水泥土攪拌樁在地鐵軟弱路基中的應(yīng)用

1、水泥土攪拌樁在地鐵軟弱路基中的應(yīng)用摘要:結(jié)合工程實(shí)例,介紹了水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)的樁位布置、水泥摻入量及其施工工藝,并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了 分析 ,以推廣水泥土攪拌樁在地鐵軟弱路基中的廣泛 應(yīng)用 。關(guān)鍵詞:水泥土攪拌樁,軟弱路基,回彈模量,施工工藝1 工法簡介 水泥土攪拌技術(shù)是以水泥作為固化劑的主劑,通過特制的深層攪拌機(jī)械,將固化劑和地基土強(qiáng)制攪拌,使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度樁體的地基處理 方法 。適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高的黏性土等地基。按固化劑和施工工藝的不同分深層攪拌法和粉體噴攪法。杭州地鐵1號線工程湘湖停車場采用水泥土深層攪拌法施工,取得了良好的加固施工效果。2 工程概

2、況 湘湖停車場總長1 254.41 m,其中DK1+702.909DK2+320.385段,設(shè)計(jì)縱坡0%,施工原地貌平坦,無明顯溝壑。設(shè)計(jì)樁長6 m8 m,工程數(shù)量113 775 m(17 823根)。根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告顯示場地未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性深大斷裂,無明顯的新構(gòu)造活動跡象,處于地質(zhì)構(gòu)造相對較穩(wěn)定地質(zhì)環(huán)境。2.1 工程地質(zhì)條件 停車場場地平原區(qū)地層以第四系松散堆積層為主,總厚度為10 m50 m,巖性主要為粉質(zhì)黏土、淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,其中淤泥、淤泥質(zhì)土最為發(fā)育,局部最厚近30 m,軟塑流塑,具低強(qiáng)度、高壓縮性、低滲透性等特點(diǎn)。2.2 水文地質(zhì)條件 停車內(nèi)淺部地下水屬潛水類型,主要賦

3、存于上部填土層及粉土層中,補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地表水,其靜止水位深0.30 m1.60 m,相應(yīng)高程3.28 m4.67 m(黃海高程)。并隨季節(jié)性變化,地下潛水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。2.3 幾種軟基處理方案的比較 需要進(jìn)行加固處理的地基長度為617.476 m,平均站場寬度為80 m。湘湖車站南鄰禮帽山、西側(cè)及北側(cè)為湖頭陳村居民住宅,建筑群密布,且多為高層建筑。本地可用石材數(shù)量不多,采用拋填片石換填的施工工藝,一是城市 交通 不便利,二是可用石材數(shù)量不足,運(yùn)距遠(yuǎn),造價(jià)高;采用振動樁基加固噪聲大、振動對附近建筑群 影響 大;采用水泥土深層攪拌樁施工法所需水泥量少施工便捷、造價(jià)低。經(jīng)相關(guān)部門

4、評議,決定采用水泥土深層攪拌樁法進(jìn)行站場內(nèi)路基加固。3 水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)3.1 樁位布置 水泥土攪拌樁樁徑設(shè)計(jì)為500 mm,樁長分別為DK1 +702.909DK1+870.11段為6 m;DK1+870.11DK1+912.11段為7 m;DK1+912.11DK1+984.11段為8 m,樁體要求深入硬土層中不少于50 cm。設(shè)計(jì)樁間距120 cm×120 cm,正方形布置,樁頂鋪設(shè)50 cm厚碎石墊層。 為取得施工中合理的技術(shù)參數(shù),在DK1+710DK1+720段20 m范圍內(nèi)施工6根試驗(yàn)樁,成樁7 d內(nèi)對樁做輕型觸探。養(yǎng)護(hù)28 d后進(jìn)行復(fù)合地基承載力和復(fù)合地基回彈

