水泥土搅拌桩在地铁软弱路基中的应用

1、水泥土搅拌桩在地铁软弱 路基中的应用摘 要:结合工程实例，介绍了水泥土搅拌桩设计的桩位 布置、水泥掺入量及其施工工艺，并对试验结果进行了 分析 以推广水泥土搅拌桩在地铁软弱路基中的广泛应用。关键词:水泥土搅拌桩，软弱路基，回弹模量，施工工艺1工法简介水泥土搅拌技术是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌 ，使软土硬结成 具有整体性、水稳性和一定强度桩体的地基处理方法。适用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的黏性土等地基。按 固化剂和施工工艺的不同分深层搅拌法和粉体喷搅法。杭州 地铁1号线工程湘湖停车场采用水泥土深层搅拌法施工，取得了良好的加固施工效果。2工程概况

2、湘湖停车场总长 1254.41 m,其中DK1+702.909DK2+320.385段，设计纵坡 0%,施工原地貌平坦,无明显沟壑。设计桩长6 m8 m,工程数量113 775m（17 823根）。根据地质勘查报告显示场地未发现区域性深 大断裂，无明显的新构造活动迹象，处于地质构造相对较稳定地质环境。2.1 工程地质条件停车场场地平原区地层以第四系松散堆积层为主，总厚度为10 m50 m,岩性主要为粉质黏土、淤泥、淤泥质黏土、 淤泥质粉质黏土 ，其中淤泥、淤泥质土最为发育，局部最厚近 30 m,软塑流塑，具低强度、高压缩性、低渗透性等特点。2.2 水文地质条件停车内浅部地下水属潜水类型，主要赋

3、存于上部填土层及粉土层中,补给来源主要为大气降水及地表水，其静止水位深0.30 m1.60 m,相应高程 3.28 m4.67 m（黄海高程）。并随季节性变化，地下潜水对混凝土结构无腐蚀性。2.3 几种软基处理方案的比较需要进行加固处理的地基长度为617.476 m,平均站场宽度为80 m o湘湖车站南邻礼帽山、西侧及北侧为湖头陈村 居民住宅，建筑群密布，且多为高层建筑。本地可用石材数量不 多，采用抛填片石换填的施工工艺，一是城市交通不便利，二 是可用石材数量不足，运距远，造价高；采用振动桩基加固噪声 大、振动对附近建筑群影响 大;采用水泥土深层搅拌桩施工法所需水泥量少施工便捷、造价低。经相关

4、部门评议，决定采用水泥土深层搅拌桩法进行站场内路基加固。3水泥土搅拌桩的设计3.1桩位布置水泥土搅拌桩桩径设计为500 mm,桩长分别为 DK1+702.909DK1+870.11段为6m;DK1+870.11DK1+912.11段 为 7m;DK1+912.11DK1+984.11 段为8 m,桩体要求深入硬土 层中不少于 50 cm。设计桩间距 120 cm×120 cm, 正 方形布置，桩顶铺设50 cm厚碎石垫层。为取得施工中合理的技术参数，在DK1+710DK1+720 段20 m 范围内施工6根试验桩，成桩7 d内对桩做轻型触探。养护 28 d后进行复合地基承载力

5、和复合地基回弹模量的测试，经检验合格后方可进行全段的施ZC o3.2 水泥掺入量采用425号普通硅酸盐水泥，由3根试验桩确定水灰比 为1 ： 0.5，桩身水泥掺入量 50 kg/m,以填筑中粗砂作为施工 垫层，在压实时避免对桩身的扰动和破坏。3.3 施工工艺流程3.3.1 工艺流程原地表的清理 -测量放样、定由桩位线 -铺设50 cm 中粗砂工作垫层-搅拌机械就位并安放平稳、钻杆保持垂直 -预搅下沉同时拌制水泥浆-提升喷浆搅拌 -重复上下搅拌-桩顶以下3.0 m内复搅-清洗集料斗及喷浆管道 -移位至 下一桩位进行3 d,7 d,28 d试验检测。3.3.2施工质量控为了保证桩体的质量，水泥浆的

6、质量、数量都必须严格控 制，浆液倒入集料斗时必须加筛过滤以免浆内结块损坏泵体或 堵塞管道。施工使用的固化剂和外掺剂必须通过室内试验检 验 方法 使用，固化剂浆液要严格按配比拌制。1）根据地质条件，先按施工组织设计确定的搅拌桩施工工艺打设3根工艺性试桩，以取得浆液的泵送时间、搅拌机提升的速度、复搅深度 和水灰比等各种参数和施工工艺。2）搅拌机搅拌下沉时不宜冲水，当遇到硬土层时方可适量冲水，试验表明，土层中的含水量增加 10%,水泥土强度会下 降10%12% o但设计通常是按地基中最软的土层来确定水 泥用量的，所以当加水搅拌后的强度不低于下部的强度时，最终的水泥土强度还是可以满足设计要求的，但应考

7、虑冲水对桩身强度的影响。3）成桩过程中，由于电压过低或其他原因造成停机 ，使成 桩工艺中断时，应将搅拌机下沉至停浆点以下 0.5 m处，等恢 复供浆时再喷浆提升继续制桩；凡中途停止3 h以上者，需先拆 卸输浆管路，并加以清洗。4）搅拌机械通常采用定量泵送水泥浆，转速基本是恒定的。因此，灌入的水泥浆量完全取决于搅拌机喷浆的提升速度 和复喷次数，施工过程不得随意改变，并保证水泥浆能定量不 间断供应。5）由于钻深过大，土质很粘，有时会造成管道堵塞，疏通管 道后，应在上下各1.0 m范围内复喷复搅，防止断桩。同时，在 桩底部喷浆时间不少于 30 s,使浆液完全达到桩端，然后喷浆 搅拌提升。4试验成桩的

8、效果检验1）圆锥动力轻便触探。根据杭州市地铁软基处理规范 的规定，用动力轻便触探水泥土搅拌桩的7 d强度，且贯入深度不小于1.0 m o试验击数与水泥土搅拌桩的关系见表1 o2）用简捷式钻孔机具，在水泥搅拌桩桩体中心钻孔取样，显示桩体颜色一致，无水泥集结成“结核”状。3）复合地基的回弹模量试验。在10 m×30 m试验桩的范围内，按3/100 m2 规 定共完成测试点9个。复合地基回弹模量设计值为 30 MPa o 由回弹模量公式 计算：其中，E为复合地基的回弹模 量,MPa; P为压板荷载，取0.2 MPa;d为压板的直径，取300 mm;以为泊松比，取0.34;L为复合地基变形系数,mm。试验结果见表2。5结语水泥土搅拌桩在本软土路基试验加固中取得了良好的效果，在施工中，最大限度地利用了原土 ，施工中无振动、无噪 声、污染小，有效地节约了资金。对于在