水泥搅拌桩在水利工程中的应用（论文）.pdf

市政-交通-水利工程设计I Municipal‘ 缸- mr ResourcesEngi~eringDesignI 水 泥 搅 拌 桩 在 水 利 工 程 中 的 应 用 The Application of Cement M ixing Pile in W ater Conservancy Engineering 叶睿 (上海宏波工程咨询管理有限公司，上海 201707) YE Rui (ShanghaiHongboProjectManagementCo．Ltd．，Shanghai 201707，China) 【摘 要】介绍软土地基的特点及危害，水泥搅拌桩的优点和设计方法，通过工程实例，介绍水泥搅拌桩的施工应用，为相关工程提 供参考。 【Abstract]Thispaper introduces the characteristics and hazards ofsoft soil foundation，the advantages and design methods ofcement mixing pile，introduces the construction and application of cement mixing pile through engineering examples，and provides references for related projects． 【关键词】水泥搅拌桩；软土地基；应用 【Keywords]cementmixingpile；soft soil foundation；application 【中图分类号]TV54 【文献标志码】B 【文章编号】1007 9467(2018)08—0131-03 [DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．08．260 1定 义 水泥搅拌桩是软基处理的一种有效形式 ，它利用水泥或 石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在 地基深处将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌 ，利用固化 剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应 ，使软土固结成 具有整体性、水稳定性和一定强度的地基 ，以达到提高地基承 载力、减少地基沉降量的目的【l】。 2 适 用 范 围 该工艺主要用于软土地基的处理。适用于处理正常固结 的淤泥与淤泥质土 、粉性土、素填土 、黏性土以及无流动地下 水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于 30％、 大于 70％或地下水的pH小于 4时不宜采用干法；当用于处理 有机质土、塑性指数 ，D大于 25的黏土、地下水具有腐蚀性时 及无工程经验的地区，必须通过现场试验来确定其适用性。 3 软 土 地 基 的 特 点 及 危 害 软土主要是指滨海相、三角洲相和湖沼相沉积的淤泥质土 或者是具有高灵敏度、高压缩性、低强度的其他类型土，其多数 【作者简介】叶睿(1983～)，男，浙江宁波人，工程师，从事水利工程 设计研究。 属于高液限的细粒土，—般在静水或者缓流环境中沉积下来并 经生物化学作用后形成的。软土在我国沿海地区分布较广，而 归属于长江三角洲的上海就是软土地区的典型代表。软土的天 然含水率一般大于液限且孔隙比大于 1，当天然孔隙比大于 1．5 时为淤泥，天然孔隙比大于 1，小于 1．5时为淤泥质土。 正因为软土具有高含水率、高压缩性、高灵敏度、低强度 等特性 ，容易导致加载后变形大或者产生滑动破坏等问题。 4 水 泥 搅 拌 桩 的 优 点 水泥搅拌桩的优点：(1)施工时无振动、噪声及污染，且不 会对周边地基产生侧挤效应，所以对周围现有建筑物影响很 小 ，可在市区内和密集建筑群中进行施工 ；(2)可根据上部结 构的特点和对地基承载力及变形的要求，灵活地采用柱状、 壁状、格栅状和块状等加固方法；(3)水泥搅拌桩将固化剂和 地基软土就地搅拌混合，充分地利用了原土和地下水，且不需 另加水分；(4)水泥搅拌桩形成的水泥土加固体 ，可作为竖向承 载的复合地基、围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕、洞门加固等。 (5)与钢筋混凝土桩相比，能节省大量钢材从而降低工程造价。 5 水 泥 搅 拌 桩 的 设 计 水泥搅拌桩设计主要是确定桩长、置换率及水泥掺量。水 泥一般采用强度等级为 32．5级及以上的水泥，对于单、双轴水 】31 I工程建设与设计 ＼c删lIn t ＆ r 畸舵| 泥搅拌桩的水泥掺量的取值范围一般为 13％～15％，而对于三 轴水泥搅拌桩的水泥掺量的取值范围一般为20％一22％。对于 湿法中的单、双轴水泥搅拌桩加固深度一般不大于 20m，三轴 水泥搅拌桩加固深度一般不大干 35m，而干法的加固深度一 般不大于 15m，其桩径不小于 500ram。 通过上部结构对承载能力及变形要求来确定竖向水泥搅 拌桩的长度及置换率，并且最好穿透软弱土层至承载力相对 高的土层。竖向水泥搅拌桩的单桩极限承载力或复合地基承 载力标准值应该通过现场载荷试验来确定 ，对于初设时可通 过单桩极限承载力或复合地基承载力计算公式来估算 ，并且 应该满足由桩身材料强度确定的承载力不小于由桩周土所提 供的承载力⋯。 6 工 程 应 用 实 例 6．1实例 一 闵行区沙溪圩区茜浦泾泵闸位于茜浦泾支河入六磊塘河 口处 ，泵闸底板底高程为一1，50m，位于灰色砂质粉土上 ，按该 层作为持力层，经计算 ，所有工况下泵闸抗滑、抗浮 、地基不均 匀系数以及地基承载力均满足规范要求。但是泵闸持力层下 存在软弱下卧层灰色淤泥质黏土，同时基础下持力层厚度与 基础宽度之