水泥土攪拌樁在水閘地基加固工程中的應(yīng)用

1、水泥土攪拌樁在水閘地基加固工程中的應(yīng)用 摘 要：本文主要針對(duì)水泥土攪拌樁在水閘地基加固工程中的應(yīng)用展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)水閘地基加固處理方案的比選作了詳細(xì)的闡述，并對(duì)水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)及計(jì)算作了系統(tǒng)的分析，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。 關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁；水閘地基；應(yīng)用 水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土低地基的一種方法，為了進(jìn)一步促進(jìn)水泥攪拌樁的應(yīng)用發(fā)展，使水閘地基得到更好的加固，我們就需要對(duì)加固處理方案進(jìn)行有效比選，并采取有效措施做好施工，從而為地基加固施工提供幫助。 1 工程概況 某工程以排澇防洪為主，主要承擔(dān)新客站地區(qū)的排澇任務(wù)。工程采用泵閘結(jié)合的形式，因此確定其

2、工程等別為iii等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。 工程包括一座凈寬5m的水閘和一座設(shè)計(jì)流量10m3/s的泵站，水閘由閘室、啟閉機(jī)室、交通橋、內(nèi)涌海漫、防沖槽、外河消力池、海漫、防沖槽等構(gòu)成。泵站由前池、進(jìn)水池、主泵房、出水池、交通橋、上下游連接段、副廠房等構(gòu)成。泵站與水閘共用內(nèi)、外河海漫和防沖槽。主泵房與水閘啟閉機(jī)室在同一軸線上，頂高程相同，順?biāo)飨虻膶挾认嗤?，在外形上成為一體，其立面較美觀。泵站管理區(qū)位于靠近副廠房一側(cè)，區(qū)內(nèi)綠化并設(shè)置必要的管理設(shè)施。對(duì)外交通與堤防道路連接。水閘閘室、泵站及橋梁縱剖面見圖1。 圖1 閘室、泵站及橋梁縱剖面圖 該地區(qū)地層巖性主要為第四系的q4mc淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)

3、粘土、q3al粉細(xì)砂和中粗砂、白堊系的泥質(zhì)粉砂巖和粘土巖。水閘（含泵站）基礎(chǔ)第二層淤泥質(zhì)粘土為海陸交互相沉積的軟土層，為流塑軟塑狀態(tài)，其天然孔隙比1.0，具有抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高以及觸變性和流變性等特點(diǎn)，容易產(chǎn)生沉降問題；水閘基礎(chǔ)巖性為淤泥質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)砂壤土，其壓縮系數(shù)分別為0.93mpa-（1）和0.24mpa-（1），若不進(jìn)行基礎(chǔ)處理，易造成不均勻沉降，因此須進(jìn)行必要的基礎(chǔ)處理。 2 地基處理方案比選 選擇地基處理方案的原則是：經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單、安全可靠、符合環(huán)保要求。選擇地基處理方法應(yīng)綜合考慮地基條件、加固要求、工程進(jìn)度、工程造價(jià)、材料及機(jī)具、環(huán)境保護(hù)等各方面因素。 2.1 水泥土攪拌樁機(jī)理與

4、特點(diǎn) 水泥土攪拌樁法是用于加固飽和軟粘土地基的一種常用的地基加固方法。它利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。優(yōu)點(diǎn)：最大限度利用原土；攪拌時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音和無(wú)污染，對(duì)周圍原有建筑物影響很??；與鋼筋混凝土樁基相比，可節(jié)約鋼材并降低造價(jià)；投資?。皇┕し椒ㄝ^成熟。 2.2 常用的軟基處理方案比選 各種方法均有其適用范圍，各有優(yōu)點(diǎn)與局限性。現(xiàn)將常用的軟基處理方案比較如下，選擇最適用于水閘的地基處理方案： 混凝土預(yù)制樁一般是工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，利用錘擊、靜壓或振動(dòng)法施工，

