水泥深層攪拌法在深層軟土地基運用探究

齊典永

摘? 要：在對沿海和中南部地區進行建設時，對其軟土地基的加固需要花費很長的時間，水泥深層攪拌法是加固深層軟土地基時經常采取的措施，對水泥深層攪拌法的適用范圍等方面進行分析，然后對水泥深層攪拌樁對深層軟土地基運用進行探究，同時指出其施工方法。研究表明，水泥深層攪拌樁對于深層軟土地基加固具有重要作用，能大大提高施工質量，確保在軟土地基上的工程項目順利進行。

關鍵詞：深層軟土;水泥深層攪拌樁;地基加固

中圖分類號：TU472? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）04-0170-02

Abstract： In the construction of coastal and central and southern areas， it takes a long time to strengthen the soft soil foundation， and the cement deep mixing method is often taken to strengthen the deep soft soil foundation. This paper analyzes the applicable scope of the cement deep mixing method， then probes into the application of the cement deep mixing pile to the deep soft soil foundation， and points out its construction method. The study shows that cement deep mixing pile plays an important role in the reinforcement of deep soft soil foundation， which can greatly improve the construction quality and ensure the smooth progress of the project on the soft soil foundation.

Keywords： deep soft soil; cement deep mixing pile; foundation reinforcement

引言

隨著時代發展，國家也大力發展基礎建設，對于一些沿海，南部，中部地區，他們所處地區為軟土地區，當進行建設時，不可避免的要對于當地的軟土地基進行處理，如何快速有效的對地基進行加強，目前使用較多的方法為水泥深層攪拌法，水泥攪拌法在使用時，方便快捷，而且不排污，對于環境沒有危害，在施工時，也沒有很大的噪音，不會影響周圍人群[1]。

1 水泥深層攪拌法

1.1 水泥深層攪拌法的適用范圍

水泥深層攪拌法可用于加固軟土地基，例如黏土，和粉土。如果要加固的土壤還包含礦物石，例如高嶺石，則加固效果會更好[2]。當加固含有水鋁英這些礦物質時，它們的增強作用會減弱，如果需要用水泥深層攪拌法加固有機質含量高的土時，或者呈現強酸性，需要另外做試驗來確定是否可以使用，如果遇到地表雜土過多的情況，需要清除表面土，對下臥土進行加固。

1.2 水泥深層攪拌法的技術原理

水泥深層攪拌法的技術原理是通過深層攪拌機把水泥輸送到土中，并且進行攪拌，此時水泥發生水化作用，與土顆粒結合，最后固結成水泥土體，從而提高強度，而原來的荷載也變為由水泥土樁和水泥土樁之間的軟土共同承擔。

1.3 水泥深層攪拌法技術特點

首先，水泥深層攪拌法施工工具比較簡單，而且施工工藝也比較成熟完善，其次，水泥深層攪拌法的適用范圍比較廣，對于不同類型軟土地基，此方法均可適用，再其次，使用水泥深層攪拌法可以對原軟土充分利用，減少棄土方，因為使用此方法需要水泥和原軟土充分攪拌最后固結成水泥土體。最后，和其他方法相比，水泥深層攪拌法的不均勻沉降和施工完成后的沉降均比較低。

2 深層攪拌法加固軟土地基計算

2.1 樁基的分類

當使用深層攪拌法對軟土地基進行加固時，此時水泥土樁接受荷載，根據其承載特點可分為摩擦樁法和端承樁法，隨著深層攪拌法在軟土地基加固方面使用越來越多，通常我們使用低置換率水泥土樁，這個方法能夠使樁和土共同作用，能極大的提高軟土地基的承載力，減小地基沉降[3]。

2.2 單樁強度設計

樁身強度和地基土是影響單樁強度的兩個決定性因素，通常我們要求土對樁所作用的支持力與樁自身的承載力相等或者近似相等，但是從經濟的方面考慮，我們要求后者盡量大于前者。但是在實際情況中，在進行水泥深層攪拌時，其攪拌加固程度還會受到當地土質條件和施工時的機械限制，此時要最先確定樁長和樁徑，然后再通過所確定的樁長和樁徑來計算單樁所具有的承載力Ra和水泥土具有的抗壓強度fcu[4]。計算公式如下：

其中，Ra-單樁承載力（kN）;Up-樁的周長（m）;qsi-樁中第i層的土所存在的側阻力的特征值;li-樁中第i層土所具有的厚度（m）;α-樁頂端土所存在的承載力折減系數，正常情況下取0.4-0.6;qp-樁下端地基沒有經過修正時的承載力特征值（kPa）;Ap-樁的截面的面積;n-在樁的長度范圍所具有的土層個數;fcu-使用與水泥深層攪拌法所得到水泥土相同配合比制備室內試件的抗壓強度（kPa）;？濁-樁自身強度所存在的折減系數。

如果在進行水泥深層攪拌時，其攪拌加固程度不受限制時，我們可以先在實驗室進行配合比試驗確定加入水泥的量，從而再確定樁身的抗壓強度，通過樁身的抗壓強度計算承載力Ra，再計算樁的長度。計算方法如下：

其中，Fcu-需要加固物體的抗壓強度;？濁-樁自身強度的折減系數;Ap-樁自身的周長;qs-樁周圍土存在的摩阻力的平均值的特征值;L-樁身的長度。

2.3 復合地基沉降計算

本文主要計算復合地基沉降加固區土層壓縮量，但是在實際情況時會遇到各種不同的情況，所有計算此壓縮量，我們用應力修正法和樁身壓縮量法來計算，計算方法如下。

應力修正法：

其中，p-作用與復合地基上的平均荷載;m-復合地基置換率;n-在復合地基中樁土之間應力比;？駐Psi-第i層水泥土樁之間土的附加應力;Esi-第i層水泥土樁之間土的壓縮模量;Hi-加固地基中第i層的土的高度。

