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摘要：本文以珠海市斗门区东福路道路软基处理为例，介绍水泥土搅拌桩在加固软土地基工程中的应用及要求，研究水泥土搅拌桩复合地基承载力的计算。
关键词：水泥土搅拌桩；软土；复合地基；承载力计算
1、前言
珠海位于我国的南部沿海地区，广泛存在淤泥、淤泥质土、填土等软土地基。对于软土地基，可采用机械压实、堆载预压、真空预压、换填垫层或复合地基等方法。水泥土搅拌桩复合地基是加固软土地基的方法之一。水泥土搅拌桩施工简单方便、造价较低、加固软土地基厚度较大等优点，在珠海地区广泛应用。
本文以珠海市斗门区东福路道路软基处理为例，介绍水泥土搅拌桩在加固软土地基工程中的应用及要求，研究水泥土搅拌桩复合地基承载力的计算。
2、工程地质
拟进行道路软基处理场地位于珠海市斗门区新青科技工业园东福路沿线，项目总长约400米。东福路地貌为滨海平原地貌。地形均较平坦，现状为已建成市政道路，地面标高一般为2.50～2.90m（高程采用1956年黄海高程系，下同）。
本次勘探揭露岩土层自上而下为：素填土、淤泥、砾砂、砾质粘性土。
1）素填土（层号①）：褐黄、褐红、土灰、土灰黄色，顶部20cm普遍为砼路面，其下主要为花岗岩风化土堆填而成，个别钻孔底部偶含碎块石。湿，稍压实。该层于东福路道路沿线分布普遍，勘察各钻孔均有见及，厚度3.60～4.70m。层底标高为-0.94～-2.19m。
2）淤泥（层号②）：灰黑色，具腐臭味，质较纯，偶含贝壳碎屑，含少量粉细砂，底部局部相变为淤泥质土，干强度及韧性中等，无摇震反应，饱和，流塑。该层于东福路道路沿线分布较普遍，揭露厚度16.50～19.40m。层底标高为-17.29～-20.54m。
3）砾砂（层号③）：灰黑、深灰、灰黄、灰白、土灰黄色，组分为石英砂，少量粘粒胶结，次棱角状，分选性一般，饱和，稍密。该层于东福路道路沿线不连续分布，部分钻孔未揭露至，厚度也未揭穿，揭露厚度1.40～2.40m。层顶标高为-17.79～-20.54m。
4）砾质粘性土（层号④）：褐黄、褐红、灰白、浅灰绿、土黄色，为花岗岩风化残积土，组分为粘性土及石英砂砾，砾砂含量约15～25%，岩芯泥柱状，很湿，可塑～硬塑。该层于东福路道路沿线不连续分布，部分钻孔未揭露至，厚度也未揭穿，揭露厚度1.50～2.30m。层顶标高为-17.29～-18.14m。
根据东福路地质勘察报告，本次设计参考钻孔为东福路ZKDF5、ZKDF6、ZKDF7、ZKDF8、ZKDF9和新青七路钻孔ZK33，以ZKDF8为例，各岩层参数如下。
ZKDF8岩层参数
本工程需要处理的软土地基为素填土、淤泥。综合考虑地质条件、施工工期、工程造价、周边建筑等因素，对道路采用D800水泥土搅拌桩复合地基进行处理。
以ZKDF8为例，孔口高程2.66m，地下水位标高为1.56m，桩顶标高1.40m。水泥土搅拌桩位于人工填土①层的标高约为1.4m～-1.14m，厚度为2.54m，水泥土搅拌桩位于淤泥②层的标高约为-1.14～-20.54m，厚度为19.4m，水泥土搅拌桩位于砾砂③层的标高约为-20.54～-21.54m，厚度为1.0m；水泥土搅拌桩总实桩长22.94m。
3、水泥土搅拌桩要求
1）水泥土搅拌桩固化材料宜选用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥。水泥浆液水灰比应根据本工程地质情况通过试验确定，宜为0.45～0.55。采用"四搅四喷"施工方法，提升速度不得大于0.5m/min，以保证桩身的均匀性。
2）采用单头搅拌桩，桩径D800mm。
3）水泥土搅拌桩的固化剂掺入量应从现场取土根据设计要求的立方体抗压强度进行试配确定，一般应控制在13%~18%左右。
4）水泥土搅拌桩无侧限抗压强度≥0.6Mpa，可掺入外加剂。
5）水泥土搅拌桩施工时，停浆（灰）面应高于桩顶设计标高500mm。
6）水泥土搅拌桩施工完成后，经检测合格后方可进行下一步施工。
