[发明专利]一种防地基液化的水泥土搅拌桩施工方法

说明书

本发明提供一种防地基液化的水泥土搅拌桩施工方法，在水泥土搅拌桩施工前在现场预埋孔隙水压力计和布置竖向钢条，通过对施工过程中土体产生的超孔隙水压力的监测和对土体结构变化的表现，采用“减速增量”的措施进行调整施工，从而得到同时兼顾效率和安全的施工方法。本发明在保证水泥土搅拌桩施工进度的前提下，控制周围土体扰动的影响，有效减少复合地基的液化，且施工周期短，所用重大机械设备少，可大力推广。

技术领域

涉及土木工程施工领域，特别涉及岩土工程中的地基加固施工。

技术背景

在土建工程中，对于软地基的加固处理常用的方法有排水固结法、表层处理法、置换法和灌入固化物法。水泥土搅拌桩即是灌入固化法中的一种方式，也是岩土工程中对于软地基最常用的方法之一；其原理是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。由于是强制改变天然土体结构来达到加固的目的，所以水泥土搅拌桩的施工对现场水文地质条件有所限制。水泥土搅拌桩的施工在我国起步较晚，发展技术还不是很成熟，施工时虽然已经初步对各项数据及未知变化进行验算分析，但是仍存在许多细节被忽略，或者还无法对某些问题提供一个有效的解决方案。

现有技术中，在水泥土搅拌桩施工前进行了水泥土混合测试、地基承载力计算等试验作为施工时实际数据对比，以达到最大化减少误差和可变因素；但是在施工时因强制下沉挤压土体，对土体结构的扰动，引起周围土体结构孔隙水压力上升变为超孔隙水压力，导致地基液化问题上，往往被忽略。超孔隙水压力会随着时间慢慢消散，所以大多数人认为没有必要再花费劳动力去处理，只需要长时间养护待其消散即可。然而就犹如蝴蝶效应般，导致工程事故的发生，通常都是由被忽略的微不足道的变化引起的，超孔隙水压力和土体的扰动带来的地基液化，会在达到一定程度时地基失效，发生建筑物下沉、倾斜甚至倒塌等现象，不仅会影响现场场地安全，还给周边房屋设备带来危害。故人们在水泥土搅拌桩施工过程中的安全方面上，需要做出针对性的有效改进。

发明内容

为解决上述技术问题，防止水泥土搅拌桩施工时地基液化带来的危害，本发明提供完善的一种防地基液化的水泥土搅拌桩施工方法。相对现有的水泥土搅拌桩施工工艺，本发明提出了在施工过程中对土体产生的超孔隙水压力的监测，通过调整桩机施工工序控制超孔隙水压力持续上升，从而得到同时兼顾效率和安全的施工方法。其在保证水泥土搅拌桩施工进度的前提下，控制周围土体扰动的影响，有效减少复合地基的液化。

其通过下述技术方案来实现：一种防地基液化的水泥土搅拌桩施工方法，包括以下步骤:

a. 施工前先进行场地平整，包括清除地表杂物杂草和地下0.5m内的障碍物；地下障碍物的清理需要对地下0.5m内的土方开挖，把所有障碍物清理掉，包括地下管道等废弃设备，如遇淤泥等土质需进行换填。清理完成后，回填1/2开挖量的无杂质开挖土，进行整体地表劣实。

b.放线测量进行桩位定位，并编号标记好，待所有桩位定位完毕后，在桩群范围外3m处钻孔埋设孔隙水压力计，呈包围趋势，每个孔隙水压力计水平间隔约为10m；水平方向埋设好后，可在竖直方向对应埋设，竖直方向的孔隙水压力计间隔宜取3～5m，分别在地下5m、8m和12m处埋设；竖向的埋设可全方位监测水泥土搅拌桩从桩头到桩底的超孔隙水压力。孔隙水压力计周围需用少量细砂填满，最后用膨润土封孔并捣实。孔隙水压力计通过导线连接现场监测设备。

c.桩群范围外5m处插竖向钢条，以围栏的形式按一定数量排列。钢条采用截面面积不超过1cm2、长度约为15m的钢筋条，其一部分插入土体内，另一部分裸露在地表高至少1.5m，需按照要求使其严格垂直水平面，并用测量记录垂直度。其排列间隔设计约为7m。此设计的目的在于间接观测土体扰动发生的变化。

d.各项准备工作完成后，进行水泥制浆，制好后放进储浆池。