论文部分内容阅读
【摘要】结合实例，介绍水泥土搅拌桩加固软弱地基施工工艺和技术要点，总结施工中应注意的几个问题及相应的措施。
【关键词】 水泥土搅拌桩；地基处理；固化剂
【Key words】The cement soil mix blend a stake；Foundation processing；Solid turn
水泥土搅拌法分为深层搅拌法（湿法）和粉体喷搅法（干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土等软弱地基。它是利用水泥作为固化剂将软弱地基与固化剂强制搅拌，使软弱地基的整体性、强度得到极大的提高。水泥土搅拌法可根据实际需要，采用柱状、壁状、格栅状等。水泥土搅拌法具有最大限度利用了原土、污染少、成本较低等特点，在工程实践中得到了广泛应用。
1. 工程概况
1.1拟建场地位于东营市黄河路北侧，为某单位综合商业楼，高4层，地下1层。该楼采用独立柱基，基础埋深-4.0米，采用粉体喷搅法进行加固处理，水泥土搅拌桩共1200颗，有效桩长10米。复合地基承载力特征值不小于160KPa。
1.2地层情况及各地层物理力学参数。
2. 地基处理设计参数
本工程采用粉体喷搅法进行施工，桩径500mm，桩长10米，采用正方形布置，面积置换率20%，即桩间距1.0米。每延米掺入水泥50Kg，桩身上部3米增加15Kg进行复喷复搅，地基处理后承载力特征值不小于160KPa。
3. 施工工艺及控制要点
3.1施工工艺。根据施工图要求，本次施工采用复搅复喷二次成桩工艺即：钻进、提升粉喷、再钻进粉喷、提升搅拌。具体工艺流程见图1。
图1施工工艺流程图
3.2质量控制要点（见表7）。
3.3施工机具安排（见表8）。
3.4关键工序控制。粉喷桩施工关键工序为搅拌与送灰两道工序，为保证施工质量，采取控制措施如下：
3.4.1搅拌
（1）为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。
（2）桩顶1.00～1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。
（3）在制桩过程中，中断喷灰后，重新起动时，应复沉1.00m继续搅拌，然后提升喷粉制桩。
3.4.2送灰。
（1）水泥标号与稳定性必须符合设计要求，没有合格标识的水泥不准使用。
（2）根据设备电子称重控制，送足50Kg/m。
（3）随时注意空压泵压力变化，空压泵压力一般保持0.2～0.3MPa，当喷灰压力低于0.20MPa时，停机检查，若由地层引起的继续施工；属空压机原因，检查维修。当喷粉压力大于0.6MPa，立即停机，查找原因。
4. 质量检验
（1）按照规范要求及当地质检部门规定，本工程采用了两种方法进行检测，即复合地基载荷试验和低应变动力检测。
（2）本工程低应变动力检测240颗的桩身质量，其中I类桩200颗，占检测总数的83.3%， II类桩30颗，占检测总数的12.5%，III类桩10颗 ，占检测总数的4.2%。根据上述检测结果来看，满足规范要求。
（3）复合地基静力载荷试验6组，由于工程桩没有做破坏性试验，根据最大加载压力和曲线特征，6组复合地基承载力特
征值分别为：157KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、160 KPa。根据试验结果，满足规范要求。
5. 经验总结
5.1水泥土搅拌桩是介于刚性桩和柔性桩之间具有一定压缩性的桩，经过试验证明，它的力传递特性同刚性桩有很大相同之处，所以水泥土搅拌桩复合地基的承载力主要受桩身强度控制。
5.2水泥土搅拌桩在软弱地基处理中得到了广泛的应用，但在设计时应该根据地层情况充分考虑复合地基承载力、单桩竖向承载力、桩间土、桩长、桩径的最优匹配，不能盲目加大安全系数，造成浪费。
5.3结合多个工程的实践，根据受力曲线得知，在正常使用状态情况下水泥土搅拌桩符合地基主要受力部分在桩身上部30%～50%长度范围内，因此在设计过程中对上部桩身要进行复喷复搅处理。
5.4水泥土搅拌桩的质量控制一定要贯穿在施工的全过程，重点要控制水泥用量、桩长、桩径、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、停浆处理方法等。为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。
5.5桩顶1.00～1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。
5.6当粘土塑性指数大于25时，水泥土拌和效果极差。当地基土含水量小于30%时，由于不能保证水泥的充分水化，不得使用干法。
5.7从承载力角度提高置换率比增加桩长的效果好。水泥土桩是半刚性桩，桩越长，对桩身强度要求越高，但是过高的桩身强度对提高复合地基承载力是不利的。
5.8某一地区的水泥土桩，其桩身强度是有一定限度的，单桩承载力在一定程度上不随桩长的增加而增大。
参考文献
[1]《工程地质手册》（第四版 常士骠、张苏民 主编）中国建筑工业出版社
[2]《岩土工程治理手册》 林宗元 主编 中国建筑工业出版社
[3]《建筑地基处理技术规范》（JGJ70-2002）中国建筑工业出版社
