深层水泥搅拌桩基础在软土地基中的应用
摘 要:本文论述了深层水泥搅拌桩在软土地基中的应用,探讨搅拌桩的设计计算方法,以实例计算验证设计的合理性,为今后的深层水泥搅拌桩设计提供理论依据。
关键词:深层水泥搅拌桩 软土地基 设计计算
1 前言
深层水泥土搅拌桩用于软土地基加固,其基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程,它利用特制的深层搅拌机械,将固化剂灌入需处理的软土地层内,就地将原位土和固化剂上下强制搅拌均匀,由于固化剂和其它掺和料与土之间将产生一系列水解和化学反应,生成水泥水化物并形成凝胶体,将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体,同时,水泥在水化过程中形成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用,生成稳定的钙离子,使部分的桩周土得到改善,进一步提高土体的强度,组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基,承担上部结构荷载。
2 工程实例
某炼油厂在一期工程的基础上进行了二期扩建,新罐区场地地质条件复杂,在勘探深度50m范围内有8个土层,其中淤泥质粘土层(土层3)是本场地地基中最软弱的土层,埋藏浅、厚度大(约20余米)是油罐地基的主要受压层,由于大型油罐要求基础沉降不得超过4‰D,故需要对此软土地基进行加固,各土层的物理力学指标见表1~2所示。
3 设计计算
综合场地地质、技术、经济造价及施工可行的要求,本设计选用水泥土搅拌桩加固软土地基,拟建场地上选用525#矿渣硅酸盐水泥,水泥掺入比15%,生石膏2%,木质素磺酸钙0.2%。现场水泥土搅拌桩试验布桩Φ700mm,27根试桩,桩长21~27m,单桩承载力标准值平均值267kN,复合地基承载力标准值平均值231kPa。
3.1复合地基承载力计算
根据设计要求,油罐内径D=60m,油罐壁高H=19.35m,罐体自重Q=12000KN,充水高度H=17.5m,设计场地地面标高10.50m,自然地面标高9.0m。
则设计地面以上荷载q=217Kpa
自然地面(即搅拌桩顶面)标高9.0m处平均压力244Kpa,桩径取Φ700mm,