水泥土桩复合地基的处理方法与运用.pdf

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1、水泥土桩复合地基的处理方法与运用水泥土桩复合地基的处理方法与运用摘要:随着中国的经济不断发展，社会不断进步，有很多新兴的建筑所需要的荷载也不断扩大，这就导致地基的承载能力以及变形大小逐渐无法满足建筑的需求，并且，在工程的实际过程中，所计划好的项目常常会位于历史上曾是河流、池塘、水道或者有过大范围的人工填土的软性土地基，这样的特殊地段的土层是很难满足地基的结构性要求，其承载力过于低下，并且往往含水量非常高，导致土壤可压缩性较大，使整个地基土层变化性较高，如果贸然使用，会使建筑物建成后发生沉降甚至其他更加严重的问题。所以，这时候我们就需要对这类无法满足要求的天然地基进行改良或者有效的加工措施，从而

2、以一种人工地基的办法，满足计划中的建筑对地基的要求。而对于地基的处理方法是多种多样的，本文重点强调水泥土复合地基的处理方法与运用，并结合实践，对这种方法进行综合性的论述。关键词：1、现代建筑方法；2、地基；3、水泥土桩复合地基一、水泥土桩复合地基的基本概念（一）水泥土桩复合地基的研究概述水泥土桩复合地基是一种夯实水泥土桩的方法，也就是以人工或者机械，通过选用相对比较单一、孤立的土质材料，将其在孔外充分搅拌，搅拌均匀后制成水泥土，然后再以分层的方式将水泥土回填在孔内，再进行夯实，这里的夯实一定要有力，才能保证工程的质量，最后，就制成了均匀的水泥土桩，也就是水泥土桩复合地基。这样夯实的水泥土桩是一

3、种拥有中等粘性的强度桩，所以非常适用于低下水位以上的淤泥质土，更适合素填土、粉土与粉质黏土等，在这些土壤中进行地基的加固，可行性非常高，并且使用之后的效果也非常不错。水泥土桩复合地基是通过两方面的作用将地基的强度增加，其一是成桩夯实的过程中，通过挤压桩间土，是桩间土的密度得到提升，这样可以使桩间土能够得到强度的提高，其二是其使用的材料是水泥土，也就是将水泥土夯实成桩，水泥与普通的土混合后会产生离子交换等一系列的化学反应，从而使水泥土的桩体本身获得比较高的强度，具有一定的水硬性，并且，经过实践分析可以发现，经过处理后的复合地基的强度与抗变形能力均有非常明显的提高，能够支撑现代社会的高强度、高层的

4、建筑与建筑群。（二）水泥土桩复合地基的特点首先，水泥土桩复合地基具有工艺简单的特点，即水泥土深层搅拌桩可以不需要过度的技术工艺，只需要一次做活就能够完成成孔与成桩，这样的工艺可以保证施工的速度更加迅速，其需要的工期也非常短。这首先是由于水泥土桩复合地基在当前的科学技术水平下已经拥有了非常成熟的施工工艺与方法，只需要进行原料搅拌、灌注与夯填即可，操作非常简单与快速，技术指标过关容易，不会有太多的苛求，能够被广大施工人员所控制。其次，水泥土桩复合地基的施工也非常方便，其不需要大型建筑机械或者特殊建筑机械的帮助，仅仅需要常规的建筑机械，比如长螺旋钻机，双轴或者单轴搅拌机，砂浆搅拌机等常用机械即可。并

5、且，对于水泥土深层搅拌桩制作的某些环节，比如夯实水泥土桩的环节，以人工制作，人工铁铲即可施工，非常方便并且造价不高。这也正是水泥土桩复合地基的第三个特点，低廉的造价让其可以随意运用在各种施工中，而这种低廉的造价则是由水泥土搅拌桩复合地基重发发挥桩间的承载力，从而减少用桩量，同时也减少了水泥土桩复合地基中使用昂贵钢材的量，大大节省了工业的成本。其次，水泥土桩复合地基使用的建筑三材也非常少，并且非常普遍，在一般的工地上就可以找到，方便施工队就地取材，更可以将工业废料再利用，在有利于环保的同时，可以从而大大降低造价，第四，水泥土桩复合地基的施工方法适用的范围非常广，也就是在各种各样的地基不牢固的情况

