水泥土搅拌桩对天津滨海地区软基的加固处理.doc

7水泥土搅拌桩对天津滨海地区软基的加固处理摘要通过对水泥土搅拌桩加固机理阐述分析水泥土的各种特性及影响其强度增长的因素结合津滨轻轨的软基处理对水泥土搅拌桩加固软土地基、特别是滨海地区软土地基的应用提出一些看法。关键词水泥土搅拌桩滨海地区软基加固处理1天津滨海地区软土工程性质天津至塘沽沿线为冲积平原及滨海平原几百米深度范围内全为第四系松散椎积层地下水埋藏浅大多数段落为软土地基。尤其在塘沽沿海中上部地层广泛分布有海相沉积层岩性为淤泥、淤泥质粘土及淤泥质粉质粘土厚度一般为3.0～10.0m工程地质条件较差。软土地基分布路段表层为杂填土黄褐色成份较杂主要由粘性土组成含碎石、砖块厚0～1.1m;其下为粘土:黄褐色灰黄色硬塑～软塑厚0～3.5m;淤泥质粘土:灰褐色软塑～流塑厚0～2.0m局部呈透镜体分布γ=18.3kN·m-3c=14.37kPaφ=3.79°;再下为淤泥质粉质粘土:灰褐色～灰色流塑厚8.8～13.7mγ=18.2～18.4kN·m-3c=13.04kPa～15.08kPaφ=3.48～5.35°;粉土:灰褐色湿～很湿稍密～密实厚0～5.0m;较连续分布于海相层的底部。地下水为第四系孔隙潜水水量丰富一般埋深0.7～3.0m。由于上述土层形成时代较新压缩性高、强度较低路基工程进行稳定性检算和沉降检算后均需采取相应的处理措施。2软土地基处理方法选择及地基加固设计(1)软土地基处理方法选择:软土因其承载力很低并且在上部施加荷载后会产生较大的沉降变形所以在修筑路堤之前要进行适当的处理方能满足轨道交通工程的设计要求。地层条件及土性常数是选择地基处理方案的首要依据。工程实践证明对于深厚软粘土地基或粘性较大的软土地基的加固处理以深层搅拌法居多而深层搅拌法以搅拌桩和旋喷桩复合地基处理效果较好[1]。由于搅拌桩和旋喷桩由已在地面充分搅拌好的水泥浆喷入或搅拌入土层中而后固化成型所需水分不依赖于土中的含水量质量易于保证。深层搅拌法处理深度一般要超过5m一些资料显示最大加固深度可达60m。根据铁路及轨道交通工程地基处理经验深层搅拌桩处理深度一般不超过15～18m。深层搅拌法采用的固化剂一般分水泥类、石灰类、沥青类和化学材料类。目前最常用的固化剂就是水泥类固化剂其次是石灰类固化剂。用水泥类固化剂的搅拌桩又分为“湿法”和“干法”两种工艺水泥土搅拌桩就是典型的“湿法”“干法”工艺的代表就是粉体喷射法一般称粉喷桩。本文主要谈“湿法”[2]。津滨轻轨主要采用水泥作固化剂一般称作水泥土搅拌桩。(2)软土地基加固设计:在津滨快速轨道交通工程路基设计中对于软土路段的地基处理主要选择水泥土搅拌桩、旋喷桩和真空预压排水固结法。其中部分路段采用水泥土搅拌桩在这些路段的软土路堤设计中路基面两侧各加宽0.4m;边坡坡度1∶1.5;路堤坡脚外2m设天然护道;路基基底采用水泥搅拌桩处理桩直径0.5m间距1.0～1.2m等边三角形布置桩长8～12m。桩顶设0.3m厚的三七灰土垫层或0.5m厚的碎石垫层(图1)。图1软土路基设计断面形式3水泥土搅拌桩施工工艺(1)施工现场应予平整清除地上地下一切障碍物。需回填土的低洼场地应抽水清淤后分层回填粘性土填料并予以适当压密不得回填杂填土。(2)搅拌桩施工前应对搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机输浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数进行标定。并根据设计要求通过成桩试验确定搅拌桩的配比和施工工艺。水泥浆液的配制要严格控制水灰比一般为0.45～0.5[3]。使用的水泥和外加剂通过室内加固土试验确定。(3)水泥搅拌桩主要按下列步骤进行:搅拌机械就位、调平;预搅下沉下沉时可采用喷浆工艺;喷浆搅拌提升至设计停浆标高;重复搅拌下沉;重复喷浆、搅拌至设计停浆标高后再提升到孔口;测量料罐剩余量对不满足设计要求的桩位应立即补搅关闭机械桩机移至下一机位。(4)水泥搅拌桩质量检验的项目及抽检数量按国家和天津市有关规范、规则办理。4讨论水泥土搅拌桩适应性较强但是在应用时特别是应用于滨海地区的软土地基加固时应注意以下几个问题:(1)加固深度:虽然水泥土搅拌桩加固深度曾有过60m甚至更长的记录但根据使用目的的不同其加固深度应有所限制。柔性桩和半刚性桩的单桩有效长度虽然随桩身强度的提高而增大但基本就在10m以内。对群桩作用的复合地基有效桩长目前虽不是十分明确但由于水泥土搅拌桩复合地基的分层沉降和水平收敛深度在15m左右[1]所以在作为承载作用下水泥土搅拌桩加固