水泥土搅拌讲义桩地基处理
水泥土搅拌桩复合地基在软土地基处理中存在的问题及解决对策
浅析水泥土搅拌桩复合地基在软土地基处理中存在的问题及解决对策摘要：水泥土搅拌桩作为一种较为成熟的软土地基处理方法在国内外已得到了广泛应用。
但现阶段的实际应用中尚存在着一些问题。
本文根据实际应用现状，分析了在不同地质条件下该技术应用中存在的一些问题，提出了相应的解决方法与措施。
关键词：水泥土搅拌桩；复合地基；软土地基；地基处理一、在软土地基处理中水泥土搅拌桩复合地基存在的问题水泥土搅拌桩复合地基的设计与施工是一个比较复杂的工程技术课题，其工程技术效果往往与设计方案的科学性和施工工艺的正当性密切相关，这里就该项技术应用中常见的一些问题分析大致为以下几点：（1）水泥土搅拌桩复合地基是区别于桩基础设计的地基处理方案，设计者往往在计算过程中侧重于对搅拌桩的单桩承载力计算，忽略了复合地基桩间土对地基承载力的贡献。
实际桩间土的贡献度相当可观，忽略势必造成工程经济的浪费。
（2）水泥土搅拌桩桩身长度的控制不仅取决于复合地基承载力，也应考虑地基的变形。
作者曾遇到过某项工程其复合地基承载力无论是理论计算还是检测结果均有足够的安全度，但该工程在实际使用过程中还是发生了过量的倾斜变形。
分析结论是该工程设计搅拌桩桩身长度未考虑到场地土层条件桩端下地基土层的不均匀性与建筑荷载的不均匀性，其荷载偏大的部位桩端下软弱土层偏厚，荷载中心偏向压缩性能较差的地基部位，产生主体的偏斜无可厚非。
（3）复合地基的褥垫层设计是地基处理新旧规范区别的一大改进，是通过大量试验研究的一项成熟的理论与经验，其厚度控制与质量状况直接关系到桩与桩间土承载能力的有效发挥，工程中却往往忽略了此点，设计了不合理的垫层，影响了该项工程技术应用效果。
（4）水泥土搅拌桩开挖外观检测时，发现桩体成型不完整，水泥与土分离成千层饼状，甚至块状，桩体水泥与土没有充分拌和，无疑达不到设计要求的强度，影响工程质量。
二、水泥土搅拌桩复合地基在地基处理中问题的对策2.1复合地基承载力计算复合地基承载力计算应根据地基处理设计规范，先确定桩长，计算单桩承载力，再根据拟定的面积置换率，计算复合地基承载力，最终确定合理的基础受力面积，或者根据拟定的基础受力面积与合理的桩长，反算搅拌桩的面积置换率，最终确定水泥土桩的布置密度。
地基处理技术-石灰桩、水泥土搅拌法
水泥浆液搅拌法是美国在第二次世界 大战后研制成功的，称（Mixed－in－Place Pile(简称MIP法）。国内1978年研制出第一 台搅拌机械。
粉体喷射搅拌法（Dry Jet Mixing Method，简称DJM法）由瑞典人Kjeld Paus于1967年提出设想，1971年制成第一 根桩，1974年获得专利。铁道第四勘察设 计院1983年开始试验研究，并应用于过程 中。
三、石灰桩复合地基沉降计算
石灰桩复合土层的压缩模量宜通过 桩身及桩间土压缩试验确定，初步设计 时可按下式估算：
E sp[1m(n1)E ]s
式中 Es为天然土的压缩模量（MPa），
系数可取1.1～1.3，成孔对桩周土挤
密效应好或置换率大时取高值。
10.4 施工 10.4 Construction
12.2 作用机理
(Mechanism of Reinforcement)
1 夯实水泥土桩的化学作用机理
（1）水泥土的固化原理 （2）水泥的水解水化反应 （3）水泥水化物与土颗粒的作用
2 夯实水泥土桩的物理作用机理
12.3 设计计算 (Design)
1 桩长
应根据土质情况、工程要求和成孔 设备等因素确定。采用洛阳铲成孔工艺 时，深度不宜超过6m。当相对硬层的埋 藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度 确定。
一、施工工艺 1 管外投料法 2量控制
1 石灰材料应选用新鲜生石灰块，有效氧化 钙含量不宜低于70％，粒径不应大于70mm， 含粉量不宜超过15％。
2 掺合料含水量宜控制在30％左右。 3 填料时必须分段压（夯）实，人工夯实时，
每段填料厚度不应大于400mm。 4 施工顺序宜由外围或两侧向中间进行。在
二、竣工验收检测
地基处理—水泥土搅拌桩(地基基础施工课件)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
重
复
提
升
搅
拌
(三）、水泥掺量及外加剂
1水泥掺量
