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【摘要】结合实际案例，根据搅拌桩体自身工作特点，以及和桩与土两者之间的相互工作原理的角度分析出水泥土搅拌机桩在高层建筑地基具体处理过程中的地基加固原理。从而详细，有力的分析证明，在高层建筑地基处理实践过程中，水泥搅拌桩的合理设计以及正确运算流程。从而根据本文所例举的真实案例，详细探究、分析出水泥搅拌桩在高层建筑地基处理过程中的工作原理以及规律化的变形特点。并且通过根据其水泥土搅拌桩基的检查以及实际工作中操作的变形规律等多重有效检测数据结果证明，水泥土搅拌桩在高层建筑基地加固处理过程中存在极其有效的作用力。从而能够为水泥土搅拌桩在高层建筑地基处理的实际操作运行过程，提供具有参考价值的实践案例及工作经验，同时也为高层地基处理提供了有利的参考方案。
【关键字】水泥土搅拌桩；高层建筑；复合地基处理
中图分类号：TV223 文献标识码：A
0引言
水泥土搅拌桩搅拌法其主要工作原理，是以水泥为主要的固化原料，在利用深层的水泥土搅拌机，在建筑地基的深处软性黏土和水泥浆进行规范化的搅拌，然后通过一道道物理化学的反应程序，从而是得软性黏土加工变化成，存在有效的凝固强度以及稳定性的高层建筑地基加固的水泥土搅拌桩，与此同时，水泥土搅拌桩和桩之间将会产生复合型基地，一起担负起上部结构的承载力，在此一定程度上，大幅度提高了高层建筑地基的稳定性以及巩固强度，同时也大范围的降低了高层建筑地基的变形几率。水泥土搅拌法也可叫做水泥土声称搅拌法（湿法）或是水泥土粉体喷射法（干法）。
分析水泥土搅拌桩对高层建筑地基的加固机理
复合地基中水泥土搅拌桩的搅拌法主要有两大地基加固原理：（1）水泥土搅拌桩自身的固化强度（即是水泥土搅拌桩软性土质的地基加固原理）；（2）水泥土搅拌桩与地基土之间相互作用产生的复合型地基机理。
1.1 简述水泥土搅拌桩软性土质的地基加固原理
水泥土搅拌桩的主要工作原料是水泥和地基土的搅拌结合体，每当把水泥混入软性土质中，遇到土中水即在水泥颗粒间发生一系列水解和水化反应,生成水泥水化物并形成凝胶体,将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体#这些水化物自身继续硬化,形成水泥石骨架,有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生离子交换和团粒化作用,通过硬凝反应,碳酸反应逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物,从而形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土加固体[1]。
1.2 简述水泥土搅拌桩与地基土之间相互作用产生的复合型地基机理
桩体与周围软土共同作用形成复合地基,加固体由于刚度和变形模量大于周围软土,因此在等量变形时,应力将按变形模量进行分配,桩体上产生应力集中的现象,从而提高承载力#在成桩过程中,由于振动、排土、材料吸水和搅拌作用,都对桩间土起到挤密作用，在桩长范围内,桩体与桩周软土共同组成的加固区由于其承载性能优于下卧层,因此可起到类似垫层的作用#除提高地基承载力外,还可用来提高土体的抗剪强度,增加土的抗滑能力[2]。
2.举例研究说明水泥搅拌桩技术在高层建筑地基处理过程中的具体运用
2.1简述上海某商厦的工程概况
上海某“工”字型的商厦平面布局图。其主要走向是由南北方向展开，其商厦的东部约长24米，宽约9.1米，西部约长9.1米，40.4米，宽大概长为15米，此商厦总高16层，总面积约为871m2。
2.2现场勘查资料
具体施工前，根据相关人员的现场勘查资料显示：该商场处于第四系冲积层上部，主要岩性为粉土、粉质粘土、粉砂、细砂，具体可分为12层,最大揭穿深度51.4米，若采用水泥土搅拌法,则其桩身位于第2到9层，水位埋深7.1 m，第2-8层地基承载力为110-140 kPa,第8-9层天然地基承载力可达160-250 kPa，水泥土搅拌桩设计置换率m取19.0%,采用三角形布置,桩中心1.2米，总桩数n为1421根,加固后复合地基承载力为300 kPa，为保证局部应力集中和沉降过大,对附加应力较大的电梯井处采用桩径为600 mm的水泥土搅拌桩[3]。
2.3 施工过程中的质量控制
水泥土搅拌桩在工程具体实施过程中，要严格按照以下措施进行质量监督、测验:（1）具体施工前，定位好水泥土搅拌桩的中心桩位，严重控制在＜2cm的桩位差；（2）具体施工前，严格进行系统检测工作；（3）必须严格的控制好水泥的质量以及泥浆的配合比量；（4）严格按照规定工作流程进行规范化工作实施；（5）使用行和列跳打法，以避免桩变形；（6）严格观测好施工中的每一项工作进程，遇到问题及时采取处理措施；（7）设计、制定合理的搅拌桩，以保证其在工作中的工作效率；（8）对打好的桩做好标记，以免发生错漏；（9）4个工作日后，有相关专业部门对其打好的桩进行质量检测。