6、下，都可以使用这项技术，这是由于在水泥土桩复合地基的方法中采用了水泥土搅拌桩，可以比较明显的提高地基的承载能力，从而达成非常重要的减少沉降，加固地基的作用，并且由于以上介绍的特点，比如费用低，施工快，工艺简单，所以使水泥土桩复合地基受到了广大施工队的喜爱，在大规模建造的过程中，诸如堤防，土坝，或者大面积建筑物、构筑物、建筑群的地基加固，或者在建造道路需要进行道路加固，河流岸坡防滑加固等，都可以进行水泥土桩复合地基的使用，搅拌桩的技术也因此得到了普及的使用。二、水泥土桩符合地基的常见处理方法对于地基处理技术近几年的发展与其在各种施工之中的普及，使得复合地基的技术在土木工程中越来越受重视，并且得到

7、了各种各样的应用，在我国现代应用的复合地基形式主要有碎石桩复合地基、水泥地桩复合地基、低强度桩复合地基、灰土桩复合地基等等，而常见的处理方法则有水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、粉喷桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基。下文，笔者只对较为重要的水泥土搅拌桩复合地基做展开解释。（一）水泥土搅拌桩复合地基为了加固饱和粘性土等地基，水泥土搅拌的方法是最常用、最常见的一种方法，其主要是利用水泥或者石灰等材料作为固化剂通过机械搅拌，就地将软土与固化剂进行均匀搅拌，使固化剂与软土充分结合后形成有整体性、水稳性与一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度，增大变形模量，并且根据固化剂渗入的状态不同可以分为浆液

8、搅拌与粉体喷射搅拌两种，这俩种各有特点，所以使用的处理方法也不同，前者需要使用浆液与地基土搅拌，而后者则需要使用粉体与地基土搅拌。在这之中，水泥土搅拌桩复合地基的使用又需要对一些重点重视，比如布桩形式与其加固的范围，首先最常用的布桩形式是柱状，也就是主要用于加固表面区与桩端土质比较好的局部饱和与软土区和深厚的饱和软土区等，其次是壁状或者格栅状，这两种形状主要是勇于软土坡边的互围，用于深厚的软土层或者分布不是很均匀的土层，从而提高整理的刚度与土的硬度，也就是在深基坑开挖的时候，为了防止边坡坍塌与岸壁滑动等现象的出现，到达提升施工安全性的目的。最后是块状的布桩形状，主要是用于上部结构荷载面积大，并

9、且严格要求建筑物、建构物地基不能均匀沉降的地基进行水泥土搅拌桩复合地基处理，有的时候软土区需要开挖深基坑的时候为了防止封底与坑底隆起的发生，也会使用这种方法，使用块状的水泥搅拌桩最需要注意的是布桩要考虑到群桩效应的作用，桩之间的间距不能够太小，应当适中放置。在使用这种方法时，要注意施工机械以及各项设计参数的现场标定，从而保证施工质量的优良与施工效率的提高，这项工作的进行应当是在施工场地平整、桩位测定结束之后进行，首先应当逐栋的进行场地标高的测定工作，如果场地的桩顶高度已经由事先的工作进行确认，那么之后应当结合桩顶标高、实测的桩机设备的钻杆钻具实际尺寸，经过一些列的计算之后在桩机钻杆上标识空头，

