水泥搅拌桩法加固混凝土水池下软土层浅述

水泥搅拌桩法加固混凝土水池下软土层浅述■申耀国，周继超■铁道第三勘察设计院机环处，天津300251摘要:本文以天津机车检修基地污水处理站回用水池地基处理为背景，讲述了软土地区的地基特点及水泥搅拌桩的特性，水泥搅拌桩加固软土地基的原理和计算方法，并论述了水泥搅拌桩的广泛适用性及优点，提出了单位面积水泥搅拌桩布置形式和间距，可供软土地区给排水构筑物地基处理提供参考。关键词:水泥搅拌桩软土复合地基Abstract∶Inthispaper，inthebackgroundofstandbacktankfoundationtreatmentforbackgroundTianjinlocomotivemaintenancebasesewagetreatment，aboutthebe-havioroffoundationandcementmixingpileinsoftsoilarea，theprincipleandthecal-culationmethodforstrengtheningsoftsoilfoundationofcementmixingpile，anddis-cussesthecementmixingpileinwideapplicabilityandadvantages，theunitareaofce-mentmixingpilelayoutandspacing，canbeusedforsoftsoilfoundationtreatmentofwatersupplyanddrainagestructuresprovidereference．Keywords:cementtreatedcolumnsoftsoilcompositefoundation1基本概念1．1软土地基的特性软土是指沿海的滨海相、三角洲相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，广泛分布于东部沿海地区，它具有孔隙率大、天然含水量高、压缩性高、抗剪强度低等特点，是一种呈软塑到流塑状态的饱和粘性土［1］～［2］。基于这些特性，造成软土地基承载力低、后期沉降量大且不均匀，沉降持续时间较长。1．2水泥搅拌桩的特性水泥搅拌桩亦称水泥土桩，通过与桩周土层和桩端土层的共同协调作用成为一种人工加固的复合地基。水泥和软土经搅拌后，首先发生水泥的水解水化反应，析出大量的Ca2+，能和具有一定活性的土粒进行:a．离子交换和团粒化反映;b．硬化反应;c．碳酸化反应等一系列变化、固化作用，将原来分散的土团粒凝聚成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土，协同周围土基，将荷载传递到桩端土层上，从而提高地基的承载力。1．3水泥搅拌桩的受力变形性能及适用性水泥搅拌桩为素桩，刚性较差，受力变形性能介于刚性桩和柔性桩(如砂桩、碎石桩等)之间，可认为是“半刚性桩”。地基处理中，深度一般以3m为界，小于3m的一般挖除换填;当须处理的软土深度(或厚度)大于3m时，可考虑用此法。其适用处理的土层为淤泥、淤泥质土、软塑状粘性土、粉土和不含大块块石的素填土;含水量较高的粘性土，其承载力小于120kPa或标贯击数小于5者、标贯击数小于10的砂性土等均适宜。一般认为:桩长超过10m后，其再增长部分的效果已不理想，但也有文献研究表明，水泥搅拌桩的作用桩长可至18～20m［3］［4］。1．4水泥搅拌桩的优点(1)最大限度地利用了原地基土。(2)施工时基本无振动、无噪音、无污染、无地面隆起，对相邻建筑物和周围地下管线不产生有害影响;(3)可灵活采用柱状布桩形式;(4)比排水预压法工期大为缩短。虽然水泥土的强度以90天龄期为准，但其成桩后7天强度可达设计强度的30～50%，28天可达60～75%，可满足一般工程的工期要求［5］。2设计(1)水泥搅拌桩复合地基承载力标准值，应通过复合地基载荷试验确定。也可按下式计算:fcp，k=mfp，k+β()1－mfs，k———式2－1fp，k=ηfcu，k———式2－2fp，k=1/ApqpAp+UpΣqsiI()i———式2－3fcp，k:复合地基承载力标准值(KPa);fp，k:桩体的单位面积承载力标准值(KPa);fs，k:桩间天然地基土承载力标准值(KPa);fcu，k:水泥土无侧限抗压承载力标准强度(KPa);qp:桩端土层的承载力标准值(KPa);qsi:第i层土的摩阻力标准值(KPa);Up:水泥土桩的周长(m);Ap:水泥土桩的截面积(m2);Ii:第i层土的厚度(m);m:置换率(宜取0.15－0.30);β:桩间天然地基土承载力折减系数，η:水泥土强度折减系数(宜取0.35～0.50)(2)fp，k———可由上列的公式2－2和2－3分别算出，要求:①由公式2－2、2－3两式算出的结果要接近、不要相差过大:②由式2－2的结果宜略大于式2－3的结果;③最后将两式结果中