水利工程期刊论文发表软土地基处理范文

来源：职称论文发表咨询网作者：qifan时间：2013-05-16 14:42

　　摘要：近年来深层搅拌桩在水利工程项目中被广泛应用，在砂性土地基取得非常理想的效果。但对于软土地基，尤其是含水量高的淤泥或者淤泥质土地基处理很难达到设计效果。本文就临泉县老城区泵站改扩建工程中水泥搅拌桩的设计、施工情况进行分析，并对施工中应注意的问题来进行探讨。

　　关键词：水利工程,软土地基,水泥搅拌桩,应用

　　随着我国经济不断发展，人民生活不断提高，对于水利工程项目的施工提出了更高的要求，而软土地基处理中水泥搅拌桩的应用作为水利工程项目施工的重要组成部分，在水利工程有着不可替代的作用。

　　一、设计情况

　　临泉县老城区泵站改扩建工程李湾站装机3×115KW，公安站装机2×55SW，项目总投资1240万元。

　　泵站选址处持力层土质以中粉质壤土和砂壤土为主，容许承载力只有75-80kPa。公安排涝站泵房处于淤泥1.5米深沟塘中，需要清淤回填土。通过地质勘探，两站均不能满足建筑物各部位的承载力要求及地基整体性要求。泵室段、岸墙及上下游翼墙等均需进行基础处理，上、下游翼墙、上游护坦及下游消力池均按设计要求采用水泥搅拌桩处理，以提高翼墙地基的承载力及护坦、消力池地基的整体性。设计桩径为50cm，桩间距90cm。

　　; —单桩竖向承载力标准值;

　　η—强度折减系数;

　　—与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块的无侧限抗压强度平均值;

　　Ap—桩的截面积;

　　—桩周土的平均摩阻力;

　　up—桩周长;

　　L—桩长;

　　α—桩端天然地基土的承载力折减系数;

　　—桩端天然地基土的承载力标准值。

　　复合地基承载力标准值按下式计算： =m / Ap+β(1- m) 式中：

　　—复合地基承载力标准值;

　　m—面积置换率;

　　β—桩间土承载力折减系数;

　　—桩间天然地基土承载力标准值。

　　经计算，单桩承载力为144kPa，复合地基承载力要求不小于135kPa。

　　二、施工方法

　　主要有恢复中线，放出作业路段边桩，清理平整原地基。做好排水系统，保证排水通道畅通以利于软土排水固结。将质量合格的砂运至施工现场，按计算用量卸料，按设计厚度铺设砂垫层并推土机压实。绘制方格网图并现场放样，用方格网控制，标示桩位置处，使桩距误差控制在允许范围内。选择桩机(有轮胎式，链条式，轨道式)，机上应刻有明显的进尺标志。就位桩机，调好机架的平整度和钻杆的垂直度，使桩的垂直度偏差控制在允许范围内。

　　三、试桩情况

　　本工程共进行了三次试桩，试桩场地选择在上游护坦处，桩长6m。

　　第一次试桩于2012 年11月15日开始。共试7 桩，水灰比分别为0.55、0.60、0.65、0.70，水泥掺入量分别为18%，20%。钻头采用三层刀片，层与层之间净距为27cm，下沉与提升速度均为0.75m / min，喷浆压力0.55~1.0MPa，采用“四搅二喷”工艺，上提喷浆。搅拌过程中有钻头泥浆抱团现象。2012 年11 月22 日进行轻便触探，由于效果不理想，11 月29日对其中的5 根桩进行钻芯取样，发现桩身均匀性及连续性较差，局部水泥富集，且桩头强度较差，试桩结果均未达到设计要求。针对第一次试桩过程中出现的问题，采取了改进措施：改变喷浆孔方向，由一侧喷浆改为两侧喷浆，并增大喷浆压力;刀片层数由三层改为二层，刀片净距仍为27cm;喷浆时的搅拌速度降低为0.5m / min。

