深層水泥攪拌法加固軟土地基在大跨度護(hù)岸工程中的應(yīng)用

深層水泥攪拌法加固軟土地基在大跨度護(hù)岸工程中的應(yīng)用

深層水泥攪拌法是日本在20世紀(jì)80年代開發(fā)的一種平滑的硬件加固技術(shù)。最近，它已在中國的港口建設(shè)中投入資金。這種方法是以水泥為穩(wěn)定劑,與施工現(xiàn)場軟基中的粘土攪拌混合而成強(qiáng)度較高的水泥土。經(jīng)工程實踐表明,該方法優(yōu)點主要在于可快速提高軟土地基的強(qiáng)度,加快施工進(jìn)度,而且該技術(shù)對環(huán)境影響幾乎沒有,同時節(jié)省大量資糧,在海上逐漸得到應(yīng)用。本文將結(jié)合某護(hù)岸工程所出現(xiàn)的問題,分析選取深層水泥攪拌法方案,同時介紹本工程所采用的施工技術(shù)要點。1內(nèi)地層體及堤身本項目位于惠州市大亞灣區(qū)澳頭辦事處海鮮市場一帶,范圍為漁人碼頭二期工程。新建海堤延?xùn)|西走向166.338m,延南北走向548.867m,總長為715.205m。新建海堤擬建場地位于大亞灣澳頭鎮(zhèn)海鮮市場一帶,擬建場地原始地貌為淤積海灣地貌,場地內(nèi)地層體按其特征及其物理力學(xué)性質(zhì)從上至下劃分為第四系人工堆積層(Qml)、第四系海相沉積層(Qmc)、第四系沖積層(Qal)、第四系殘積層(Qel)與侏羅系基巖(J)。護(hù)岸采用斜坡式結(jié)構(gòu),堤身采用拋石填筑,干砌石護(hù)面以及鉆(沖)孔灌注樁形成。堤身采用拋石填筑至1.50m高程,并且以干砌石做為護(hù)面;樁號HD0+000.000～HD0+166.338段海堤由于地下巖層淤泥層埋深較淺層厚較厚,采用鉆(沖)孔灌注樁做為保證海堤整體穩(wěn)定,樁間以高壓旋噴樁進(jìn)行密封止水。為防止海水沖刷,在堤前設(shè)置4m寬拋石護(hù)腳,頂高程為-0.30m,塊石重量300kg～400kg。樁號HD0+493.030～HD0+715.205段為景觀設(shè)計范圍以外海堤,結(jié)合該段現(xiàn)狀還頂?shù)孛娓叱碳s為3.50m,新建海堤堤頂高程為3.50m。2深層混凝土攪拌法深層水泥攪拌法作為我國港口建設(shè)中引進(jìn)開發(fā)的一種護(hù)岸軟基加固技術(shù),在日本發(fā)展起來后結(jié)合我國工程特點,該方法在護(hù)岸軟基加固中得到了迅速應(yīng)用,其在海岸工程的軟基加固中得到應(yīng)用,主要得益于深層水泥攪拌法的顯著應(yīng)用優(yōu)勢特點。該方法在軟基加固中采用水泥作為穩(wěn)定劑,并與施工現(xiàn)場的各種土類,如軟粘土等充分?jǐn)嚢杞Y(jié)合,形成一種比原土強(qiáng)度要高很多的水泥土,所以通過深層水泥攪拌法加固后的軟基變形小,尤其適用于護(hù)岸的軟基加固工程。深層水泥攪拌法主要利用水泥以及現(xiàn)場土壤,不用運(yùn)其他各類砂石料等,顯然施工速度可以得到有效提高,從而有效地縮短軟基加固的施工工期。深層水泥攪拌法主要材料之一是施工現(xiàn)場的地基土,因此該軟基加固技術(shù)尤其適用于施工現(xiàn)場缺乏砂石料的工程,而對于海岸工程來說一般距離砂石料場較遠(yuǎn),顯然海岸工程都是缺乏砂石料,所以對于護(hù)岸工程來說,采取深層水泥攪拌法進(jìn)行軟基加固具有顯著的可行性,另外,由于直接采用地基土作為材料,所以可大量地節(jié)省資源,使得這種軟基加固技術(shù)在陸上和海上得到了廣泛的應(yīng)用。深層水泥攪拌法的施工對上部結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生任何影響,而且軟基加固過程中棄土量以及挖泥都比較少,施工噪音又比較低,對周圍環(huán)境沒有產(chǎn)生不良影響。3深層混凝土攪拌樁出現(xiàn)滑移事故時,該段的整理主要集中于資在原設(shè)計中,大亞灣澳頭護(hù)岸工程的其中600m采用拋填石料形成基礎(chǔ),在拋填的基礎(chǔ)上澆筑混凝土防浪墻的結(jié)構(gòu)形式,按設(shè)計要求不對原海底的淤泥進(jìn)行處理,而是采用直接拋石擠淤的施工方法。