结合实例浅议水泥搅拌桩设计

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1、结合实例浅议水泥搅拌桩设计　　摘要：笔者根据工作实践经验,结合工程实例就水泥搅拌桩的设计特点进行分析，提出在设计阶段应注意的问题。关键词：水泥搅拌桩，沉降量，复合地基承载力中图分类号：TQ172.7文献标识码：A水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂，是软基处理的一种有效形式，利用特制的深层搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高基础强度。软土基础经处理后，加固效果显著，可很快投入使用。适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。一、工程概况4某地块内两幢6+1层住宅

2、楼为砖混结构，基础采用钢筋混凝土条形基础。因基底压力（155左右）高于天然地基承载力80，故需做地基处理。近地表20m范围内的土层分布如附图1所示，其分布的特点是，场地内填土层较厚且普遍分布，①层耕土高压缩性，低强度，欠均质；②-1层粉土夹粉质粘土中压缩性，低强度，局部分布，为软土层，是本工程场地主要不良地质层，不可作为基础持力层。针对土层分布的特点，根据当地施工经验，采用水泥搅拌桩对②-1层土体进行加固处理改良。二、水泥搅拌桩的布置水泥搅拌桩的布置形式有环形、正三角形及正方形等形式。考虑到施工方便、定位准确，选用方形布桩。水泥搅拌桩直径500mm，桩距900mm。

3、桩顶标高-2.750m，停浆面标高-2.250m；以桩底进入第②-2A层粉质粘土或②-2层粉土来控制桩长，桩长不小于5m，凿桩头至少500mm，遇河沟河道杂填土时，清除块石土及有机质土后，再回填砂土或粘土（要求分层夯、压实），桩头疏松部分需全部挖除，桩头标高不足时则用C10混凝土接长找平。桩身固化剂采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为13%~15%，置换率m=28%，水灰比0.5，桩身水泥土强度≥1.30（施工前必须做试块试验），经处理后的地基承载力为170。增强剂掺量：石膏为水泥用量的2%。减水剂掺量：木质素酸钙为水泥用量的0.2%。桩验收合格后将上部5

4、00范围桩头打掉，在基础和桩之间设置褥垫层，褥垫层厚度200mm，其材料用中砂；夯实后的压实系数要求不小于0.97。具体布桩时，若平面布桩全是单个的均匀布置，对于朝南外挑阳台和楼梯间处等荷载较大较集中的区域，4则加固后的地基整体刚度较差，为此，在荷载集中的区域，适当提高布桩的数量，以防止不均匀沉降而引起的建筑墙体的开裂，桩位布置图见附图2和附图3。三、沉降量的计算根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第11.2.9条，水泥搅拌桩复合地基的变形包括复合土层的压缩变形和桩端以下未处理土层的压缩变形（即，下卧层压缩变形）。搅拌桩压缩模量Ep取100，即105

5、.4。附加压力的计算中，把搅拌桩与桩间土先假设为一实体深基础（不考虑沿桩身的压力扩散角），群桩体顶面平均压力减去实体深基础的周边摩擦阻力以及条形基础底面积与群桩体底面积之比引起压力差值后而算得。桩群体下卧层压缩变形按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.3.5条公式计算，两幢楼的附加应力和沉降量的计算结果，见附表1。附图1：附图2：附图3：附表1：四、设计阶段应注意的问题4复合地基承载力计算中，对于参数（与搅拌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）的取值，因试块在室内试验过程中，由于环境温度，试块侧限

6、压力状态，含水量都与桩本身在软土中的不完全一致，因此得出的结论并非真实的工程效果，加之混凝土搅拌桩承载力受施工质量影响较大，如果此参数提的过高，实际工程中可能达不到，所以，在初步设计估算复合地基承载力时，建议采用反算法，即先确定置换率（m值），m值的确定可凭借当地工程经验，一般低于30%较为经济。然后根据《建筑地基处理技术规范》第9.2.5条公式，可计算出单桩竖向承载力特征值Ra，再由11.2.4-1和11.2.4-2，计算出和桩长。五、结语本文依据《建筑地基处理技术规范》，简单介绍了有关水泥搅拌桩的设计步骤及应注意的问题。实际工程中，影响复合地基承载力的因素还有很

7、多，虽然对于水泥搅拌桩的计算基本还停留于经验控制水平上，但是基于该地基处理方法具有施工工期短、效率高、不污染环境及施工机械简单、加固费用低廉等优点，尚有很大空间，以待技术人员和理论研究者的不断完善。参考文献:《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002《水泥土搅拌法处理地基》徐至钧主编曹名葆编著机械工业出版社4