浅谈水泥搅拌桩在市政道路设计软土地基处理中的应用

刘尚东

梧州市城乡建设规划设计院 广西梧州 543002

1 搅拌桩工作原理及应用范围

1.1 工作原理

水泥搅拌桩其主要是借助搅拌机械来对软土路基结构实施稳固加工处理，并且在实施搅拌操作的时候，水泥和土体之间会出现化学或者是物理反应，最终能够构成水泥搅拌桩固化结构与桩间土来一并担负新的复合地基结构施加的压力，使得原始的软土地基结构的稳定性有所提高，并且带动软土地基结构整体质量的提升。施工工作人员需要对水泥浆液辅助剂的各个成分的配比较管控，确保软土地基结构能够在最短的时间内达到既定的效果，水泥砂浆内部的钙成分可以积极的实现与土层中的有机物的融合，最终构成质量较高的复合地基结构[1]。

1.2 应用范围

搅拌粧技术往往都是被人们大范围的运用在软土地基结构的加工处理环节之中，与其他类型的地基结构相比较来说，软土地基内部的水分占比相对较大，并且压缩性能较强，载荷能力较差，这种类型的地基结构在沿海地区的工程项目中十分的普遍，并且利用搅拌桩技术能够更加高效的将水泥浆液与软土结构加以融合，提升复合地基结构整体的稳定性。因为搅拌桩技术实际操作较为方便，并且不会产生较为严重的环境破坏，对周边其他结构也不会形成不良影响，进而受到了人们的广泛喜爱，被大范围的运用到了软土地基结构的加固处理工序之中。就工程结构设计工作人员来说，需要结合项目实际情况，以及道路地基结构特征，周边环境需求来确定设计标准，并制定切实可行的设计计划[2]。

2 水泥搅拌桩在市政道路设计软土地基处理中的应用及其设计要点

使用水泥搅拌桩，加固深度可达20m，处理效果好，工期短，工程造价相对较高，适用于淤泥、淤泥质土、砂土等地基。路基设计应保证路基具有足够的强度、整体稳定性、抗变形能力和耐久性。因此，水泥搅拌桩处理软土地基设计时应合理选定桩径、桩长和桩间距，做好地基承载力计算、路基沉降计算、路基稳定性验算等。

（1）水泥搅拌桩复合地基承载力应按下列公式计算：

fspk=λmRa/Ap+β(1-m)fsk

式中：λ-单桩的承载力发挥系数，一般取1．0；

Ra-单桩的竖向承载力特征值，kN；

Ap-桩的截面积，m2；

β-桩间土承载力发挥系数，如果是淤泥、淤泥质土、流塑状软土等，一般取0．1-0．4，其他的土层一般取0．4～0．8；

m-面积置换率，m=d2/dc2，其中d 为桩身平均直径，m，dc表示一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径，m，如果是等边三角形布桩的话，那么dc=1．05s，如果是正方形布桩的话；

fsk-处理之后桩间土承载力特征值，kPa，一般是天然

地基承载力特征值。

（2）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力特征值可按下列公式估算，估算时应取淤泥较厚且桩长较短的最不利处进行计算：

Ra=μp

n

Σqsilpi+αpqpAp

i=1

式中：μp-桩的周长，m；

n-桩长范围之内所划分的土层数量；

qsi-桩周第i 层土的侧阻力特征值，kPa；

lpi-桩长范围内第i 层土的厚度，m；

αp-桩端端阻力发挥系数，通常为0．4～0．6 之间；

qp-桩端端阻力特征值，kPa，应取桩端土未经修正的地基承载力特征值。

桩身材料强度确定的单桩承载力应不小于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力，即也应满足下列公式的要求：

Ra=ηfcuAp

式中：fcu-与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，边长为70．7mm 的立方体在标准养护条件下90d 龄期的立方体抗压强度平均值，kPa；

η-桩身强度折减系数，干法可取0．20 ～0．25，湿法可取0．25。

（3）水泥搅拌桩处理软土地基的路基沉降计算和稳定性验算可由《理正软土地基路堤设计软件》进行计算[3]。

3 市政道路软基工程水泥搅拌桩施工质量控制

（1）在正式开始工程施工之前，需要对施工现场进行清理，对场地内的所有杂质进行清除。并且结合设计规定实施施工技术实验，对各项参数加以确定。依据试桩操作要求，来对施工技术各项参数进行计算。

（2）施工环节应保证水平放置搅拌桩机底盘及导向架垂直，并在1%以内控制搅拌桩垂直偏差，20mm 以内控制桩位偏差，成桩直径、桩长应与设计规定相符。浆液配置好后应避免出现离析现象，避免停放过长时间，需不间断进行泵送施工。在施工规定下，确定喷浆、搅拌、提升的速度及搅拌次数，通过流量计控制喷灰量、提升速度，并派专人做好记录工作[4]。

4 结语

在最近的几年时间里，国内的市政道路工程的施工规模在逐渐的壮大，并且就现如今沿海地区的很多的地区工程项目来说，软土地基结构的建造成本也在逐渐的增加，道路工程设计工作的效果对市政道路工程结构施工质量，施工成本都会形成一定的影响。城市道路在建设过程中经常会遇到软土地基，若处理不当，地基承载能力不足，很容易引起道路沉降、地基剪切破坏等问题，导致道路破坏或者路堤失稳，导致行车安全存在严重隐患。为了能够从根本上提升市政道路软土地基的处理效果，确保公路工程路基结构设计能够切实的加以落实，充分的结合实际需求引用搅拌桩技术作用是十分关键的。联系实际情况引用前沿的搅拌桩技术不但可以促进人们对这项新型技术加以全面的了解，并且可以从根本上提升市政道路软土地基结构的建造质量的提升。