水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比），一般为12～16% 水灰比1：1～ 1：0.5
2.外加剂
外掺剂 碳酸钠 氯化钙 三乙醇胺 木质素磺酸钙 粉煤灰
作用 早强 早强 早强 减水、可泵 填充、早强
掺量（%） 0.2 ~ 0.4
六、水泥土搅拌桩的施工
• 施工机械 • 施工工艺 • 水泥掺量及外加剂 • 水泥土墙施工要点
（一）、施工机械 －主机
5 1
GZB-600
2
3
7
2 4 6 3
8 1
1
5
2
1 1
2
2 3
3 2
4
2
2
2
1
1
1
3
4 2
3 4 2 2
（二）、施工工艺
一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）
就位 预搅下沉 （制备水泥浆） 提升喷浆搅拌 沉钻复搅
单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时也可按 （I式），并应同时满足（II式）的要求，应使由桩身材料强度确定的 单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承 载力：
Ra U p qsi li Ap qp
……(I式)
Ra fcu Ap
……(II式)
五、水泥土搅拌桩地基的设计
1.设计原理 2.布桩型式 3.单桩容许承载力 4.复合地基承载力 5.下卧层地基强度验算 6.沉降计算
（一）、设计原理
1.桩土共同承载 桩的承载力 + 桩间土承载力（折减） 2.沉降 桩范围的压缩 + 桩端以下土的沉降
着重探讨水泥土搅拌桩在某高层建筑地基处理中设计计算与应用方法
着重探讨水泥土搅拌桩在某高层建筑地基处理中设计计算与应用方法摘要: 水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法,本文主要结合工程实例,介绍了水泥土搅拌桩在高层建筑地基处理中的设计计算、施工质量控制和检测方法与结果。
检测结果证明,水泥土搅拌桩应用于高层建筑的地基处理是可靠和可行的。
关键词:水泥土搅拌桩;高层建筑;地基处理引言水泥土搅拌桩是一种应用范围比较广泛的地基处理方法。
《建筑地基处理技术规范》（jgj79-2002）规定的水泥土搅拌桩适用范围为“正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土[1]以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基”。
该施工工艺具有施工效率高、成本低、施工占地面积小,无污染、无噪声、无震动,对邻近建筑物影响很小[2]等特点。
虽然如此,水泥土搅拌桩在高层建筑的地基处理中使用仍然较少。
1工程概况某房地产开发公司拟建16层的某大厦,占地约32m×19m,接近矩形,框架结构,设计一层地下室,原设计采用人工挖孔桩基础形式、并采用人工挖孔桩作为基坑支护结构。
支护桩施工完毕、基坑开挖完成后,进行工程桩的试开挖。
工程桩试开挖过程中发现,地下岩溶发育、地下水水量很大,无法进行人工挖孔桩的正常施工。
经过反复论证研究,决定采用筏板基础形式,但必须对场地内存在的约5m厚的软弱土层进行地基加固处理。
经过建筑设计单位验算,处理后地基承载力特征值要求达到220kpa。
经过重新勘察,并多次按“技术可靠、经济合理、施工便利”的原则进行各种地基处理方案的对比分析、论证,最后决定采用水泥土搅拌桩进行地基处理。
水泥土搅拌桩的设计和施工由我单位完成。
2场地工程地质条件根据地质勘察报告,场地工程地质条件简单描述如下:①杂填土,褐色,结构松散,主要由碎石、碎砖及少许粘土组成,场区内均有分布,平均层厚2.0m,根据经验确定承载力f =60kpa;②淤泥,灰褐、褐色,呈流塑～软塑状,含少量有机质,场区内均有分布,平均层厚1.0m, =60kpa;③淤泥质土,灰褐色,结构松散～稍密,含少许有机质,场区内均有分布,平均层厚1.0m, =90kpa;④可塑状粉质粘土,褐黄色,可塑状,结构紧密,土质均匀,具砂感,分布于整个场地,揭露层厚>10m, =220kpa。
水泥土搅拌桩地基
水泥土搅拌桩地基水泥土搅拌桩地基系利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部，就地将软土和固化剂（浆体或粉体）强制拌合，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基。
