浅析双轴水泥搅拌桩针对软弱土层的多种应用

浅析双轴水泥搅拌桩针对软弱土层的多种应用浅析双轴水泥搅拌桩针对软弱土层的多种应用 Summary：本文以某综合管廊工程为案例，介绍并分析了双轴水泥搅拌桩针对较厚软弱土层的多种应用方案及实践经验。Keys：双轴水泥搅拌桩；软弱土层；坑底加固；复合地基处理；止水帷幕1、工程概况拟建工程为三水新城地下综合管廊，综合管廊尺寸为BxH=3.9mx2.9m，埋深5~7m，采用12~15m拉森IV型钢板桩支护开挖实施。根据勘察结果，本项目地基覆盖层由人工填土（Q4ml）、第四系河流相冲积层（Q4al）、第四系上更新统残积层（Q3el）等组成，下伏基岩为下第三系华...

浅析双轴水泥搅拌桩针对软弱土层的多种应用 Summary：本文以某综合管廊工程为案例，介绍并分析了双轴水泥搅拌桩针对较厚软弱土层的多种应用方案及实践经验。Keys：双轴水泥搅拌桩；软弱土层；坑底加固；复合地基处理；止水帷幕1、工程概况拟建工程为三水新城地下综合管廊，综合管廊尺寸为BxH=3.9mx2.9m，埋深5~7m，采用12~15m拉森IV型钢板桩支护开挖实施。根据勘察结果，本项目地基覆盖层由人工填土（Q4ml）、第四系河流相冲积层（Q4al）、第四系上更新统残积层（Q3el）等组成，下伏基岩为下第三系华涌组（E2h）。各岩土层的分布及其工程地质特征自上而下分述如下：（1）素填土：厚度1.00～3.50m，平均厚度1.96m。土层呈灰黄色、灰褐色，主要由中粗砂及粉质粘土等组成，稍湿～饱和，经压实。（2-1）粉质黏土：局部地段分布较为连续，层厚0.80～3.20m，平均厚度1.58m。土层呈褐红色、灰褐色、灰黄色、浅灰白色，局部花斑状。可塑为主，具中等～较强粘性。局部粉砂含量较高。干强度中等。（2-2）淤泥：分布较为连续，以淤泥为主，局部为淤泥质土。是沿线场地范围内浅层软土层，具有承载力低、高压缩性、高灵敏度、抗剪能力差等特点。厚度变化较大，层厚1.10～15.80m，平均厚度7.60m。土层呈深灰色、灰色、灰黑色，流塑。含腐殖质，具腐臭味。大多粘滑细腻。局部为淤泥质粉土夹层。（2-2-1）中砂：局部分布，为第四系主要含水层。揭露厚度0.50～2.30m，平均厚度1.23m。呈灰色、灰黄色。稍密，饱和。中细粒砂为主，级配较好，粘粒含量较少。（2-3）粉质粘土：分布较连续，层厚1.10～10.40m，平均厚度4.32m。本层以粉质粘土、粘土为主，局部为粉土、粉砂夹层。多呈浅灰色、灰褐色、灰黄色、灰白色、褐红色，局部花斑状。可塑为主，局部硬塑。主要为粉粒、粉砂及粘粒，部分手捏呈粉末状。局部夹团块状粉砂。（2-4）淤泥质土：透镜状分布，是沿线场地范围内第2层软土。层厚1.00～6.80m，平均厚度3.74m。土层呈深灰色、灰色，流塑为主，局部软塑。含腐殖质，具腐臭味。局部含较多粉砂。（2-5）中砂：局部分布，为第四系主要含水层。揭露厚度0.90～5.00m，平均厚度2.50m。呈灰黄色、灰白色，稍密～中密，饱和。中粗粒石英颗粒为主，级配良好。局部含砾，粘粒含量较少。（2-6）粉质粘土：局部分布，揭露厚度0.70～5.80m，平均厚度2.89m。本层以粉质粘土为主，局部为粉土夹层，呈浅灰色、灰青灰色，可塑为主。具较强粘性。（3）残积粉质粘土：本场地残积土层甚为发育。以残积粉质粘土为主，呈灰白色、灰褐色、褐黄色等，状态以可塑为主，局部软塑或硬塑，为泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等泥质类岩石风化残积土，具较强粘性。揭露厚度1.10～6.70m，平均厚度3.96m。本项目采用钢板桩支护开挖实施时，支护桩底和基坑底大部分位于淤泥软弱土层中。软弱土层对基坑的整体稳定性和基坑底土体抗隆起稳定性提出了更高的要求。同时，基坑底或以上存在透水砂层，需同步考虑基坑支护的止水措施。根据本项目的基坑支护方案和岩土工程条件，提出双轴水泥搅拌桩针对较厚软弱土层的多种应用方案。