水泥土搅拌桩承载力分析

水泥土搅拌桩承载力分析
1 前言
水泥土搅拌桩是美国在第二次世界大战后研制成功的，这种方法是通过特制的深层搅拌机械在地基深处将软土和固化剂就地强制搅拌，由固化剂和软土发生物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而与桩间土一起构成水泥土搅拌桩复合地基。

国外使用水泥土搅拌桩法加固的土质有新吹填的超软土、泥炭土和淤泥质土等饱和软土。

加固场地从陆地软土到海底软土，加固深度达60m。

但是，由于地基土的物质成分、含水量的不同，水泥土的物理化学反应存在差异，其加固效果也不同。

我们结合两个工程实例，对不同区域内的水泥土搅拌桩承载力的影响因素进行了分析，并提出了一些建议。

2 水泥土搅拌桩的适用范围及施工方法
2.1 水泥土搅拌桩的适用范围
水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动性地下水的饱和松散沙土等地基，国内目前采用水泥土搅拌桩法主要用来加固软土地基及地基承载力标准值不大于120kpa的黏土和粉土等地基。

2.2 搅拌桩施工方法
（1）桩机定位、对中（2）调整导向架垂直度（3）预先搅拌下沉（4）拌制浆液（5）喷浆搅拌提升（6）重复搅拌下沉（7）喷浆重复搅拌提升（8）桩机移位
3 区域土特殊的工程性质
区域土的种类很多，由于不同的地理环境、气候条件、地质历史及物质成分等原因，使它们具有不同于一般地基的特征，分布也存在一定的规律，表现出明显的区域性，而且与一般土的工程性质有明显的差别。

从土性分析的观点来看，无论是什么土，它们颗粒之间都存在着一定的“胶结联系”，所不同的只是“胶结联系”的材料性质和胶结强度有差异而已。

有些土的“胶结联系”很弱，弱到在工程上可以忽略不计，通常称之为一般粘性土。

可是，“区域性土”的土颗粒之间却存在着较多性质不同的“胶结联系”，这种胶结联系的
性质可以分成水稳性、非水稳性以及介于两者之间的性质。

水稳性的胶结材料主要是微晶氧化铁（赤铁矿、针铁矿），非水稳性的胶结材料主要是微晶氯化钠和微晶碳酸钙等，介于两者之间的主要是含水氧化铁（水铁矿）和粘粒间的溶剂化水膜等。

胶结材料性质的不同，影响土颗粒“胶结联系”强度，从而直接影响土的工程行为。

不同成因的土样，由于形成环境的不同，所形成的土体结构、构造、矿物成分、颗粒级配、土体渗透性等方面的物理性质均不同，表现为水泥土加固体的无侧限抗压强度差别较大。

4 复合地基的承载力的影响因素及特征值的确定方法
4.1影响复合地基承载力的因素
复合地基承载力是由土和桩共同承担的，因而影响复合地基承载力的因素可分自然与人为因素。

4.1.1 自然因素
主要为地层物理性指标（成分如矿物和粘粒、有机质含量、含水量、液塑限、塑性指数等）、地下水、pH值和温度等。

4.1.2 人为因素
人为因素主要有设计指标（桩长、分布、计算参数、置换率）、材料（水泥标号、外加剂剂、水灰比、掺入比等）、施工工艺、检测方法如载荷试验采取的板径和垫层的厚度、人员素质等。

4.2 水泥土搅拌桩承载力确定方法
水泥土搅拌桩复合地基承载力的确定方法有以下几种：
（1）规范法（2）静载荷试验（3）经验法（4）原位测试成果推算法（5）数值计算法
上述方法中仅数值计算法在工程实践中应用不便利，故应经综合分析后选用所得成果中合理值。

结束语
在软土地基应用水泥深层搅拌法加固处理时，我们应注意以下几个方面的影响。

（1）含水量的影响。

一般在固化剂和掺入量相同的情况下，喷浆搅拌时，土的天然含水量越低，加固土的強度就越高；此外，土的含水量越低，水泥土的硬凝反应速度会加快。

（2）土的渗透性及物质成分的影响。

软土由于土颗粒细小，渗透性较差，当水泥与土搅拌后，水泥土浆中的自由水向周围土体中的渗透较弱，其加固效果较渗透性大的土要差。

此外，土的成分对水泥土的性质影响极大，成分不同，水泥土的硬凝反应不同，试验证明，一般土中细粒土的含量越高、有机质含量越高，水泥土的强度会越低。

（3）施工工艺的影响。

水泥土桩体的强度在其他条件相同时，与施工工艺有关。

在含水量较小的松散填土中，搅拌时块状土不能破碎，当搅拌不充分时，就会造成桩体松散，影响桩体的强度，因此，对于松散填土，尤其粘粒含量较高时，应该注意施工方法。

参考文献
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