10、也就是桩端不需要喷浆的空搅段与桩长，也就是桩底喷浆完成标高的位置。在此之上，也应该进行搅拌桶的尺寸等计量物品尺寸进行逐一核查，并且计算出单桩用浆量、水泥量与单桩用水量等等，对于检测出来的具体参数要进行挂牌标识或者用其他手段记录，与此同时，要进行工程安全性的排查，保证工程的安全性，即检查压力表以及泥浆比重器数值是否正常，开钻前，也需要检查整体钻机的送浆系统是否严密，是否有漏液等问题，造成机器破裂的安全隐患等。在安全性排查中需要强调的是，计算水泥参量等数据时，一定要考虑柱头超喷的桩体，从而保证桩身的强度，避免有瑕疵的桩身出现，影响整个工程的质量。其次需要注意的是褥垫层的设置问题，所谓的褥垫层是指在

11、基础与桩体之间存在的，具有一定厚度的垫层，其构成成分一般为中砂、粗砂与级配砂石等粗砾组成，但是砂砾的最大直径一般不会大于 30 毫米。对于施工时很容易被扰动，咬合力比较差的卵石，会导致褥垫层的厚度均匀性无法得到保障，所以褥垫层的铺设一般不会采用卵石。而铺设褥垫层的目的则是为了保证水泥土桩、桩间土可以共同承担荷载，从而减少基础底面的应力集中，这样的措施可以有效的调整桩土之间的应力比，但是褥垫层的铺设需要注意细节，如果褥垫层铺设太厚，那么土层所需要承担的荷载就会偏大，而桩体承担的荷载就会偏小，这样水泥土桩的优势就不得发挥，导致工程整体质量的下滑。反之，如果褥垫层铺设过薄，那么基础传下来的容易造成过

12、于集中在桩体上，土层所荷载的力则会偏小，这样土的作用没有得到很大发挥，所以，必须将褥垫层铺设适中为好，在近几年的工程实践中，褥垫层铺设的合理厚度在实践中得到了总结，其合理厚度应当是 200 毫米至 300 毫米，但是当桩径比较大，桩间距比较长的时候，就应当取较大的值，从而保证桩与土的受力平衡。最后，介绍一下水泥土搅拌桩的成型，也就是最为贴近实践的环节，首先，在水泥土搅拌桩开钻之前的准备工作，应当先使用水清洗整个管道，并且检查管道的通畅性与密闭性，保证管道内部没有堵塞的现象，而管道的外壁没有漏液的现象，待清洗的水排尽之后方可进行下钻作业。对于每根桩，如果想要获得质量较好的桩体，那么就应当注意对每

13、根桩的水泥的用量，水泥压浆或者压灰是否有断续现象，喷浆或者喷灰的搅拌时间以及复搅次数时可以使用二喷四搅的方法工艺，首先，在第一次下钻为避免堵管可以带浆或者带灰下钻，其取料量应当得到限制，比较合理的数值应当是不超过总量的二分之一，并且严格带水下钻，在第一次下钻与提钻需要一律使用抵挡的操作，在复搅工艺的过程中可以适当的提高一个档位，并且在搅拌时，每根桩的成桩时间都不应当少于 4s/m，第一次提钻结束后，应当在桩底提留 30s 左右，从而达到一个磨桩端的作用，余浆或者余灰上体过程中全部喷入桩体，在桩顶端进行磨桩头，停时仍是 30s 左右，变掺量设计时在上部三分之一段需要再进行一次喷浆或者喷灰的操作。

14、施工时为了保证施工的质量与效率，需要严格把控喷浆或者喷灰的时间与速率，并且每根桩在开钻之后，应当进行不间断的连续作业，断续作业很有可能影响施工的质量，但是无法避免停滞作业时，应当及时进行补浆或者补灰。最后，为了水泥与土能够均匀拌和，在工艺结束后应当再度进行一次上下钻的复搅工作，最后的复搅工作应当做到慢速并且均匀，从而保障水泥土搅拌桩的质量。（二）旋喷桩复合地基作为高压喷射注浆法的一种，旋喷桩是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至图层的预定位置之后，再通过高压设备使浆液成为高压流，使浆液从喷嘴中喷射出来，这样的高压流喷浆可以以一种高强度的冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐、缓慢的向上提升，从而达到浆

