深层搅拌法在软土地基处理中设计应用.doc

深层搅拌法在软土地基处理中设计应用摘 要：深层搅拌法即水泥土搅拌法（湿法），用于加固饱和软土的一种新方法。本文主要讲述深层搅拌法在地基处理中的设计应用，并结合工程实践，对采用深层搅拌法提高软土地基的强度、保证地基的稳定做简单介绍 关键字：深层搅拌法 软土地基 复合地基 褥垫层 近年来随着工程技术的发展，工程难度的提高，在土木工程建设中遇到需要进行加固的不良地基也越来越多，对地基提出了越来越高的要求，沿海地区大批工业项目建设，出现很多软弱地基需经处理才能满足工程建设的要求。深层搅拌法即水泥土搅拌法（湿法），用于加固饱和软弱土地基的一种新方法。本文着重讲述深层搅拌法在地基处理中的设计应用，并结合工程实践，对采用深层搅拌法提高软土地基的强度、保证地基的稳定做简单介绍 1 概述 水泥土搅拌法是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，根据施工方法的不同，水泥搅拌法分为水泥浆搅拌法（湿法）即深层搅拌法和粉体喷射搅拌（干法）两种，前者是水泥浆与地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。以下着重介绍深层搅拌法在软土地基处理中的设计应用 淤泥、淤泥质土及含水量大、天然强度低、压缩性高、透水性小、抗剪强度低、无侧限抗压强度小于50kpa含水量大于50%的黏性土和含水量大于30%的砂性土统称软土。地基处理是指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的设计要求，而地基需经过人工处理后才能建造基础 国外使用深层搅拌法加固的土有新吹填的超软土，泥炭土和淤泥质土等饱和软土，加固场所从陆地软土到海底软土，加固深度达60m。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性的土时，应通过试验确定其适用性。加固局限于陆上，加固深度可达18m 2 深层搅拌桩的设计与计算 1.深搅桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求，采用柱状、壁状和块状等加固型式，柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩型式。竖向承载搅拌桩复合地基褥垫层可取200~300mm，其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等，最大粒径不宜大于20mm 固化剂宜选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%~12%外，其余宜为12%~20%。深搅桩的水泥浆水灰比可选用0.45~0.55，外掺剂可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料，但应避免污染环境 2.深层搅拌桩的设计 1）确定搅拌桩的长度、置换率及承载力 竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定，并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层；加固深度不宜大于20m，桩径不应小于500mm 竖向深搅桩复合地基的承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定。初步设计时复合地基的承载力特征值可按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002第11.2.3条规定 fspk＝mRa／Ap＋β（1－m）fsk m=d2/de2 式中：m―搅拌桩面积置换率；（％） Ra―搅拌桩单桩竖向承载力特征值；（kN） Ap―搅拌桩横截面积；Ap＝πD2／4，（m2） β―桩间土承载力折减系数；当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值平均值时，取0.1～0.4，差值大时取低值；当桩端土未经修正的承载力特征值小于桩周土的承载力特征值平均值时，取0.5～0.9，差值大时或设置褥垫层时，均取高值； fsk―桩间土承载力特征值；可取天然地基承载力特征值，即fsk＝fa（kPa） d―桩身平均直径 de―跟桩分担的处理地基面积的等效圆直径 等边三角形布桩de=1.05s 正方形布桩de=1.13s 矩形布桩de=1.13（s1s2）1/2 s、s1、s2分别为桩间距、纵向间距和横向间距 单桩承载力初步设计时可按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002第11.2.4条规定 Ra=upΣqsiLi+αqpAp（11.2.4-1）及 Ra＝ηfcuAp （11.2.4-2） 式中：up―搅拌桩周长，up＝πD； qsi―桩周土平均侧阻力特征值；（kPa） Li―第i层土厚度；（m） α―桩端天然地基土的承载力折减系数；可取α＝0.4～0.6，承载力高取低值； Ap―搅拌桩横截面积；Ap＝πd2／4，（m2） qp―桩端地基土未经修正承载力特征值；（kPa） η―桩身强度折减系数；α＝0.25～0.33； fcu―无侧限抗压强度平均值；（kPa） 按上述两种方法计算结果，Ra取较小值 2）复合地基变形计算