水泥土深攪樁在閘站地基處理中的應(yīng)用

摘要：伴隨我國社會的不斷進(jìn)步，水利工程在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾巧?，深刻影響人們的生產(chǎn)和生活。水利工程施工過程中，地基工程是其關(guān)鍵部分，直接決定工程質(zhì)量。施工中，不良地基的出現(xiàn)是常有的事情，如何對不良地基進(jìn)行合理的處理，保證工程施工質(zhì)量，是非常關(guān)鍵的一環(huán)?；诖耍Y(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)以及閘站的實(shí)際情況，本文分析了閘站地基處理過程中水泥土深攪樁的具體應(yīng)用，并對其中存在的問題提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：水泥土深攪樁;閘站地基處理;具體應(yīng)用

引言

自改革開放以來，水利工程迅速崛起，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。然而，水利工程施工的過程中往往會出現(xiàn)不良地基，這些地基不僅影響工程質(zhì)量，嚴(yán)重則會危及生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，應(yīng)該及時有效處理這些不良地基。水泥土深攪樁是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)就地將地基軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使其發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，凝結(jié)成整體性高、穩(wěn)定性好和強(qiáng)度較高的水泥加固體，與周圍土體形成復(fù)合地基。

1閘站工程施工中不良地基的危害

1.1導(dǎo)致土坡失穩(wěn)

在閘站施工過程中，發(fā)生土坡失穩(wěn)問題相當(dāng)危險。而不良地基土很有可能引發(fā)此類狀況。土坡失穩(wěn)及土坡原來的平衡出現(xiàn)偏差，原來的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在受到外力沖擊的作用下，使得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，致使土坡某一部分沿某一方向發(fā)生向下移動或者是向外移動的現(xiàn)象。這就會導(dǎo)致土坡的整體穩(wěn)定性遭到破壞。我們需要通過相應(yīng)的技術(shù)，改善不良地基土，減少土坡失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2影響地基承載力

不良地基土還會影響地基的承載力。在一定的地基承載力范圍內(nèi)，地基在承載建筑物所帶來的負(fù)荷不會改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響其穩(wěn)定性，但是，如果地基出現(xiàn)不良性，使得其整體承載力降低，由此，若是在此不良地基上再建筑較大的建筑物，就會超出此地基的承受力，地基的抗剪強(qiáng)度不能很好的承受上部建筑所帶來的壓力，這就使地基內(nèi)部的剪切遭到一定程度的破壞，以至于出現(xiàn)建筑物整體沉降的現(xiàn)象。其所帶來的表現(xiàn)為地基四周出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，并且隆起程度不盡相同，除此之外，若發(fā)生建筑物移位現(xiàn)象將更加危險。在此種情況下若繼續(xù)施工，可能會發(fā)生建筑物傾斜甚至是倒塌的危險。

1.3地基發(fā)生沉降現(xiàn)象

其實(shí)閘站建筑在施工過程中，地基發(fā)生沉降現(xiàn)象相當(dāng)危險。若發(fā)生此類現(xiàn)象，會嚴(yán)重危害施工人員的人生安全，還會降低建筑物的質(zhì)量。一般來說，導(dǎo)致沉降現(xiàn)象的因素很多，但是其首要因素是由地基土不良。地基由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致其無法承受上部建筑物所帶來的負(fù)荷，從而引起建筑物的沉降。

2水泥土深攪樁的基本原理及施工前準(zhǔn)備

2.1基本原理

水泥土深攪樁技術(shù)就是水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)的過程，這種技術(shù)通過一些專用的設(shè)備，將固化劑灌注到軟土層內(nèi)，在灌注過程要注意，需要將土與水泥上下攪拌均勻，使得土與水泥發(fā)生水結(jié)和水化反應(yīng)，并形成凝膠體，小土團(tuán)或是土顆粒凝結(jié)一起從而形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在水泥水化過程中會生成鈣離子，其與土顆粒中的鈉離子通過離子交換，生成穩(wěn)定的鈣離子，使得土體的強(qiáng)度提高，從而提高了復(fù)合地基的承載力。

2.2施工前的準(zhǔn)備工作

在水泥攪拌技術(shù)施工之前，必須要對水泥的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，水泥必須具備合格證、安全許可證和準(zhǔn)用證，水泥的質(zhì)量會直接影響閘站工程軟基處理中水泥土深攪樁技術(shù)的應(yīng)用效果;在應(yīng)用水泥土深攪樁技術(shù)前，需要嚴(yán)格檢查施工工地的地面、場地，如果施工場地遇到池塘或洼地等特殊情況，要及時挖溝排水、清除淤泥、清除垃圾等雜物，回填粘性的土料并壓實(shí)，為水泥土深攪樁在軟土地基中順利工作做好充分準(zhǔn)備;對施工人員的要求主要是為工程正式開工做好準(zhǔn)備，做好各項(xiàng)施工設(shè)備的檢測和調(diào)試工作，這在工程施工和技術(shù)實(shí)施過程中都不可忽視。在施工技術(shù)的設(shè)計(jì)要求和施工現(xiàn)場條件下，工程施工人員要認(rèn)真、真實(shí)且詳細(xì)的做好施工紀(jì)錄，包括施工樁號、施工日期;鉆進(jìn)速度、提升速度，管道壓力、灰漿泵壓力;漿液流量;每米噴漿量;復(fù)攪深度等，以保證水泥土深攪樁技術(shù)順利應(yīng)用。

