当桩长小于12m时，采用5009mm桩径；桩长在12~20m之间时，采用600mm桩径，

5、桩长大于20m时，采用700mm桩径｡且上下桩径比（D/d）宜在1.8～2.4之间。桩径比（D/d）也可由下式确定：扩大头高度：对称边载效应系数：——桩周土体竖向应力（KPa）；K0——静止土压力系数；c——水泥土的粘聚力（KPa）；——水泥土的内摩擦角（o）；——单位承载力特征值（KN）；Ap1——扩大头部分截面积（m2）；Ap2——下部桩体截面积（m2）；——扩大头深度范围内第i层桩周土厚度（m）；——变截面处天然地基土承载力折减系数，可取0.8～0.9；——扩大头深度范围内第i层桩周土的摩阻力特征值（KPa）；——变截面处地基土

6、承载力特征值（KPa）。（二）处理深度9水泥土搅拌桩施工机械处理深度一般的不超过25m，因此软土地基处理深度超过25m时，就需要增大动力，提高桩机机架的稳定性或改用沉管灌注桩机等其他大型机架。施工时，由于地层往往是起伏跌宕的，桩长并不是一个定值，应通过试桩确定钻头穿透软土层到达硬土层时的电流值，结合地质条件，综合确定一个施工桩长的范围值。（三）桩身强度的设计对于承重搅拌桩的试块应取90d龄期为标准龄期，对起支撑作用受水平荷载的搅拌桩，水泥土强度取28d龄期为标准龄期。室内配比试验90d标准养护的水泥土试块抗压强度可根据上部荷载大小、结构形式等确定。

7、水泥土试块一般是在室内制备，但因室内搅拌的均匀性比实际施工时搅拌的均匀性要好，所以现场施工的水泥土强度与室内配制的水泥土强度是有一个差值的，桩身强度折减系数η即是现场施工的水泥土强度与室内配制的水泥土强度比值的反映。桩身强度折减系数η是一个与工程经验以及拟建工程的性质密切相关的参数，工程经验包括对施工队伍素质、施工质量室内强度试验与实际加固强度比值，对及对实际工程加固效果等情况的掌握。拟建工程性质包括工程地质条件、上部结构对地基的要求以及工程的重要性等。设计时宜按当地经验取，无资料时，可取用0.6～0.8。而采用常规桩施工时，η一般取0.3～0.5

8、。9水泥土的抗剪强度与许多因素有关，试验研究表明，对于水泥掺入量12%～15%之间的水泥土，其抗剪强度与无侧限抗压强度之间