浅谈水泥土搅拌法在城市道路软土地基中的应用

第２７卷第４期　甘肃科技　ｒｏ２．２７Ⅳ０．４　２０１１年２月　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｅ　，铀．　２Ｏｌｌ　浅谈水泥土搅拌法在城市道路软土地基中的应用　董华珍　（广州市市政工程设计研究院，广东广州５１００６０）　摘要：论述了水泥土搅拌法及其复合地基承载力设计方法，并将该方法合理应用于道路软基处理工程实例中，其　结果表明，水泥土搅拌法在处理工期紧的软土地基问题上，具有独特的优势，水泥土搅拌技术在软土地基的处理上　具有广泛的推广价值。　关键词：水泥土搅拌法；水泥土搅拌桩；复合地基承载力；软土地基　中图分类号：ＴＵ４３２　随着土木工程的发展，地基处理技术也在不断　定的容许范围内，并使强度和变形两者达到完全的　发展。工程建设的需要促进了地基处理的发展，现　统一。在水泥土搅拌法处理城市道路或公路软土地　代地基处理技术是伴随现代化建设而发展的。土木　基的实践中，设计可采用如下思路和步骤：　工程的功能化，交通高速化，城市建设立体化，综合　（Ｉ）根据道路等级、路面情况、填土高度等，确　改善人居环境已成为现代土木工程的特征。近２０　定复合地基承载力要求；　多年来，我国地基处理技术发展很快，地基处理技术　（２）根据该道路地质资料，选择施工桩长；　也得到广泛的普及，水泥土搅拌法作为地基处理的　（３）选择桩的断面尺寸、桩间距及布桩形式；　一种重要方法，因其具有许多独特的优点而被广泛　（４）计算复合地基承载力；　应用。　（５）复核复合地基承载力是否满足承载力要　水泥土搅拌法是用于饱和软黏土地基的一种较　求，复核地基沉降是否满足规范要求，若不满足要　常用的地基加固方法。由固化剂（水泥）与软土搅　求，调整桩的断面尺寸、桩间距或布桩形式。　拌形成的固结体在我国称为水泥土搅拌桩。水泥土　２．１单桩竖向承载力特征值Ｒａ的计算　搅拌桩分为深层搅拌桩（拌人水泥浆的湿法）和粉　单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩载荷试　喷桩（拌入水泥粉的干法）。　验确定，也可按式（１）估算，并应同时满足式（２）的　ｌ　适用范围　要求，应使式（２）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　水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤　单桩承载力。　泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动　根据广东省标准《建筑地基处理技术规范》　地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含　（ＤＢＪ　１５—３８—２００５），单桩竖向承载力特征值按下　水量小于３０％的软弱土层，如杂填土、粉粒含量高　式公式计算：　的粉土和砂土宜采用湿法；天然含水量大于３０％、　ｎ　塑性指数大于ｌＯ的软土宜采用干法。　Ｒ。＝Ｍ　＋ａ％Ａ　（１）　Ｒ。＝　Ａ　（２）　２柱状水泥土搅拌桩复合地基承载力　其中：Ｒ　——单桩竖向承载力特征值（ｋＮ）；　的确定　——。桩的周长（ｍ）；　水泥土搅拌桩复合地基的设计旨在使用比刚性　几——桩长范围内的土层数；　桩基础更为经济的手段，充分挖掘和利用土的承载　ｇ，　——桩周第层土的侧阻力特征值（ｋＰａ），对　作用，使桩和地基土共同受力，以提高地基承载力和　淤泥可取４～７ｋＰａ，对淤泥质土可取６—１２ｋＰａ，对软　减少沉降为目的。　