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浅议水泥搅拌桩在软土地基施工应用 　　摘要： 　　 本文介绍了水泥搅拌桩施工机理、设备、工艺流程、参数计算、质量检验等环节，并根据实验总结这种有效的软基处理方式。 　　关键词：地基处理；深层搅拌桩；工艺流程； 参数计算 　　中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号： 　　1、前言 　　水泥搅拌桩是在软土地基中制作水泥拌合体，形成固体桩，桩体本身除拥有较大的抗剪阻力外同时发挥吸水效果而促进桩间土粘聚力，通过这两种效果增加支撑力和防止滑动破坏、抑制侧向变位等提高地基稳定性的施工方法。另外，通过桩的应力分担效果，能够降低地基的压缩沉降量。 　　2、水泥搅拌桩加固软土地基机理 　　水泥搅拌桩是采用专门的深层搅拌钻机，将水泥（加固材料）输送到地基土中，并与地基土强制拌和形成“水泥土”，依靠水泥的硬化及其与土颗粒间产生的一系列物理化学反应而使地基得到加固方法。水泥土形成机理为： 　　2.1水泥的水解和水化作用 　　软土和水泥搅拌之后，水泥中的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与土中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙、含水铁铝酸钙等化合物。含水酸钙能迅速溶于水中，使水泥表面重新暴露出来，再与水发生反应，从而使周围水溶液逐渐达到饱和，新生成物不再溶解，只能以细分散状态的胶体析出，悬浮在溶液中。 　　2.2离子交换与团粒作用 　　 软土中的粘土颗粒的粒径较小，当粘土与水结合就表现出一种胶体特征。粘土颗粒带负电，吸附阳离子，形成胶体分散体系。表面带有钾离子或钠离子，可与水泥水化反应的钙离子进行离子交换，产生凝聚，形成较大的团粒，提高土体强度。因土颗粒间距大，离子吸附交换，使较小的土颗粒形成较大的土团粒，从而使土体强度增高。此外，水泥水化生成的胶凝粒子的表面积比原水泥颗粒大千倍，因而产生较大的表面能，具有较大的吸附活性，使较大的土团粒进一步连接起来，形成水泥土的蜂窝结构，并封闭各土团之间的空隙，形成坚固连接，使水泥土强度大大提高。 　　2.3硬凝反应 　　随着水泥土水化反应的深入，溶液中析出大量的钙离子，其阳离子交换后还能过剩，则在碱性环境中，能使组成粘性土的矿物质的二氧化硅、三氧化硅的一部分与其反应，逐渐生成不溶于水的稳定结晶矿物。生成物在水中与空气中逐渐硬化，增大水泥土强度，且其结构致密，水分不易侵入。 　　2.4碳化作用 　　水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水中的空气中的二氧化碳，发生碳酸化反应，生成不溶于水的碳酸钙，也会使土固化，增加水泥土强度，但其增长速度慢，幅度小。 　　3、搅拌桩设计参数确定 　　3.1、置换率 　　 置换率是将原地基设为1的桩的体积比例，是显示改良程度的常数。搅拌桩的设计主要是确定置换率，单桩承载力和复合地基承载力和选择水泥掺入比等，其设计可以按照如下公式计算。 　　⑴桩土面积置换率 　　as=(ｆｓp-β×ｆｓp)/ (Ｐａ/Ａｐ-β×ｆｓ) 　　as—桩间土面积置换率； 　　ｆｓp—工程设计要求达到的复合地基承载力特征值， kＰａ； 　　β—桩间土承载力折减系数，当桩端为软土时，可取0.5～1.0，当桩端为硬土时，可取0.1～0.4； 　　Pａ—单桩竖向承载力特征值，kＮ； 　　Ａｐ—为桩的截面积，ｍ2 　　ｆｓ—桩间土的承载力特征值，kＰａ。 　　3.2、桩的总数计算 　　桩的布置形式可采用正三角形或等边三角形，其桩的总数可按下式计算，再根据总桩数，进行搅拌桩平面布置： 　　n=as×A/Ａp 　　n—搅拌桩总根数； 　　A—地基加固面积，即基础底面积； 　　3.3、水泥掺入比及掺入量计算 　　深层水泥搅拌桩掺入比可根据要求选用（10、12、14、15、18、20、22、24）%等，掺入比与水泥掺入量可按下式计算： 　　αW=W/W0×100%..........................(公式一) 　　G=W/V …………………… (公式二) 　　αW—水泥掺入比（%）; 　　W0—被加固土湿重量（kg）; 　　W—掺入的水泥重量 　　G—水泥掺入量 　　V—被加固土体积 　　水泥土强度与掺入比、龄期关系、水泥土的无侧限抗压强度试验资料见表； 　　3.4、单桩承载力 　　可按下两式计算，取其小值。 　　Pａ＝η×ｆcu×Ａp………………………………(公式1) 　　Pａ＝Ｕｐ×∑qｓｉ×li+Ａｐ×ｑｐα……………….(公式2) 　　ｆcu—与桩身水泥土配比相同的室内水泥土试块（边长为70.7ｍｍ的立方体，在标准养护条件下，90ｄ龄期的无侧限抗压强度平均值，ｋPａ； 　　η— 桩身强度折减系数，可取0.35～0.5； 　　Ｕｐ—桩的周长，ｍ； 　　qｓｉ—桩周土的平均摩