7）施工前，应进行室内配合比试验，针对现场拟处理地基土层的性质，选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量，为施工提供不同龄期、不同配比的强度参数。对竖向承载的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值。
8）工程桩正式施工前应进行试桩（各种桩试验桩数量均不小于3根），以确定现场地质条件下的成桩工艺及各项操作技术参数。
9）施工中，应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，桩位允许偏差50mm，垂直度允许偏差1%，桩径允许偏差2％，成桩直径和桩长不得小于设计值。
10）水泥土搅拌桩的施工质量检验方法：
①成桩3d内，采用轻型动力触探（N10）检查上部桩身的均匀性，检验数量为施工总桩数的1%，且不少于3根；
②成桩7d后，采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆（灰）面下0.5m，检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查数量不少于总桩数的5%。
③静荷载试验宜在成桩28d后进行。水泥土搅拌桩复合地基承载力试验应采用复合地基静荷载试验和单桩静荷载试验，验收检验数量不少于总桩数的1%，复合地基静荷载试验数量不少于3台。
4、水泥土搅拌桩复合地基设计
1）水泥土搅拌桩平面布置图
①本图标高、尺寸以米计算；
②水泥搅拌桩采用D800桩径，矩形布置，间距详见平面布置图，要求桩端穿透淤泥层进入持力层约0.5~1.0米，下卧层为花岗岩路段的，进入持力层0.5m，其余路段进入持力层1m左右。
2）单桩承载力特征值
根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012），按下式计算单桩承载力特征值：
取上式中较小值作为单桩承载力特征值
式中：
为单桩竖向承载力特征值（kN）；
为桩的周长（m）；
为桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）；
为桩长范围内第i层土的厚度（m）；
为桩端端阻力发挥系数；
为桩端端阻力特征值（kPa）；
为桩的截面积（m2）；
为水泥土试块的强度（90d龄期）（mPa）；
为桩身强度折减系数，取0.25。
用以上两公式计算取其小值，
3）复合地基承载力特征值
式中：
为复合地基承载力特征值（kPa）；
为单桩承载力发挥系数，对于水泥土搅拌桩；
为桩土面积置换率；
为单桩竖向承载力特征值（kN）；
为桩的截面积（m2）；
为桩间土承载力发挥系数；
为处理后桩间土承载力特征值（40kPa）。
因此，水泥土搅拌桩复合地基承载力计算满足要求。
根据复合地基承载力特征值计算公式，水泥土搅拌桩复合地基承载力主要与单桩竖向承载力、桩土面积置换率、桩的截面积以及地基土承载力有关，其中单桩竖向承载力的大小对复合地基承载力的确定尤为重要。
5、结语
1）水泥土搅拌桩施工简单方便、造价较低、加固软土地基厚度较大等优点，在珠海地区广泛应用，在进行水泥土搅拌桩设计施工时，应严格遵守有关技术要求。
2）水泥土搅拌桩复合地基承载力主要与单桩竖向承载力、桩土面积置换率、桩的截面积以及地基土承载力有关，其中单桩竖向承载力的大小对复合地基承载力的确定尤为重要。
参考文献:
[1]中华人民共和国标准.建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012
[2]中华人民共和国标准.建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）.北京：中国建筑工业出版社，2011
论文作者:孔德丽
论文发表刊物:《基层建设》2015年34期
论文发表时间:2016/9/27
标签：水泥论文; 承载力论文; 特征值论文; 标高论文; 地基论文; 厚度论文; 淤泥论文; 《基层建设》2015年34期论文;