Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 建筑与工程 科技视界 ２０１２年０５月第１５期 水泥土搅拌桩在软弱地基处理中的应用 黄伯乐郭燕 （肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司 山东【摘肥城２７１６００） 要】水泥土搅拌桩通过深层搅拌加固软弱地基并在国内广泛应用，从概念及机理，桩身设计，施工质量控制等对水泥 土搅拌桩进行分析讨论。 【关键词】水泥土搅拌桩；加固机理；复合地基；施工 ０前言 土层性质复杂多变，必须采取地基加固、补强等技术措 施。改善地基土的工程性状。水泥土搅拌桩在国内该类工程 中广泛应用。 １ 水泥土搅拌桩相关概念及机理 １．１水泥土搅拌桩的概念 水泥土搅拌桩根据施工工艺，可分为深层搅拌法（湿法） 和粉体喷搅法（干法），前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者 用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。水泥土搅拌桩是利用水泥 （或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基 深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，在地基深 处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，由固化剂和 软土间所产生的一系列物理一化学反应，使软土结成具有整 体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度 和增大变形模量。 １．２水泥土搅拌桩复合地基加固机理 水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不 同，混凝土的硬化主要是由粗填充料中进行水解和水化作用， 所以凝结速度较快。而在水泥加固土中，由于水泥掺量很小，水 泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质一土的围 绕下进行，所以水泥加固土的强度增长过程较混凝土为缓慢。 水泥加固土的主要机理有：（１）水泥的水解和水化反应， 用水泥加固软土时，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水 发生水解和水化反应，如果天然土的含水量过低而又采用粉 体喷搅法施工，不但施工难度大，而且水泥不能得到充分的 水解和水化反应，势必会影响水泥土的加固效果。（２）土颗粒 与水泥水化物的作用。（３）碳酸化作用。从水泥土加固机理分 析，水泥和地基土两者在空间上相互交替，从而形成一种独 特的水泥土结构。搅拌机械搅拌越充分，土块被粉碎得越小， 水泥分布到土中越均匀，则水泥土结构强度的离散性越小， 其宏观的总体强度也最高。 ２水泥土搅拌桩的设计 ２．１桩身参数设计 固化剂宜选用强度等级为３２．５级及以上的普通硅酸盐 水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的７％～ ｌ２％外．其余宜为１２％ ２０％。湿法的水泥浆水灰比可选用 ０．４５￣０．５５。 水泥土搅拌法的设计，主要是确定搅拌桩的置换率和长 度。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２米。湿法的加固深度不宜大于２０米；干法不宜大 于ｌ５米。水泥土搅拌桩的桩径不应小于５００毫米。 ２．２桩体布置形式 桩体的平面布置形式对软弱地基的加固有很大的影响， 桩体的平面布置形式通常有两种：正方形布置和等边三角形 布置。在水泥土搅拌桩复合地基的设计，一般是通过对复合 地基承载力的计算，先求出面积置换率ｍ，再确定桩体的直 径和间距。对散体桩、低粘接强度桩复合地基还要按密室加 固的要求确定桩体的直径和间距。 ２．３褥垫层的作用 在复合地基中，桩体和浅基础之间的褥垫层是不可或缺 的过渡层。褥垫层厚度可取２００—３００毫米。其材料可选用中 砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于２０毫米。在复合地 基中其有以下几种作用：（１）保证桩、土共同承担荷载，褥垫 层的设置为复合地基在受荷载后提供了桩上、下刺入得条 件。即使桩端位于硬土层上，至少可以提供上刺入条件，以保 证桩间土始终参与工作。（２）减少基础地面的应力集中。（３） 调整桩、土荷载分担比。 ３水泥土搅拌桩的施工及质量控制 ３．１水泥土搅拌桩主要施工步骤 （１）搅拌机就位、调平。（２）预搅下沉至设计加固深度。 （３）边喷浆（粉）、边搅拌提升至预定的停浆（灰）面。（４）重复 搅拌下沉至设计加固深度。（５）根据设计要求，喷浆（粉）或仅 搅拌提升直至预定的停浆（灰）面。（６）关闭搅拌机械。 ３．２施工质量控制 （１）水泥土搅拌桩施工现场事先应予以（下转第１９８页） ｓｃＩＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ ＶＩｓＩ。Ｎ科技视界ｌ ２。７ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ ２０１２年０５月第１５期 科技视界 建筑与工程 进水管的下部留０．５ｍ长的实管，作为沉淀管。在下管之前， 除井底是岩石的情况以外，都必须对井管封底，防止井底涌 沙。