3水泥土深攪樁施工過程中需要注意的問題

3.1水泥攪拌要均勻

具體施工時，要注意水泥攪拌的均勻程度。通常來說水泥攪拌次數(shù)越多，水泥就越均勻，水泥土強(qiáng)度也會隨之提高。但是當(dāng)水泥攪拌次數(shù)過多后，一定程度上也會降低水泥攪拌施工的效率。通過學(xué)者對攪拌機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)的研究，得到了水泥攪拌次數(shù)的最佳值，在加固范圍內(nèi)的水泥土攪拌最佳次數(shù)是27次。研究并發(fā)現(xiàn)了這一數(shù)值，有效地增強(qiáng)了水泥攪拌技術(shù)的應(yīng)用效果，同時大大地提高了水泥攪拌機(jī)在施工現(xiàn)場的工作效率。

3.2注意水泥加固劑的劑量

影響水泥土深攪樁的強(qiáng)度的因素有兩個，一個是水泥攪拌次數(shù)，另一個就是水泥加固劑的劑量。通常保證水泥加固劑劑量的方法有兩種，一是使用稠度計(jì)，二是計(jì)算出每米攪拌樁使用的水泥劑量。使用稠度計(jì)，就是利用稠度計(jì)定時檢查水泥劑量的使用情況，將水泥稠度控制在合格范圍之內(nèi)。而使用計(jì)算出每米攪拌樁使用的水泥劑量的方法，一般要根據(jù)水灰比例、水泥漿比重和水泥樁的徑長來計(jì)算和研究。最后，依據(jù)每根水泥樁使用的水泥數(shù)量，施工人員嚴(yán)格控制水泥加固劑的劑量，以保證水泥土深攪樁技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

3.3確定鉆頭的結(jié)構(gòu)

施工人員在施工過程中，很容易忽視鉆頭的結(jié)構(gòu)形式、鉆頭的使用情況。鉆頭不合適，會直接影響漿液的攪拌效果，易導(dǎo)致堵管、抱鉆、翻淤等問題，從而使得水泥樁的樁柱不完整、噴漿不均勻和樁柱硬度差。所以，一定要根據(jù)具體的施工現(xiàn)場情況，選擇合適的鉆頭，保證水泥樁的質(zhì)量。

4水泥土深攪樁應(yīng)用過程中復(fù)合地基承載力探討

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國閘站工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。水泥土深攪樁技術(shù)作為閘站工程軟基處理的重要方式，其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到閘站工程的整體質(zhì)量及安全性能?；诖?，施工企業(yè)為進(jìn)一步確保軟土地基的施工質(zhì)量，應(yīng)提高水泥土深攪樁施工技術(shù)水平，只有這樣才能確保軟土地基施工的質(zhì)量。

4.1復(fù)合地基的水平承載力

水泥土深攪樁復(fù)合地基的水平承載力計(jì)算，有關(guān)規(guī)范尚未明確。但是，在閘站等水工建筑物等規(guī)范中需復(fù)核建筑物的抗滑穩(wěn)定。當(dāng)抗滑系數(shù)滿足規(guī)范要求時，認(rèn)為復(fù)合地基的水平承載力及抗剪強(qiáng)度滿足要求。參照豎向荷載時對復(fù)合地基承載力的認(rèn)識，認(rèn)為建筑物承受的水平荷載也是由樁和樁間土共同承擔(dān)的，水平允許承載力由基底摩擦力提供。因此，在進(jìn)行復(fù)合地基承載力計(jì)算時可不考慮深攪樁的水平承載力，但要合理確定建筑物基底和復(fù)合地基之間的摩擦系數(shù)，以確保建筑物合理經(jīng)濟(jì)。例如，深攪樁采用梅花形布置，樁徑500mm，縱向樁距650mm，橫向樁距900mm，原狀土地基摩擦系數(shù)為0.356，復(fù)合地基摩擦系數(shù)為0.419，提高了20%左右，可供設(shè)計(jì)時參考。

4.2褥墊層的應(yīng)用

豎向承載深攪樁復(fù)合地基應(yīng)在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置褥墊層，其厚度可取200-300mm，其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于20mm。褥墊層的設(shè)置有利于將由基礎(chǔ)傳遞下來的荷載均勻地分配到深攪樁頂部和樁間土的面層，調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比，充分發(fā)揮樁間土的作用，也可以減少樁對基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。但是，閘站等水工建筑物一般對基底防滲有著較嚴(yán)格的要求。顯然，在閘站等水工建筑物基礎(chǔ)底下鋪設(shè)褥墊層還需采取防滲措施。在實(shí)踐中，往往在建筑物底板下鋪設(shè)混凝土墊層。

結(jié)束語

采用水泥土深攪樁進(jìn)行閘站等水工建筑物地基處理時，在設(shè)計(jì)參數(shù)取用、承載力計(jì)算以及墊層設(shè)置等方面與一般建筑工程中的應(yīng)用存在較為明顯的差別，應(yīng)結(jié)合水工建筑物的特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握規(guī)范要求，提高應(yīng)用水平。為了充分發(fā)揮樁間土的作用，應(yīng)盡量使深攪樁偏向柔性樁，即水泥摻入量不宜過高;若為了提高復(fù)合地基承載力可通過加大置換率的方法解決。

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