2、坑底加固处理及复合地基处理支护结构应满足基坑稳定要求，不产生倾覆、滑移和局部失稳，基坑底土体的抗隆起稳定性满足要求，支撑体系不失稳，支护结构构件不发生强度破坏。综合管廊对地基稳定及沉降控制有着较高的要求，首先应选择工后沉降小、处理深度大的地基处理方案。本项目采用双轴水泥搅拌桩，同时作为坑底加固及复合地基处理方案（见双轴水泥搅拌桩处理平面方案图）。基坑底部采用Φ600mm双轴水泥搅拌桩进行加固，加固桩桩长以打穿钢板桩桩底1m控制，桩间距为0.8m，坑内搅拌桩相互咬合成格构状并形成暗撑。坑底原软弱土层的岩土力学性能较差（原淤泥土粘聚力为10kPa，内摩擦角为8度），基坑的整体稳定性和基坑底土体抗隆起稳定性的验算难以通过。施打双轴水泥搅拌桩后，有效改善了坑底软弱土层的岩土力学性能（改善后淤泥土粘聚力为30kPa，内摩擦角为25度），能满足基坑设计验算的需求。同时，坑底加固土可作为综合管廊复合地基处理，满足管廊复合地基承载力特征值不小于120kPa的要求。3、止水帷幕处理本项目地下水位较高且基坑底以上存在透水砂层，采用双轴水泥搅拌桩作为止水帷幕处理方案（见双轴水泥搅拌桩处理平面方案图）。在基坑两侧各增加一排Φ600mm双轴水泥搅拌桩进行止水，桩间距为0.8m，搅拌桩相互咬合形成止水帷幕，桩长以打穿透水砂层不少于1m控制。止水帷幕处理，增加基坑支护的安全稳定性，同时采用与坑底加固及复合地基处理相同的施工工艺，具有提高施工效率，施工便利，提升工程质量等优点。4、施工技术要点（1）主要施工工序：平整土地、清除地下障碍物→测量放样→钻机就位→下钻喷浆→提升搅拌→重复下钻喷浆→重复提升搅拌→钻机移位→验收。（2）工艺质量要求：①采用D600@800mm双轴搅拌桩进行加固，施工前必须进行成桩试验，以掌握施工工艺及各项技术参数，确定水泥掺入量或水泥浆的配合比，成桩工艺试验桩数不少于5根。②水泥必须经检验合格后方可入场，现场存量不宜超过3天用量，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。③成桩质量要求：孔径不小于设计桩长，孔深和有效桩长不小于设计长度，桩位偏差≦50mm，垂直度≦0.5%；严格控制浆液配比，保证浆液质量，水灰比控制在1.5～2.0范围内。④采用连续搭接的施工方法，现场注意施工顺序的安排，相邻两桩搭接时间应不超过10小时。每根桩开挖后必须连续作业，不得中断喷浆，以保证浆液的连续均匀。严禁在尚未喷浆的情况下提升钻杆。储备罐的浆液应有一定富裕，储备量不足时，不得进行下一根桩的作业。⑤成桩采用二次搅拌工艺，喷浆搅拌时钻头提升或下沉速度应≦0.5m/min，压浆速度应与钻头提升或下沉速度相配合，确保额定浆量在桩身长度范围内分布均匀。⑥质量检验：应按施工期、开挖前和开挖期三个阶段进行。⑦施工前应制定周密的施工组织设计和操作大纲，确保水泥掺合的均匀性和水泥与土体的搅拌均匀性，并认真作好各项记录工作。⑧搅拌桩以外8m内超载不得大于20kpa。⑨搅拌桩桩身强度达到0.6Mpa方可基坑开挖。5、结语（1）双轴水泥搅拌桩作为坑底加固土的处理方案能有效改善坑底软弱土层的岩土力学性能，提高基坑的整体稳定性和基坑底土体抗隆起稳定性。（2）坑底加固处理、复合地基处理和止水帷幕处理采用相同的施工工艺，具有提高施工效率，施工便利，提升工程质量等优点。（3）目前双轴水泥搅拌桩的实施规范尚未完善，且对施工机械及工人操作要求比普通水泥搅拌桩更高，故应先进行试验段施工，以掌握施工工艺及各项技术参数，再大规模实施。Reference:［1］李海生．双向双轴水泥搅拌桩加固软土地基施工技术［J］．铁道建筑，2010(2):65-66．［2］李鲁黑，赵勇．双向双轴水泥搅拌桩在汉宜铁路路基施工中的应用[J]．价值工程，2010(32)：128-129．［3］曾国熙，卢肇钧，蒋国澄，等．地基处理手册[M]．中国建筑工业出版社，1996． -全文完-

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