深层水泥搅拌桩在xx高速公路.doc

深层水泥搅拌桩在xx高速公路 软土路基处理工程中的应用 xxx xxx 摘要：介绍了水泥搅拌桩在处理高速公路软土路基方面的实用性，分析了软黄土路基的地质条件及特性，对水泥搅拌桩的设计、施工、质量控制进行了全面论述。 关键词：水泥搅拌桩；软土路基；应用 xx高速公路是交通部规划的“xxxx”国道主干线系统中xx到xx国道主干线的一段。本段工程地处陇西黄土高原向xx高原过渡地带，属xx山的东延部分，海拔在xxxx—xxx米之间，路线布设在xx河河谷阶地。在xxxxx承建的xxx合同段中，遇到了软黄土分布带，起止桩号为：K94+760～K97+530，该段软黄土属于饱和黄土，含水量很大，承载力差，为软弱地基地段。 1 工程地质条件 经地质勘探，该段内的地层自上而下为：（1）饱和黄土，厚度6－10米，黄色，土体含水量较大，在20％以上，土体呈软塑至流塑壮，地基承载力在100KPa以下。（2）砂砾石层，厚度3－6米，具水平层理，成份复杂。（3）泥岩，红色，地基承载力大于400KPa　，是较好的持力层。该段软黄土的主要物理及力学性质指标如表1所示： 表1　软黄土主要物理及力学性质指标 指标 土名 天然密度 KN/m3 含水量 ％ 液限 ％ 塑限 ％ 孔隙比 e 压缩系数 MPa-1 压缩模量 MPa 内摩擦角 度 粘聚力 KPa 饱和黄土 17.5 20~30 29 22 1.24 0.85 3.2 20 25 根据设计要求用水泥搅拌桩加固处理该段软黄土地基，施工采用水泥喷粉搅拌桩（干法）工艺。 水泥搅拌桩固结原理 水泥搅拌桩是以水泥干粉作为固化材料，通过专用的粉体搅拌机械，用压缩空气将粉体喷到软弱地层中，凭借钻头叶片，在原位进行强制搅拌形成土和掺合料的混合物，通过水泥的水解水化作用，使其产生一系列的物理－化学反映，从而产生一种特殊的，具有较高强度，较好变形特性和水稳定性的混合柱壮加固体，它对提高软土路基承载能力，减小地基的沉降量有明显效果。 水泥搅拌桩设计 根据对地基承载力的要求，按照复合地基理论进行设计。考虑到软黄土和软土的不同性质，对设计参数进行了调整，使其更好的反映软黄土地基加固特性。 地基条件 路基设计要求复合地基承载力fsp.k≥200KPa , 处理宽度为路基全宽。 3.2　桩长、桩径及布桩形式 桩径：Φ500。 桩长及布桩形式 桩长Ｌ＝6-10m，以打入砂砾层50厘米为原则；采用梅花型布置。 单桩竖向承载力标准值Ｒk(KN)按下式计算 Rk=ηfcu.kAp 　　　　　 (1) Rk=πdqsL+аAPqp 　 (2) 式中参数选取如下： d : 水泥土桩的平均直径（m） η：强度折减系数　η＝0.5 qs : 桩侧摩擦力标准值　qs=15KPa fcu.k : 桩体无侧限抗压强度　fcu.k=2000KPa а: 桩端土承载力折减系数　а＝0.5 Ap : 水泥土桩的截面积（m2）　　　　　　　　 qp : 桩端土承载力标准值　qp=100KPa 根据公式（1）和（2）的计算结果取其较小值，即Rk=196KN。 3.4 复合地基承载力标准值按下式计算 　　 Rk fsp.k= m —— + β(1-m)fs.k (3) Ap 式中：β桩间土承载力折减系数　β＝0.75 　　　fs.k 桩间土承载力　fs.k=100KPa 根据公式（3）计算结果，面积置换率为：m=0.135。按照面积置换率，水泥搅拌桩布置为：桩间距1.25米，排距1.1米，在此情况布桩时面积置换率为：m=0.143 ,大于要求值，满足设计要求。 水泥搅拌桩施工 施工技术要求 水泥搅拌桩在施工前先进行一段试验段，检验其效果，根据成桩试验确定技术参数进行施工。严格控制粉喷时间，停喷时间和水泥喷入量，确保粉喷桩长度，桩身上部（1/3桩身）范围内必须进行两次搅拌，确保桩身质量。发现粉喷量不足时应整桩复打，钻机喷灰时要连续、均匀作业，如遇机械故障停机时，必须在12小时内补桩，复打重叠孔段应大于1米，要保证桩的垂直度，其偏差不超过1.5％。严格控制桩间距，其间距偏差不能超过20mm，如遇障碍物钻机不能钻进至持力层，可将桩位作适当调整，但必须经监理工程师认可。 桩体喷灰量及土体含水量确定 在软黄土路基范围内选择具有代表性的区段，通过10％，13％，15％，17％，19％，20％，6种水泥掺量进行成桩试验，根据对复合地基承载力的测试和对成桩完整性及外观进行检查，达到设计要求的桩体最佳喷灰量为15％，即每延米水泥喷入量为52公斤，土