浅谈道路软基处理中水泥深层搅拌桩的设计与施工
摘要:深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂作为主剂。通过深层搅拌机对地基深部的软土进行搅拌,使软土变硬,并且有效地提高地基的硬度。本文将针对水泥深层搅拌桩的设计进行详细分析,对其施工质量管理提出几点意见。进一步论述在城市道路软基加固过程当中,采用水泥深层搅拌桩进行施工时一种合理、科学的施工方法。
关键词:道路软基,水泥深层搅拌桩,设计,施工
关于道路软基处理中水利深层搅拌桩的设计方法,主要适用于淤泥、泥炭土、粉土等土质当中,其处理效果非常明显。在处理之后可以很快的投入使用。水利深层搅拌桩的主要优点就在于它能够减少地基的不均匀,避免沉降现象的出现,并防止路堤失稳等问题。然而如果水泥深层搅拌桩的施工控制不到位的话,则会直接影响到路基的使用效果。下面本文根据某个路段的路基面进行分析。 1. 施工工程的地质条件
本文根据某工程的地质条件,总结出关于水泥深层搅拌桩所需要的地质条件,主要包括以下几个方面:
1.1根据调查发现,某工程的地质从上至下依次为:人工填土层、耕植土层、素填土、杂填土这几个部分。其总厚度大约为0.5—0.62米左右,它的颜色呈灰色,土质松散、潮湿。泥土的成分主要有粉粒、砂砾、建筑废料、砖块等物质组成。
1.2粉质粘土主要是以灰黄色为主,土质比较潮湿,可以进行硬
塑。粉质粘土的厚度大概为2-6米左右。其韧性良好,切面比较光滑。
1.3淤泥主要是以深灰色为主,泥土的成分比较饱和,厚度大概在2—8.5米左右,其韧性比较高。土质比较光滑。
1.4粗砂主要呈浅灰色,比较松散,密度适中,厚度大概在0.5—1.8米左右。其主要特点便是颗粒分配并不平均,主要是通过冲积而形成的。
1.5残积砾粘土层主要是呈现灰黄色和浅黄色,表潮湿,厚度在2.0—16米左右,成因是花岗岩风华残积而形成的。 2. 软基加固的设计计算要点和原理 2.1承载力的设计计算
关于承载力的计算主要包括以下几点:第一,桩长,设计人员要根据该地区的地质条件进行设计,路基下的搅拌桩的平均长度应该要以穿过软土层进入持力层1米为标准。桩长大概在10左右。第二,桩径:桩径大约在0.5—0.75米左右。第三,容许阻力在大约为20kpa左右。第四,单桩承载力:关于这一点主要有两种确定方法,一种是有侧摩阻力所提供的承载力,一种是由于粧体强度所提供的承载力,设计人员要选取较小数值作为单桩的容许承载力。第五;复合地基承载力:深层搅拌桩符合地基的承载力 其中fspk指的是天然地基的承载力。
在桩长固定的情况下,复合地基的承载力fspk的数值主要取决于置换率m的大小,在满足承载力要求的前提之下,应该通过变化
置换率的大小,让其能够适应地面的沉降,以达到平稳过渡的要求。 第六,桩距。桩距是根据上部结构荷载的分布来决定的。计算得出的平均桩距为:1.45米。 2.2端庄下卧层的沉降变形s2
经过计算分析,基础中s2在53—113毫米之间,平均为83毫米。其基数按的公式为:
其中,p2—搅拌桩复合涂层顶面的附加压力值;pz1—搅拌桩符合土层地面的附加压力值;esp—搅拌桩复合土层的压缩模量;ep—搅拌桩桩体的压缩模量 2.3软基的加固原理
水泥深层搅拌法主要是采用专用的深层拌合机械进行的。其工作原理主要是实现将准备好的水泥浆注入软土当中,并将软土与之进行强制搅拌均匀,通过水泥的水化以及其土粒产生的化学反应获得相应的强度,从而使地基的硬度不断加强。 3. 施工的质量控制 3.1施工前的准备工作
施工前的现场准备工作应该要做好,在施工前要到现场采取土样,在实验室内进行化学的配合配比实验。由于施工的工期比较紧凑,进场的设备一定要配备一些性能良好的、能够显示电流变化的电流表,选择一些能够显示管道压力的压力计表以及用于计算喷浆量的电磁流量计表。以上所选择的器材一定要经过严格的审定,检查安全合格之后才能够进行投入使用。
