水泥深层搅拌桩复合地基地设计与实践

水泥深层搅拌桩复合地基的设计与实践

【摘要】介绍了水泥深层搅拌桩的基本知识，从设计条件、承载力计算、粉喷桩布置等方面探讨了水泥搅拌桩复合地基设计流程，提出了粉喷桩施工质量控制和质量检验要点。最后以红星排水站出水涵加固为实例，详细阐述了水泥深层搅拌桩复合地基的设计与质量检验, 对水泥深层搅拌桩复合地基的设计和工程实践具有重要的参考价值。

【关键词】软弱地基；搅拌桩；水泥掺入比；静载试验design and practice of cement deep mixing composite foundation

【abstract】basic knowledge of the cement deep mixing pile is introduced. the design procedures of cement deep mixing composite foundation are proposed form the design conditions, calculation of bearing capacity, powder spraying pile layout, etc. also, the keys of construction quality and testing are put forward. lastly, this paper takes water culvert reinforcement of hongxing drainage station as a sample, and elaborates design and quality testing of the cement deep mixing composite foundation. this work has an important reference value for design and construction of cement deep mixing composite foundation.

【key words】soft foundation; mixing pile; cement ratio;

static load test

0 引言

水泥深层搅拌桩是利用搅拌机把送入地层深部的水泥就地进行搅拌，使水泥与地层中的软土拌和均匀，让水泥与软土发生一系列物理化学反应，硬化成水泥土桩体的一种施工方法。水泥深层搅拌桩依水泥是否先加水拌成浆液再喷入地层搅拌，还是直接将干粉喷入地层并搅拌，区分为“湿法”与“干法”两种[1]。湿法搅拌比较均匀，易于复搅，但水泥土硬化时间长，特别是地层中软土含水量过高时，桩间土多余的孔隙水影响水泥土强度增长；干法正好相反，搅拌不太均匀，很难全程复搅，但水泥土硬化时间较短，桩间土的含水量在一定程度上也能够减少，从而使桩间土的强度在一定范围内得以提高。

水泥搅拌桩适用于江河堤防的防渗，堤岸边坡加固，基坑开挖支护，水利、港口、高速公路等基础加固。就处理对象来说，它适用于砂性土、粘性土、粉土、淤泥、淤泥质土，松散至稍密无大块硬质建筑垃圾的杂填土和素填土。一般不适用于生活垃圾和化纤等工业废料杂填土，以及含大量树根、块石的土层。

1 水泥搅拌桩复合地基设计

1.1 设计条件

水泥搅拌桩设计应全面收集以下资料：

１．１．１处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成，软土层的分布范围、分层情况，地下水位及ｐh值，

士的含水量、塑性指数和有机质含量等；

１．１．２建筑场地有无影响搅拌桩机械施工障碍物。地下有无各类管网，生活垃圾、工业化纤和硬质块体建筑垃圾，地上有无高压电线。如果影响大，又难以解决，有可能会导致地基处理方案变更。

１．１．３应针对现场拟处理的最薄弱层软土做配合比试验，确定合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度宜取90 d龄期试块的立方体抗压强度平均值；对承受水平荷载的水泥土强度宜取28d龄期试块的立方体抗压强度平均值。

1.2 承载力计算

水泥土搅拌桩竖向复合地基承载力及单桩竖向承载力特征值，应通过现场荷试验确定。初步设计时，复合地基承载力和单桩竖向承载力按文献[2]计算，确定搅拌桩的复合地基承载力、桩的直径、置换率和长度。

1.3 粉喷桩布置

竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固型式。柱状加固一般在基础平面范围外布置一排维护桩，可采用正方形、梅花形等布桩型式。

竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定，并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层；为提高抗滑

稳定性而设置的搅拌桩，其桩长应超过危险滑弧以下。

1.4 桩顶调整层

竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层褥垫层厚度可取其材料可选用中砂粗砂级配砂石等。

2 粉喷桩施工质量控制要点

２．１粉喷桩应在设计桩顶以上不小于1.5m基坑面开始施工，如地面高程不足，应回填中、重粉质壤土，保证施工机械安装平稳、牢固，施工面平整。

２．２粉喷桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，根据试桩质量确定工程桩施工工艺参数，试桩数量不少于2根。

２．３水泥土搅拌桩施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异。其主要步骤为：搅拌机就位、调平，预搅下沉至设计深度，边喷浆（粉）、边搅拌提升至预定的停浆面，重复搅拌下沉至设计深度，喷浆（粉）搅拌提升至预定停灰面，空钻提出地面，关闭搅拌机。

２．４粉喷桩施工时实际施工桩顶高程需高出设计桩顶

500mm以上，在基坑开挖时将设计桩顶以上部分人工凿除，严禁采用挖掘机等机械凿除，以免破坏桩身。

２．５水泥土搅拌法干法喷粉施工机械必须配置经国家计量部门检定合格、具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度记录仪。

２．６控制好喷粉（浆）时钻头的下沉、提升速度，第一次喷