水泥搅拌桩在处理沿海软土路基中应用

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1、水泥搅拌桩在处理沿海软土路基中应用　　摘要：水泥搅拌桩作为处理软土地基的方法在公路工程中被广泛采用。文章结合辽宁省营口市滨海大道工程中管涵基础加固为例，说明水泥搅拌桩在沿海软土地基处理应用过程中的通过静载荷试验确定施工参数，优化设计。关键词：水泥搅拌桩；地基处理；优化设计中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：一、概述1、水泥搅拌桩简介水泥搅拌桩使用水泥（或石灰）等材料作为固化剂，利用搅拌机将水泥或水泥浆喷入土体并强制拌和，使水泥与软土间发生一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高软土地基强度和变形模量，实现

2、加固地基、减小沉降的目的。该法适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土、粉土、饱和黏性土、黄土、素填土，以及无流动地下水的饱和砂土等软弱地基。2、水泥搅拌桩分类5水泥搅拌桩按材料喷射状态可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于复搅，但水泥土硬化时间较长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间较短，能提高桩间的强度，但搅拌均匀性欠佳，很难全程复搅。目前，水泥搅拌桩按主要使用的施做方法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。3、工艺参数干法适于加固含水率为30%～70%（湿法适用于含水率小于30%），pH值大于4的软土地基。水泥搅拌桩不适用于强度较高或土中含有树根、孤石等

3、坚硬障碍物的地基土。水泥搅拌桩桩径一般为500～550mm，最大为600mm，水泥通常采用32.5或42.5普通硅酸盐水泥。水泥掺量12%～20%。一般加固深度湿法不大于20m，干法不大于15m。某些特殊地质条件地区需经室内试验确定水泥类型及掺量。二、工程概况辽宁滨海大道是中国最长的沿海公路，东起丹东境内的虎山长城，西至葫芦岛市的绥中县，全长1443公里，由丹东段、大连段、营口段、盘锦段、锦州段和葫芦岛段构成，于2009年9月27日全线竣工通车。营口市滨海大道工程共有特大桥1座、中桥5座、小桥8座。全路挖、填方段较多，挖方总量为1001394m3，填方总量为

4、2411760m3。5本工程所经区域可分为两个较大的地貌单元，即海成地形的海漫滩区和剥蚀低丘区。海漫滩区海拔1.6～6m，属海成地形海漫滩地貌。沿渤海辽东湾岸边分布，地势低洼，受往复潮汐的影响，多沼泽、坑塘，盐田及水产养殖区堤坝，沟渠纵横交错，易遭受渤海和洪涝影响，地表沼泽化、盐渍化严重。主要由亚粘土、淤泥质粘土、细砂、粉砂等组成，详见表1。表1海漫滩区工程地质概况海漫滩区软土居多，且有大量养殖场穿插其间，规划公路部分路段阻隔了养殖场与海中间的通道，因此设计了大量管涵用于海水流通。但从上表可知，天然地基土不经处理无法满足公路承载力要求。因此，在工程建设中该地

5、区进行了大规模的地基处理来提高地基的承载力。三、试桩检验与优化设计试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。试桩数量不少于5根，且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。该地区管涵的地基加固采用水泥搅拌桩法处理，桩径500，间距1.0m，桩长10m，采用干法施工。设计要求水泥土28d无侧限抗压强度≥0.8MPa，90d无侧限抗压强度≥1.0MPa。5在桩施工结束后28天进行桩基静载荷试验，试验采用堆载方式进行，数据采集和记录采用自动测试系统

6、，即减轻了测试人员的工作强度，有保证了数据记录的及时性和准确性。试验按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003慢速静载荷试验要求进行，实验装置如图1所示。图1静载荷试验装置图图2开挖后的管涵基础经过对管涵地基处理后成果进行检验，发现试桩承载力远低于设计要求，无侧限抗压强度仅为0.2MPa，无法满足通车后对地基承载力要求。试桩实验结果见表2，其中试桩3试验曲线见图3。表2管涵试桩结果汇总表图3试桩3静载荷试验p-s曲线后经专家鉴定，施工过程无问题，出现这样情况的原因可能与地基土的成分有关。经实验室检测，该地区地下水中含盐量非常高，按原设计进行喷粉无法达到

7、设计强度，水泥“减号”现象严重。因此，需对原设计进行更改。经专家会议研究决定采取以下措施进行解决：增大喷粉量、提高水泥标号或改用硫铝酸盐水泥。经多方会商决定采取增加喷分量进行处理。对重新设计的桩基进行检验，结果非常理想，处理后的地基无侧向抗压强度达到1.2MPa，满足原设计对地基承载力的要求。按优化后的设计施工，开挖后的管涵基础见图2。5该公路软土地基经水泥搅拌桩加固处理后，地基土强度和变形模量提高，地基稳定性增强，复合地基承载力明显提高，达到了控制沉降、稳定路基的目的。四、结论水泥搅拌桩应用于沿海地区应注意以下方面：1、进行初步设计后，必须进行试桩检验设计

8、的安全、合理性，发现问题后应认真研究进行处理，切忌盲