水泥搅拌桩复合地基加固性能研究

轩福来

摘 要：在现代施工中，水泥搅拌桩是桩基施工中常用的施工工艺。特别是在一些软土地基的加固处理中，水泥搅拌桩具有无振动、无噪音、施工简单、施工时间短、施工成本低等优点，地基加固处理效果较好。本文主要分析了水泥搅拌桩复合地基的加固性能。本文以某建筑桩基工程为例，通过试验方案详细分析了复合地基的加固效果。指出水泥搅拌桩复合地基加固技术在桩基施工中的应用是一种行之有效的基础加固施工技术。

关键词：水泥搅拌桩；复合地基；加固效果；性能研究

前言

水泥搅拌桩的施工技术已经使用了几十年，施工技术日趋成熟和完善，在长期的实践中，施工技术不断提高，能更好地完成桩基础的加固施工。一般来说，水泥搅拌桩的施工技术多用于淤泥、粘土或粉质土等地基加固工程。它能大大提高地基承载力，最大限度地减少地基沉降，保证整个建筑物的稳定。本文主要论述了水泥搅拌桩的改进形式，即水泥搅拌桩加固复合地基施工技术的实际应用效果，以供参考。

1 概述的条件

在建筑工程的基础施工中，由于地基是软弱土层，不能直接承受建筑物的总荷载，因此必须加强。在勘察后，我们决定采用水泥搅拌桩的桩基础施工方法加固地基。在这个项目中，水泥搅拌桩的桩径约0.7m，桩长12m，桩距1.8m和1.85m，所有桩是在广场上的分布状态，和桩体置换率是14.5%。然而，采用施工设计方案时，它是在水泥土搅拌桩群桩距比桩径大一倍的一个难题，它不同于传统的桩小于桩的直径的两倍，间距，和施工难度的增加，并没有类似的施工案例，其施工效果难以预测。为此，我们决定研究及其地基加固处理性能的影响和评价因此，明确如承载力、沉降变形程度的相关参数，尺寸和桩土应力的分布，从而更好地提高建筑设计方案，利用水泥搅拌桩复合地基施工技术。该方法的加固性能较好。

2 测试方案

在试验研究和分析中，根据实际工程情况选择了14个试验点，分别对14个试验点进行了静载试验。在这14个试验点中，有17个桩，其中有些是单桩，有的是双桩。为了测试桩土应力分布，對两个单桩复合地基和22桩复合地基的桩土应力进行了测试。压力箱用于测量压力箱，压力箱埋在不同的载荷板上。

3 复合地基的研究与性能评价

通过对复合地基变形能力和承载能力的分析，对复合地基进行了分析研究，并对复合地基的加固性能进行了评价，具体研究分析结果如下所示：

3.1 复合地基变形评估

通过对实测资料的分析，得出在水泥搅拌桩复合地基加固的基础上，地基承载力达到设计要求，其变形也可控制在建筑物的最大变形范围内。这是因为桩间距增大后，桩间的应力不会互相影响。可以充分发挥桩侧摩阻力。在临界桩长桩长度为12m桩侧摩擦力好。桩的原始直径为0.6m，并改为0.7m。桩的侧面积从22.6平方米增加到26.4m2。提高了侧摩阻力，形成了更坚实的复合材料增强垫层，使其承载能力得到较好发挥。

通过分析各桩号所对应的设计荷载下的沉降值与后级负载，可以看出，当加载负荷设计载荷，无论是单桩、双桩复合地基或单桩试验，相应的沉降值为2～12mm，沉降值很小，与实测沉降值后的项目是10米项目完成后。我有点差异，但相应的沉降值增加了很多，在最后阶段的负荷，这是10-36.76mm。其主要原因是桩间距较小时，单桩承载力控制了加固区的深度，同时要求侧摩阻力满足复合地基承载力的要求。因此，桩长超过临界桩长，桩数超过合理桩间距所需次数，使桩群土与实桩相似。这时，会出现严重的“群桩效应”，沉降值必然会更大。

通过数值模拟分析的思路和方法，全面地模拟了复合地基中群桩的相互作用机理。结果表明，复合地基的桩间距对桩侧摩阻力分布有一定的影响。当桩间距由2d增加到4d时，下部桩侧摩阻力逐渐增大。这是因为当桩间距较小时，群桩中相邻桩的相互作用并不均匀。在群桩中，桩在荷载作用下会产生“群桩效应”，可见桩间土体在扩散应力作用下会产生向下变形。因此，相邻桩的大部分桩段产生负摩擦力。相邻桩的影响削弱了桩侧摩阻力。对于桩间距较小的复合地基，桩上部有较大的负摩阻力。削弱作用也会增加。桩间距增大后，桩土应力不会重叠。桩之间的应力不会互相干扰。可以充分发挥桩侧摩阻力，同时在复合地基加固区形成更坚实的“加筋复合垫层”。应力随深度迅速衰减，形成软双层地基在上部和硬状态下的扩散应力。因此，由于显著的扩散现象，桩端下方的应力分布迅速减小，大桩距复合地基的沉降量大大减小。

3.2 复合地基桩土荷载分布效应的评价

在载荷板下进行桩土应力试验时，在各级同时进行试验读数，计算桩土应力比时各荷载下桩的应力读数的平均值。试验结果表明，在整个加载过程中，桩土平均应力比为8.76，桩土平均应力比为9.57。这表明，当复合地基加载时，桩和土将合理承受上部荷载。

通过数值模拟分析，可以看出复合地基与复合桩间距对复合地基的影响首先取决于桩顶的荷载分布。当桩间距较大时，桩所承受的荷载较大，但其影响幅度受桩身模量的影响。桩的模量越大，桩的荷载随着桩间距的增大而增大，但桩土应力比的增加有一定的范围，通常在4～18之间变化。这与搅拌桩复合地基静载试验中测得的桩土应力比为6～13.5十分吻合。结果表明，复合地基的桩间距增大。桩土几乎同步分担荷载。这时，土壤的潜力被充分调动起来了。

桩土应力比随着外荷载的增大而增大。当荷载增大到一定程度时，桩土应力比呈缓慢趋势。造成这种现象的原因是桩土的刚度有很大的不同。随着荷载水平的增加，桩土应力比在不断变化，这反映在桩土变形模量的大相位差上。桩身变形较小，土体变形较大。为了使两种变形协调，荷载必须集中到桩身上，使两种变形的差异减小，桩土在荷载作用下一定程度上参与了复合地基的工作。加载到一定程度后，减小了桩土应力比，表明复合地基能在低荷载水平下共同工作分担荷载。它非常接近理想的复合地基。

4 结论

综上所述，在采用水泥搅拌桩复合地基加固软土地基的加固施工，无论是复合地基的桩间距的增大，加固效果还是非常好的，它可以满足整体负荷要求和建筑物变形的要求，和桩土之间的载荷分布更为合理。能大大提高桩土共同承载力。通过对水泥土搅拌桩加固性能的研究，可以看出，水泥搅拌桩复合地基的加固性能可以提高地基承载力，施工工艺更经济。值得在同类基础工程中推广应用。

参考文献

[1]赵宏华.大桩距搅拌桩复合地基变形性状研究[D].硕士学位论文.南京：南京工业大学，2003.

[2]韩选江，赵宏华，颜谳，等.大桩距水泥搅拌桩复合地基桩土应力试验[J].南京工业大学学报：自然科学版，2002（9）.