塑性状态的粘性土可取１０—１５ｋＰａ，对可塑性状态　水泥搅拌桩是作为减少沉降的措施和构件来使　的粘性土可取ｌ２—１８ｋＰａ；　用的，所以复合地基的设计，就要将其变形控制在议　ｇ　——桩黜　正的学　沩特征ｌ直（ｋＰａ）；　第４期　——董华珍：浅谈水泥土搅拌法在城市道路软土地基中的应用　桩的截面积（ｍ　）；　１１７　其中：桩身截面周长；／／，ｐ＝２７ｒｒ；桩身截面面积；　ｚ　——第层土的厚度（ｍ）；　Ａ　＝７ｒｒ　；单根桩分担的处理地基面积的等效圆直　径ｄｅ＝１．０５５ｌ；　口——桩端天然地基土的承载力折减系数，可取　０．４—０．６，承载力高时取低值；　叩——桩身水泥强度折减系数，干法可取０．２０　—面积置换率ｍ＝　。　ｄｅ　０．３０，湿法可取０．２５～０．３３；　——与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加　固土试块在标准养护条件下９０ｄ龄期的立方体抗压　强度平均值（ｋＰａ）。　２．２复合地基承载力的计算　加固后搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现　场复合地基载荷试验确定，也可按式（３）计算。　根据广东省标准《建筑地基处理技术规范》　（ＤＢＪ　１５—３８—２００５），复合地基承载力特征值　按　３应用实例　３．１基础资料　广州市某亚运道路于２００９年２月开始设计，要　求２００９年８月开始施工，并要求于２０１０年６月前　完工，工期紧。场区某地质钻孔工程地质柱状图及　岩土设计参数建议值，见表１。　；　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　拄姨圈　宕土名体强冀特征　样般　碾　击数　附　Ｘ　注　（　ｆ＿Ｊ　ｌ∞　（翻　，＇　下式公式计算：　＝ｍ　＋卢（１一ｍ　ｓｋ　，ｌｐ　矗　ｑ　（３）　０　Ｑ　ｌ　辘ｂ　１宦黄照，ｔ理’强嘟６姓土｝麟，台纠群§Ｉ打　～　一　龊疑曼色，螂Ⅱ．渍望，盘嘎僦磺　有；Ｉ圭。　式中√　——复合地基承载力特征值（ｋＰａ）；　ｍ——面积置换率；　厶——桩间土天然地基承载力特征值（ｋＰａ）；　——●●－—●　———。●。　蛆　Ｌ噬　』照　固　ｉ　ｄ　确　｛日匏　麟　土群硝睨矧矾蔗龇　嚣隈ｔ渤＿舭　桩间土承载力折减系数。　图１地质柱状图　表１　岩土设计参数建议值　嘉霉　－　素填土　松散　状态　３０．２　１９．０　，　鼍　，篓蓉　土土石等石级土工程分石级类　别　８０　②　Ｑ　④　淤泥　流塑　１６　：５　．　２　：５０　．　８５。０５Ｏ　２２０　１５　８０　－　‘　松土　…一　＝０．１９６３５，　Ｑ　砂质粘性土硬塑　１９．２　６．ｏ　３．２计算　经计算：　＝２仃ｒ＝１．５７０８，Ａ　＝　ｄｅ＝１．０５５／＝１．１６０５，ｍ＝　【　由于本工程工期紧，场区淤泥层厚度为３ｍ，不　宜采用用换填法处理，为保证工期，节省工程投资，　拟采用水泥土搅拌法处理地基。水泥土搅拌桩桩径　＝ｏ．１８５６３。　采用直径０．５ｍ，三角形布置，桩间距为１．１ｍ，如图２　又根据该工程岩土设计参数建议值表中相应值　计算得：　ｎ　所示。桩顶标高１６．４ｍ，桩长６．５ｍ。地基承载力要　求：≥１００ｋＰａ。　。＝ＭＰ￡　ｌ＋ａｑＰＡｐ＝１．５７０８×（７．５×４＋４０　＝０．２×２５００×０．１９６３５＝９８．２ｋＮ　×Ｉ．６１＋０．６　ｘ２２０×０．１９６３５＝１７３．６ｋＮ　Ｒ　＝　故Ｒａ取９８．２ｋＮ　＝ｍ　＋卢（１一ｍ）　３．３检验　经检验复合地基承载力特征值　图２水泥搅拌桩布桩平面大样　＝１１８．９ｋＰａ　＞１００ｋＰａ，满足承载力要求。经计算地基沉降满足　要求。　（下转第７８页）　７８　３．３．４土地面积量算汇总统计　甘肃科技　第２７卷　在内业成图阶段，需要权属调查人员、外业测绘人员　在编辑形成的数字地籍图上，使用ＣＡＳＳ７．０地　籍制图软件，采用坐标解析法量算各类用地面积。　铁路用地面积汇总以县（区）为单位进行，统计各县　（区）的宗地数量、宗地名称、宗地编号、宗地面积，　分类面积、界址点数、新增地面积等。　３．３．５地方城建成果　与内业制图人员紧密配合，原则上采取“并集”方　法，依据３种权属界线进行准确的铁路用地权属界　线的绘制。　