水泥土搅拌桩在地铁软弱路基中的应用

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1、水泥土搅拌桩在地铁软弱路基中的应用摘　要:结合工程实例,介绍了水泥土搅拌桩设计的桩位布置、水泥掺入量及其施工工艺,并对试验结果进行了分析,以推广水泥土搅拌桩在地铁软弱路基中的广泛应用。关键词:水泥土搅拌桩,软弱路基,回弹模量,施工工艺1工法简介水泥土搅拌技术是以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度桩体的地基处理方法。适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的黏性土等地基。按固化剂和施工工艺的不同分深层搅拌法和粉体喷搅法。杭州地铁1号线工程湘湖停车场采用水泥土深层搅

2、拌法施工,取得了良好的加固施工效果。2工程概况湘湖停车场总长1254.41m,其中DK1+702.909~DK2+320.385段,设计纵坡0%,施工原地貌平坦,无明显沟壑。设计桩长6m~8m,工程数量113775m(17823根)。根据地质勘查报告显示场地未发现区域性深大断裂,无明显的新构造活动迹象,处于地质构造相对较稳定地质环境。2.1工程地质条件停车场场地平原区地层以第四系松散堆积层为主,总厚度为10m~50m,岩性主要为粉质黏土、淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土,其中淤泥、淤泥质土最为发育,局部最厚近30m,软塑~流塑,具低强

3、度、高压缩性、低渗透性等特点。2.2水文地质条件停车内浅部地下水属潜水类型,主要赋存于上部填土层及粉土层中,补给来源主要为大气降水及地表水,其静止水位深0.30m~1.60m,相应高程3.28m~4.67m(黄海高程)。并随季节性变化,地下潜水对混凝土结构无腐蚀性。2.3几种软基处理方案的比较需要进行加固处理的地基长度为617.476m,平均站场宽度为80m。湘湖车站南邻礼帽山、西侧及北侧为湖头陈村居民住宅,建筑群密布,且多为高层建筑。本地可用石材数量不多,采用抛填片石换填的施工工艺,一是城市交通不便利,二是可用石材数量不足,运距远,

4、造价高;采用振动桩基加固噪声大、振动对附近建筑群影响大;采用水泥土深层搅拌桩施工法所需水泥量少施工便捷、造价低。经相关部门评议,决定采用水泥土深层搅拌桩法进行站场内路基加固。3水泥土搅拌桩的设计3.1桩位布置水泥土搅拌桩桩径设计为500mm,桩长分别为DK1+702.909~DK1+870.11段为6m;DK1+870.11~DK1+912.11段为7m;DK1+912.11~DK1+984.11段为8m,桩体要求深入硬土层中不少于50cm。设计桩间距120cm×120cm,正方形布置,桩顶铺设50cm厚碎石垫层。为取得施工中合理的技

5、术参数,在DK1+710~DK1+720段20m范围内施工6根试验桩,成桩7d内对桩做轻型触探。养护28d后进行复合地基承载力和复合地基回弹模量的测试,经检验合格后方可进行全段的施工。3.2水泥掺入量采用425号普通硅酸盐水泥,由3根试验桩确定水灰比为1∶0.5,桩身水泥掺入量50kg/m,以填筑中粗砂作为施工垫层,在压实时避免对桩身的扰动和破坏。3.3施工工艺流程3.3.1工艺流程原地表的清理→测量放样、定出桩位线→铺设50cm中粗砂工作垫层→搅拌机械就位并安放平稳、钻杆保持垂直→预搅下沉同时拌制水泥浆→提升喷浆搅拌→重复上下搅拌→

6、桩顶以下3.0m内复搅→清洗集料斗及喷浆管道→移位至下一桩位→进行3d,7d,28d试验检测。3.3.2施工质量控制为了保证桩体的质量,水泥浆的质量、数量都必须严格控制,浆液倒入集料斗时必须加筛过滤以免浆内结块损坏泵体或堵塞管道。施工使用的固化剂和外掺剂必须通过室内试验检验方法使用,固化剂浆液要严格按配比拌制。1)根据地质条件,先按施工组织设计确定的搅拌桩施工工艺打设3根工艺性试桩,以取得浆液的泵送时间、搅拌机提升的速度、复搅深度和水灰比等各种参数和施工工艺。2)搅拌机搅拌下沉时不宜冲水,当遇到硬土层时方可适量冲水,试验表明,土层中的

7、含水量增加10%,水泥土强度会下降10%~12%。但设计通常是按地基中最软的土层来确定水泥用量的,所以当加水搅拌后的强度不低于下部的强度时,最终的水泥土强度还是可以满足设计要求的,但应考虑冲水对桩身强度的影响。3)成桩过程中,由于电压过低或其他原因造成停机,使成桩工艺中断时,应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m处,等恢复供浆时再喷浆提升继续制桩;凡中途停止3h以上者,需先拆卸输浆管路,并加以清洗。4)搅拌机械通常采用定量泵送水泥浆,转速基本是恒定的。因此,灌入的水泥浆量完全取决于搅拌机喷浆的提升速度和复喷次数,施工过程不得随意改变,并保

8、证水泥浆能定量不间断供应。5)由于钻深过大,土质很粘,有时会造成管道堵塞,疏通管道后,应在上下各1.0m范围内复喷复搅,防止断桩。同时,在桩底部喷浆时间不少于30s,使浆液完全达到桩端,然后喷浆搅拌提升。4试验成桩的效果