2.4对水泥土搅拌桩基检测以及下降程度的观测
此工程在桩基以及上部结构完成施工后，分别对其的桩基、沉降度进行检测、观测。
2.4.1本工程于2008年9月22日开始，两部桩机同时施工,总工期为20天。在结束桩基施工的4个工作日后，相关专业检测部门对其进行18根桩进行了静载荷试验检测。其中三根试桩的试验结果如图1所示,沉降量随荷增大而增大,在荷载200 kPa前时,基本上成线性变化，随着荷载的增加,沉降速率有逐渐增加的趋势,但趋势较平缓,50#试桩沉降量较大,最大沉降量也只有38.2 mm, 369#和1264#试桩沉降较小,其最大沉降量分别为22.4 mm和24.0 mm，对18根试桩通过数理统计分析,复合地基承载力特征值为307.5 kPa,满足设计要求，取芯试验18组,岩芯的无侧限抗压强度7.1-15.2 MPa，并抽检500桩做低应变动力试验,测试结果表明桩桩身完整性较好[4]。在这其中的有3根桩的检测结构如图1所示。
圖1 3根试桩的检测情况
2.4.2此工程在桩基以及上部结构完成施工后，分别对其的沉降变形度进行检查、观测
从图2可以看出累计沉降量随着时间增长,曲线比较平缓,在171天后趋势明显减缓#在观测1#观测点较大,231天的累计沉降量为58.4 mm，其余各点沉降较小,231 d累计沉降量为9.1到36.4 mm,各点累计沉降量均未达到60 mm[5]。
图2 时间的变化对沉降变形的影响
结语
通过本文实际案例证明得出：水泥土搅拌复合型地基完全适用于高层建筑地基的施工过程中。根据其国家相关部门的专业人士所检测结果证明，水泥土搅拌复合型地基在高层建筑过程中不仅能够缩短工期，减少工程资金成本，是一项能够完全符合、适用于高层建筑地基处理的一项科学、规范化的有效工作技术。
【参考文献】
[1]黄质宏,阳东升.深层水泥搅拌桩加固软弱地基的工程实践[A].第九届土力学及岩土工程学术会议论文集[C].北京:清华大学出版社.2013(2)
[2]李雨,蔡家品,贾美玲,等.硬致密泥岩钻进的新型复合片钻头的研制与应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2013(9)
[3]要二仓,邢预恩,杨爱军.软硬互层金刚石复合片钻头在地浸砂岩型铀矿中的研究及应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2010(7)
[4] 叶观宝,叶书麟.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版社.2009(8)
[5]要二仓,杨爱军,张富兰.地浸砂岩型铀矿中)深孔钻探技术研究科研成果报告[R].内蒙古包头:核工业二O八大队.2009(8)
【关键字】水泥土搅拌桩；高层建筑；复合地基处理
中图分类号：TV223 文献标识码：A
0引言
水泥土搅拌桩搅拌法其主要工作原理，是以水泥为主要的固化原料，在利用深层的水泥土搅拌机，在建筑地基的深处软性黏土和水泥浆进行规范化的搅拌，然后通过一道道物理化学的反应程序，从而是得软性黏土加工变化成，存在有效的凝固强度以及稳定性的高层建筑地基加固的水泥土搅拌桩，与此同时，水泥土搅拌桩和桩之间将会产生复合型基地，一起担负起上部结构的承载力，在此一定程度上，大幅度提高了高层建筑地基的稳定性以及巩固强度，同时也大范围的降低了高层建筑地基的变形几率。水泥土搅拌法也可叫做水泥土声称搅拌法（湿法）或是水泥土粉体喷射法（干法）。
分析水泥土搅拌桩对高层建筑地基的加固机理
复合地基中水泥土搅拌桩的搅拌法主要有两大地基加固原理：（1）水泥土搅拌桩自身的固化强度（即是水泥土搅拌桩软性土质的地基加固原理）；（2）水泥土搅拌桩与地基土之间相互作用产生的复合型地基机理。
1.1 简述水泥土搅拌桩软性土质的地基加固原理
水泥土搅拌桩的主要工作原料是水泥和地基土的搅拌结合体，每当把水泥混入软性土质中，遇到土中水即在水泥颗粒间发生一系列水解和水化反应,生成水泥水化物并形成凝胶体,将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体#这些水化物自身继续硬化,形成水泥石骨架,有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生离子交换和团粒化作用,通过硬凝反应,碳酸反应逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物,从而形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土加固体[1]。
1.2 简述水泥土搅拌桩与地基土之间相互作用产生的复合型地基机理
