佛山市河涌整治工程水泥搅拌桩设计的探讨

第１期　２００６年２月　广东水利水电　ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　ＡＮＤ　ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　Ｎｏ．１　ＦＥＢ　２００６　佛山市河涌整治工程水泥搅拌桩设计的探讨　李光裕　（佛山市顺德区水电建设工程有限公司，广东顺德摘５２８３０８）　要：佛山市河涌整治Ｘ－．程是佛山市为实现“大佛山”战略方针的重要工程之一。佛山市河涌多为珠江水系小支流，水质污染严重，被加　固的淤泥质土中的有机质含量高，为节省投资．决定用水泥搅拌桩治理河涌岸堤，这样就给设计提出新的课题，即如何合理地设计才能经济　安全。　关键词：淤泥质土；治理；水泥搅拌桩　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８－０ｌ１２（２００６）０１－００４０－０２　１概述　表２　４２．５普通硅酸盐水泥制作试块　水泥搅拌桩加固软土地基原理是基于水泥与加固土的物理　化学反应，从而形成水泥土。在水泥加固土中，主要存在以下几　种反应：水泥的水解和水化反应、离子交换和团粒化作用、硬凝反　应、碳酸化作用，由于水泥的掺量很少，水泥的水解和水化反应完　全是在具有一定活性的介质的土的围绕下进行的，所以硬化速　度缓慢且作用复杂，因此水泥土强度增长的过程比混凝土慢。水　泥土的强度与水泥掺人比、龄期、水泥标号、土样的含水鼍、土样　中的有机质、外掺剂等因素有关。水泥土的物理性质如重度、相　对密度和软土相比，其变化不大，但其力学性质则变化很大，设计　时根据水泥土的配合比资料，选择满足施工工程所需的可行参　数。佛山市各区河涌普遍存在一层淤泥质土、淤泥质粉土或淤泥　质粉砂及上部较厚的松散覆盖层，因此利用水泥搅拌桩加固堤　岸、整治河涌是一个值得探讨的课题。　２室内试验　通过实验室中制作的水泥与各种软土按其重量的百分比掺　和量，水灰比一般按０．４５或０．５，搅拌均匀之后用７０　ｎｌｎｌ　ｘ　７０　从表１、表２中可知道试块在７　ｄ龄期的抗压强度除淤泥质　土或淤泥质的土层有机质含量非常大的土层，其抗压强度较低　外，其它的土层试块有相当的抗压强度，水泥土的无侧限抗压强　度和龄期呈线性关系，这些关系如下：　ｌ，　７＝（０．３０—０．５０）・　ｍｍ　Ｘ７０　ｍｍ模具制作试块，在标准养护下７ｄ各种试块无侧限压　力都大于１　ｋＮ，无侧限抗压强度与几种因素有关，但总的变化不　会太大，表１是土工实验室得到的数据：　表１　３２．５Ｒ普通硅酸盐水泥制作试块　ｆｃ　；（０．６０—０．７５）・　ｆｃ　＝（０．４７—０．６８）・　８　＝（０．６２—０．８０）・　。＝（１．１５—１．４６）・　＝（２．３７—３．３７）‘厂ｃ　ｆｃ　。＝（１．７３—２．８２）‘厂ｃ　式中　分别为７　ｄ、１４　ｄ、２８　ｄ、６０　ｄ和９０　ｄ　龄期的无侧限抗压强度。通过公式换算，换算后的强度一般都可　以达到设计强度要求。　３　初步设计　３．１柱状加固　１）　单桩设计　承受垂直荷载的搅拌桩一般应使土对桩的承载力与由桩身　强度所确定的承载力相近，并使后者略大于前者最为经济。因　收稿日期：２００５－０６－０７　作者简介：李光裕（１９６８．）男．丁程师．从事水利水电　Ｔ：程岩士勘测Ｔ作。　・４０・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年２月　第１期　李光裕：佛山市河涌整治工程水泥搅拌桩设计的探讨　ＦＥＢ　２００６　Ｎｏ　１　此，搅拌桩的单桩设计主要是确定桩长和选择水泥掺人量。　２０％）、且不是单行竖向排列时，由于每根搅拌桩不能充分发挥　（１）当土质条件、施工因素等限制搅拌加固深度时，首先应　单桩的承载力作用，故应考虑群桩作用原理，进行下卧层地基验　根据地质条件先确定桩长，再根据桩长计算单桩承载力Ｐ　和水　算。