水利工程期刊論文發(fā)表軟土地基處理范文

　　摘要：近年來深層攪拌樁在水利工程項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用，在砂性土地基取得非常理想的效果。但對于軟土地基，尤其是含水量高的淤泥或者淤泥質(zhì)土地基處理很難達(dá)到設(shè)計(jì)效果。本文就臨泉縣老城區(qū)泵站改擴(kuò)建工程中水泥攪拌樁的設(shè)計(jì)、施工情況進(jìn)行分析，并對施工中應(yīng)注意的問題來進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞：水利工程,軟土地基,水泥攪拌樁,應(yīng)用

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民生活不斷提高，對于水利工程項(xiàng)目的施工提出了更高的要求，而軟土地基處理中水泥攪拌樁的應(yīng)用作為水利工程項(xiàng)目施工的重要組成部分，在水利工程有著不可替代的作用。

　　一、設(shè)計(jì)情況

　　臨泉縣老城區(qū)泵站改擴(kuò)建工程李灣站裝機(jī)3×115KW，公安站裝機(jī)2×55SW，項(xiàng)目總投資1240萬元。

　　泵站選址處持力層土質(zhì)以中粉質(zhì)壤土和砂壤土為主，容許承載力只有75-80kPa。公安排澇站泵房處于淤泥1.5米深溝塘中，需要清淤回填土。通過地質(zhì)勘探，兩站均不能滿足建筑物各部位的承載力要求及地基整體性要求。泵室段、岸墻及上下游翼墻等均需進(jìn)行基礎(chǔ)處理，上、下游翼墻、上游護(hù)坦及下游消力池均按設(shè)計(jì)要求采用水泥攪拌樁處理，以提高翼墻地基的承載力及護(hù)坦、消力池地基的整體性。設(shè)計(jì)樁徑為50cm，樁間距90cm。

　　; —單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值;

　　η—強(qiáng)度折減系數(shù);

　　—與攪拌樁樁身加固土配比相同的室內(nèi)加固土試塊的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值;

　　Ap—樁的截面積;

　　—樁周土的平均摩阻力;

　　up—樁周長;

　　L—樁長;

　　α—樁端天然地基土的承載力折減系數(shù);

　　—樁端天然地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

　　復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算： =m / Ap+β(1- m) 式中：

　　—復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值;

　　m—面積置換率;

　　β—樁間土承載力折減系數(shù);

　　—樁間天然地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

　　經(jīng)計(jì)算，單樁承載力為144kPa，復(fù)合地基承載力要求不小于135kPa。

　　二、施工方法

　　主要有恢復(fù)中線，放出作業(yè)路段邊樁，清理平整原地基。做好排水系統(tǒng)，保證排水通道暢通以利于軟土排水固結(jié)。將質(zhì)量合格的砂運(yùn)至施工現(xiàn)場，按計(jì)算用量卸料，按設(shè)計(jì)厚度鋪設(shè)砂墊層并推土機(jī)壓實(shí)。繪制方格網(wǎng)圖并現(xiàn)場放樣，用方格網(wǎng)控制，標(biāo)示樁位置處，使樁距誤差控制在允許范圍內(nèi)。選擇樁機(jī)(有輪胎式，鏈條式，軌道式)，機(jī)上應(yīng)刻有明顯的進(jìn)尺標(biāo)志。就位樁機(jī)，調(diào)好機(jī)架的平整度和鉆桿的垂直度，使樁的垂直度偏差控制在允許范圍內(nèi)。

　　三、試樁情況

　　本工程共進(jìn)行了三次試樁，試樁場地選擇在上游護(hù)坦處，樁長6m。

　　第一次試樁于2012 年11月15日開始。共試7 樁，水灰比分別為0.55、0.60、0.65、0.70，水泥摻入量分別為18%，20%。鉆頭采用三層刀片，層與層之間凈距為27cm，下沉與提升速度均為0.75m / min，噴漿壓力0.55~1.0MPa，采用“四攪二噴”工藝，上提噴漿。攪拌過程中有鉆頭泥漿抱團(tuán)現(xiàn)象。2012 年11 月22 日進(jìn)行輕便觸探，由于效果不理想，11 月29日對其中的5 根樁進(jìn)行鉆芯取樣，發(fā)現(xiàn)樁身均勻性及連續(xù)性較差，局部水泥富集，且樁頭強(qiáng)度較差，試樁結(jié)果均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。針對第一次試樁過程中出現(xiàn)的問題，采取了改進(jìn)措施：改變噴漿孔方向，由一側(cè)噴漿改為兩側(cè)噴漿，并增大噴漿壓力;刀片層數(shù)由三層改為二層，刀片凈距仍為27cm;噴漿時的攪拌速度降低為0.5m / min。

　　2012 年12 月17 日進(jìn)行了第二次試樁。水灰比為0.6，水泥摻入量分別為18%和20%，采用“六攪二噴”和“四攪二噴”兩種工藝，采用“上提噴漿”和“下沉噴漿”兩種噴漿形式，本次共試了8根樁。在試樁過程中基坑四周的降水井部分已發(fā)揮作用，降低了一定的地下水位，且成樁以后及時對樁頭進(jìn)行草包覆蓋。10d 后對其中的4 根樁鉆芯檢測，均發(fā)現(xiàn)局部有水泥結(jié)塊，仍然存在攪拌不均勻現(xiàn)象，且樁頭2~3m 范圍內(nèi)強(qiáng)度較差，質(zhì)量評估仍為不合格。

