水泥土搅拌桩在软土地基处理中的应用

水泥土搅拌桩在软土地基处理中的应用
发布时间：2022-12-13T06:59:26.724Z 来源：《中国建设信息化》2022年27卷8月第15期作者：郭亚宇
[导读] 随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了全新的发展进程中，这也为各大社会领域的发展起到了良好的促进作用。

而在建筑领域的发展进程中，软土地基属于其中一种较为常见的地基类型。

为了有效降低软土地基对后续施工建设产生的不良影响，工程中常常采用水泥土搅拌桩进行处理。

郭亚宇
陕西交通公路设计研究院有限公司陕西省西安市 710075
摘要：随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了全新的发展进程中，这也为各大社会领域的发展起到了良好的促进作用。

而在建筑领域的发展进程中，软土地基属于其中一种较为常见的地基类型。

为了有效降低软土地基对后续施工建设产生的不良影响，工程中常常采用水泥土搅拌桩进行处理。

通过水泥土搅拌桩复合地基增强地基土的压缩模量，减小地基土沉降，提高地基处理整体处理效果。

本文首先对水泥土搅拌桩加国地基的基本原理进行介绍；其次，对水泥土搅拌桩复合地基的设计及在软土中的应用展开深入分析；在此基础上，提出水泥土搅拌桩在软土地基处理中的具体应用措施，为类似项目提供借鉴。

关键词：水泥土搅拌桩；软土地基处理；应用措施
引言：在目前的社会发展进程中，水泥搅拌桩属于针对软土地基进行处理的一种有效处理方式，其在各类软土地基的处理当中得到了十分广泛的应用。

水泥土搅拌桩复合地基的使用能更有效解决浅层土层当中存在的应力集中问题以及深层土层的沉降问题。

相对于刚性桩来说，水泥土搅拌桩复合地基能够充分发挥和利用桩间土体，使桩间土与桩体自身的承载力共同作用。

这样不仅可以保证施工效果，同时可以降低整体施工成本。

因此水泥土搅拌桩复合地基在软土地基处理中具备着极大的优势。

而在实际施工过程中没有如果针对软土地基进行合理处理，或是处理的效果比较差，那么软土地基发生安全事故的几率就会大大增加。

因此，这就需要进一步提高对于水泥土搅拌桩的重视程度，确保其能够更好的发挥出自身的实际作用。

一、水泥土搅拌桩的基本概述
（一）水泥土搅拌桩的基本概述
水泥土搅拌桩，其主要就是针对饱和软土地基进行加固的一种方式，能够将水泥、石灰等材料作为主要的固化剂，并通过特殊的搅拌设备，直接在地基土的一定范围将软土与固化剂进行强制搅拌，通过地基土与固化剂之间所出现的反应，确保软土可以进一步凝结为具备着稳定性以及整体性的水泥加固土，确保地基土的整体强度可以稳步提高。

通常情况下，采用浆液搅拌法所形成的水泥加固土为深层搅拌桩，而粉体搅拌法所形成的水泥加固土则是粉喷桩，两者被统称为水泥土搅拌桩[1]。

（二）水泥土搅拌桩的处理原理
在各类复合地基当中，水泥土搅拌桩属于其中比较有代表性的复合地基。

其具备着振动小、施工周期短以及污染问题小等多种特征，也是当前国内以及国外地基处理过程中应用较为广泛的一种高技术手段。

同时，水泥搅拌桩的基本应用原理，就是充分发挥出水泥的水解反应与水化反应，而后确保水泥水化合物能够与土颗粒实现离子交换以及硬凝反应，在后续出现碳酸钙反应过后，确保水泥浆固体的整体强度能够稳步提升。

二、水泥土搅拌桩的设计内容
（一）桩身参数的设计
在水泥土搅拌桩的设计过程中，其主要目的就在于确定好搅拌桩的具体面积置换率以及桩长，在桩长方面也要结合上部结构对于地基承载力以及变形方面的要求所确定，确保其能够穿透软弱土层过后进入到承载力比较高的土层当中。

结合实际情况可以看出，如果在软土地区当中，水泥土搅拌桩可以穿透软弱土层，并且达到强度比较高的持力层当中，其沉降量就会降低，并且搅拌桩的承载力与桩长之间存在着较为显著的直接关系，但考虑到搅拌桩自身强度方面存在的因素，尽管搅拌桩的桩长与承载力之间并非正比关系，而为了进一步提升抗滑稳定性，在设置搅拌桩时就应当确保桩长能够超过危险滑弧度2m以下。

对于水泥土搅拌桩的单桩竖向承载力特征，就要通过现场的荷载试验进行确定，在初步设计过程中可以结合地基处理的技术规范进行科学合理的估算，确保由桩身材料强度确定的单桩承载力不会低于桩周土以及桩端土抗力所提供的单桩承载力[2]。

