承载力在复合地基中深层搅拌桩运用与其承载力生

摘要：在施工建设中，对于软土基施工时，复合地基的使用是必不可少的，一般复合地基施工时较长采用的是水泥土搅拌桩复合地基。在地基施工时，复合地基的承载力是一个必不可少要讨论研究的话题。本文根据作者多年来的工作经验，通过对比，对水泥土搅拌桩的应用及其复合地基承载力的取值等问题提出不同的见解，并通过实例分析，提出了新的思路和解决的方法。
关键词：深层搅拌桩； 置换率；硬壳层；半刚性；水化反应
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1概述
经济的不断发展，人们生活的不断提高，使得人们对基础设施的需求不断加大。水泥土搅拌桩在工业与民用建筑和水利工程建设中得到了越来越多的应用，它既可以用于增加地基承载力、减少沉降量。提高边坡的稳定性，也可以用于基坑帷幕止水，增加坑壁的抗倾覆力。
深层搅拌桩加固软土技术优点独特：（1）深层搅拌法由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混和，因而最大限度地利用了原土；（2）按照不同地基的性质及工程设计要求，合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活；（3）施工时无振动，无噪音，无污染，可在市区和密集建筑群中进行施工；（4）与钢筋混凝土桩基相比，节省大量的钢材。造价相对较低。
基于以上原因，该技术在工业与民用建筑、水利工程等方面均得到较为广泛的应用，笔者经过多年的工程实践和室内外试验，并在分析研究的基础上，提出一些个人简介和建议，以供参考。
2问题探讨

2.1 深层搅拌桩适用范围

深层搅拌加固法适用于处理软土（淤泥、淤泥质土、含水量较高的粘土、粉质粘土，粉土等），对于某些可使用适当的固化剂，掺入适当水泥量，可使水泥土强度达到设计要求。
浙江省地处长江中下游平原，该地区地层以长江冲积与湖泊淤积沉淀为主，淤泥土分布广泛。根据笔者长期

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的工程实践发现在该地区的淤泥质土，无论有机质含量高低与否，深层搅拌桩加固都不尽如人意，因为淤泥质土所含有的有机质，阻碍了水泥土的水化反应。从而影响了水泥土的强度增长；另外，由于淤泥、淤泥质土含水量饱和，粘性很高，很难将水泥与土搅拌均匀。笔者通过对某地小学，以及某水厂等工程中采用深层搅拌桩加固地基进行的工程检测，发现深层搅拌桩的周边成形良好，但桩身是水泥团块与土组成，即使水泥参入比很高，结果也很难满足设计要求。

2.2 设计桩长与桩的置换率的关系

在进行深层搅拌桩设计时，设计人员有时没有考虑深层搅拌桩的半刚性（如果搅拌不均匀，只能说是柔性）性质，设计深层搅拌桩加固地基时，往往为了增加加固后的地基承载力，一味地增加柱长（与砼桩设计相似），这只能产生设计的不合理性，下列表中，笔者通过选择几个地质条件基本相似、设计桩径、置换率相同的工程进行加固后地基承载力的比较，足以证明这一点。
见表（1）：

2.3硬壳层与承载力的关系

笔者经过理论计算与多年的实践，充分认识到：从加固效果来看。浅部存在硬壳层，其复合地基效果一般较好。但我们有些设计人员在设计基础时.光考虑基础深度修正，而忽略了这一点。特别是进行旧城改造时，切不可挖除上层的瓦砾层。因为当水泥土中含有瓦砾时，其承载力会大大提高，有些工程采取一定措施，使浅部形成一硬壳层，得到了意想不到的效果。如某宿舍楼，设计复合地基承载力130kPa，测试结果得出承载力仅为100kPa，当经过浅层冲孔灌注素砼形成硬壳层后，测得复合地基承载力大干135kPa。

2.4有关规范

当Q～S曲线上有明显的比例极限时，可取该比例极限荷载所以应的荷载；当极限荷载能确定，而其值又小于对应比例极限值的1.5倍时，可取极限荷载的一半；按相对变形值确定，可取s/b或s/d=O.004所对应的荷载。
由于规范没有明确以上3个标准的相对地位，且Q～S曲线很难有第二拐点，一般以第（3）标准来提复合地基承载力，技术人员根据此判定承载力标准，很容易得出令人困惑的结论。例如某测试报告提供某房产公司58#楼检测结果见表（2）。
注：该报告提取s/b=O.08，上述四组复合地基承载力分别为：133kPa，131kPa，149kPa，145kPa。根据此报告，所测复合地基承载力不符合设计要求（设计要求承载力为160kPa）。但我们可以发现，当荷载加至设计荷载2倍时，总沉降并不大。不可能因为这一点沉降而出现质量问题，因而设计单位否定了测试结论，认为可以进行下道工序施工。该工程现已竣工，没有出现异常情况。
按照规定，复合地基载荷试验根据桩距（或一根桩承担的处理面积）来确定荷载板的宽度b，取对应于荷载板沉降s=0.004～0.0lb荷载为复合地基承力。按照这一标准，对同一根桩，如果采用不同尺寸的荷载板，则复合地基承载力所对应的桩顶反力是不同的。荷载板尺寸越大，使用单桩承载力越高，反之桩距越小，即荷载板尺寸越小，使用单桩承载力越小；或由于采用多桩复合地基载荷试验，载荷板尺寸显然增大，这样s/b=0.0l对应的荷载作为复合地基承载力基本值.所对应的桩顶沉降显然不一样，这是不合理的（见图1）。
图1
这说明：类似水泥土搅拌桩这类半刚性桩，虽然可以按桩来计算承载力标准值，而且此承载力标准值应是明确的，但在载荷试验时却随着荷载板尺寸的不同而变化了。使用的单桩承载力与其极限承载力相比，其相对大小是未知的。即安全度是不明确的。（如图1）
结语
水泥土搅拌桩技术是软土地基加固的一种重要方法，可根据使用要求用于复合地基及挡土结构，加固方式多样，因地制宜，满足不同的使用要求。但在使用时要根据施工设备及条件，适当缩小使用范围，这样可避免经济上的损失，质量上得到保证。其适用范围应为松散砂土，粉砂土以及含有瓦砾层的松散土。含有粘性土及有机含量较高的淤泥土慎用。
在进行深层搅拌桩复合测试时，宜采用进行单桩承载力载荷试验以及桩间土静载荷试验，这样来确定复合地基承载力。但必须指出：地基处理深度（即桩长）除必须满足承载力要求外，还必须满足沉降控制要求。从变形控制的观点上讲，可能后者往往更为重要。
从经济角度，安全方面考虑，设计深层搅拌桩宜采用短桩，大直径，置换率高的方案。若是工程桩（指非使用的试验桩）复合地基静载试验可按设计荷载的2倍为极限荷载，通过安全系数来确定复合地基承载的标准值，这样与相对变形来进行比较，让技术人员有可选余地。充分发挥深层搅拌桩加固地基的能力。
参考文献
建筑桩基检测规范.
GB50007-200

2.建筑地基基础设计规范[S].

[3]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.