水泥土搅拌桩加固公路深厚软弱地基应用研究 王成军，贾宏伟 （东营市公路勘察设计院，山东东营２５７０９１） 摘要：通过对水泥土搅拌桩复合地基的桩间土承 载力和复合地基承载力的计算分析以及现场试验 地质勘察报告显示，在长约１００ ｍ并拟进行地基 处理的路段内，地层结构自上而下可分为：（１）第一层 为人工素填土，颜色为暗黄色，土体结构较为疏松，主 要成分为粉质粘土和耕植土，厚度在０．５～ｌ ｍ之间， 检测结果，表明水泥土搅拌桩可有效处理深厚软 弱地基，并满足公路地基的相关要求０ 关键词：水泥土搅拌桩；公路软土地基；计算分析； 现场检测 标准贯入试验平均锤击数为１．０击。（２）第二层为淤 泥质粘土，土体颜色为灰色，处于饱和状态，含少量腐 中图分类号：ＴＵ４７１．８ 文献标识码：Ａ 殖质，土体略有滑腻和粘性感，土层厚度０．５～８ １ＴＩ不 等，标准贯人试验平均锤击数为２．５击。（３）第三层 为粉质粘土，土体颜色为灰黄色，处于饱和状态，流塑 状，偶尔夹层少量砂颗粒，土层厚度１～９．５ ｉｎ不等， 标准贯入试验平均锤击数为５．５击。（４）第四层为粉 Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ 细砂，颜色为浅黄色和褐色，处手饱和状态，稍密，土 层厚度２．５～ｌ２．５ Ｉｎ不等，标准贯入试验平均锤击数 为７．５击。（５）第五层为砂砾岩，含少量花岗岩，主要 为灰白色，多块状和颗粒结构，土层厚度１～１８ ｍ不 ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ—ｊｕｎ。ＪＩＡ Ｈｏｎｇ—ｗｅｉ （Ｄｏｎｇｙｉｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ｓｈ口ｎｄ０凡ｇ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０９１ Ｃｈｉｎａ） 等，标准贯入试验平均锤击数为３６击。 ２复合地基设计及计算 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｉｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｓｏｆｔ 采用水泥土搅拌桩处理软弱地基，水泥搅拌桩选 用了３２．５级以上的硅酸盐水泥，水泥土搅拌桩布置 为矩形，桩直径为５０ ａｍ，桩水平间距和竖向间距均为 １．５ ｉｎ，桩长度为１５ Ｉｎ；基础采用条形基础，埋深为 ０．５ ｍ，宽度为２４ ｍ；为了使桩和土形成复合地基，共 同提供承载力，在基底设置了３０ ｅｍ厚的垫层。水泥 ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅ；ｈｉｇｈｗａｙ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ； ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ 引罱 水泥土搅拌桩与桩间土组成复合地基，从而达到 土搅拌桩处理地基的路段长约１００ ｍ，宽２４ ｍ，所需 水泥土搅拌桩数６００根。根据《建筑桩基技术规范》 （ＪＧＪ９４—２００８）的规定 ：水泥土搅拌桩的单桩竖向 承载力特征值应通过现场单桩荷载试验确定，可按公 提高地基承载力，减少地基沉降的目的 １］。水泥浆搅 拌法 简称ＭＩＰ法，大量应用到高速公路、水利大堤、 码头岸壁等实际工程领域。在全国软土地基处理中 推广开来 。 式（１）和公式（２）进行计算，并取其中较小值作为单 桩承载力特征值。 Ｑ ＝ ∑ Ｑ ＝ ｌ 工程概况 工程地域内地势较为平坦，低洼地带多位鱼塘和 ＋ａＡ ｑ ………………………・・（１） 耕地，地下水位距地表大多１ ｉｎ左右，公路沿线局部 路段的地基为深厚软弱地基，深度可达１２ ＩＴＩ。 一Ａ。…………………………………（２） 式中：Ｑ 一水泥土搅拌桩单桩承载力特征值； 桩身周长；ｑｓｌ一桩侧第ｉ层土的极限侧阻力标准 收稿日期：２０ｌ４—０６—３０ 作者简介：王成军（１９７５一），男，山东东营人，工程师，研 究方向为公路桥梁工程的勘察设计。 一值；Ｉｉ一桩周第ｉ层土的厚度； 一桩端天然地基土的 承载力折减系数；Ａ 一桩端面积；ｑｐ一极限端阻力标准 值； 一桩身强度折减系数 以一与搅拌桩身水泥土配 ７２一 山东交通科技 方相同的室内加固土试块（边长为７０．７ ｍｍ的立方 ２０１４年第５期 试块在８个养护条件下９０ ｄ龄期的立方体抗压强度 体，也可采用５０ ｍｍ的立方体）在标准养护条件下， ９０ ｄ龄期的无侧限抗压强度平均值。 