其加固原理是：水泥加固土由于水泥用量很少，水泥水化反应完全是在土的围绕下产生的，凝结速度比在混凝土缓慢。
水泥与软粘土拌合后，水泥矿物和土中的水分发生强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙生成硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）、铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）、硫酸钙（CaSO4）等水化物，有的自身继续硬化形成水泥石骨架，有的则因有活性的土进行离子交换和团粒反应、硬凝反应和碳酸化作用等，使土颗粒固结、结团，颗粒间形成坚固的联结，并具有一定强度。
1．特点及适用范围深层搅拌法的特点是：在地基加固过程中无振动、无噪音，对环境无污染；对土无侧向挤压，对邻近建筑物影响很小；可按建筑物要求作成柱状、壁状、格栅状和块状等加固形状；可有效地提高地基强度（当水泥掺量为8%和10%时，加固体强度分别为0.24和0.65MPa，而天然软土地基强度仅0.006MPa）；同时施工期较短，造价低廉，效益显著。
本法适于加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不大于120kPa的粘性土地基，对超软土效果更为显著。
多用于墙下条形基础、大面积堆料厂房地基；在深基开挖时用于防止坑壁及边坡塌滑、坑底隆起等，以及作地下防渗墙等工程上。
2．桩平面布置水泥土搅拌桩平面布置可根据上部建筑对变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、块状等处理形式。
可只在基础范围内布桩。
柱状处理可采用正方形或等边三角形布桩形式。
3．机具设备及材料要求水泥土搅拌桩的主要施工设备为深层搅拌机，有中心管喷浆方式的SJB-1型搅拌机和叶片喷浆方式的GZB-600型搅拌机两类。
水泥土搅拌桩地基处理范围
水泥土搅拌桩地基处理范围以水泥土搅拌桩地基处理范围为题，本文将介绍水泥土搅拌桩地基处理的相关内容。
水泥土搅拌桩地基处理是一种常见的地基处理方法，它通过搅拌和固化水泥和土壤，形成一种坚固的地基结构，以增加地基的承载能力和稳定性。
水泥土搅拌桩地基处理可以广泛应用于各种建筑工程中，特别是在软弱地基处理方面具有很好的效果。
在建筑工程中，地基是承受建筑物荷载的重要部分，如果地基不稳定或承载能力不足，将会对建筑物的安全性和稳定性造成严重的影响。
因此，对于软弱地基的处理非常重要。
水泥土搅拌桩地基处理的主要原理是通过搅拌机械将水泥和土壤充分混合，形成一种均匀的混合物。
在搅拌的过程中，水泥会与土壤发生化学反应，并迅速固化，形成一种坚固的水泥土混凝土。
这种混凝土具有较高的强度和稳定性，能够有效地增加地基的承载能力。
水泥土搅拌桩地基处理的施工过程相对简单，主要包括以下几个步骤：首先，需要确定桩的布置方案和桩的尺寸。
然后，在施工现场进行桩位的标定和测量。
接下来，使用搅拌机械将水泥和土壤充分混合，形成混凝土。
混凝土通过钻孔机械或挤压机械注入地基，形成桩体。
最后，对桩体进行固化和养护，以确保桩体的强度和稳定性。
水泥土搅拌桩地基处理具有许多优点。
首先，它可以在较短的时间内完成施工，提高工程的进度。
其次，水泥土搅拌桩的成本相对较低，适用于各种规模的工程。
此外，水泥土搅拌桩可以有效地改善地基的承载能力和稳定性，减少地基沉降和变形的风险。
最后，水泥土搅拌桩施工对环境的影响较小，对周围建筑物和土壤的破坏较小。
然而，水泥土搅拌桩地基处理也存在一些局限性。
首先，水泥土搅拌桩的承载能力受到土壤的性质和水泥掺量的影响，需要根据具体情况进行设计和施工。
其次，水泥土搅拌桩的施工需要专业的设备和技术，对施工人员的要求较高。
此外，水泥土搅拌桩地基处理对现场条件要求较高，例如需要具备一定的水泥供应和施工空间。
水泥土搅拌桩地基处理是一种常见且有效的地基处理方法，可以提高地基的承载能力和稳定性。
水泥搅拌桩在地基处理中的应用
水泥搅拌桩在地基处理中的应用水泥搅拌桩是加固饱和软粘土地基的常用方法，按照一定施工工艺，将水泥固化剂与软土拌合，使之产生一系列物理化学作用，形成抗压强度高、具有整体性和稳定性的水泥加固土桩。
