商文念 刘建秋
(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013)
l=10.0+1.0+0.5+0.5-1.8=10.2 m。
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，
m=0.165。
深层水泥土搅拌桩在变电站工程中的应用
商文念 刘建秋
(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013)
结合某220 kV变电站地基处理工程，详细介绍了深层水泥土搅拌桩的工作机理和设计方法，说明了深层水泥土搅拌桩的特点及优越性，为其在变电站中的推广应用提供借鉴。
深层水泥土搅拌桩，变电站，设计方法
0 引言
深层搅拌桩复合地基加固软土的方法是把水泥浆作为固化剂，通过软土和水泥的物理和化学反应，经过搅拌施工，形成水泥胶凝材料与土体的完整结合体，结合体能满足稳定和足够的强度，从而提高土壤的强度和变形模量，水泥土能够和周围自然土壤结合在一起形成一个复合地基，共同承担基础上层建筑负载。
这种地基处理技术具有设备简单、操作方便、施工速度快、成本低、无污染、无振动以及对周围环境无不良影响等优点。这项技术在我国的20世纪80年代末迅速发展，本文详细描述了某220 kV变电站地基处理工程设计过程，说明了其工作机制和设计方法，并描述了这项施工工艺的特点和技术优势。
1 工程概况
①粘土：fak=110 kPa，Es=5.8 MPa。
②粉土：fak=110 kPa，Es=13.3 MPa。
③粉砂：fak=110 kPa。
④淤泥质粉质粘土：fak=70 kPa，Es=3.1 MPa。
站区工程地质剖面图如图1所示。
2 水泥土搅拌桩加固原理
深层搅拌桩加固的基本原理是基于水泥和土(以下简称为水泥土)的物理和化学反应，其硬化机理与混凝土不同，混凝土的硬化机理主要通过水泥水解和水泥水化，所以混凝土能够更快凝固。而水泥土水化过程则不同，因为水泥含量少(只有加筋土重量的7%～20%)，水泥的水解和水化反应是某些活动在活性介质和土壤围绕下进行的，土壤条件对水泥土搅拌桩承载力的影响主要有两个方面：一个是土壤物理性质对水泥土搅拌桩均匀性的影响；第二个是土壤水泥土的物理和化学性质提高对于水泥土搅拌桩强度的影响。土壤和水泥凝结硬化缓慢和反应较为复杂，造成水泥土搅拌桩强度增长的过程中比混凝土更慢。
水泥土加固作用主要来自水泥和土体形成的水合物，另外由于水泥土施工过程中，因为机械搅拌切割，难免会留下一些未被粉碎的小土块。土块现象将出现在混合胶凝材料中，虽然水泥土胶凝材料已经填充了土团之间的粗大空隙，但是在水泥搅拌桩形成过程中一些更微细的区域，以及该土块区域则没有水泥。只有经过很长一段时间后，土壤颗粒中的水泥水解产物会渗透穿过土块，并最终改变其属性。因此，在水泥土必然会有强度和水稳定性好的区域和低强度水泥土块区域，两者交替出现在桩体中，形成了独特的水泥土结构。由此可以得出如下结论：水泥和土壤混合的越均匀，土块被粉碎较细，水泥分散到土壤中越均匀，水泥土强度的离散性越小，其宏观整体强度越高。
3 水泥土搅拌桩复合地基设计方法
深层水泥搅拌桩复合地基设计主要是为了确定置换率和搅拌桩的长度。搅拌桩长度由上部结构的承载力和变形的要求决定，并应穿过软土层到达地基承载力较高的持力层，以防止出现圆弧形滑动稳定破坏，其桩长度应超过滑动圆弧以下2 m。
水泥土搅拌桩设计：
确定桩长：
场地设计标高5.56 m，自然场地标高4.54 m；填方1.0 m;⑤层土上表面埋深10.0 m，上部预留0.5 m桩头，下部深入⑤层土0.5 m，基础埋深1.8 m;桩长:
l=10.0+1.0+0.5+0.5-1.8=10.2 m。
确定置换率：
水泥土搅拌桩单桩竖向承载力特征值:Ra=190 kN。
水泥土搅拌桩面积置换率：
m=0.165。
4 结语
该变电站工程已竣工5年，经受了时间的考验，目前基础沉降稳定。深层水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特的优点：
1)尽量采用加固区域原土。深层水泥土搅拌桩与周围天然土壤可以更好的紧密结合在一起，形成复合地基更加牢靠牢固，更好的承担上部地面结构载荷。
2)深层水泥土搅拌桩可以实现无振动搅拌，无噪声，无污染，可在密集建筑物周围施工，对周围现有的建筑物和地下沟槽影响不大。
3)根据上面结构的需要，可以灵活地使用柱，壁状、格栅等其他类型的水泥土搅拌桩形式。
4)与钢筋混凝土桩基相比，深层水泥土搅拌法加固软土技术可大量节约钢材并降低工程造价。
[1]陈 松，陈国金，黄 雄.水泥土搅拌桩复合地基的质量检测与加固效果评价.建筑科学,2008，24(1)：88-91.
[2]赵宏华，韩选江.深层搅拌桩复合地基沉降变形研究.工业建筑，2007，37(6)：63-65.
Application of deep mixing pile technology in substation engineering
Shang Wennian Liu Jianqiu
(ShandongElectricPowerEngineeringConsultingInstituteCorp.,Ltd,Jinan250013，China)
Taking the foundation treatment engineering of a 220 kV substation as an example, the mechanism and design method of the deep mixing pile technology were introduced in this paper. The characteristics and superiority of the deep mixing pile technology were described, which provides a reference for its extensive application in transformer substation.
deep mixing pile, substation, design method
1009-6825(2015)18-0062-02
2015-04-11
商文念(1983- )，男，硕士，工程师，国家一级注册结构师； 刘建秋(1965- )，女，教授级高级工程师，国家一级注册结构师
TU472.36
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