水泥深层搅拌法在地基中的应用分析

精品文档-下载后可编辑水泥深层搅拌法在地基中的应用分析【摘要】水泥深层土搅拌法是利用水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和使软土硬结而提高地基强度，是进行软处理的一种有效形式。

【关键词】水泥深层搅拌法；地基；应用

一、水泥深层搅拌法加固软土地基的作用原理

水泥深层搅拌法利用深层搅拌机械，沿深度将固化剂（水泥浆或水泥粉，外掺一定的添加剂）与地基土强制搅拌，通过固化剂与地基土之间的一系列物理、化学作用，使地基土硬结成具有整体性、水稳定性、较低渗透性和一定强度的水泥土体。深层搅拌桩桩体比周围土体的刚度大，在荷载作用下等量变形时，地基中的应力将按材料模量进行分布。因此，桩体应力比桩间土上的的应力大，这样就使得复合地基承载力比原地基有所提高，沉降量有所减小。深层搅拌桩与桩间土形成复合层，这一复合土层的力学特性优于天然土体，起着换土、均匀应力、增大应力扩散角的作用。在桩体没有完全贯穿整个软弱土层的地基中，垫层的作用尤为明显。深层搅拌桩中的水泥具有吸水、发热、膨胀作用，对桩周围的土可起到挤密效果。深层搅拌桩还可以用来提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。土质不同，其加固机理也有所差别。对于砂性土，水泥土的固化原理类似于水泥砂浆，具有很高的强度，固化时间也较短；对于粘性土，由于水泥掺量较小，水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的土体围绕下进行的，所以土质条件对于搅拌桩桩身质量的影响较大。

二、水泥深层搅拌法加固软土地基的优点

加固后的地基可以立即承受上部荷重。经深层搅拌加固后的地基，自然养护15～30d即可承受上部荷载；经深层搅拌加固后的水泥土强度可达1000～2000kPa（即100～200t/m2）。当水泥土搅拌桩与周围软土形成复合地基后，上层部位承受的荷载可通过刚性很大的复合地基将应力可以扩散到很大范围的残积土层上，地基沉降即可减少很多；而且水泥深层搅拌法施工不受气候影响，深层搅拌施工不受雨天影响（台风、暴雨除外），在多雨地区施工不受影响；同时，水泥深层搅拌法施工速度快。每台深层搅拌机械可打设搅拌桩250m/d。假如地基处理共布置搅拌桩22000根（桩径按0.5m计算，桩长按8m计算，共计17.6*104m），工期按75d计，仅需配备10台深层搅拌机即可完成全部加固施工；水泥深层搅拌法可充分利用原软土，水泥搅拌桩是在原有软土层上施工，不用挖弃原有软土。此举不用弃置滚动状态的淤泥而占用大量土地，对周围环境影响小；特别是水泥深层搅拌法造价较低，当水泥价格为360元/8h，施工每个深层搅拌桩（桩长按8m计，按50kg/m水泥计）的水泥费用为186元。

三、水泥深层搅拌法工程实例

某单位扩建地基处理工程地处盆地一二级阶地上，地面坡度均为2°，场地标高1213m～1254m，地势平缓开阔，盆地前缘的缓坡堆积地貌。资料显示，地层主要由黏土层组成，其中主要由硬塑～可塑粘土层组成厚0～1.7m，为场区内的软弱下卧层。场区地下水深0～1.4m具承压性，靠大气降水和地表水渗入，水位高，水量较大等特点。设计充分考虑到水泥土搅拌桩在处理软土地基中的显著作用，及该工程周围的具体条件，决定采用水泥土搅拌桩对该扩建区进行地基处理。地基处理方面，应改善软弱地基的透水性、减弱其滞水性、提高其地基承载力，减少工后剩余沉降，控制地基不均匀沉降。原地基经过处理后复合承载力特征值≥150kPa，应稳定、均匀和密实。桩体无侧限抗压强度为1.2MPa，桩体动力触探（N63.5）≥6击。同时，在设计技术参数方面，采用单筒搅拌桩，桩径φ=0.5m，桩长L=8.0m。根据现场工程地质条件，设计桩长L要穿透较软弱的粘土层，进入持力层粉质粘土层lm，约6m～10m。桩长计算长度按L=80m考虑，桩间距1.5m，排距1.3m。水泥掺量则为50kg/m，置换率为10.6%。而且，施工要求深层搅拌机机头提升速度为0.6m/min。严格按照规范施工，从施工过程上保证施工质量。首先，事先平整施工场地，清除桩位处地上、地下大块石、树根和生活垃圾等障碍以便施工。整平场地时可采用回填粘土满足施工平台高出桩顶50cm左右。然后，在整平的地面上，按设计图纸的要求，放出每根桩的具置，打人竹钎并作出明显的标志。第三，将深层水泥搅拌机运到设计桩位，就位对中，检查导向杆垂直度、清扫喷射口。第四，水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。为施工方便，防止堵塞喷射管口，在各种搅喷施工工艺实际操作过程中，正循环钻进至设计深度时同时喷浆搅拌。在施工现场实际操作中，由于现有搅拌桩施工机械都配有液压移动机架，上一根桩施工完毕移到下一根桩就位对中开始搅喷的时间间隔很短，一般不会超过一分钟，操作工人为了防止堵塞供浆管道，保持工作的连续性，往往从第一根桩开始钻进搅喷起到下班清洗管道，整个过程都不会停止供浆。

参考