地基加固处理方法探究

苏长青

摘要：在建筑工程的设计和施工中，常常会遇到地基强度不足的情况，因而往往需要对地基进行必要的处理。本文着重对水泥土搅拌桩在地基加固处理中的应用进行了浅要的分析和探讨。
关键词：地基；加固；处理
一、引言
在建筑工程的设计和施工中，常常会遇到地基强度不足的情况，因而往往需要对地基进行必要的处理。在建筑工程的地基与基础单位工程中，对地基进行处理的方法有很多，包括换填法、材料铺垫法、外加剂法、静载法、抛石挤淤法、固结排水法、强夯法等等，而每种方法也都有它的优缺点、局限性和适用范围。所以对每一项工程都应当从其处理要求、地基条件、材料机具来源以及工程费用等各个方面来进行综合地考虑，以此来对地基处理方法进行合理的选择和优化。本文着重对水泥土搅拌桩在地基加固处理中的应用进行了浅要的分析和探讨。
二、水泥土搅拌桩在地基加固处理中的设计
1、有效桩长的设计
已经有很多相关的学术论文对水泥土搅拌桩的有效桩长计算公式去进行了一定推导。其有效桩长计算公式是：
LC=1.6D Ep /Es
LC——水泥土搅拌桩的有效桩长，m；
D——水泥土搅拌桩的桩径，m；
Ep——水泥土搅拌桩压缩模量，MPa；
Es——桩周士的压缩模量，MPa。
2、桩身参数的设计
水泥土搅拌桩桩身参数的设计主要包括桩径和桩长的选择，桩长通常宜穿透其软弱土层并达到承载力相对来说较高的土层中，主要按照上部结构对于变形和承载力的要求来决定，由于水泥土搅拌桩的承载力和桩长有着直接的关系，并且由于水泥土搅拌桩自身强度的原因，也并不是桩长越长其提供的承载力就越大，其中用湿法加固的深度通常不宜超过20米，而干法则通常不宜超过15米。为了增强其抗滑稳定性而进行设置的水泥土搅拌桩，桩长应当超过其危险滑弧以下的2米。
3、布桩形式的设计
水泥土搅拌桩布桩的形式对于加固的效果有着较大影响，而根据拟建工程项目的上部结构荷载的要求、地质条件以及当前阶段中深层的搅拌法施工设备和工艺，在那种深厚饱和的软土地区，对于结构刚度和基底压力相对均匀的大中型点式建筑，可以采用柱状的加固形式并且适当地增大桩长，并放大桩距，就能够降低群桩效应；而一般的工业厂房中的构筑物基础、设备基础、独立基础、多层住宅中的条形基础下部的地基加固及用来进行滑坡防治的抗滑桩，还有承受大面积的地面荷载等等情况，常会采用柱状的加固形式。按照基础置换率和宽度进行桩间距的确定。同时为了有效地利用水泥土搅拌桩的作用，在布桩时应注意仅在基础的宽度范围以内进行布置。另外在桩顶应设置300mm厚的砂石垫层，该垫层应伸出基础侧边不小于300mm。而且砂石比例应为6:4，其中砂采用粗砂，且石子的粒径不能超过20mm。
三、水泥土搅拌桩在地基加固处理中的施工
1、施工流程
1）定位：通过起重机(或者塔架)的使用来进行深层搅拌机的悬吊，并使其达到指定的桩位，再对中。
2）预搅下沉：当深层搅拌机冷却水的循环正常之后，开启搅拌机的电机，并放松起重机的钢丝绳，使得搅拌机沿着导向架进行搅拌切土及下沉。
3）制备水泥浆：当深层搅拌机在下沉到了一定深度之时，就开始按照设计确定好的配合比进行水泥浆的搅拌，并在压浆前将该水泥浆都倒入集料斗当中。
4）提升喷浆搅拌：当深层搅拌机在下沉到达了设计深度之后，启动灰浆泵把水泥浆压入到软基当中，并且一边喷浆、一边旋转，同时按照设计确定好的提升速度严格进行深层搅拌机的提升。
5）重复地上、下搅拌(通常为2喷4搅)：当深层搅拌机在提升到了设计的加固深度中的顶面标高之时，为了使得软土和水泥浆能够充分搅拌，可以通过再次把搅拌机一边旋转一边沉入土中，直到设计的加固深度之后，又一边喷浆、一边旋转，把搅拌机再提升出地面，而集料斗中的水泥浆也应当正好排空。
6）清洗：往集料斗内注入适量的清水，启动灰浆泵，并清洗所有管路中的残存水泥浆，一直到基本干净为止。同时把粘附在了搅拌头上的软土进行清洗干净。
7）移位：并再次重复上述的操作，进入到下根桩的施工当中。
2、施工过程质量控制
对于预搅工程，要使得软土完全被预搅破碎，从而使其同水泥浆进行均匀搅拌。而在水泥浆的搅拌时，也要严格地按照设计配合比进行配置，且要预先筛除掉水泥当中的结块，并同时要避免水泥浆产生离析，应当在水泥浆的搅拌机当中充分地搅动，直到压浆前才将其缓慢倒入集料斗内。为了确保加固的连续性和强度，在压浆阶段中不允许出现断浆现象，即输浆管道应当保持畅通，不能够发生堵塞现象；且要严格按照设计确定好的数据，来控制搅拌提升和喷浆速度，误差不能超过10cm/min；还要控制好重复搅拌时的提升和下沉速度，以确保加固的范围之内的每一深度都得到充分地搅拌。为了使水泥土搅拌桩能够垂直于地面，还要确保导向架的垂直度和起重机的平整度。对于利用水泥土搅拌桩来作为隔水和支护结构时，应确保其壁状加固体连续性，在原则上每个施工段均应连续施工，且相邻柱体的施工间隔不能大于24小时。
3、成桩后的质量检验
1）开挖检验：按照工程设计的要求，选择一定数量下的桩体来进行开挖，并可以直接检查其加固桩体的表面外观，从而对于软土与水泥浆的整体性、均匀性、拌和状态有一定程度的感性认识。
2）钻探取芯：利用在桩体中的进行钻探取芯的方法，能够直观地检查软土与水泥浆的拌和程度，以及桩长是否满足设计的要求等；同时利用钻探采集水泥土试样并制成试件，和室内制作的试块进行强度的比较，从而确定采用室内的水泥土的强度来推测该复合地基的承载力的可靠性。
4）原位测试手段：对于水泥土的桩体均匀性同样也可以利用轻便钎探或者标准贯入试验等动力触探的手段来进行检查，同时利用标准贯入试验还可以进行桩体强度的检查。
5）在水泥土搅拌桩进行加固处理的软基投入使用之后，要定期地进行沉降和侧向位移等方面的观测，这是最直观的检验，而且也是对于设计和施工全过程的最终检测。
四、结语
许多工程的地基由于土层的性质复杂而多变，因而不能满足其工程建设的需要，且导致建筑物会在建成后过很久仍然会存在沉降，甚至有时还会造成不均匀沉降，从而影响建筑物正常的使用，所以，必须对于这种软基进行改良和加固。而由于水泥土搅拌桩具有低价的成本及良好的加固处理效果，因此在近些年来，将水泥土搅拌桩应用于地基加固处理的方法在我国的各种工程中逐渐得到了广泛的推广。
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