　　2012 年12 月17 日进行了第二次试桩。水灰比为0.6，水泥掺入量分别为18%和20%，采用“六搅二喷”和“四搅二喷”两种工艺，采用“上提喷浆”和“下沉喷浆”两种喷浆形式，本次共试了8根桩。在试桩过程中基坑四周的降水井部分已发挥作用，降低了一定的地下水位，且成桩以后及时对桩头进行草包覆盖。10d 后对其中的4 根桩钻芯检测，均发现局部有水泥结块，仍然存在搅拌不均匀现象，且桩头2~3m 范围内强度较差，质量评估仍为不合格。

　　2013 年1月15 日进行第三次试桩。鉴于第二次试桩在均匀性、连续性及桩身强度等方面较第一次试桩有较大改善，经多次研究对试桩工艺进行进一步改进：刀片净距分别加大至35cm 和60cm，并调整刀片角度，将下层刀片改为45°角，上层刀片改为平角度; 水灰比采用0.55，采用“四搅二喷”工艺，并对桩身上部3m 范围内增加一次喷浆复搅。本次共试36 根桩，10d 后对其中的4根桩钻芯检测，检测结果3 根合格。对合格的3 根桩的施工工艺经过进一步的分析比较，最后确定在正式施工中采用35cm的刀片净距，水灰比0.55，水泥掺入量为20%，“四搅二喷”工艺，下沉喷浆，并对桩身上部3m范围内增加一次喷浆复搅。

　　在随后的施工中严格按照选定的工艺施工，要求每台机械配备流量计，以能够反映搅拌喷浆的全过程，达到龄期时及时按规范检测并进行钻芯检测，出现不合格的桩及时进行补桩。在翼墙部位选取达到28d 龄期的桩做了4 个点的复合地基承载力静载试验，试验结果复合地基承载力达到140kPa，满足135kPa 设计承载力要求。

　　四、注意事项

　　对水泥搅拌桩在淤泥质软土地基中的应用需要意以下几点：

　　(1)因为各个水利工程地质情况各不相同，在正式施工前一定要进行室内、现场成桩试验，确认水泥的掺入量、水灰比例、刀片数量、搅拌速度以及间距等一些具体施工工艺。施工中应切实加强在质量上监督，严禁出现无浆及少浆现象的软弱水泥土段。

　　(2) 当土样的含水量为50%~85%范围内并变化时，每降低10%的含水量，土样的强度即可提高30%~50%。所以对于含水量大的软土地基进行处理时，在针对土质状况来采取可行的降低含水量的措施，并尽量用较小的水灰比(可加适量外加剂)。

　　(3)低温尤其是负温时，因为水泥土的水化和水解反应比较缓慢，水泥土的强度增长也相对比较缓慢，故在相同的龄期下，强度经常很难达到设计要求。因水利工程大部分在冬春季进行，所以要尽量避免负温环境下的搅拌桩施工，如因工程工期安排确实需要进行施工，也应对桩头适当采取保温措施。

　　(4) 对粘粒含量高的软土的处理，可以考虑采取增加电机功率，调整刀片之间间距，改变刀片的角度，以及调整喷浆口的位置等措施，来提高搅拌的均匀性，从而降低水泥土强度本身的离散性。

　　(5)制浆池和桩机间的距离应该尽量缩短，从而减少压力胶管长度，减小送泵人员和现场操作人员互相之间同步操作的时间差，并要加强二级制浆池中水泥浆的搅拌，防止有离析现象发生。

　　(6)搅拌桩施工的机械要配备有流量计，用以控制每根搅拌桩的总浆量、段浆量、搅拌喷浆过程等，减少人工控制容易产生的随意性以及不可复查性。

　　(7) 为了保证桩头部位的施工质量，除了增加桩头的复搅喷浆外，还应该保证基坑开挖阶段保留着一定厚度覆盖土层或者利用机身自身重量对桩顶的加固土层进行加压。

　　结语：

　　关于水利工程项目软土地基处理中水泥搅拌桩的应用问题，在水利工程施工中是一项重要而又必须面对的阶段。在实际施工中对各个环节都加以重视并加强管理，避免可能发生的问题，这是保障工整体质量的必备条件。

　　参考文献：