陈炳三：刍议水泥土搅拌桩在软弱地基处理中运用 |
| 2012-11-24 15:09 作者：陈炳三 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月24日文】据《科技与生活》杂志2012年第17期刊文称，水泥土搅拌桩是一种应用较广泛的地基加固方法,是利用水泥土作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基强度，目前已普遍应用于软弱土地基处理之中。
民用和工业建筑、市政、交通、水利、电力等工施工中常遇到软弱土地基。这种地基土不能满足工程建设的需要，导致建筑物在建成后很久仍在沉降，有的地方甚至还产生不均匀沉降，影响建筑物的正常使用。而水泥土搅拌桩复合地基的造价低廉、施工简单、质量容易控制，现已普遍应用于软弱土地基处理中。笔者根据水泥土搅拌桩在厚度较大的软土中采用悬桩和长短桩相结合的施工经验谈了几点自己的看法。
1采用悬桩处理厚度较大软弱地基的必要性
1.1软弱土和软弱地基
软弱土包括淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土，这类土的工程特性为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差、抗剪强度低等不利的工程性质。我国《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动，未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。
1.2悬桩的特点
悬桩（水泥土搅拌桩）地基的建筑物沉降量大且不均匀，可采取有效的措施控制沉降量。而不均匀沉降则是很多建筑物开裂等安全事故的主因，也因此在厚度较大的软土区建设项目时，大多数设计人员不愿采用悬桩而修改为长桩，甚至于改为预制砼桩等，这对于修建1~3层普通工业与民用建筑来说，不仅给建设方增加了巨额的工程造价，同时也造成了巨大的人力、物力、财力等社会资源和财富的浪费。
1.3必要性
我国南方沿海及沿江一带多为淤泥、淤泥质土、冲填土及饱和的粉土等组成的软弱地基，一部分建筑物只能座落在软弱地基等不良的场地。必须要对这种地基做加固和改良。但软土较厚区采用悬桩和长短桩相结合的复合地基沉降变形和承载力的理论研究滞后，尤其对沉降变形控制还没有统一的认知，使这种地基在实际施工中的应用收到限制。因此，采用悬桩和长短桩相结合的水泥土搅拌桩对厚度较大的软弱地基进行处理的方法是必要的。
2采用悬桩处理厚度较大软弱地基的可行性分析在地基处理中，我们所遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。本着这条原则分析如下：
2.1水泥土搅拌法
水泥搅拌桩技术以其经济、适用，无污染，无振动，加固效果好等诸多优点经常被运用于地基基础处理，特别适用于软土地基的处理。
2.2水泥土搅拌桩的特点
优点：工艺成熟，进度快，工期较短，造价低，可有效消除主、次固结沉降，且能彻底改变地基土的颗粒组成和成份，进而达到消除液化的目的；缺点：对于泥炭土、有机质土、塑性指数较大的粘性土处理效果不好；且处理深度通常小于18m。
2.3悬桩式水泥土搅拌桩复合地基的可行性
2.3.1现行复合地基沉降变形理论
根据我国《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）规定：竖向承载搅拌桩复合地基变形包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形S1与搅拌桩端下未加固土层的压缩变形S2：
A．搅拌桩复合土层的平均压缩变形S1可按本式计算：
式中：Pz：搅拌桩复合土层顶面的附加压力值（kPa）；l：搅拌机桩长（m）；Pzl：搅拌桩复合土层底面的附加压力值（kPa）；Esp：搅拌桩复合土层的压缩模量（kPa）；Es：桩间土的压缩模量（kPa）；Ep：搅拌桩的压缩模量，可取（100~120）fcu（kPa）。对于桩较短或桩身强度较低者可取低随，反之可取高值；B．桩端以下未加固土层的压缩变形S2可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的有关规定进行计算。
2.3.2悬桩式水泥土搅拌桩的理论依据
水泥土桩的强度和刚度是介于柔性桩（砂桩、碎石桩）和刚性桩（钢管桩、混凝上桩等）间的一种半刚性桩，它所形成的桩体在无侧限情况下可保持直立，在轴向力作用下又有一定的压缩性，但其承载性能又与刚性桩相似，因此，设计时仅可在上部结构基础范围内布桩。由此看出，只要悬桩式水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值满足建筑物对地基承载力的要求，则悬桩的方案就是可行的。
2.3.3长短桩相结合式的水泥土搅拌桩的理论依据
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)条文说明第11.2.7条中对长短桩相结合具有如下的定义和说明。“长短桩相结合：当地质条件复杂，同一建筑物座落在两类不同性质的地基土上时，可用3m左右的短桩将相邻长桩连成壁状或格栅状，藉以调整和减少不均匀沉降量。”由此说明，对于软土较厚的软弱地基处理时，完全可以根据拟建物上部结构及荷载特点来设计悬桩式水泥土搅拌桩复合地基。短桩设计的目的主要是满足对地基承载力的要求，长桩设计的目的则主要是满足沉降变形的要求，不论是长桩短桩，皆可设计为悬桩。
3结束语
实践证明：只要设计人员精心设计、施工单位施工时各项参数适宜，流程准础，注意事项明晰，质量检测过硬，且建成后建设方使用得当，在厚大较大的软土地基上采用悬桩式长短桩相结合的水泥土搅拌桩复合地基建造1~3层建筑物在理论上是可靠的，在实践上是成功的。
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