3.2施工之前一定要进行试桩工作
由于不同地段的地质条件都不相同。因此在进行施工的时候如不加以注意,会出现盲目性,导致施工质量的不过关。为了克服这种盲目性,确保水泥搅拌桩软基处理能够达到预期的效果。在进行施工的过程当中,应该对地质进行试桩工作。一些场地会存有多处的池塘,施工人员一定要进行抽水和清淤泥工作,并且进行土质回填工作,并且进行压实处理。还有一点需要注意,试桩的数量一定不得少于5根。
3.3对原材料的检验工作
对原材料的检验工作主要包括以下几点:
第一,对于水泥的检查工作,一定要在实验室进行检查,为了满足相关的规范要求。在施工的过程当中,应该选用优质的水泥品种进行施工。一般采用的是旋窑水泥进行施工。
第二,水泥的堆放应该符合防雨防潮的特点。不能够使用过期、受潮、变质的水泥进行施工,以免造成工程质量的下降。 第三,对于外渗剂的选用。施工人员要考虑好,外渗剂是否会对加固的强度造成影响,外渗剂是否能够和水泥相适应,在使用的过程当中,是否会和地下水质以及有机质起到化学作用。 3.4不断加强水泥搅拌施工过程的质量控制
3.4.1在施工作业之前,施工现场的技术管理人员要进行详细的技术交底,对作业人员要做好监督工作。如实做好施工原始记录,如发现有异常情况的出现时,一定要及时的处理,并查明原因,避
免情况再次出现。
3.4.2现场管理人员应该及时地进行监理工作,及时地进行记录的打印,并且要及时地审核时间、桩号等。另外,要在每天施工结束之后对施工的现场进行调查统计。包括:水泥的用量等。并且要核对桩的深度和成桩的具体时间,记录好桩机的工作数量,每一根桩的施工时间。
3.4.3管理人员在现场监理工作中,应该进行全过程、全方位的检查,及时抽查钻机的深度、喷浆的深度、复搅深度等。还应该对水泥浆的配备比重进行不定时的抽查,检验水泥浆的比重是否符合施工设计的要求。 4. 施工工程的质量检测
施工工程的质量检测方法主要有以下几点: 4.1轻型接触
在成桩三天之后,可以采用轻型的触探仪进行检测工作,通过试桩的现场监测,和28d抽芯结果进行比较,表明桩身的强度是满足设计要求。 4.2净载实验
单桩的竖向承载力和复合地基承载力检测的频率为5‰~10‰左右。在实际的工作中,经过采用慢速维持荷载法和快速维持荷载法两种方法,可以计算得出,单桩竖向承载力平均大于200kn。此外,工作人员还可以进行水泥搅拌复合地基载荷板测试工作,荷载的最大测试量为346kn/m2,经过测试,如没有达到极限承载的状态,则
可以进行施工。 4.3抽芯检验工作
抽芯检验工作主要是采用xy—2b型钻机进行。根据相关的规定要求。在成桩28-30天左右,管理人员应该使用双管单动取样器取芯样进行抗压强度的检验。检验的数量大约是施工桩数量的5%左右。通过抽出芯样的长度进行比较,最终确定桩长的偏差值。 结束语
水泥搅拌桩处理软土地基能够有效地降低了土体复合地基与桩之间的盈利,提高了地基的强度以及承载能力。在实施的过程当中,工作人员一定要结合工程的实际情况(地质条件与经验数据)进行设计,通过试桩,对工程设计的参数进行检验和修正。大面积的施工监控是水泥搅拌桩处理软基成败的关键点,对其进行检测是非常有必要的。因此,在进行施工的过程中,在确保工程质量的前提之下,应该做好这方面的检测工作。 参考文献
[1]张越女.道路软基处理中水泥深层搅拌桩的设计及施工质量控制[j].中华建设.2008(08).
[2]龚晓南.地基处理技术发展与展望[m]. 中国水利水电出版社.2004.
[3]朱其宇.浅谈道路软基处理中水泥深层搅拌桩的设计与施工[j].科技创新导报.2011(13).