　　2013 年1月15 日進(jìn)行第三次試樁。鑒于第二次試樁在均勻性、連續(xù)性及樁身強(qiáng)度等方面較第一次試樁有較大改善，經(jīng)多次研究對試樁工藝進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)：刀片凈距分別加大至35cm 和60cm，并調(diào)整刀片角度，將下層刀片改為45°角，上層刀片改為平角度; 水灰比采用0.55，采用“四攪二噴”工藝，并對樁身上部3m 范圍內(nèi)增加一次噴漿復(fù)攪。本次共試36 根樁，10d 后對其中的4根樁鉆芯檢測，檢測結(jié)果3 根合格。對合格的3 根樁的施工工藝經(jīng)過進(jìn)一步的分析比較，最后確定在正式施工中采用35cm的刀片凈距，水灰比0.55，水泥摻入量為20%，“四攪二噴”工藝，下沉噴漿，并對樁身上部3m范圍內(nèi)增加一次噴漿復(fù)攪。

　　在隨后的施工中嚴(yán)格按照選定的工藝施工，要求每臺機(jī)械配備流量計(jì)，以能夠反映攪拌噴漿的全過程，達(dá)到齡期時及時按規(guī)范檢測并進(jìn)行鉆芯檢測，出現(xiàn)不合格的樁及時進(jìn)行補(bǔ)樁。在翼墻部位選取達(dá)到28d 齡期的樁做了4 個點(diǎn)的復(fù)合地基承載力靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果復(fù)合地基承載力達(dá)到140kPa，滿足135kPa 設(shè)計(jì)承載力要求。

　　四、注意事項(xiàng)

　　對水泥攪拌樁在淤泥質(zhì)軟土地基中的應(yīng)用需要意以下幾點(diǎn)：

　　(1)因?yàn)楦鱾€水利工程地質(zhì)情況各不相同，在正式施工前一定要進(jìn)行室內(nèi)、現(xiàn)場成樁試驗(yàn)，確認(rèn)水泥的摻入量、水灰比例、刀片數(shù)量、攪拌速度以及間距等一些具體施工工藝。施工中應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)在質(zhì)量上監(jiān)督，嚴(yán)禁出現(xiàn)無漿及少漿現(xiàn)象的軟弱水泥土段。

　　(2) 當(dāng)土樣的含水量為50%~85%范圍內(nèi)并變化時，每降低10%的含水量，土樣的強(qiáng)度即可提高30%~50%。所以對于含水量大的軟土地基進(jìn)行處理時，在針對土質(zhì)狀況來采取可行的降低含水量的措施，并盡量用較小的水灰比(可加適量外加劑)。

　　(3)低溫尤其是負(fù)溫時，因?yàn)樗嗤恋乃退夥磻?yīng)比較緩慢，水泥土的強(qiáng)度增長也相對比較緩慢，故在相同的齡期下，強(qiáng)度經(jīng)常很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因水利工程大部分在冬春季進(jìn)行，所以要盡量避免負(fù)溫環(huán)境下的攪拌樁施工，如因工程工期安排確實(shí)需要進(jìn)行施工，也應(yīng)對樁頭適當(dāng)采取保溫措施。

　　(4) 對粘粒含量高的軟土的處理，可以考慮采取增加電機(jī)功率，調(diào)整刀片之間間距，改變刀片的角度，以及調(diào)整噴漿口的位置等措施，來提高攪拌的均勻性，從而降低水泥土強(qiáng)度本身的離散性。

　　(5)制漿池和樁機(jī)間的距離應(yīng)該盡量縮短，從而減少壓力膠管長度，減小送泵人員和現(xiàn)場操作人員互相之間同步操作的時間差，并要加強(qiáng)二級制漿池中水泥漿的攪拌，防止有離析現(xiàn)象發(fā)生。

　　(6)攪拌樁施工的機(jī)械要配備有流量計(jì)，用以控制每根攪拌樁的總漿量、段漿量、攪拌噴漿過程等，減少人工控制容易產(chǎn)生的隨意性以及不可復(fù)查性。

　　(7) 為了保證樁頭部位的施工質(zhì)量，除了增加樁頭的復(fù)攪噴漿外，還應(yīng)該保證基坑開挖階段保留著一定厚度覆蓋土層或者利用機(jī)身自身重量對樁頂?shù)募庸掏翆舆M(jìn)行加壓。

　　結(jié)語：

　　關(guān)于水利工程項(xiàng)目軟土地基處理中水泥攪拌樁的應(yīng)用問題，在水利工程施工中是一項(xiàng)重要而又必須面對的階段。在實(shí)際施工中對各個環(huán)節(jié)都加以重視并加強(qiáng)管理，避免可能發(fā)生的問題，這是保障工整體質(zhì)量的必備條件。

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