工程中海底淤泥的厚度為1m～5m不等,該工程施工時當(dāng)石料拋填至淤泥厚度5m的一段時發(fā)生滑移事故。由于該段已經(jīng)拋填石料至一定厚度,不再適用挖泥的方式。鑒于本海岸工程地區(qū)普遍發(fā)育有埋深較淺而層厚較厚的地下巖層淤泥層,經(jīng)以往工程實踐結(jié)果表明采用深層水泥攪拌法進(jìn)行海岸軟基加固具有較好的應(yīng)用與發(fā)展前景。這種軟基加固技術(shù)不但具有施工快速、強(qiáng)度高、可就地拌合、不用棄土以及施工無噪聲等優(yōu)點,而且在總體布局上能夠使建筑于深層水泥攪拌樁上的整個海岸的前沿線較大限度地往江中移,可以有效地擴(kuò)大了后方陸地面積,較大程度地縮短了海岸與碼頭之間的引橋長度,宏觀上提高了整個港口工程建設(shè)項目的經(jīng)濟(jì)效益。鑒于以上分析,經(jīng)各方開會研究決定對該段淤泥進(jìn)行處理,最終選取深層水泥攪拌法對該護(hù)岸軟基進(jìn)行加固處理。4水泥液池結(jié)構(gòu)設(shè)計樁機(jī)進(jìn)場后編號,并根據(jù)各臺樁機(jī)的性能和攪拌成樁的深度,安排在本護(hù)岸工程指定的區(qū)域內(nèi)施工。每臺樁機(jī)必須配備電腦記錄儀打印樁長,否則不許施工,每條樁所用的水泥漿液分兩次制備,流入儲液池,總量控制單樁用漿量。施工前應(yīng)根據(jù)測控點,用經(jīng)緯儀放出結(jié)構(gòu)邊線,然后用鋼尺量距放出各樁點,并做好標(biāo)志及編號,保證樁位偏差小于30mm。樁機(jī)到位后,用500mm長水平尺整平機(jī)臺,要求氣泡居中,誤差在0.5格,鉆頭對中采用雙向目測,盡量減少對中誤差。5樁身垂直度無測定、復(fù)激發(fā)過程本護(hù)岸軟基處理工程所采用的深層水泥攪拌法的施工流程如下。樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。本深層水泥攪拌樁施工時所使用的水泥摻入比采用18,水灰比選取0.45～0.50之間。在每根樁開始施工前,根據(jù)樁長數(shù)一次配備該樁的用漿量。在樁機(jī)豎桿兩側(cè)各懸掛一條5m長的吊錘,上端離豎桿水平距離5cm,每條樁施工前均需測樁機(jī)垂直度。本工程控制攪拌樁樁身的垂直度偏差應(yīng)小于0.4%。采用“四攪四噴”的攪拌樁施工工藝控制一條長度為19m的樁成樁時間不少于75min。應(yīng)用流量泵控制輸漿速度,確保攪拌提升速度與輸漿速度同步,要求前臺樁機(jī)與后臺供漿密切配合,聯(lián)絡(luò)信號明確。確保設(shè)計成樁深度外,還要注意地層的變化,根據(jù)電流的大小,確認(rèn)持力層的深度,確保施工達(dá)到設(shè)計樁長。在樁頂和樁底噴漿時,應(yīng)復(fù)攪復(fù)噴。當(dāng)接近樁頂設(shè)計標(biāo)高時,尤其注意樁頭的施工質(zhì)量,攪拌機(jī)自設(shè)計標(biāo)高以下1m噴漿攪拌應(yīng)該提升出樁頂設(shè)計高程,以保證樁頭均勻密實。對于本工程中存在地質(zhì)情況不明的地段,對攪拌噴漿疑難的樁段采取重點處理如本工程采取重復(fù)多次噴漿的方法以使樁身強(qiáng)度加強(qiáng)。噴漿必須連續(xù),若施工中出現(xiàn)停噴,為了避免斷樁,將攪拌噴頭下沉到停噴點以下0.5m,再供漿、噴漿提升。對設(shè)計要求搭接成墻的圍封樁,防滲樁應(yīng)連續(xù)施工,相鄰樁施工間隔時間不得超過24h,若間歇時間太長與第二根樁無法搭接,則應(yīng)采用局部補(bǔ)救措施。配有專人負(fù)責(zé)記錄每臺樁機(jī)的施工記錄,如記錄攪拌成樁的工藝參數(shù)。終孔的判別應(yīng)根據(jù)本工程超前鉆鉆孔柱狀圖以及鉆機(jī)電流的變化并經(jīng)監(jiān)理人同意,對于本工程來說,其終孔判斷是當(dāng)攪拌樁樁底打穿淤泥、淤泥質(zhì)土層,進(jìn)入下臥的中粗砂或砂卵礫石層0.5m。6深層攪拌法加固岸坡的施工技術(shù)要點