深层搅拌桩在淤泥质软土地基加固工程中的运用

加固工程中的运用

魏智勇1,王晓波2

(11江西省电力设计院,江西　南昌　330006;21中国矿业大学,江苏　徐州　221008)

摘要:就深层水泥搅拌桩在软土地基加固中的应用,并用综合检测法对其加固效果进行检测,从而对类似工程设计、施工提供有益参考。

关键词:淤泥质软土;地基;深层搅拌桩;综合检测

中图分类号:PU4　　文献标识码:B　　文章编号:1005-8524(2002)03-0038-02

E ngineering Practice for Deep Stirring Piles in

the Silty Soft Foundation

WEI Zhi2y ong,WANG X iao2bo

(11Jiangxi Electric Power Design Institute,Nanchang　330006,China;

21China Univer sity o f Mining and Technology,Xuzhou　221008,China)

Abstract:This paper introduces the application for deep stirring pile in the silty s oft foundation and uses the synthetic test way to exam the effects of deep stirring composite ground.It could provide the helpful suggestions for the design and prac2 tice of the same engineering.

K ey w ords:mucky s oil;foundation;deep stirring pile;synthetic test

　　深层搅拌法系利用水泥作固结剂,通过特制的搅拌机械,在地基中将水泥和软弱土体强制拌和,产生一系列物理和化学反应,使软弱土固结成整体,形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙。深层搅拌法可以在软土地基中生成柱状、壁状和块状等不同形式的加固体,这些加固体与天然地基组成复合地基,共同承担上部建筑物的荷载。

处理后的水泥土与淤泥质软粘土比较,其力学特性有显著改善,无侧限抗压强度约为013～016MPa,比天然土大几十倍,水泥土的抗压强度除与被加固土的性质有关外,还与水泥的标号、掺合量、龄期及添加剂等有密切的关系。1　工程实践

111　工程概况

江苏连云港市高科技开发区,其道路地基属滨海相软土地基。该段淤泥质土软土层较厚,其地层岩性如下:

第一层淤泥层:黑色、流塑状,含腐植质和有机质,厚310～1010m,其物理力学指标见表1。

第二层粘土层:灰褐色,可塑状,承载力为140～160kPa,可作为路基的持力层。

第三层中砂层:棕黄色,湿,中密,承载力为180kPa,可作为路基的持力层。

83　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电　力　勘　测　　　　　　　　　　　　　　　　　总第35期表1　淤泥层的物理力学指标

物理力学指标数值

含水量/%75～80

孔隙比115～212

液限指数113～117

塑限指数25～32

压缩模量/MPa117～212

有机物含量/%110～115

承载力/kPa40～60

112　加固设计

(1)设计指标,要求加固处理后复合地基强度∂110kPa;处理后复合地基沉降量÷112cm,沉降差(纵横向比100)÷115cm。

(2)设计参数,采用梅花形布置桩,桩径<550mm;桩间距离112m;搅拌桩置换率17%;水泥掺入比15%。

(3)桩端进入粘土层深度约30cm,这时地基沉降总量由复合地基及粘土层压缩共同组成,总沉降量应小于设计要求。

113　施工工艺

(1)施工工艺流程

场地整理→桩孔定位并编号→搅拌机定位→搅拌机喷浆下沉→进入持力层一定深度→搅拌机搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→检查合格→下一根桩施工。

(2)场地的整理及桩位的确定

清除植物根系,采用素填土挤淤,填筑人工硬壳层,其硬层厚210～310m,素填土采用分层碾压,每层碾压厚度约30cm,碾压后承载力要求大于100kPa,以便桩孔定位和桩机定位,按照设计图纸定出搅拌桩范围,在此范围内用白灰粉布置桩位,搅拌桩沿线路中线向两侧呈梅花形分布,桩间距112m。

