软基处理论文-粉喷桩在高速公路软基处理中的应用.doc

软基处理论文-粉喷桩在高速公路软基处理中的应用摘要:软基处理的是否成功直接影响整个工程建设的质量。文章分析了喷桩在软基处理中的作用机理及其特点,并介绍了施工工艺以及质量控制等内容,以供同类施工参考。 关键词:粉喷桩;高速公路;软基处理 中图分类号:U416文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)30-0047-02 高速公路建设战线相当长,在规划设计时很难避开一些特殊的地质条件,因而软土地基处理在高速公路建设中较为常见。软基处理是否成功直接影响整个工程建设的质量。软基处理的方法有多种,一般采用的方法有:换填垫层法、深层密实法、排水固结法、化学加固法、加固路基法、桩基、反压护道法等。每一种方法都有自己的适用范围,应该根据实际地质情况选择恰当的软基处理方法。粉喷桩复合地基加固技术是化学加固法中的一种,它是利用水泥作为固化剂,通过搅拌作用让软土硬化,使之具有较强的整体性、水稳性并具备一定的强度。水泥粉喷桩复合地基加固技术不但能提高地基承载力,最大限度的减小地基的下沉,并且可以有效的控制土体的侧向形变,防止路基失稳,应此越来越广泛的应用于现代高速公路建设软基处理中。文章分析了喷桩在软基处理中的作用机理及其特点,并重点介绍了施工工艺以及质量控制等内容,以供同类施工参考。 1粉喷桩复合加固技术 1.1实用范围 对于排水性能差、压缩性强、强度低的软土一般可采用灰桩和地基组合为复合型地基,进行加固处理,由于桩体承受了大部分的荷载,因此地基承载力也得以提高,施工后的沉降将大大减小。 水泥粉喷桩的适用范围较广,一般在粘性土、淤泥质土、粉土、杂填土等天然含水量为35%70%的软土地基加固中应用。其强度与软基的天然含水量有关,当粉喷量一定时,天然含水量越低其强度越高。 另外水泥粉喷桩对处理含有蒙脱石、多水高岭石等松土矿物的软基有很好的效果,而对有机质含量高、酸性粘土等加固效果较差。 1.2作用机理 水泥粉喷桩复合地基加固处理是利用水泥作为固化剂,并将其利用专门的机械拌入软土中,与软土中的水发生化学反应。水泥水化时,有些硬化而成坚硬的水泥石骨架,有的与桩体周围的粘土粒子产生一系列的化学物理作用,重新生成一种新的化合物,从而是软土硬化,使之形成一个整体,增强了地基的水稳性,进而与粉喷桩共同作用形成一种复合型地基。处理后的地基土体的压缩性能大大减小,侧向变形也有所减小,整个地基的强度明显得以提高。 地基处理的效果与喷入软土的水泥有很大关系,由于受到土质及施工条件的影响,桩体强度的提高比例不完全与水泥产量比一致。水泥掺入量不宜过小,不然由于水泥与土体颗粒反应较弱,固化程度低达不到理想的效果,一般水泥掺入比不得小于5%。 1.3主要特点 水泥粉喷桩复合地基加固处理具有适用范围广,施工成本较低、施工工艺较简单等特点外,较其他软基处理的方法还具有如下特点:(1)该法采用水泥做固化剂,充分吸收软土中的水分来实现固化反应,因此处理后的桩体承载力要比浆喷柱高,骨节效果也要好。(2)水泥粉喷桩与其周围的土体共同作用形成复合地基,其地基承载力高、复合变形模量也高,加固土体的压缩量非常低,仅为0.6%左右。(3)施工振动小、噪音低、对周围建筑及环境影响不大。(4)土体加固后其密度基本不发生变化,因此不会由于地基加固土体重量增加而增大下卧层的附加沉降,可以很好地控制沉降量。 2水泥粉喷桩施工 2.1施工准备 (1)技术资料的准备。水泥粉喷桩施工前应该将施工地段的工程地质报告、土工实验报告、水泥粉喷桩的桩位布置图、加固处理深度、地面标高、粉喷桩的标高、配合比等相关技术资料准备完善,为施工提供依据及参考。 (2)清表。将原地面以下1030cm的表层土与附着物清除干净,场地低洼处应用粘土回填,并碾压整平,并测定地面标高。在地表太过于软弱的地方应该采取措施防止机械失稳或沉陷,当施工场地土质很差时,应该设置砂土或者碎石垫层。 (3)测量放样。施工前准确的将所有桩位都放样出来,桩位偏差不得大于5cm,用短钢筋或者竹签加上白灰将桩位标识清楚。 (4)工艺的确定。应该根据设计配合比以及现场实测的各项技术参数并通过试装来确定其施工工艺。一般情况下试桩为5根,由试桩确定满足设计要求的各项施工技术参数,包括喷气压力、钻速、提升速度、搅拌速度、单位时间的粉喷量等。另外通过试桩还可以确定拌的均匀性;了解钻进及提升过程中的阻力情况,并以此选择合理的措施;确定覆喷范围等。 2.2材料选择 粉喷桩施工用到的材料有水泥、生石灰、粉煤灰等,必须要使用合格的材料,以保证施工质量。 (1)水泥。可以采用普通水泥或者矿渣水泥,但是质量必须合格,最好使用国家免检产品。施工时严禁使用过期、结块、受潮、变质的水泥。水泥在使用前应该做强度以及安定性实验。 (2)生石灰。应该将生石灰磨成粉末状,其最大粒径不得大于2cm,并确保石灰中不含杂质,氧化钙含量应该大于80%,氧化镁的含量不小于5%。 (3)粉煤灰。粉煤灰中二氧化硅和二氧化二铝含量不应低于70%,烧失量应小于10%。使用前必须通过实验检验,符合设计要求后才可以投入使用。 2.3施工机械 粉喷桩施工机械主要由步履机构、动力机构、传动机构、操作机构、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等组成,在施工前必须进行机械组装和试运转。 2.4施工工艺 (1)钻机就位。调整钻机平台,确保导向架以及搅拌轴的垂直度,钻头中心与孔位中心应该对准,误差不得大于5cm,钻头磨损量不得大于1cm。 (2)预搅下沉。启动钻机开始钻进,先缓慢钻进,待正常后保持转速30r/min,钻进速度为0.5m/min,应该保持匀速钻进。当钻进至超过设计桩底标高1020cm时停止钻进。 (3)提升喷粉。当钻孔深度符合设计要求是,便将钻头调成反转,边旋转边提升。于此同时,粉体发送器开始喷粉,保持送气压力为0.4MPa,送气量为20L/s,并保证喷粉量,单桩的水泥用量与设计用量误差在5kg内。提升与送粉必须保持同步,绝对不允许先提升后喷粉。如果在此过程中,套管漏气或者发生堵管,应该立即暂停喷粉。在喷粉过程中应该注意观察供粉计量仪的数字变化,如果出现明显减少或者突然停止,应该作好记录,以便补粉或者复搅。 (4)停粉。当钻头提升至距离地面还有0.5m时,应停止喷粉,而改送压缩空气。此时应该降低提升速度,该注意不要将水泥带入最后0.5m的地基内,以免给后期施工造成影响。 (5)复搅下沉。为了增强桩身上部的强度,必须进行复搅,深度为5m,若桩长不够5m的应整桩复搅。 (6)提出钻杆。方法与(3)同,喷粉结束之后,再检查计量仪,若发现喷粉量不足,应整桩进行复打。 2.5质量控制 粉喷桩施工工艺参数必须由成桩试验确定,为保证施工质量应该按照如下要求进行粉喷桩施工。 (1)严格控制钻孔粉喷以及停粉的标高,保证粉喷桩的长度必须符合设计要求;中途不得随意中断喷粉,喷粉与钻杆提升作业必须同步进行,严禁先提钻杆后喷粉。 (2)为了保证桩体的质量,对于桩体上部5m范围内必须进行复搅。 (3)安排专人做好成桩搅拌时间的记录工作,其误差不得大于5s。 (4)为保证桩身的垂直度,应该经常检查导向架以及搅拌轴的垂直度,每个工作班检查不少于2次,控制其倾斜度不大于1%。 (5)在进行重复搅拌时,应该控制提升及下沉速度,确保地基加固处理的深度范围内每一个位置都有得以充分的搅拌。 (6)原始施工记录应对每桩的深度、加灰量等情况及时、准确进行现场记录,严禁事后补记,并及时移交给施工技术负责,施工技术负责应及时汇总、登记。施工技术人员负责人应随时检查施工记录,并对每根桩进行质量评定。对于不合格桩应根据其位置和数量等具体情况,分别采取补桩或加强邻桩等措施。 3结语 粉喷桩软基加固技术由于具有适用范围广,工程造价较低、施工效率高、土体加固效果明显等优点,处理后的地基承载力高,地基沉降量大大减小,并且可以有效地控制土体的侧向形变,防止路基失稳,现已经越来越广泛地应用于高速公路软基处理中。 参考文献 1 钟勇,祝友志,邓兴全,刘平,卓勤照.粉喷桩加固软土地基在公路房建上的应用J.民营科技,2008,(1).