水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法，为了进一步促进水泥搅拌桩的应用发展，使水闸地基得到更好的加固，我们就需要对加固处理方案进行有效比选，并采取有效措施做好施工，从而为地基加固施工提供帮助。

 

　　1工程概况

 

　　某工程以排涝防洪为主，主要承担新客站地区的排涝任务。工程采用泵闸结合的形式，因此确定其工程等别为III等，主要建筑物级别为3级。

 

　　工程包括一座净宽5m的水闸和一座设计流量10m3/s的泵站，水闸由闸室、启闭机室、交通桥、内涌海漫、防冲槽、外河消力池、海漫、防冲槽等构成。泵站由前池、进水池、主泵房、出水池、交通桥、上下游连接段、副厂房等构成。泵站与水闸共用内、外河海漫和防冲槽。主泵房与水闸启闭机室在同一轴线上，顶高程相同，顺水流向的宽度相同，在外形上成为一体，其立面较美观。泵站管理区位于靠近副厂房一侧，区内绿化并设置必要的管理设施。对外交通与堤防道路连接。水闸闸室、泵站及桥梁纵剖面见图1。

 

　　图1闸室、泵站及桥梁纵剖面图

 

　　该地区地层岩性主要为第四系的Q4mc淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土、Q3al粉细砂和中粗砂、白垩系的泥质粉砂岩和粘土岩。水闸（含泵站）基础第二层淤泥质粘土为海陆交互相沉积的软土层，为流塑～软塑状态，其天然孔隙比>1.0，具有抗剪强度低、压缩性高以及触变性和流变性等特点，容易产生沉降问题；水闸基础岩性为淤泥质粘土和淤泥质砂壤土，其压缩系数分别为0.93MPa-（1）和0.24MPa-（1），若不进行基础处理，易造成不均匀沉降，因此须进行必要的基础处理。

 

　　2地基处理方案比选

 

　　选择地基处理方案的原则是：经济简单、安全可靠、符合环保要求。选择地基处理方法应综合考虑地基条件、加固要求、工程进度、工程造价、材料及机具、环境保护等各方面因素。

 

　　2.1水泥土搅拌桩机理与特点

 

　　水泥土搅拌桩法是用于加固饱和软粘土地基的一种常用的地基加固方法。它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。优点：最大限度利用原土；搅拌时无振动、无噪音和无污染，对周围原有建筑物影响很小；与钢筋混凝土桩基相比，可节约钢材并降低造价；投资省；施工方法较成熟。

 

　　2.2常用的软基处理方案比选

 

　　各种方法均有其适用范围，各有优点与局限性。现将常用的软基处理方案比较如下，选择最适用于水闸的地基处理方案：

 

　　混凝土预制桩一般是工厂或现场预制，利用锤击、静压或振动法施工，但对于本工程这种淤泥层，打桩易产生位移偏位和倾斜。真空联合堆载预压法工期较长。钻孔灌注桩是通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土成桩，但此方法造价较高，且在淤泥质土施工易造成塌孔，不适合本闸这种地质条件。动力排水固结法+混凝土预制桩法对施工工艺要求较高，且投资稍高；当底板底面下软土层发生自重固结、震陷或由于外江围堤基础的沉降而引起基底面下软土层发生沉降时，易使底板底面与软土层发生脱离，使闸基土层发生渗透变形（管涌）破坏。

 

　　综合考虑以上方法的优缺点，综合分析工程概况、地质条件和当地成熟的施工技术、施工工期等因素，经多方案比选认真研究，确定采用水泥土搅拌桩法。水泥土搅拌桩具有施工工期短、效率高的特点；在施工过程中，无振动、无噪音、无地面隆起、不排污、不挤土、不污染环境，施工机具简单、加固费用低廉。

 

　　3水泥土搅拌桩设计及计算

 

　　3.1承载力计算

 

　　3.1.1单桩竖向承载力特征值Ra计算

 

　　Ra=ηfcuAp

 

　　式中：fcu-根据《地基处理规范》，淤泥质粘土水泥掺量18%时，90d龄期的fcu值约为1470kPa；η-湿法可取0.25～0.33；qsi-淤泥取4.0kPa，淤泥质土取6.0kPa，软塑粘性土取10.0kPa，可塑粘性土取12.0kPa；qp-淤泥质粉质粘土为400kPa；α-可取0.4～0.6。

 

　　3.1.2复合地基承载力计算

 

　　式中：β-由于桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值，依据规范建议值，取0.3；

 

　　3.2地基沉降计算

 

　　水泥土搅拌桩复合地基变形s的计算，包括搅拌桩处理后复合土层的压缩变形s1和桩端下未加固土层的压缩变形s2两部分。

 

　　3.3水泥土搅拌桩设计结果及分析

 

　　水闸（含泵站）水泥土搅拌桩设计成果见表1。

 

　　由表1可知，最大基底应力小于处理后复合地基承载力的1.2倍，且处理后复合地基承载力大于平均基底应力。经计算处理后基底最大沉降量4.6cm，最大沉降差3.1cm，不超过5cm。基底应力及沉降均满足规范要求。

 

　　水闸（含泵站）基础处理后形成复合地基，属中等坚实地基，基底应力最大值与最小值之比的允许值可提高为：基本组合2.00、特殊组合2.50，地震区的水闸数值可适当加大。因此处理后的基底应力最大值与最小值之比满足规范要求。

 

　　4水泥土搅拌桩施工方法及注意事项

 

　　4.2.1水泥土搅拌桩施工采用PH-5A型钻机成孔，灰浆搅拌机制浆，灰浆泵压浆，初次成孔后再二次搅拌。

 

　　4.2.2加强施工过程的质量控制。在水泥浆搅拌时，要严格按设计的配合比配置，时刻防止水泥浆发生离析；在压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道要保持畅通，不能发生堵塞现象；要严格按设计确定的数据，控制喷浆和搅拌；要控制重复搅拌时的下沉和提升速度。

 

　　5结语

 

　　水泥搅拌桩的应用技术已经相对成熟，在水闸地基的加固处理中，水泥搅拌桩的应用肯定能带来极大的帮助。综上所述，本文通过结合具体的工程实例，就水泥土搅拌桩在水闸地基加固工程中的应用进行了探讨，相信能为有关方面的需要能有一定参考作用。

 

　　参考文献

 

　　[1]王卫东.深层水泥搅拌桩处理水闸地基的设计[J].科技创新与应用.2012（06Z）.

 

　　[2]郑作炳.水闸工程施工中软土地基的加固与水泥搅拌桩的应用[J].广东科技.2012（13）.