（二）布桩形式的选择
站在工程实际情况的角度上来看，复合地基的加固效果很容易受到水泥土搅拌桩布桩形式所产生的影响。

结合目前现有的地质条件以及施工工艺等内容，在那些深厚、饱和的软土地区当中应当采取柱状的加固形式，而对于基底压力与结构刚度较为均匀的建筑类型来说，就要适当的提升桩长与桩距，尽量降低其中所产生的群桩效应。

针对那些一般化的工业厂房来说，其中存在着独立基础以及设备基础，这时就可以采取柱状加固形式。

为了在根本上实现对于水泥土搅拌桩的高效应用，在后续的实际施工建设阶段中就应当充分结合工程项目的实际情况来针对布桩形式进行更加科学合理的设计。

三、水泥土搅拌桩在软土地基处理中的控制要点
（一）施工过程控制
1、控制整体喷浆量：水泥浆掺入量以及喷浆的均匀性，其进一步决定了水泥搅拌桩的质量是否满足相应标准，这也使得质量控制工作的实际开展进程中，其关键内容就在于针对水泥浆进行准确计量。

在计量控制阶段中，应当重点保证喷浆的均匀性与稳定性，也就是控制好钻头的提升速度以及水泥浆的具体比重，同时，由于从出浆到钻头部位需要经过一定的时间，这就需要确保钻头能够在柱底停留一段时间，而后才可以提起。

在后续的喷浆阶段中如果产生了断浆等情况，就要在第一时间进行补浆处理，为了有效保证成桩的连续性，还要保证断浆处与补浆处的搭接长度可以超过50cm。

2、预留加固土试块，寻求水泥土强度随龄期变化的关系
由于水泥土搅拌桩桩体强度随龄期增长而增长，为更好的控制施工质量，应当预留与桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，并在标准养护条件下养护，测试7天、14天、21天、28天、90天龄期的立方体抗压强度。

3、水泥土单桩承载力特征值应取根据侧阻力、端阻力计算值和按桩身材料强度计算值二者中的较小值。

应特别注意复核按桩身材料强度复核单桩承载力特征值。

由于桩身强度有一定的限制性，单桩承载力特征值在一定程度上并不随桩长增加而增大，因此搅拌桩的长度主要应根据上部结构对地基承载力和变形的要求确定，并应穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。

4、为提高桩身强度，建议采用42.5级以上普通硅酸盐水泥，水泥掺量为被加固土重量的12%~20%。

可根据工程实际适当取高值。

外掺剂量可根据工程要求掺入一定早强剂。

为提高强度，也可考虑掺入与水泥等量的粉煤灰。

5、应制定专项施工方案，严格控制搅拌次数、喷浆压力和喷浆量等施工参数。

为提供承载力并减小变形，考虑桩身上部5m左右适当增加搅拌次数及水泥掺量。

（二）成桩后的质量检测
为了确保水泥土搅拌桩在施工质量方面能够满足标准要求，就应当在实际施工建设阶段中针对施工记录以及计量记录进行全面检查，保证施工质量可以在源头上得到保证，大幅度降低各类问题的发生几率。

在成桩三天以内的时间，采取轻型动力触探的方式来对上部桩身的均匀性进行全面检查，成桩七天后要采取浅部开挖桩头来对搅拌的均匀性进行检查，并针对成桩的直径进行准确量测。

在水泥土搅拌桩复合地基承载力进行检验的过程中，应进行单桩和复合地基荷载试验工作。

而在那些对于变形要求较为严格的工程，如对桩身质量存在怀疑的，就要在成桩28天后，通过钻探取芯的方式进行检验。

除此之外，在基槽开挖过后，还要针对桩位、桩数等内容进行检验，对于那些没有满足设计需求的部位则要及时采取针对性的补强措施[3]。

结论：综上所述，水泥土搅拌桩在本质上属于一种针对软土地基进行处理的方式，不仅能够应用在软土地基处理工作当中，还能够用在基坑支护等工作中。

施工过程中，必须要严格遵循规范进行设计与施工，保证水泥土拌和桩能够满足设计要求，在根本上降低各类问题的发生几率，为后续各类工作的顺利开展奠定坚实基础。

参考文献：
[1]龙丽. 水泥土搅拌桩在软土地基处理中的应用[J]. 建筑技术开发,2017,44(7):146-147. DOI:10.3969/j.issn.1001-523X.2017.07.092.
[2]雷才波. 水泥搅拌桩在软土地基加固处理中的应用[J]. 建材与装饰,2022,18(27):9-11. DOI:10.3969/j.issn.1673-0038.2022.27.003.
[3]王哲. 预应力管桩与水泥土搅拌桩在软土地基处理中的应用[J]. 铁道建筑,2020,60(7):98-101,106. DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2020.07.24.。