【关键词】 水泥土搅拌桩；地基处理；固化剂
【Key words】The cement soil mix blend a stake；Foundation processing；Solid turn
水泥土搅拌法分为深层搅拌法（湿法）和粉体喷搅法（干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土等软弱地基。它是利用水泥作为固化剂将软弱地基与固化剂强制搅拌，使软弱地基的整体性、强度得到极大的提高。水泥土搅拌法可根据实际需要，采用柱状、壁状、格栅状等。水泥土搅拌法具有最大限度利用了原土、污染少、成本较低等特点，在工程实践中得到了广泛应用。
1. 工程概况
1.1拟建场地位于东营市黄河路北侧，为某单位综合商业楼，高4层，地下1层。该楼采用独立柱基，基础埋深-4.0米，采用粉体喷搅法进行加固处理，水泥土搅拌桩共1200颗，有效桩长10米。复合地基承载力特征值不小于160KPa。
1.2地层情况及各地层物理力学参数。
2. 地基处理设计参数
本工程采用粉体喷搅法进行施工，桩径500mm，桩长10米，采用正方形布置，面积置换率20%，即桩间距1.0米。每延米掺入水泥50Kg，桩身上部3米增加15Kg进行复喷复搅，地基处理后承载力特征值不小于160KPa。
3. 施工工艺及控制要点
3.1施工工艺。根据施工图要求，本次施工采用复搅复喷二次成桩工艺即：钻进、提升粉喷、再钻进粉喷、提升搅拌。具体工艺流程见图1。
图1施工工艺流程图
3.2质量控制要点（见表7）。
3.3施工机具安排（见表8）。
3.4关键工序控制。粉喷桩施工关键工序为搅拌与送灰两道工序，为保证施工质量，采取控制措施如下：
3.4.1搅拌
（1）为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。
（2）桩顶1.00～1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。
（3）在制桩过程中，中断喷灰后，重新起动时，应复沉1.00m继续搅拌，然后提升喷粉制桩。
3.4.2送灰。
（1）水泥标号与稳定性必须符合设计要求，没有合格标识的水泥不准使用。
（2）根据设备电子称重控制，送足50Kg/m。
（3）随时注意空压泵压力变化，空压泵压力一般保持0.2～0.3MPa，当喷灰压力低于0.20MPa时，停机检查，若由地层引起的继续施工；属空压机原因，检查维修。当喷粉压力大于0.6MPa，立即停机，查找原因。
4. 质量检验
（1）按照规范要求及当地质检部门规定，本工程采用了两种方法进行检测，即复合地基载荷试验和低应变动力检测。
（2）本工程低应变动力检测240颗的桩身质量，其中I类桩200颗，占检测总数的83.3%， II类桩30颗，占检测总数的12.5%，III类桩10颗 ，占检测总数的4.2%。根据上述检测结果来看，满足规范要求。
（3）复合地基静力载荷试验6组，由于工程桩没有做破坏性试验，根据最大加载压力和曲线特征，6组复合地基承载力特
征值分别为：157KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、170 KPa、160 KPa。根据试验结果，满足规范要求。
5. 经验总结
5.1水泥土搅拌桩是介于刚性桩和柔性桩之间具有一定压缩性的桩，经过试验证明，它的力传递特性同刚性桩有很大相同之处，所以水泥土搅拌桩复合地基的承载力主要受桩身强度控制。
5.2水泥土搅拌桩在软弱地基处理中得到了广泛的应用，但在设计时应该根据地层情况充分考虑复合地基承载力、单桩竖向承载力、桩间土、桩长、桩径的最优匹配，不能盲目加大安全系数，造成浪费。
5.3结合多个工程的实践，根据受力曲线得知，在正常使用状态情况下水泥土搅拌桩符合地基主要受力部分在桩身上部30%～50%长度范围内，因此在设计过程中对上部桩身要进行复喷复搅处理。
5.4水泥土搅拌桩的质量控制一定要贯穿在施工的全过程，重点要控制水泥用量、桩长、桩径、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、停浆处理方法等。为使桩体搅拌均匀、保证桩、土强度充分发挥，搅拌过程中，当遇到软粘土层应加大搅拌次数；硬土层时减少搅拌次数。
5.5桩顶1.00～1.50m间提升喷粉时，放慢提升速度；下沉复喷灰时，提高沉入速度，避免出现“冒灰”和“隆土”。制桩结束后，利用桩机自重，压实桩头，以防止出现“软桩头”和“空心桩”。
5.6当粘土塑性指数大于25时，水泥土拌和效果极差。当地基土含水量小于30%时，由于不能保证水泥的充分水化，不得使用干法。
5.7从承载力角度提高置换率比增加桩长的效果好。水泥土桩是半刚性桩，桩越长，对桩身强度要求越高，但是过高的桩身强度对提高复合地基承载力是不利的。
5.8某一地区的水泥土桩，其桩身强度是有一定限度的，单桩承载力在一定程度上不随桩长的增加而增大。
参考文献
[1]《工程地质手册》（第四版 常士骠、张苏民 主编）中国建筑工业出版社
[2]《岩土工程治理手册》 林宗元 主编 中国建筑工业出版社
[3]《建筑地基处理技术规范》（JGJ70-2002）中国建筑工业出版社