水泥攪拌樁在高等級公路軟基加固處理中的應(yīng)用.pdf

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1、水泥攪拌樁在高等級公路軟基加固處理中的應(yīng)用劉軍(湖南省湘筑工程有限公司，湖南長沙410000)摘要：本文結(jié)合工程實例，詳細(xì)闡述了水泥攪拌樁加固軟基的施工技術(shù)參數(shù)、施工工藝、施工質(zhì)量控制及檢測方法。實踐表明：水泥攪拌樁加固路基具技術(shù)上可靠、施工快速、成本低、可操作性好等諸多優(yōu)點，可為今后的類似軟基處理工程設(shè)計施工提供參考。關(guān)鍵詞：高等級公路；軟土路基；水泥攪拌樁；加固中圖分類號：12416文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1672—4011(2010)03—0182-031工程概況湖南某高等級公路6標(biāo)段長為15．0km，路寬26m，2005年正式開始路基施

2、工，標(biāo)段沿線為典型的丘陵地區(qū)，軟土廣泛分布，且層厚、埋深不一，物理力學(xué)性質(zhì)差異大。據(jù)統(tǒng)計該標(biāo)段需加固處理的軟土路基6．7萬1112；占總路基的9．5％。天然路基承載能力小，允許承載力為80kPa一120kPa，且下部存在下伏淤泥軟臥層，地下水位高，土體變形模量大，不能滿足工程要求。為此，尋求一種可靠、快速、經(jīng)濟的路基加固方法是確保該工程成功的關(guān)鍵。2工程水文地質(zhì)條件2．1工程地質(zhì)條件根據(jù)工程勘察報告：路基地層自上而下依次為：(1)低液限粘土?；尹S色，厚度小于1m一1．5m，呈硬塑狀，為硬殼層且有濕陷性，地下水位埋深多小于2．1nl，容許承載力[

3、理]=80kPa一120kPa，極限摩阻力To=30kPa。(2)灰黑色淤泥。流塑一般厚度4m～6m，含水量49．6％一92．1％，[80]=60kPa，孑L隙比e=0．396—0．688，壓縮系數(shù)：0．11—0．19(MPa)，內(nèi)摩擦角4。。(3)砂礫石。中密，含水量飽和，允許承載力280kPa，極限摩阻力140kPa。2．2水文地質(zhì)條件本段水量豐富，水位埋深1．0m一10．0m，水質(zhì)屬HCO，一CaMg型水，對混凝土無侵蝕性，軟土地基大都處于水塘或濕地，天然排水條件差。3路基加固方案類型的分析與確定根據(jù)國內(nèi)外類似工程實踐，路基的處理有如下幾

4、類方案：取土置換、強夯、排水固結(jié)、復(fù)合地基。其中取土置換法，取土和填土工程量大，工期長、成本高，不宜大面積采用；由于路基土中含水量高，強夯法達(dá)不達(dá)效果；初期曾試驗用塑料排水板，效果不理想，承載力不能滿足要求，且沉降量較大。因此。復(fù)合地基加固路基是本工程的必然選擇?；诳焖佟⒖煽?、經(jīng)濟的原則，形成復(fù)合地基有如下三種方案：水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、CFG樁。各方案的技術(shù)經(jīng)濟比較如表1所示：表l水泥攪拌樁、CFG樁和高壓旋噴樁形成復(fù)合地基的技術(shù)經(jīng)濟比較方案名稱方案簡介方案的可靠度施工工期處理單價將特制的攪拌頭通過鉆機，置于預(yù)加固的路基深度，攪方案1：拌

5、好的水泥漿通過注漿泵、鉆具、攪拌頭送到孔底。隨對路基擾動小，能在土中形8個月168：ff．．／mz水泥攪拌樁著攪拌頭的旋轉(zhuǎn)和提升，水泥漿與土體混合，固結(jié)后形成可靠的樁體，可靠程度高成攪拌樁方案2：利用大121徑?jīng)_孔鉆或震動鉆，在需加固的土層中成孔，對路基擾動大，施工質(zhì)量不然后以一定配比的水泥、粉煤灰、礫石充填鉆孔，形成lO個月190元／m2CFG樁易控制，可靠程度中等CFG樁將特制的噴嘴通過鉆機，置于預(yù)加固的路基深度，攪拌方案3：好的水泥漿通過高壓注漿泵形成20MPa一30MPa的水泥對路基擾動小，能在土中形漿射流，高壓射流從孔底的噴嘴噴出，切

6、割攪拌土體，13個月420Tr／m2高壓旋噴樁成可靠的樁體，可靠程度高隨著注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升，水泥漿與土體混合，固結(jié)后形成高壓旋噴樁根據(jù)多種方案的比較，確定采用水泥攪拌樁加固該路基。4水泥攪拌樁施工參數(shù)的設(shè)計(1)樁徑o500tonio(2)樁長。要求打穿淤泥層。進入砂躒石層lin，一般樁長為11111—13m。(3)樁身強度。90d齡期無側(cè)限抗壓強度1900kPa；(4)水泥摻人量。攪拌樁水泥用量不小于50kg／m；(5)復(fù)合地基要求的承載力。280kPa。(6)水泥攪拌樁單樁承載力。150kN(7)天然條件下路基土強度。80kPa。根據(jù)復(fù)合

7、地基強度理論計算公式確定置換率：R=mp+口(1一m)盯式中R一復(fù)合地基強度，設(shè)計值為280kPa；n卜一置換率；r單樁承載力，15kN；o一樁間土強度標(biāo)準(zhǔn)值，80kPa；B一樁問土承載力折減系數(shù)，取o．6；經(jīng)計算得：m=0．1。(8)樁的布設(shè)。根據(jù)復(fù)合地基置換率rn，路基加固樁的布設(shè)如下：樁的間距為1．5m；排距為1．3m。呈梅花型布置。對于路基下部存在涵洞的部位、橋的兩頭20nl范圍內(nèi)加密布樁，樁的間距為1．5m；排距為0．75111。(9)攪拌提升速度。0．5m／rain～0．8m／min；(10)材料及配比。P．0．32．5普通硅酸鹽水

8、泥；水灰比為0．4—0．6；5水泥攪拌樁施工及施工質(zhì)量控制技術(shù)措施深層水泥攪拌樁施工工藝流程如圖1所示：施T記錄拌制水泥漿漿液過濾水泥漿壓送到孔底攪拌