该水泥土搅拌桩桩径为５０ ｃｍ，桩身强度折减系 数取０．３，桩端承载力折减系数取０．５，第一层土厚 ３．７ ｍ，桩侧阻力特征值为６．０ ｋＰａ，第二层土厚５．５ ｍ，桩的侧阻力特征值为１０．０ ｋＰａ，第三层土厚５．８ ｍ，桩的侧阻力特征值为２０．０ ｋＰａ，桩的端阻力特征值 为２００ ｋＰａ，与桩身加固土配合比相同的室内加固土 平均值经试验检测为３ ５００ ｋＰａ，采用理正岩土系列软 件按公式（１）和公式（２）计算单桩承载力特征值，并 取较小者，得到水泥土搅拌桩的单桩承载力特征值为 ２０６．２ ｋＰａ。在确定了水泥土搅拌桩的单桩承载力特 征值后，采用公式计算复合地基承载力，相关参取值 及计算结果见表１、表２。由计算结果可知，采用水泥 土搅拌桩处理软弱地基后，复合地基承载力达到１６０ ｋＰａ，满足设计的相关要求。 表１ 复合地基承载力计算相关参数 Ｉ ＿裹 Ｏ ２ ４ ６ ８ Ｏ ２ ４ ６ ８ 表２水泥土搅拌桩桩复合地基承载力特征值 ３现场试验检测 现场检测主要采用轻型动力触探和载荷试验进 行，检测结果见表３、图１。 表３ 轻型动力触探检测结果 Ｏ ４０ ｛；ｏ 荷城队Ｐａ ｌ２０ ｌ６ｉｏ ２ｏ０ ２４ｏ 图１荷载试验结果 轻型动力触探结果表明Ⅳｌ。均值在ｌ９．５～２２．６ 之间，９０ ｄ龄期无侧限抗压强度在１．９６～２．２３ ＭＰａ 之间，达到设计规定９０ ｄ龄期无侧限抗压强度１．７ ＭＰａ的要求；桩体上水泥土连续完整，均匀性较好。 按照复合地基载荷试验方法和要求，取ｓ为１０ ｍｍ时 所对应的压力值为复合地基承载力特征值，由图１得 到水泥搅拌桩复合地基承载力特征值为１６５ ｋＰａ，满 足１６０ ｋＰａ复合地基承载力的设计要求。 评价 连续完连续完连续完连续完连续完 连续完 整，均匀整，均匀整，均匀整，均匀整，均匀整，均匀 性良好性良好性一般性良好性良好 性良好 ２．１６ ２．０４ ２．２３ １．９６ ２．０２ ２．０９ 在地势平缓的地区修筑公路，很可能出现在地基 上修筑路面结构的情况，也就是说浅层地基已经属于 路基结构，此时，地基应满足压实度和回弹模量两方 （下转第７７页） 山东交通科技 ２０１４年第５期 ［Ｊ］．混凝土，２００１（１）． ［４］ 柳恒伟．高强高性能预拌泵送混凝土原材料的优选 构件的截面尺寸，并增大构件的跨径、增强结构承载 能力，从而增大建筑结构的使用面积、降低工程造价、 节约了能源、减少了废物排放、保护环境、延长了建筑 结构的服务寿命。 参考文献： ［Ｊ］．混凝土，２００１（１）． ［５］ 马国靖等．高性能道面混凝土［Ｊ］．混凝土，２０００（６）． ［６］ 钱晓倩等．高强混凝土的试件强度及检验［Ｊ］．混凝 土，２０００（６）． ［１］ 朱清江．高强高性能混凝土研制及应用［Ｍ］．北京： 中国建材工业出版社，１９９９． ［２］ 赵铁军等．高强与高性能混凝土及其应用［Ｍ］．北 京：中国建材工业出版社，２００４． ［３］ 吴历斌．高强高性能混凝土中集料对力学性能的影响 ［７］ 王玉堂．Ｃ８０级高性能泵送混凝土的配制及试验研究 ［Ｊ］．混凝土，２０００（６）． 西土木建筑，２００２（３）． ． ［８］ 刘铁．高性能混凝土在市政工程上应用展望［Ｊ］．广 （上接第７３页） 面的要求。《公路路基设计规范》（ＪＴＧ Ｄ３０— ２００４） 中要求压实度达到９６％，《公路沥青路面设 计规范》（ＪＴＧ Ｄ５０—２００６） 中要求回弹模量达到３０ ＭＰａ，因此，需要对复合地基的压实度和回弹模量进行 理技术，可大量用于公路软弱地基处理当中。 参考文献： ［１］ 徐至钧，曹名葆．水泥土搅拌法处理地基［Ｍ］．北京： 机械工业出版社，２００４． 检测。压实度采用环刀法检验，回弹模量采用《公路 路基路面现场测试规范》（ＪＴＧ Ｅ６０—２００８） 中的承 载板试验，经现场检测，浅层地基的压实度可达９８％， 回弹模量可达４２ ＭＰａ，满足相关规范的要求。 ［２］ 邹坚．深搅桩复合地基的计算理论及其应用研究 ［Ｄ］．南京：河海大学，２００１． ［３］ 龚晓南．地基处理技术发展与展望［Ｍ］．北京：中国建 筑工业出版社，２００４． ４结语 通过理论计算和现场试验检测表明，深厚软弱地 基经水泥搅拌桩加固后，承载力得到显著提高，达到 设计要求，并在刚度和强度方面满足公路建设对地基 ［４］ ＪＧＪ９４—２００８，建筑桩基技术规范［ｓ］． ［５］ＪＴＧ Ｄ３０—２００４，公路路基设计规范［ｓ］． 『６］ＪＴＧ Ｄ５０—２００６，公路沥青路面设计规范［ｓ］． ［７］ ＪＴＧ Ｅ６０—２００８，公路路基路面现场测试规范［ｓ］． 的要求。水泥土搅拌桩作为一种经济环保的地基处 一７７—