即将搅拌桩和桩间土视为一个假想的实体基础，考虑假想实　泥　￡的抗＿ｒｌ乏强度ｑ　。对于深层软土地基仅进行局部加固时：　体基础侧面与土的摩擦力，验算假想实体基础底面的承载力。　Ｐ　＝，・Ｓ　・Ｌ　（１）　竺　±生二　二墨！　二　＜尺　（７）　ｑ　＝２　ｋＰａ／Ａ　（２）　，ｌ　式中＿厂＿桩侧土的平均摩阻力标准值，ｋＰａ；Ｓ　——搅拌桩周　或Ｒ　堕　（８）　长，ｃｍ；工——搅拌桩长度，ｃｍ；』４——桩截面积，ｃｍ　；Ｋ——水泥　土强度安全系数，一般取１．５。　式中尺　——加固地基承载力标准值，ｋＰａ；，——加固地基的面　式（２）中的２是搅拌桩承载力的安全系数。　积，ｅｍ　；Ｆ．　假想实体基础的底面积，ｃｍ　；Ｇ——假想实体基　然后再根据水泥土的抗压强度，参照室内配合比资料，选择　础的自重，ｋｇ；Ｆ　——假想实体基础的侧表面积．ｃｍ　；／。＿作用　所需要的水泥掺入量。　在假想实体基础侧壁上的平均摩阻力标准值，ｋＰａ；Ｒ。——假想实　（２）当搅拌深度不受限制时，可根据室内配合比试验资料选　体基础边缘软土的平均摩阻力标准值。ｋＰａ；尺——假想实体基础　定水泥掺人量，再确定桩身强度，根据桩身强度计算单桩承载力　底面经修正后的地基承载力标准值，ｋＰａ。　Ｐ　：　当验算不满足要求时，须重新设计单桩，直至满足要求。　Ｐ　＝ｑ　‘Ａ／２　Ｋ　（３）　对沉降有特殊要求的建筑物．除强度验算外还应进行沉降　然后由单桩承载力计算桩身长度工：　验算。验算方法与一般群桩基础相同。水泥搅拌桩平面布置可　Ｌ＝Ｐ　／ｆ／ｓ　（４）　根据上部建筑时变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、块状等处　（３）直接根据上部结构对地基的要求，选定单桩承载力，然　理形式，可只在基础内布桩。柱状处理可采用正方形或等边三角　后应用式（２）、（４）两式计算桩身长度、强度，并选择水泥掺入量。　形布桩形式。　２）　置换率和桩数计算　５　结语　根据设计要求的地基承载力尺　和按式（１）、式（３）求得的单　佛山市各区河涌普遍存在的较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉　桩承载力Ｐ　，即可按下列式（５）计算搅拌桩的置换率ｍ和式（６）　土和含水量较高且地基承载力不大于ｌ２０　ｋＰａ的粘性土地基，最　计算总桩数ｎ：　适宜水泥搅拌桩施工处理，且在地基加固过程中无振动、无噪声，　ｍ＝（尺　一叩尺　）／（Ｐ　／Ａ一　尺　）　（５）　对环境无污染；对土壤无侧向挤压；同时施工期短，造价低廉，效　ｎ＝Ｆｍ／Ａ　（６）　果显著。水泥土搅拌桩用于河涌整治工程是一种经济合理、技术　式中尺，——搅拌桩桩间土的容许承载力，ｋＰａ；叩——桩间土的　可行的方法，亦是一种比较成熟的地基施Ｔ处理技术，在实践过　承载力折减系数；当桩端为软土时，叼取０．５～ｌ；当桩端为硬土　程中是值得推广应用的工程施工方案。　时，叩＜０，５；当不考虑桩间软土作用时，叩；０；，——地基加固的　面积，ｃｍ　；』４——搅拌桩单桩截面积．ｃｍ　。　参考文献：　４修正设计　［１］　刘景政，杨素春，钟冬渡．地基处理与实例分析［Ｍ］，北京：巾国建　根据计算所得的总桩数ｎ进行搅拌桩的平面布置。桩的平　筑工业出版社，２０００．　［２］　石汉生，林本海　压力灌浆的综合应用［Ｊ］．广东土木与建筑，　面布置要以桩距最大（以利充分发挥桩侧摩阻力）并便于施工为　ｌ９９９．　原则。　［３］　江正荣．地基与基础施工手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版牡，　下卧层地基验算：　１９９７　当所设计的搅拌桩为摩擦型、桩的置换率较大（一般ｍ＞　本刊声明　本刊已加入《书生数字期刊》，来稿一经采用，即视为同意将网络传播权及电子发行的权利授予本刊，本刊一次　『生给付的稿酬中已包含上述授权的使用费。如作者不同意将文章编入上述数据库，请在来稿时声明，本刊将做适当　处理。　《广东水利水电》编辑部　・４１・