水泥土搅拌桩支挡结构上海市人防科研所俞锡桥顾祖敏内容提要本文介绍了水泥土搅拌桩成功地应用于上海市四平路地下车库基坑开挖(基坑面积49×86m’．开挖深5．75m)迎坡支护的实践经验，提出了水泥土搅拌桩作为饱和软土地区基坑开挖迎坡支护结构的设计计算方法，阐述了水泥土的物理力学性能指标。通过7个大、中型典型工程的实际应用表明：在饱和软土地质条件下，采用水泥土搅拌桩作为挡土支护结构具有明显的社会和经济效益，因而是一种较为有效的施工方法。一、概述近一、二十年来，高压旋喷法、水泥灌浆法、深层搅拌法等各种软土地基加固新技术相继问世，并迅速得到发展。这些技术的基本原理都是利用水泥(或水泥浆)对软土进行人工处理，通过水泥和软土之间的化学、物理反应，．使软土硬凝成为具有一定强度和遇水稳定的水泥加固土。这种水泥加固土(以下筒称“水泥土)是一种新的人工土，它的强度高于未加固的原状土，而低于混凝土。人们可以根据水泥标号、水泥掺入比和外掺剂等不同情况来获得水泥土的各种物理、力学性能指标，以满足工程建设所需要的土体强度。深层搅拌法(亦称。DM”法)是在日本首先发展起来的。早在1967年，日本港湾技术研究所就研究成功了石灰土深层搅拌法。到1975年，日本川铁工所研制成功适用于陆上和水上的水泥搅拌施工机械(称“HcM”机)，才使水泥土搅拌技术由实验阶段进入实用阶段，并迅速得到发展，相继出现了“SMP法(“土搅拌桩”法，采用单搅拌头机械)和“SMW”法(“土搅拌墙法，采用多搅拌头机械)。如日本成幸工业有限公司采甩的“SMW”机，有三个搅拌头，可同时搅拌成一个三园交联桩，其每园直径为55cm，搅拌深度可达30m。图1为日本成幸工业有限公司目前使用的sMW机之一，图2为由该机施工成形的桩体截面。图3为日本目前采用挡土结构的几种常用形式，其结构设计主要作为受弯构件考虑。图4为水泥土作为承载骨架的几种常用形式。图5是日本采用水泥土搅拌桩的儿种应用举例。我国于80年代初首先由冶金部建筑研究总院开发水泥土搅拌桩技术，并在江阴振冲器厂研制成功丁第一代深层搅拌机械sJB一1型深层搅拌机，见图6目前在我国应用较多的就是这种机械。它是一种双搅拌头，中心输浆方式的中型机，搅拌最大深度目前为l5米。其加固软土地基施工流程见图7一23—维普资讯http://www.cqvip.com^B‘^卜■■一}曲穗捧lI，一f●百土一件^tD■f●土一一井^BC-旧lC‘：图1日本舶。S-~IW”机、锕板桩图3钢粱或钢扳柱与水泥土搅拌枉联台组成挡土墙园——24一长式墙式格栅式桩式图●水汜土载骨架形式维普资讯http://www.cqvip.comA掘开式地道B．市政管道C大坝固5应用举例}—趔^{图6sje-1型濂层搅拌机25——维普资讯http://www.cqvip.com图7深层搅拌加固工艺流图几年来，通过天津、连云港、江苏、浙江，福建及上海等地区的应用表明，这一施工技术具有无振动、无噪音、无污染、不需要降水、不需要支撑和拉锚、隔水性能好、地基变形和沉降小、对周围建筑物和地下管线影响小、机具简单、操作方便、工期短、成本低等许多优点，它是可以作为地基加固、边坡支护、隔水帷幕等使用的较为有效的施工方法。因此，在软土地质条件下，这种施工方法具有很强的生命力。二、水泥土搅拌桩的物理力学特性使用SJB一1型深层搅拌机加固软粘土所形成的水泥土搅拌桩，桩截面为“8”字形，面积达0．71m，周长3．35m。水泥土桩物理力学特性与天然-地基的土质条件，水泥掺入量等因素有关，下面着重介绍水泥土的物理力学性质。(一)物理性质水泥浆改善了原状土的物理性质。水泥土的容重与加固所用的水泥浆的容重有关。对于水灰比为0．45～O．50的水泥浆拌制的水泥土桩，其容重一般可提高0．5KNIm。水泥土固化是一系列化学反应的结果。水泥土的含水量略低于原状土的含水量，一般可比原状土含水量低3～7。水泥土的比重比原状土略高，一般可增加0．03～0．04。(二)力学特性1．水泥土的无侧限抗压强度q一般为0．5～{．0MPa，比天然软土大许多倍。通过现场实测，四平路地下车库搅拌桩的无侧限抗压强度为q=1~2MPa。水泥土抗压强度的影响因素较多，主要有：(1)水泥掺入比a实际工程中，水泥土的水泥掺入比常选用a=8...