樁身壓縮量法：

其中，p-作用與復合地基上的平均荷載;n-在復合地基中樁土之間應力比;m-復合地基置換率;l-樁身長度;？滋p-應力集中系數;Pbo-水泥土樁底端的承力密度;Ep-樁自身材料的變形模量;Cr-土的再壓縮系數;H-土層厚度;e0-初始孔隙比;？滓′vo-樁底端土體中存在的初始應力;S-沉降量。

3 水泥深層攪拌法施工

3.1 施工準備

在進行施工時需在地面平整處施工，且如果樁位處存在障礙物，需要將其清除，如果場地存在低洼的地方，則需要對低洼處進行抽水處理同時用粘性土分層次的把低洼處填平，禁止用雜填土，施工場地的排水系統也需要做好，確保施工時能夠順利進行。還要組織對施工人員進行專門的培訓，使他們對于施工的圖紙及施工流程充分了解。同時檢查施工所用的儀器設備是否完好，確保不會影響接下來的施工。

3.2 試樁

通常施工時使用的水泥是PO42.5，使用之前需要對水泥質量進行檢查，只有檢查合格才能使用，通過試樁可以在一定程度上確定水泥用量，泵送壓力等等，使接下來水泥深層攪拌能夠順利進行。選擇具有代表性的地方作為試樁點，通常在試樁時，宜試5次，水泥用量一般在10%～20%之間。試樁經過28d之后，檢測所選試樁的承載力、復合地基承載力以及樁體強度等。施工過程中的參數，比如水灰比，水泥摻量等等，需要根據檢測結果確定。

3.3 水泥深層攪拌法的施工流程

（1）樁位放樣。在進行樁位放樣時，不應該盲目進行，需要根據圖紙來進行放樣，而且需要通過控制樁來確定拌合樁相應的樁位，并對各個樁位做好標記，為接下來拌合機進場做好準備。（2）攪拌機到位。水泥攪拌機進場之后還要對樁基各方面性能進行檢查，同時根據檢查的結果進行調整，保證開始工作時機械能夠順利開動。同時對于各類儀表進行標記，盡可能避免在施工過程中由于測量失誤而造成的施工質量問題。（3）拌合下沉至設計位置。在攪拌機到達指定位置后打開電動機，慢慢松開鋼絲繩，使攪拌機以0.38m/min～0.77m/min左右的速度下降，同時打開灰漿泵，保證水泥漿可以壓入到地基，此時嚴禁用水沖刷，若在下沉過程中有停漿的情況，可以采取將攪拌機停在停漿點上方0.5m處的方式來處理，等供漿恢復正常再繼續下沉。（4）水泥漿的制備。隨拌隨用是在水泥漿制備中需要遵循的原則，而且在攪拌過程中，需要保證均勻，不存在團塊，如果制備完成的水泥漿開始初凝，則不得再使用，而且每次打一個樁，所需要拌合的水泥漿應超過一個樁所需要的水泥漿的數量，灌漿前，應將水泥漿倒入集料斗，并嚴格計算水泥漿中的水泥，摻合料等量，拌合時間也應通過實驗來確定[5]。（5）提升噴漿攪拌。隨著攪拌機慢慢下沉，當到一定深度時，此時為了使水泥漿進入涂層中，需要打開灰漿泵，在進行噴漿的同時進行反旋轉，提升速度約為0.3m/min～0.5m/min，并且在進行注漿時，應保證注漿量均勻，不存在塊狀，注漿過程也應連續。當攪拌機完成施工所需要的深度時，為了提高施工質量，應將攪拌機再次下沉到施工所需要的深度，此時結束單樁的施工。（6）機械的清洗。當施工結束后，需要對施工機械進行清洗，清洗集料斗時，可以在其中加入一定量的水，同時打開灰漿泵，清洗殘留在其中的水泥漿，如果攪拌機的攪拌頭有殘留水泥漿，也需要清洗干凈。

3.4 施工注意點

在要準備施工時，需要先用清水清洗一下管道，使在正常施工期間不會出現管道堵塞的情況，同時管道內壁盡量不要干燥，不利于后續輸漿，在進行施工的攪拌樁也要保持垂直，如果存在偏差，則偏差應控制在1%之內，在壓漿之前需要對水泥漿充分攪拌，而且需觀察其是否出現離析現象，初次下沉攪拌樁旋轉速度可以放慢一些，進行復攪時可以適當加快。

4 結束語

根據上文，可以發現深層攪拌法在加固軟土中起到重要作用，而且水泥土強度是正常軟土強度的十幾倍，滲透性也小很多，同時根據上文公式可以發現用水泥土代替軟土，地基承載力有顯著提高。

參考文獻：

[1]吳和元，王海輝.高速公路工程軟土路基施工技術探討[J].交通世界（建養·機械），2015（12）：72-73.

[2]彭璇.軟基加固技術在道路施工中的應用[J].交通世界，2019（28）：32-33.

[3]王先仁.地鐵軟土地基加固處理技術應用[J].建材與裝飾，2018（48）：235-236.

[4]陳曉光.公路橋梁工程軟土地基施工中技術處理要點探析[J].建材與裝飾，2019（22）：285-286.

[5]張志冰.熱帶雨林地區軟土結構特性及沉降計算分析[J].中國水運，2019（09）：114-116.