15、液与土粒的搅拌混合，直至浆液凝固后，会在土中形成一个固结体，这种固结体即是水泥土桩复合地基的最终目的，也就是改变了土的变形性质，以这种混合固结体的强度，可以提升地基的抗剪强度，并且同时可以组成闭合的帷幕，从而达到在地下水流与流沙的治理中，产生截断、阻截的效果。（三）粉喷桩复合地基粉喷桩是一种需要专业机械，将固化剂，也就是水泥、石灰、粉煤灰、铝粉、石膏、矿渣等等，直接深入地基深部，并且在深部直接将这些固化剂与在深部的原土强制搅拌，从而使水泥与土产生一系列的物理、化学转变，达成水泥土桩复合地基的目的，也就是将混合土硬结为具有足够高强度、变形模量与稳定性的水泥加固土桩体，这样的桩体可以轻松的达到加固

16、基土的目的。（四）夯实水泥土桩复合地基夯实水泥土桩复合地基同样也是一种非常常用的水泥土桩复合地基的处理方法，其主要是将水泥与土料在孔外充分搅拌，其搅拌的均匀程度需求远远高于孔内搅拌的水泥土料，这就可以导致夯实水泥土的现场强度与相同强度、相同水泥掺量的室内强度，拥有基本相等，当然，这也需要夯实的水准相同。另外，由于夯实水泥土桩其实是一种将孔外搅拌均匀的水泥混合料回填到孔内，然后进行强力夯实，这样桩体的强度在孔内与天然土的强度相比也是有一个很大的增量，这个增量同时包括水泥的胶结强度，更包含水泥土密度增加产生的整个土体的密集强度增加。三、水泥土桩复合地基在实际应用的注意水泥土桩复合地基的施工质量影响

17、着整个建筑的施工质量，在施工时需要特别注意，而水泥土桩施工的质量影响因素最大的是水泥的用量，水泥用量的多少直接管理者搅拌桩桩身的强度是否合格与成桩后的质量是否合格，而水泥的用量则需要通过喷浆量与水灰比计算得出，所以，应当如何控制水泥搅拌施工质量的好坏的问题就转移成为了如何控制搅拌桩施工时水灰比与喷浆的问题，下文，笔者将详细介绍并且以水泥土搅拌桩复合地基作为重点展开介绍施工控制技术要求。（一）合理控制水灰比在施工的过程中，按试桩确定的水灰比加水，可以保证能够合理的控制水灰比例，加入搅拌桶的水量可以通过事先准备好的、表明在水桶上的刻度杆或者其他计量方法，只要能够表明每包水泥所需用水的刻度即可，之后

18、根据测量标识的数值加入对应的水泥，每根桩所需要的浆液大概需要分两次完成，以保证施工的质量与稳定性，在现场的工作人员需要配给专人记录每个桩的注水量与使用水泥的量，并且，现场人员需要使用泥浆比重计现场测定水泥浆的比重，之后再根据结果，将测出水泥浆的比重与事先在室内实验室做出的水泥浆比重与水灰比的关系所形成的曲线进行对比与分析，从而得出现场水泥浆的水灰比，再根据得出的水灰比的数值进行微调，也就是水泥较多则再添加水，而水较多则再添加水泥，这样的计算进行调整之后，使得现场配置的水泥浆的水灰比可以达到一个规定值，从而满足实验的要求，也可以满足水泥土桩复合地基的要求，提高施工的质量。（二）精确控制喷浆量一般