5、模量的測試,經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行全段的施工。3.2 水泥摻入量 采用425號普通硅酸鹽水泥,由3根試驗(yàn)樁確定水灰比為10.5,樁身水泥摻入量50 kg/m,以填筑中粗砂作為施工墊層,在壓實(shí)時(shí)避免對樁身的擾動和破壞。3.3 施工工藝流程3.3.1 工藝流程 原地表的清理測量放樣、定出樁位線鋪設(shè)50 cm中粗砂工作墊層攪拌機(jī)械就位并安放平穩(wěn)、鉆桿保持垂直預(yù)攪下沉同時(shí)拌制水泥漿提升噴漿攪拌重復(fù)上下攪拌樁頂以下3.0 m內(nèi)復(fù)攪清洗集料斗及噴漿管道移位至下一樁位進(jìn)行3 d,7 d,28 d試驗(yàn)檢測。3.3.2 施工質(zhì)量控制 為了保證樁體的質(zhì)量,水泥漿的質(zhì)量、數(shù)量都必須嚴(yán)格控制,漿液倒入集料斗時(shí)必須加篩過

6、濾以免漿內(nèi)結(jié)塊損壞泵體或堵塞管道。施工使用的固化劑和外摻劑必須通過室內(nèi)試驗(yàn)檢驗(yàn) 方法 使用,固化劑漿液要嚴(yán)格按配比拌制。1)根據(jù)地質(zhì)條件,先按施工組織設(shè)計(jì)確定的攪拌樁施工工藝打設(shè)3根工藝性試樁,以取得漿液的泵送時(shí)間、攪拌機(jī)提升的速度、復(fù)攪深度和水灰比等各種參數(shù)和施工工藝。 2)攪拌機(jī)攪拌下沉?xí)r不宜沖水,當(dāng)遇到硬土層時(shí)方可適量沖水,試驗(yàn)表明,土層中的含水量增加10%,水泥土強(qiáng)度會下降10%12%。但設(shè)計(jì)通常是按地基中最軟的土層來確定水泥用量的,所以當(dāng)加水?dāng)嚢韬蟮膹?qiáng)度不低于下部的強(qiáng)度時(shí),最終的水泥土強(qiáng)度還是可以滿足設(shè)計(jì)要求的,但應(yīng)考慮沖水對樁身強(qiáng)度的 影響 。 3)成樁過程中,由于電壓過低或其他原

7、因造成停機(jī),使成樁工藝中斷時(shí),應(yīng)將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5 m處,等恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿提升繼續(xù)制樁;凡中途停止3 h以上者,需先拆卸輸漿管路,并加以清洗。 4)攪拌機(jī)械通常采用定量泵送水泥漿,轉(zhuǎn)速基本是恒定的。因此,灌入的水泥漿量完全取決于攪拌機(jī)噴漿的提升速度和復(fù)噴次數(shù),施工過程不得隨意改變,并保證水泥漿能定量不間斷供應(yīng)。 5)由于鉆深過大,土質(zhì)很粘,有時(shí)會造成管道堵塞,疏通管道后,應(yīng)在上下各1.0 m范圍內(nèi)復(fù)噴復(fù)攪,防止斷樁。同時(shí),在樁底部噴漿時(shí)間不少于30 s,使?jié){液完全達(dá)到樁端,然后噴漿攪拌提升。4 試驗(yàn)成樁的效果檢驗(yàn) 1)圓錐動力輕便觸探。根據(jù)杭州市地鐵軟基處理規(guī)范的規(guī)定,用動力輕便

8、觸探水泥土攪拌樁的7 d強(qiáng)度,且貫入深度不小于1.0 m。試驗(yàn)擊數(shù)與水泥土攪拌樁的關(guān)系見表1。2)用簡捷式鉆孔機(jī)具,在水泥攪拌樁樁體中心鉆孔取樣,顯示樁體顏色一致,無水泥集結(jié)成“結(jié)核”狀。 3)復(fù)合地基的回彈模量試驗(yàn)。 在10 m×30 m試驗(yàn)樁的范圍內(nèi),按3/100 m2規(guī)定共完成測試點(diǎn)9個(gè)。復(fù)合地基回彈模量設(shè)計(jì)值為30 MPa。由回彈模量公式 計(jì)算 :其中,E為復(fù)合地基的回彈模量,MPa;為壓板荷載,取0.2 MPa;d為壓板的直徑,取300 mm;為泊松比,取0.34;L為復(fù)合地基變形系數(shù),mm。 試驗(yàn)結(jié)果見表2。5 結(jié)語 水泥土攪拌樁在本軟土路基試驗(yàn)加固中取得了良好的效果,在施工中,最大限度地利用了原土,施工中無振動、無噪聲、污染小,有效地節(jié)約了資金。對于在華南地區(qū)軟