一种泥炭质土深层搅拌桩结构

摘要

本发明公开了一种泥炭质土深层搅拌桩结构，包括土层结构以及穿设于土层结构中的深层搅拌桩，所述土层结构中至少包括一段泥炭质土层，所述土层结构于所述泥炭质土层的区域形成有粉煤灰固化层，所述粉煤灰固化层包覆于所述深层搅拌桩外侧。本发明的泥炭质土深层搅拌桩结构，通过在泥炭质土中增加粉煤灰固化层，改变了泥炭质土的工程性质，改善了地基土环境，提高了泥炭质土的加固效果，然后再在粉煤灰固化层中采用水泥土深层搅拌桩成桩，进而使深层搅拌桩的外侧包覆粉煤灰固化层，从而保证了深层搅拌桩的成桩质量。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑基坑工程的地基处理技术领域，尤其是指一种泥炭质 土深层搅拌桩结构。

背景技术

随着经济的发展，城市建设从市中心向四周郊区扩张和转移，中心城 区可有效利用的土地资源越来越小，许多工程不可避免的要建在软土地基 上。我国广泛分布的软土有淤泥、淤泥质土、泥炭及泥炭质土等。目前对 软土工程性质的研究只是针对淤泥和淤泥质土，而对泥炭质土性质的研究 并不多。然而在泥炭质土中深层搅拌桩如何成桩问题引起了工程师们的广 泛关注。

泥炭质土的工程性质差主要表现在：有机质含量高、孔隙比大、含水 量高、天然密度小、压缩性高、抗剪强度低、结构性强而灵敏度高、固结 慢等方面，有机质会阻碍水泥的水化反应，影响水泥土固化，降低水泥土 强度，而且有机质含量越高，阻碍作用越明显，直接采用水泥土深层搅拌 桩施工，水泥用量大，而且成桩质量差。在软土中采用水泥土深层搅拌桩 施工时，增加水泥掺量并不能有效提高水泥土的强度和止水效果。因此， 直接采用水泥土深层搅拌桩施工有一定的局限性，如何在泥炭质土中施工 深层搅拌桩就成为了本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于上述现有技术中，水泥土深层搅拌桩在泥炭质土中成桩困难的 问题，本发明提供了一种泥炭质土深层搅拌桩结构，包括土层结构以及穿 设于土层结构中的深层搅拌桩，所述土层结构中至少包括一段泥炭质土 层，所述土层结构于所述泥炭质土层的区域形成有粉煤灰固化层，所述粉 煤灰固化层包覆于所述深层搅拌桩外侧。

本发明泥炭质土深层搅拌桩结构的进一步改进在于，所述土层结构包 括泥炭质土层、填土层以及混合土层，所述填土层形成于所述泥炭质土层 上方，所述混合土层形成于所述泥炭质土层下方，所述粉煤灰固化层贯穿 所述泥炭质土层、填土层以及混合土层，在各土层中均形成粉煤灰固化层， 保证了深层搅拌桩的成桩质量。

本发明泥炭质土深层搅拌桩结构的进一步改进在于，所述粉煤灰固化 层的底部为所述泥炭质土层的下边界以下1.0～2.0m处，在保证深层搅拌桩 的成桩质量的前提下，节约了粉煤灰固化层的用量。

本发明的泥炭质土深层搅拌桩结构，通过在泥炭质土中增加粉煤灰固 化层，改变了泥炭质土的工程性质，改善了地基土环境，提高了泥炭质土 的加固效果，然后再在粉煤灰固化层中采用水泥土深层搅拌桩成桩，进而 使深层搅拌桩的外侧包覆粉煤灰固化层，从而保证了深层搅拌桩的成桩质 量。

具体的，采用深层搅拌桩机将粉煤灰与泥炭质土拌合均匀，使其发生 一系列的物理化学反应，形成粉煤灰固化层。由于粉煤灰的化学成分为 SiO₂、Al₂O₃以及CaO。CaO与水反应生成Ca(OH)₂，Ca(OH)₂再与SiO₂和Al₂O₃反应生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙都是水硬性化合物，其凝结 后形成凝胶层吸附在土颗粒表面，随着反应的进行凝胶层逐渐加厚，并且 水化过程中体积发生膨胀，填充了土颗粒间的空隙，从而提高了泥炭质土 的加固效果。同时，水化产物Ca(OH)₂能以Ca²⁺、OH^－的形式存在，并与 土微粒表面带有Na⁺、K⁺等进行阳离子交换，土粒间的结合力增强，使较 小的土颗粒形成较大的土团粒结构，从而改变了泥炭质土的工程性质。