19、来说，水泥土桩的喷浆量采用流量计进行控制与调整，从而达到可以轻松监控、控制、调整每米土桩的喷浆值，确保单桩喷浆量必须大于设计喷浆量，并且，在施工完成可以比较轻松的对每一区域的水泥土桩的喷浆量做出合理、准确的统计分析。（三）检测施工质量施工的质量检测是为了保证工程质量与建筑、筑构完成后的安全性，施工组对水泥土桩复合地基的再度质量检测，其重要性不言而喻。而检测施工质量的首先，应当在水泥土桩施工完成、成桩后的第一天或者第二天内，随机抽取一些数量的土桩进行轻型动力触探实验，其主要目的是为了与桩身早期的强度进行对比分析，查看硬化质量是否达标，其次，在施工成桩后的第二十八天左右时，要在每一个试验区随机选取

20、三到四根土桩，进行抽芯，进行无侧限的抗压实验，这个实验的目的是保证成桩后的水泥土桩复合地基施工质量稳定，能够保证建筑筑成后的整体质量。最后，在工程结束之前，要进行桩体外观检查，即在施工现场随机挖出一根桩体，检查桩体的质量与外观是否连续、是否整齐，确保不会变质即可。因为种种的施工质量问题，要求我们必须尽快提升水泥土桩复合地基的质量，对这种地基的加固能力做出改良，而水泥土桩复合地基的处理方法很多，这里笔者只重点介绍拥有投资比较经济，并且很容易满足工程需求特点的水泥土搅拌桩复合地基，这种地基处理方式成为了众多施工团队中比较理想的软土地基处理方式，但是目前对于水泥土搅拌桩符合地基的承载力、制作与后期变

21、形的理论研究并不完全，还需要深入的研究，其研究重点应当放在对沉降变形的测算方法与认识，由于其测算方法并不全面，理论研究方面也有滞后性，无法达成保证质量的施工，这大大制约了水泥土搅拌桩复合地基的发展，更影响了水泥土桩复合地基的整体发展与在实际功能中的应用。（四）水泥土搅拌桩复合地基的技术要求上文介绍了水泥土桩复合地基的整体施工质量控制技术要求，下面，笔者将就比较重要的水泥土搅拌桩符合地基为着眼点，介绍水泥搅拌桩复核地基的施工控制技术要求。首先，要严格控制喷粉的标高与桩体的标高，从而确保桩体的长度，并且在未喷粉或者搅拌的时候，要严禁工作人员提升钻杆，以免发生危险。并且，在进行施工的时候，要避免不严

22、谨的省步骤，必须要严格按照设计要求，在地面以下二分之一左右桩长，并且大于或等于五米的范围内进行重复的、均匀的搅拌，这样的搅拌可以使得固化剂、固化料与地基土搅拌均匀，保证过程质量。第二，如果在检查或者施工的环节发现桩身出现问题，或者在打桩的过程中因故打桩中断，需要重新打桩，那么，水泥的用量与粉喷量不得低于设计值，并且重叠端必须大于一米。第三，为了保证质量达标，施工组应当严格控制重复搅拌与下沉速度，尽量提升重复搅拌的次数，而尽量保证下沉速度达到一个合理值，从而保证桩体加固范围内的没一深度桩体都能得到充分的搅拌，并且，水泥土搅拌桩下沉速度与重复搅拌的施工允许偏差必须每一项都符合之前依靠测量试验做出的

23、设计与规范要求。第四，在水泥土桩搅拌复合地基的开工前准备环节，必须及时进行土样试验，加固料试验，从而确定水泥土的比利，这样的试验能够为施工组确认每米的固化剂、固化料的用量，之后，再做 1-2 根桩体工艺的实验，使施工组可以长我施工现场的各种下桩、植桩的技术参数，包括含灰量、钻杆提升速度、钻进速度等等，试验结果需要经过监管人员、科学人员审核批准后方可成为施工依据。最后，在施工的过程中应当加强施工人员、施工方式的管理，从而使水泥土搅拌桩的沉降、制作等相关因素得到严格控制，尽量减少偏差值，从而确保工前、后的沉降均匀，沉降量可以在规范允许范围之内。四、水泥土桩复合地基处理方法的几点应用分析（一）关于设