(3)搅拌机定位

采用CZ B—600型搅拌机,移动搅拌机到指定桩位,打桩时误差不得大于5cm,且要保证搅拌机垂直。

(4)成桩

开动泥浆泵,当浆液从喷嘴喷出时,启动搅拌机向下旋转钻进,边喷边钻,直到设计标高;关闭泥浆泵,搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升;重复搅拌下沉、上升;如果检查喷浆量未达到设计要求,则要继续喷浆直至设计标高,此后只需搅拌无需喷浆,再从桩底反转均匀搅拌提升。

(5)搅拌机移位进行下一根桩施工

114　工程质量检测结果

(1)用N10轻型动力触探击数来判定搅拌桩的桩身强度,在龄期6天内检测,随机抽取样本数30根进行检测,检测结果表明,搅拌桩桩身强度均满足设计要求,其结果汇总见表2。

表2　N10轻型动力触探检测结果汇总

N10击数

分级/击<1010～15>15

搅拌桩根数0921

平均击数26

(2)由钻探抽芯直观检查,岩芯采取率较好,桩体水泥土的水化物生成情况良好,可以认为水泥深层搅拌桩对于该淤泥层具有较好的适应性,可以采用该方法加固软土地基。

(3)由静力载荷试验对复合地基进行检测,可以测定被加固的复合地基承载力为120～140 kPa,均满足设计110kPa的要求,其结果汇总见表3。

表3　静荷载试验

龄期/d承载力/kPa相应沉降/mm变形模量/MPa

651201117912

1051506191917

115　工程质量保证措施

(1)为保证深层搅拌桩的桩端施工质量,当钻孔钻至桩底设计标高时,应持续喷浆40秒,使浆液完全达到桩端;当搅拌机达到桩顶标高时,应持续搅拌10秒以上,以保证桩头的均匀密实。

(2)现场应配合一台小型柴油发动机组,以保证深层搅拌桩的连续施工。

(3)为防止断桩,在搅拌机因故暂停,再恢复供浆时,应在断桩面上重复喷浆搭接015m以上。

2　结　语

(1)桩体水泥土具有胶凝固结的性质,其变形模量由试验表明为912～1917MPa,故可以有效控制地基的沉降变形。(下转43页)

93

2002年9月深层搅拌桩在淤泥质软土地基加固工程中的运用第3期　　参考文献:

[1]G B50286—98,堤防工程设计规范[S].[2]吴凤彩.考虑结合水影响后土壤毛管水上升高度的计算

[J].水利水运科学研究,1982,(1).

[3]黄俊,孙玉生.土坝坝体水分分布状态的数学模型和计算

方法[J].岩土工程学报,1985,(2).

收稿日期:2002-04-29

作者简介:王春宁(1972-),男,湖南人,硕士,工程师.

(上接37页)

(4)在美国土木工程协会推荐的载荷试验稳定标准中就取0125mm为载荷试验的稳定标准。5　结　语

建议振冲碎石桩复合地基载荷试验稳定标准执行:1小时内沉降量≤0125mm;对于饱和粘性土地基中的振冲碎石桩执行1小时内沉降量≤013mm。

参考文献:

[1]J G J79291,建筑地基处理技术规范[S].

[2]D L5024293,火力发电厂地基处理技术规定[S].

[3]D L/T510121999,火力发电厂振冲法地基处理技术规范

[S].

收稿日期:2002-05-09

作者简介:刘熙峰(1963-,)男,陕西人,工程师。

(上接39页)

(2)经加固处理后的软土路基,经现场综合检测其地基承载力为120～150kPa,满足设计要求。

(3)该法施工工艺简单,速度快,且可通过轻型动力触探跟踪检测,及时了解桩体情况,施工质量容易保证。参考文献:

[1]阎明礼.地基处理技术[M].北京:中国环境科学出版社,

1996.

[2]陈仲颐、叶书麟.基础工程学[M].北京:中国建筑工业

出版社,1990(第1版).

[3]曾国熙,等.地基处理手册[Z].北京:中国建筑工业出

版社,1998.

收稿日期:2002-06-04

作者简介:魏智勇(1969-),男,江西人,硕士,工程师。34

2002年9月堤防工程中的不稳定渗流计算第3期