水泥土搅拌桩复合地基设计精要.doc

水泥土搅拌桩复合地基设计介绍 ——结合常州地区经验 吴祖德 （常州市建设工程施工图设计审查中心， 江苏 213002） 摘 要：结合常州实践经验和设计规范，介绍了水泥土搅拌桩的构造特点、施工方法、以及常用加固方法及型式，其中详细介绍了设计方法，复合地基承载力设计值和沉降量的计算，以及相应的应用软件，可提供给相关专业技术人员在工作中参考应用。注：执行《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）时，注意规范用词，称“水泥土搅拌桩”，不再称“深层搅拌桩”、“粉喷桩”；水泥土搅拌桩的施工工艺分为：浆液搅拌法（简称湿法）；粉体搅拌法（简称干法）。 关键词：水泥土搅拌桩 单桩承载力 复合地基承载力 沉降计算 1深层搅拌桩在常州地区的实践 1.1 常州实践 常州市于1992年引进水泥土搅拌桩加固软土地基，首先采用在亚细亚傍留芳路6层住宅，淤泥质土有20m深。至今常州仍然用得很多，其间也出现过一些问题，施工控制不好，有产生不均匀沉降、裂缝等。上海有一段时间，因出现过问题，禁用水泥土搅拌桩，后来放宽好用了，有附加条件，要经过沉降计算，并符合要求。 在常州水泥土搅拌桩主要适用加固地耐力120KPa以下淤泥质、粉质粘土。大于120、130、140KPa也处理，但搅拌机械动力较困难，施工要细心。地耐力120KPa以下的地基，处理后可达100～300KPa，含砂、粉粒的土可达大于300KPa。一般处理后的复合地基可达200KPa以内。水泥土强度，常州在1～1.2MPa（个别有1.4MPa），复合地基在150～180KPa。 表1 常州早期深层搅拌桩典型工程介绍 序号 地 点 年代 淤泥层厚 （m） 桩 径 （mm） 桩 长 （m） 水泥掺量 （%） 置换率 （%） 水泥土强度 （MPa） 单桩承载力 （KN） 复合地基 承载力 （KPa） 沉 降 量 （cm） 设计 实测 设计 实测 1 留芳路六层住宅 1992年上半年 20 500 6.5 12.7 （45±5kg/m） 纵向28 横向35 1.1 110 见注（1） 133 180 223 8.4 5.8 12 9.2 2 关河路住宅 1992年7月 30 500 8 14.2 （50±3kg/m） 28 双排 —— 110 128 190 205 10 3 丹阳六层住宅 —— 见注（2） 500 3～6 15 40 —— — — 250 379 304 279 沉降量很小 4 五星乡住宅 —— 见注（3） 700 3～5 15 38.5 —— — — 200 270 沉降很小 注：（1）早期单桩承载力设计值中，桩强度折减系数为0.2～0.5; （2）序号3，无淤泥层，上面150KPa，下面140KPa，桩打至粉质粘土；土含粉、砂粒，所以桩身强度高，且打入持力层，所以沉降量很少； （3）序号4，表层3～5m淤泥质土，下面为亚粘土；因桩尖有持力层，沉降很小。1.2 干法湿法 干法——粉体搅拌法（喷干水泥），加固深度不宜大于15m。湿法——浆液搅拌法（喷水泥浆），加固深度不宜大于20m。被加固土的含水量大（30～70%），PH≥4采用干法（根据《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB 10113-96）规定），被加固土含水量小，采用湿法。另根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）介绍，如果采用湿法，30%～60%的含水量可以很容易成桩，如果采用干法，天然含水量在70%～80%时也可以成桩。此时的粉喷量应提高为75～80kg/m。 施工机械，总动力50千瓦，搅拌机械动力30千瓦，干法搅拌机械动力在下面。湿法搅拌机械动力在上面。粉体搅拌法桩直径常州为50cm，浆液搅拌法桩直径有50、60、70cm。 加固深度规范可达20m，没有必要，常州一般12～14m以内，采用最多的是6～8m，5～3m也有。 1.3 使加固的复合地基达到设计强度，关键是桩的水泥土强度。影响因素有： ①龄期强度：7天达30%，28天达70%，90天达80%，180天达100%，规范规定按90天的强度值计算； ②水泥掺入量：规范7～15%，是针对全国讲，常州用10～20%，用15%最多。15%水泥掺入量，水泥土强度可达1.0～1.2MPa（室内试验还要高些）。表1为某工程的水泥土无侧限抗压强度（MPa）表，图1为某工程的不同水泥掺入比、水泥龄期的水泥土无侧限抗压强度。 表2 某工程的水泥土无侧限抗压强度（MPa） 图1 某工程的不同水泥掺入比、水泥土龄期的水泥土无侧限抗压强度图 ③土含水量：河塘地区一般在30～50%。采用水泥掺