本发明泥炭质土深层搅拌桩结构的有益效果是：

(1)粉煤灰本身就是胶凝材料，采用其与泥炭质土发生一系列的物 理化学反应，可有效改善地质土环境。

(2)采用粉煤灰复搅两次，水泥浆液复搅两次形成水泥土深层搅拌 桩，有效减少了水泥用量，达到了节约工程造价的目的。

(3)粉煤灰本是燃煤电厂排出的工业废料，将其用于改善地质土环 境及加固地基，达到了变废为宝的绿色建设目的。

(4)在泥炭质土环境中直接采用水泥土深层搅拌桩成桩施工，成桩 质量差而难以成桩；采用本发明的泥炭质土深层搅拌桩结构解决了此问 题，而且成桩质量好，拓宽了水泥土深层搅拌桩的适用范围。

附图说明

图1是本发明泥炭质土深层搅拌桩结构的平面示意图。

图2是图1中A-A面的剖面图。

图3是图1中B-B面的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

配合参看图1至图3所示，本发明的泥炭质土深层搅拌桩结构，包括 土层结构以及穿设于土层结构中的深层搅拌桩10，所述土层结构中至少包 括一段泥炭质土层30，所述土层结构于所述泥炭质土层30的区域形成有 粉煤灰固化层20，所述粉煤灰固化层20包覆于所述深层搅拌桩10的外侧。

其中，土层结构包括泥炭质土层30、填土层40以及混合土层50，所 述填土层40形成于所述泥炭质土层30的上方，所述混合土层50形成于 所述泥炭质土层30的下方，混合土层50可为粘土、粉土、圆砾等土层。 所述粉煤灰固化层20贯穿所述炭质土层30、填土层40以及混合土层50。 为了减少粉煤灰固化层的用量，所述粉煤灰固化层20的底部可以设为所 述泥炭质土层30的下边界以下1～2m处。

本发明的泥炭质土深层搅拌桩结构，通过在泥炭质土中增加粉煤灰固 化层，改变了泥炭质土的工程性质，改善了地基土环境，提高了泥炭质土 的加固效果，然后再在粉煤灰固化层中采用水泥土深层搅拌桩成桩，进而 使深层搅拌桩的外侧包覆粉煤灰固化层，从而保证了深层搅拌桩的成桩质 量。

具体的，采用深层搅拌桩机将粉煤灰与泥炭质土拌合均匀，使其发生 一系列的物理化学反应，形成粉煤灰固化层。由于粉煤灰的化学成分为 SiO₂、Al₂O₃以及CaO。CaO与水反应生成Ca(OH)₂，Ca(OH)₂再与SiO₂和Al₂O₃反应生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙都是水硬性化合物，其凝结 后形成凝胶层吸附在土颗粒表面，随着反应的进行凝胶层逐渐加厚，并且 水化过程中体积发生膨胀，填充了土颗粒间的空隙，从而提高了泥炭质土 的加固效果。同时，水化产物Ca(OH)₂也能以Ca²⁺、OH^－的形式存在，并 与土微粒表面带有Na⁺、K⁺等进行阳离子交换，土粒间的结合力增强，使 较小的土颗粒形成较大的土团粒结构，从而改变了泥炭质土的工程性质。

本发明的泥炭质土深层搅拌桩结构的施工步骤如下：

(1)根据场地地质条件和基坑工程止水帷幕桩的止水要求，确定水 泥土深层搅拌桩的施工参数；

(2)测放现场平面控制网。

(3)轴线及桩位放样。

(4)以粉煤灰作为复合固化剂，采用深层搅拌桩桩机将粉煤灰粉体 与泥炭质土强制拌合均匀，采用复搅两次，形成粉煤灰固化层。

(5)在步骤(4)的基础上再采用水泥浆液在粉煤灰固化层的位置复 搅两次，形成深层搅拌桩。

(6)桩机移到下一桩位处重复步骤(4)、(5)直到施工完毕。

采用深层搅拌桩桩机将粉煤灰粉体与泥炭质土强制拌合均匀，并复搅 两次，形成粉煤灰固化层，所述的水泥土深层搅拌桩可为单轴搅拌桩、双 轴搅拌桩及三轴搅拌桩。在此基础上再采用水泥浆液在粉煤灰固化层的位 置复搅两次，形成使用粉煤灰的水泥土深层搅拌桩，可有效减少水泥用量， 节约工程造价。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上 的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。