桩体与周围软土共同作用形成复合地基,加固体由于刚度和变形模量大于周围软土,因此在等量变形时,应力将按变形模量进行分配,桩体上产生应力集中的现象,从而提高承载力#在成桩过程中,由于振动、排土、材料吸水和搅拌作用,都对桩间土起到挤密作用，在桩长范围内,桩体与桩周软土共同组成的加固区由于其承载性能优于下卧层,因此可起到类似垫层的作用#除提高地基承载力外,还可用来提高土体的抗剪强度,增加土的抗滑能力[2]。
2.举例研究说明水泥搅拌桩技术在高层建筑地基处理过程中的具体运用
2.1简述上海某商厦的工程概况
上海某“工”字型的商厦平面布局图。其主要走向是由南北方向展开，其商厦的东部约长24米，宽约9.1米，西部约长9.1米，40.4米，宽大概长为15米，此商厦总高16层，总面积约为871m2。
2.2现场勘查资料
具体施工前，根据相关人员的现场勘查资料显示：该商场处于第四系冲积层上部，主要岩性为粉土、粉质粘土、粉砂、细砂，具体可分为12层,最大揭穿深度51.4米，若采用水泥土搅拌法,则其桩身位于第2到9层，水位埋深7.1 m，第2-8层地基承载力为110-140 kPa,第8-9层天然地基承载力可达160-250 kPa，水泥土搅拌桩设计置换率m取19.0%,采用三角形布置,桩中心1.2米，总桩数n为1421根,加固后复合地基承载力为300 kPa，为保证局部应力集中和沉降过大,对附加应力较大的电梯井处采用桩径为600 mm的水泥土搅拌桩[3]。
2.3 施工过程中的质量控制
水泥土搅拌桩在工程具体实施过程中，要严格按照以下措施进行质量监督、测验:（1）具体施工前，定位好水泥土搅拌桩的中心桩位，严重控制在＜2cm的桩位差；（2）具体施工前，严格进行系统检测工作；（3）必须严格的控制好水泥的质量以及泥浆的配合比量；（4）严格按照规定工作流程进行规范化工作实施；（5）使用行和列跳打法，以避免桩变形；（6）严格观测好施工中的每一项工作进程，遇到问题及时采取处理措施；（7）设计、制定合理的搅拌桩，以保证其在工作中的工作效率；（8）对打好的桩做好标记，以免发生错漏；（9）4个工作日后，有相关专业部门对其打好的桩进行质量检测。
2.4对水泥土搅拌桩基检测以及下降程度的观测
此工程在桩基以及上部结构完成施工后，分别对其的桩基、沉降度进行检测、观测。
2.4.1本工程于2008年9月22日开始，两部桩机同时施工,总工期为20天。在结束桩基施工的4个工作日后，相关专业检测部门对其进行18根桩进行了静载荷试验检测。其中三根试桩的试验结果如图1所示,沉降量随荷增大而增大,在荷载200 kPa前时,基本上成线性变化，随着荷载的增加,沉降速率有逐渐增加的趋势,但趋势较平缓,50#试桩沉降量较大,最大沉降量也只有38.2 mm, 369#和1264#试桩沉降较小,其最大沉降量分别为22.4 mm和24.0 mm，对18根试桩通过数理统计分析,复合地基承载力特征值为307.5 kPa,满足设计要求，取芯试验18组,岩芯的无侧限抗压强度7.1-15.2 MPa，并抽检500桩做低应变动力试验,测试结果表明桩桩身完整性较好[4]。在这其中的有3根桩的检测结构如图1所示。
圖1 3根试桩的检测情况
2.4.2此工程在桩基以及上部结构完成施工后，分别对其的沉降变形度进行检查、观测
从图2可以看出累计沉降量随着时间增长,曲线比较平缓,在171天后趋势明显减缓#在观测1#观测点较大,231天的累计沉降量为58.4 mm，其余各点沉降较小,231 d累计沉降量为9.1到36.4 mm,各点累计沉降量均未达到60 mm[5]。
图2 时间的变化对沉降变形的影响
结语
通过本文实际案例证明得出：水泥土搅拌复合型地基完全适用于高层建筑地基的施工过程中。根据其国家相关部门的专业人士所检测结果证明，水泥土搅拌复合型地基在高层建筑过程中不仅能够缩短工期，减少工程资金成本，是一项能够完全符合、适用于高层建筑地基处理的一项科学、规范化的有效工作技术。
【参考文献】
[1]黄质宏,阳东升.深层水泥搅拌桩加固软弱地基的工程实践[A].第九届土力学及岩土工程学术会议论文集[C].北京:清华大学出版社.2013(2)
[2]李雨,蔡家品,贾美玲,等.硬致密泥岩钻进的新型复合片钻头的研制与应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2013(9)
[3]要二仓,邢预恩,杨爱军.软硬互层金刚石复合片钻头在地浸砂岩型铀矿中的研究及应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2010(7)
[4] 叶观宝,叶书麟.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版社.2009(8)
[5]要二仓,杨爱军,张富兰.地浸砂岩型铀矿中)深孔钻探技术研究科研成果报告[R].内蒙古包头:核工业二O八大队.2009(8)