２）常规地籍调查能够提前确定调查区域，划定　测绘范围。而铁路地籍调查外业测绘时因为权属界　线一直在发生变化，且无明显区分标志，所以往往容　易出现对权属界线判读失误，导致测绘范围不够或　者过大，从而延误工期，增大作业成本。为了提高调　查的准确性，需要铁路土地管理部门配合指界，并且　结合ＧＰＳ—ＲＴＫ距离反算技术进行铁路用地权属　界线范围的判读。　总之，因为铁路用地与其相邻周边土地管理权　隶属于两个不同的土地管理部门，其权属问题与人　民生活息息相关。只有完整范围内的测绘、权属界　线准确划分，才能清晰地表现带状地块用地的现状，　从图上直接反映出土地的权益状况，便于土地管理　部门更好地使用。随着土地使用制度的深化改革和　ＧＰＳ全球定位技术在地籍调查工作中的应用，本探　讨为使用ＧＰＳ全球定位技术进行带状范围地籍调　查提供技术参考。　参考文献：　［１］　国家土地管理局．城镇地籍调查规程［Ｓ］．北京：地质　出版社。１９９３．　在相关市（县）城区联测地方城建坐标点，对采　集的西安８Ｏ坐标与地方城建坐标使用ＴＯＰＣＯＮ－－　ＰＩＮＮＡＣＬＥ软件进行坐标转换四参数求解，并检核　转换结果，对涉及地方城建坐标系的宗地进行坐标　转换并成图，提供地方城建成果。　４地籍数据项整理　在调查过程中形成的地籍调查成果数据是文　字、图件、成果表等。包含有各类土地分类面积数　据、不同权属性质面积、基本数据成果以及重要的过　程数据与检查记录、内业信息、过程质量检查及自检　记录等。应统一进行电子登记造册，提交档案管理　部门备档。　５结束语　铁路用地是典型的带状地块，其地籍调查技术　具有代表性，归纳上述方法与常规调查的不同之处　主要体现在以下几方面：　１）地籍要素中引入了“三线一界”内容，既有权　属界线、新增权属界线、废弃权属界线与安全保护　界。，给最终确定铁路用地权属界线增加了很大难度，　（上接第１１７页）　［２］姜正杰，罩炯文．江苏省城镇地籍调查细则［Ｓ］．南京：　江苏省土地管理局，１９９３．　［３］樊志全．土地权利理论与方法［Ｍ］．北京：中国农业出　版社，２００４．　”●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…．．．＿・・●…・●…，●…・●－．．・●・…●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…．．…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…‘●…’●…‘●…’●…　参考文献：　［１］李彰明．软土地基加固的理论、设计与施工［Ｍ］．北　京：中国电力出版社，２００６：４５５－４６５．　４结语　水泥搅拌桩处理软土地基能够有效地使桩、土　形成复合地基，在填土荷载作用下，应力向桩体转　移，大大降低了桩间土的应力，从而使地基的压缩量　也相应减小。合理选用搅拌桩加固软土地基，能有　效地加快施工进度，降低工程造价，减小地基沉降。　水泥土搅拌法处理地基不仅可以有效提高地基承载　力、改善地基的均匀性、减小工后沉降、消除不均匀　沉降，有效降低工程造价、减小施工难度等，而且具　［２］龚晓南．地基处理技术发展与展望［Ｍ］．北京：中国水　利水电出版社，２００４．　［３］龚晓南．复合地基设计和施工指南［Ｍ］．北京：人民交　通出版社，２００３．　［４］徐至钧．水泥土搅拌法处理地基［Ｍ］．北京：机械工业　出版社，２００４．　［５］刘玉卓．公路工程软基处理方法［Ｍ］．北京：人民交通　出版社，２００３．　有无振动、无污染、低噪音等优势，因此具有较好的　经济效益和较广的应用前景。　’　［６］　广州市建筑科学研究院．ＤＢＪ　１５—３８—２００５，建筑地基　处理技术规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００５．