封底常用的办法有锥形木塞封堵法和加热粘堵法两种。 ２．４井管固定 农事活动。 ２．７塑料管井的使用 在离心式水泵的吸水扬程范围内，要经常坚持每次使用 后，在停泵前，将水泵吸水管插到井底（当吸水管足够长时）． 把抽水时进入井内的细沙抽出。如果不这样做．一旦细沙沉 积下来，再想抽出是很困难的。另外，如果井内的淤沙达到一 定高度，就会将进水管堵死，井也就报废了。而对口抽井则不 会发生这种情况。 井管下完之后，塑料管与周围井壁之间有２￣３ｅｒａ的缝 隙，在回填时，不要什么料都往里填。科学的作法是，在进水 管部分要回填那些颗粒大于进水孔而小于缝隙的石子．以起 到过滤层的作用。进水管以上的实管部分回填混沙，接近地 面时回填土料，最后浇水沉实。 ２．５洗井 ３小结 本文通过水利水电工程中地下水控制的分析．总结得出 了现有地下水控制法的缺点，研究得出了塑料管井降水技术 中进水管长度及制作、进水管包纱、沉淀管与井管封底、井管 固定、洗井、井１２Ｉ处理及塑料管井的使用等几个技术要点的 洗井是关系到井的出水量大小以及井的寿命长短的关键。 塑管料井是由冲击钻打成，井内存有大量泥浆，若不及时抽出． 就会沉淀于井底，影响来水量，另外，洗井的好处还在于，可以 将进水管周围一定范围内的细小沙粒抽出，使其周围形成一个 天然的过滤系统，达到来水顺畅的目的。用水泵直接抽水洗井 要求及常见问题的处理。ｅ 【参考文献】 ［１］侯忠忱，董君，刘纯侯，等．塑料管井群排水技术在水利施工中的 应用【ＪＪ＿黑龙江水专学报，１９９６． 是最常用、最简便的方法。洗井时间不得小于６小时，而且要时 断时续，油门由小到大反复进行，一直抽到无沙时为止。 ２．６井口处理 成井后，对井口的处理有两种型式。一是井口高出地面 的，下管时让管口低于地面０．３ｍ，然后用砖或石砌成长、宽、 ［２］段超彩将成俊，张清生．塑料管井排水技术应用［Ｍ】．科学出版社２００８． ［３］刘士坤，郭延文．塑料管井成井及使用中应注意的问题［Ｊ１．技术服 务．２００１． 高各０．５ｍ的方台，并高出地面０．２ｍ，安上井盖，用水泥砂浆 抹面．二是井口低于地面的．下管时让管口低于地面０．６ｍ，然 后用砖或石砌成长、宽各０．５ｍ，高０．３ｍ的方台，安上井盖，用 水泥沙浆抹面：不灌溉时用土埋上，与地面一平，以方便各种 ［责任编辑：王迎迎］ （上接第２０７页）平整，必要须清理地上和地下的障碍物。遇有 明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土并予以压实，不 得回填杂土或生活垃圾。水泥土搅拌桩施工前应根据设计进行 工艺性试装．不少于２根。当桩周为成土层时，应对相对软弱土 层增加搅拌次数或增加水泥掺量。在搅拌时应确保加固深度范 坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和 计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。 检查重点是：水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅 次数和复搅深度、停浆处理方法等。水泥土搅拌桩沉桩７天 后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆（灰）面下０．５米），目 测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的 围内土体的任何一点均能经过２０次以上的搅拌。（２）在水泥浆 搅拌时（湿法），要严格按设计的配合比配置，要预先筛除水泥 中的结块，同时要防止水泥浆发生离析。要在水泥浆搅拌机中 ５％。水泥土搅拌桩加固软土地基的工程投入使用后，要定期 进行沉降、侧向位移等观测，是对设计施工的最终检测。 充分搅动。压降阶段不允许发生断浆现象，如因故停浆，应将搅 拌头下沉至停浆点以下０．５米处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提 ５结语 （１）水泥土搅拌桩可有效地提高地基强度，适用于加固 较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载 力不大于１２０ｋＰａ的粘性土地基。（２）水泥土搅拌桩具有设备 升。若停机超过三个小时，宜先拆卸输浆管路，并妥加清洗。（３） 水泥土搅拌桩（干法）喷粉施工机械必须配置经国家计量部门 确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌 深度自动记录仪。成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头下沉 至挺灰面以下１米处，待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。搅拌头 的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于１６毫米。 简单，施工方便，造价低廉，无振动，无噪声，无泥浆废水污 染；对土无侧向挤压，对邻近建筑物影响小，可在密集建筑群 中施工。（３）和其他地基处理方法相比，水泥土搅拌桩可节约 ４质量检验 水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应 大量钢材、混凝土等材料，造价低。ｅ ［责任编辑：王洪泽］ １ ９８ Ｉ科技视界ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＩＳＩＯＮ ｊＩ １
