试探水泥土搅拌桩的应用.doc

试探水泥土搅拌桩的应用 王莹，刘一钢 （陕西晨光建筑设计研究有限公司陕西西安710075） 【摘要】长武县某十八层酒店结构地基处理方案设计中，试探用水泥土搅拌桩作地基桩基设计，已经竣工，实践效果较好。 关键词灰土桩；水泥土桩；性价比 Tentativeapplicationofcementmixingpile WangYing,LiuYi-gang (ShaanxidawnArchitecturalDesignResearchLtdXianShanxi710075) 【Abstract】Changwueighteenlayersoffoundationtreatmentofahotelstructuredesign,totestthewaterformixingpilesoilpilefoundationdesignhasbeenpleted,thepracticebetter. 【Keywords】Limepile;Cementpile;Cost 我们在长武县某十八层酒店结构地基处理方案设计中，试探用水泥土搅拌桩作地基桩基设计，现工程已经竣工，实践效果较好，推荐给同行们研判。 1.工程概况 （1）长武县某十八层酒店，建筑面积16690m2，结构形式为框架-核心筒，中部为矩形剪力墙核心筒，外圈为柱网8.5米的近似正方形平面，请见以下某酒店平面图（见图1）。 图1某酒店平面图 （2）该工程地勘报告显示：四级重度湿陷型黄土。在湿陷性黄土地区建筑规范中，根据其分类，地基受水浸湿可能性的大小和在试用期间对不均匀沉降限制的严格程度，该建筑应划分为甲类，此类建筑在自重湿陷黄土场地，应处理基础底面以下的全部湿陷性黄土层。 2.原地基设计方案 由于本项目地处黄土湿陷严重，要承担18层高层酒店建筑，其承载力较高，因此最初考虑地基处理采用灰土桩消除湿陷性，再采用CFG复合地基提高承载力，基底反力大部分在380KPa左右，由于核心筒部分混凝土墙集中，自重大，核心筒下部的基底反力局部达到480KPa左右。根据地勘报告提供的土层剖面图及各层土的湿陷量，灰土桩应设计桩长为20米；根据复合地基承载力特征值要达到500KPa，经过计算书显示CFG桩的设计桩长也应是20米。 3.对地基设计方案的讨论 （1）原设计方案是比较传统的结构设计理念，但有三个问题值得深入探讨：质疑一，工程施工周期较长，急需缩短工期，以防止水浸；质疑二，节约投资还有较大的空间，；质疑三，当黄土空隙大，容易浸水湿陷，但干燥状态下硬度更大，打桩难度加大。基于原地基设计方案按传统理论，存在的技术缺陷，我们组织了对原地基设计方案反复讨论，讨论中参会同仁一致意见：在采用1.3米厚筏条件下，将原灰土桩加CFG桩地基设计方案，改为水泥土搅拌桩地基设计方案，桩长由原20米减为12米。采用水泥土揽拌桩地基设计方案，既减小桩长，又提高承载力又消除湿陷性。 （2）当然，一方面，对基底下湿陷量未能及时完全消除，要采取更加严密的防护措施，以策安全可靠，第一，建筑外散水坡度应适当加宽，第二，小区绿化及景观工程应远离拟建建筑工程，还应采取严格防水措施，第三，周边基槽采用1：9灰土回填，其压实系数不小于0.95。 （3）另一方面，对承载力是否能够达到要求，在建筑地基处理技术规范对水泥土搅拌桩复合地基承载力估算公式中的“单桩承载力发挥系数”和“桩间土承载力发挥系数”均为按地区经验取值，此值就依靠设计者的判断了。因此，参会同仁根据经验判断，此种处理方式承载力能够达到400KPa，本工程基础下最大地基反力可达到了480KPa。故拟定：根据现场小面积试打，以检测结果作为水泥土桩复合地基承载力的设计依据。要求地勘单位将检测成果交设计院判断。 （4）讨论会最终形成的会议结论：“主楼基础下部地基采用水泥土桩，外放部分采用灰土桩，并将桩长缩短为12米”。最终。地基检测报告显示：复合地基承载力大于500KPa。结果符合设计要求。从而可以看出，水泥土桩是一种承载能力很高的复合地基处理重要方法。 4.两种地基设计方案的比较 （1）工期方面，原本按地勘报告提供的常规地基处理方式需要先做灰土桩处理湿陷性，检测湿陷处理完成后再打CFG桩，待CFG桩的混凝土凝固达到强度检测合格后才能进行下一道工序。后改为水泥土桩，工期仅与做灰土桩相差无几，大大缩短了工期，为工程开发争取了时间。而时间缩短，大大节省了工程综合成本。 （2）材料成本方面，原设计包含CFG桩共528根，桩长20米；灰土桩共4235根，桩长20米。变更后包含水泥土桩1953根，桩长12米；灰土桩2282根，桩长12米。根据现市场成本价400mm桩径CFG素混凝土桩单价为70元/米，2：8灰土桩单价为18元/米，2：8水泥土桩单价为24元/米。以此计算原设计CFG桩成本为74万元，原设计灰土桩成本为152.5万元，共226.5万元；变更后水泥土桩成本为56万元，灰土桩成本为49万元，共105万元；节约了121.5万元，约二分之一造价。即使假设在不改变更桩长的情况下，水泥土桩的成本为175万元，也比原方案节约51.5万元，约四分之一造价。由此可见，水泥土桩的性价比较为理想。 5.理论分析 （1）水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性介质土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解和水化生成各种水化合物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，使水泥土土体强度大大提高。 （2）水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。从而提高地基承载力，减少地基不均匀沉降，达到加固地基的目的。 6.结论 水泥土桩除了与灰土桩一样能够消除湿陷，更大大提高了承载能力，在适合的地质条件下是一种性价比很高的地基处理方式，而灰土桩加CFG素混凝土桩的处理方式中只发挥了灰土桩处理湿陷的作用