水泥搅拌桩除了桩身抗压强度好、经济性外，还具有施工工期短、对周边环境影响小、使用范围广等优势，因此在地基基础处理中得以广泛应用。
标签：水泥搅拌桩;地基处理;应用;质量控制引言：水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌合，使软土硬结而提高地基强度。
适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土，处理效果明显，处理后可很快投入使用。
一、水泥搅拌桩施工技术概述水泥搅拌桩是以水泥作为固化剂，通过搅拌设备，在桩处理范围内的基地基础软土中均匀喷入水泥固化剂，并强制拌合，使固化剂与土发生物理化学作用，形成一定抗压强度的土体桩，同时桩侧土在承载力和抗变形上符合建筑规范要求，符合地基正是由处理后的土体与若干水泥土桩组成。
水泥搅拌桩施工中，需要认清楚两点：①土体桩不是基础，而是经人工处理的地基;②土体桩与桩侧土共同承载上部荷载和基础应力作用。
随着施工设备与技术的改进、管理理念的与时俱进，水泥搅拌桩施工工艺日益完善、质量检测与控制方法也日渐成熟，在地基工程应用也越来越广，尤其是在公路路堤工程中。
在建筑地基工程中水泥搅拌桩施工技术的应用范围主要包括：①为减少地基的不均匀沉降，增加软土地基的承载力;②加固土体、防止边坡和岸壁滑动;③因建筑基坑过度开挖造成的坍塌或坑底隆起的地基处理;④作为地下防渗墙，起着防止渗流或基坑涌水的作用;⑤为防止工程桩或板桩出现位移或转动，增强其侧向软土的承载力等。
水泥搅拌桩施工过程中，固化剂用量、地基承载力、桩径及桩长深度等都要经测试或计算进行确定，确保施工质量的可靠性。
①路基施工中，水泥固化剂用量需要依据天然土体的物理力学性指标和强度设计指标来确定，一般地剂量是加固土体重量的10-15%，最佳固化剂用量需经现场试桩来确定。
搅拌桩地基处理
地基处理——深层搅拌法1深层搅拌法适于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。
当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用性，冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。
2工程地质勘察应查明填土层的厚度和组成，软土层的分布范围、含水量和有机质含量，地下水的侵蚀性质等。
3. 深层搅拌设计前必须进行室内加固试验，针对现场地基土的性质，选择合适的固化剂及外掺剂，为设计提供各种配比的强度参数。
加固土强度标准值宜取90d龄期试块的无侧限抗压强度。
设计1.深层搅拌法处理软土的固化剂可选用水泥，也可选用其它有效的固化材料。
固化剂的掺入量宜为被加固土重的7%〜15%。
外掺剂可根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水、节约水泥等性能的材料，但应避免污染环境。
2.搅拌桩复合地基承载力标准值应通过现场复合地基荷载试验确定，也可按下式计算：fsp,k=m • Rkd/Ap + p • (1-m)fs,k (1)式中fsp,k ——复合地基的承载力标准值；m——面积置换率；Ap 桩的截面积；fs,k ——桩间天然地基土承载力标准值；P ——桩间土承载力折减系数，当桩端土为软土时，可取0.5〜1.0,当桩端土为硬土时，可取0.1〜0.4,当不考虑桩间土的作用时，可取0；Rkd ——单桩竖向承载力标准值,应通过现场单桩荷载试验确定。
单桩竖向承载力标准值也可按下列二式计算,取其中较小值：Rkd =n fcu,kAp Rkd=qsUpl + a Apqp式中fcu,k ——与搅拌桩身加固土配比相同的室内加固土试块(边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm的立方体)的无侧限抗压强度平均值；n ——强度折减系数，可取0.35〜0.50；qs——桩周土的平均摩擦力，对淤泥可取5〜8KPa, 对淤泥质土可取8〜12KPa,对粘性土可取12〜15KPa；Up 桩周长；l——桩长；qp——桩端天然地基土的承载力标准值，可按国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89 第三章第二节的有关规定确定；a ——桩端天然地基土的承载力折减系数，可取0.4〜0.6。