5、但對(duì)于本工程這種淤泥層，打樁易產(chǎn)生位移偏位和傾斜。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法工期較長(zhǎng)。鉆孔灌注樁是通過機(jī)械鉆孔在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土成樁，但此方法造價(jià)較高，且在淤泥質(zhì)土施工易造成塌孔，不適合本閘這種地質(zhì)條件。動(dòng)力排水固結(jié)法+混凝土預(yù)制樁法對(duì)施工工藝要求較高，且投資稍高；當(dāng)?shù)装宓酌嫦萝浲翆影l(fā)生自重固結(jié)、震陷或由于外江圍堤基礎(chǔ)的沉降而引起基底面下軟土層發(fā)生沉降時(shí)，易使底板底面與軟土層發(fā)生脫離，使閘基土層發(fā)生滲透變形（管涌）破壞。 綜合考慮以上方法的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合分析工程概況、地質(zhì)條件和當(dāng)?shù)爻墒斓氖┕ぜ夹g(shù)、施工工期等因素，經(jīng)多方案比選認(rèn)真研究，確定采用水泥土攪拌樁法。水泥土攪拌樁具

6、有施工工期短、效率高的特點(diǎn)；在施工過程中，無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)地面隆起、不排污、不擠土、不污染環(huán)境，施工機(jī)具簡(jiǎn)單、加固費(fèi)用低廉。 3 水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1 承載力計(jì)算 3.1.1 單樁豎向承載力特征值ra計(jì)算 ra=fcuap 式中：fcu-根據(jù)地基處理規(guī)范，淤泥質(zhì)粘土水泥摻量18%時(shí)，90d齡期的fcu值約為1470kpa；-濕法可取0.250.33；qsi-淤泥取4.0kpa，淤泥質(zhì)土取6.0kpa，軟塑粘性土取10.0kpa，可塑粘性土取12.0kpa；qp-淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為400kpa；-可取0.40.6。 3.1.2 復(fù)合地基承載力計(jì)算 式中：-由于樁端土未經(jīng)修正的承載力特征

7、值大于樁周土的承載力特征值，依據(jù)規(guī)范建議值，取0.3； 3.2 地基沉降計(jì)算 水泥土攪拌樁復(fù)合地基變形s的計(jì)算，包括攪拌樁處理后復(fù)合土層的壓縮變形s1和樁端下未加固土層的壓縮變形s2兩部分。 3.3 水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 水閘（含泵站）水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)成果見表1。 由表1可知，最大基底應(yīng)力小于處理后復(fù)合地基承載力的1.2倍，且處理后復(fù)合地基承載力大于平均基底應(yīng)力。經(jīng)計(jì)算處理后基底最大沉降量4.6cm，最大沉降差3.1cm，不超過5cm?；讘?yīng)力及沉降均滿足規(guī)范要求。 水閘（含泵站）基礎(chǔ)處理后形成復(fù)合地基，屬中等堅(jiān)實(shí)地基，基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值可提高為：基本組合2.00、特殊組

8、合2.50，地震區(qū)的水閘數(shù)值可適當(dāng)加大。因此處理后的基底應(yīng)力最大值與最小值之比滿足規(guī)范要求。 4 水泥土攪拌樁施工方法及注意事項(xiàng) 4.2.1 水泥土攪拌樁施工采用ph-5a型鉆機(jī)成孔，灰漿攪拌機(jī)制漿，灰漿泵壓漿，初次成孔后再二次攪拌。 4.2.2 加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制。在水泥漿攪拌時(shí)，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的配合比配置，時(shí)刻防止水泥漿發(fā)生離析；在壓漿階段不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，輸漿管道要保持暢通，不能發(fā)生堵塞現(xiàn)象；要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)確定的數(shù)據(jù)，控制噴漿和攪拌；要控制重復(fù)攪拌時(shí)的下沉和提升速度。 5 結(jié)語(yǔ) 水泥攪拌樁的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，在水閘地基的加固處理中，水泥攪拌樁的應(yīng)用肯定能帶來(lái)極大的幫助。綜上所述，本文通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，就水泥土攪拌樁在水閘地基加固工程中的應(yīng)用進(jìn)