24、计的问题首先，要根据施工场地地基土的特性确定使用哪种水泥土桩复合地基的处理方法，由于对于软弱地基的处理方法在上文列举了很多，所以，分析建筑场地的地质条件，从而确定处理的方法，或者进行多方案的比较，确定一个最佳方案，并且经过技术、经济等一系列的分析，是施工过程中优秀的决策方法。例如，在实际的工程过程中，对于比较浅的软弱土层，比如处理深度在三米左右时，其所需要的地基承载也不高，所以采用以生石灰为主要原料的灰砂柱、灰砂碎柱比较合适，这是由于其仅仅需要小型机械，或者人工进行成孔，施工非常简单，工期也是。但是处理比较深的土层的时候，比如五米左右或者更深的土层，就可以采用水泥土桩或者水泥灰土桩，这些以水泥

25、为主的桩造价会比灰砂桩高一些，但是仍可以使用混凝土灌注，使成桩价格降低，并且拥有比灰砂桩更坚固的成桩强度。水泥土桩、水泥灰土桩这样的桩身一般都可以适用于地下水位以上的地基土质，所以其处理深度一般可以达到十米左右，在处理、施工时，如果遇到地下水，可以采用水泥深层搅拌桩的方式，也就是喷粉桩或者干振碎石桩，水泥土桩或者水泥灰土桩有它的应用条件与适用范围，但是在很多施工设计上，存在着滥用的现象，很多施工队一发现软弱地基，立即采用水泥土桩，在有些情况下，这样的处理是不得当的，并且会产生经济上的浪费。（二）关于施工问题在机械施工的问题方面，目前使用的机械已经大可满足施工需求，成孔工程有成孔钻机，夯填料有夯

26、填机，但是这些机械有一个固定的缺点就是机械比较笨重，运行与移动速度比较慢，这样在交互施工的情况下，很有可能影响施工的进度。所以，应当考虑将这两种机器合二为一，即一种机械，同时可以钻孔并夯填，如此这般成孔后即可使用同一机器进行夯填，加快施工进度。另外，对于质量检测的方面，复合地基成桩后比较隐蔽，所以必须加强检验，检验的方面可以包括成孔深度、直径、垂直度等等，在竣工之后，桩体填料的干密度、承载力等等。而检验的方法，则可以使用取样、触探、荷载等，即上文所提到的。五、结论对于水泥土桩复合地基，其使用的桩体承载力较高，于是可以承担上部荷载的大部分，因此使地基的整体承载力得到提升，经过大范围的工程实践与检

27、测，在进行水泥土桩复合地基之后的地基，相比处理前的地基其承载能力提高了一倍甚至一倍以上，并且大大减少了或者消除了沉降、不均匀沉降的产生，所以，这项施工简单，污染低，技术可靠又经济的方法值得广泛使用。然而，水泥土桩复合地基仍然存在一些问题，比如遇到地下水时，没有特别好的土桩可以作为其他桩体的组合桩解决这个问题，或者机械设备过大等，影响施工效率，这些问题还需要现代学者的解决。参考文献:1曾卫华，浅析水泥土搅拌桩复合地基在地基处理方法中的应用J.工程技术全文版，2016（11）.2景宜芳，浅析水泥土桩复合地基的处理与应用J.中国科技博览.2011（37）.3张俊东，夯实水泥土桩复合地基在建筑地基处理中的应用实例J.2011（29）.4肖湘蓉，浅谈企业档案与企业文化建设 J.中小企业管理与科技,2013,(13).5贾榕泉，山东上市公司企业文化对业绩影响研究 J.科技视界,2015,(30)6房群，国有企业用企业文化锻造执行力的几点启示 J.商场现代化,2015,(5).7苏嵘，加强企业文化建设提升企业核心竞争力 J.科技创新导报,2016,(12).8黄炳生，国有企业文化建设与增强自主创新能力研究 J.沿海企业与科技,2016,(1)