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摘 要 水泥粉喷桩续墙技术是利用工程机械对土质提坝及建筑物的基础通过外力强行搅拌,同时向建筑基础中喷入事先混合好的水泥粉,这样搅拌土在重力及搅动力的双重力量下不断下降,最终在基座处自发形成了坚实构筑物,大量的工程实践已然证明地基喷粉搅拌桩连续墙技术在工程防渗漏建筑物、堤坝工程、高速工路等常见的堤坝渗透失稳的修补工程是非常经济实用的一种工程技术措施。探析该种技术对现如今的工程施工有着重大的现实意义。
关键词 水利水电;基粉喷;连续墙;工程技术
中图分类号:TV223 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)031-122-02
1 水泥粉喷搅拌桩连续墙技术介绍
通过搅拌装置的震动将软土和固化剂,强行搅拌混匀形成坚固的地基是深层次搅拌加固法的基本原理。其中水泥、石灰等是部分固化剂,因此可以作为软土地基层所用到的材料。不仅如此,软土地基还在强大的外力作用下,开始将松软的土质振紧,有空隙之处被搅动中的固化剂和水泥填满,这样就直起到了将地基填实,而后静置,固化剂起到固紧周围软土质与水泥的作用,最终形成了更加紧密坚实的地基。
桩搭接形成的连续墙对地下构筑物的取代是通过软土地基深层搅拌加固法实现和得到巩固的,其在水利工程运用中得到重要的应用。
加固法一般在过去用于加固淤泥、淤泥质土、粘性土质、粉末状土质等软性土地基。现在采用地基水泥搅拌粉喷吹技术用于建设水利工程的防治墙,是该方法的应用的一个重大突破。地基水泥搅拌粉喷吹技术来建设水利工程可将固化剂由水泥浆为水泥粉制备,简化工序同时又充分满足河床覆盖层含水层水量大的特点。
地基水泥粉喷搅拌桩技术特点:
1)不需要施工平台(缓冲固壁压力),因此可以避免成孔固壁问题。
2)水泥粉喷搅拌桩连续墙技术在防渗墙的设计强度和防渗效果方面有广阔的应用前景。尤其在堤防工程防渗墙建设及加固处理堤防工程中应用良好。
3)搅拌机械的螺旋状搅拌头在施工中振动不大,对其他环境没有影响。对于已建堤防工程的防渗墙的加固处理可以相当好的运用此方法。
4)为了加快施工速度和保证搭接质量,需要根据搅拌位置的不断变化来移动搅拌装置,因此解决好这个问题是保证施工质量,速度和安全的关键。地基水泥粉喷搅拌桩技术设有油压移位装置,通过该装置的机械操作能很好的解决这个问题。
总之与传统方法相比较,该技术方法能根据搅拌位置不断变化移位以提高效率。是中、浅深度截水墙的施工较为普遍采用的工艺之一。
2 在水利工程中的应用实例
2.1 湖南省邵阳市水渠改扩建工程
20世纪90年代,湖南省邵阳市绥宁县河灌区需要进行水渠的改建与扩建项目中,充水高度约5 m的橡胶坝新建在原先的滚水坝前,基础设计厚度达到6 m的细砂石,一段时间后经发现存在液化问题。施工中在橡胶坝底板前缘位置灌注一道基底连续墙,柔性联接橡胶坝底的前齿墙,在施工中肯定会穿过粉砂层及细砂层,通过综合比较和全面分析,工作人员决定采用水泥粉喷搅拌桩连续墙技术,当然这其中还涉及到施工方案的确定,以及部分施工图纸的更改,但是最终正是由于采用了该种技术,施工搅拌机械在含砾砂地层中的钻进以及在两道桩墙之间形成紧密接接和有可能出现的断桩等一系列工程难题才得以解决。该工程总计花费时间25天,完成总进尺4176.5 m,完成了所有面积的防渗墙改造。各项工程均达到质量指标,完成了设计要求,而且提前完成任务使施工效率得到很大程度提高,而更加值得关注的是,时隔20年,当年运用该套技术的水利工程依然完好,由此减少了工程施工的重复投资。
2.2 水泥粉喷桩加固桥梁墩台
工程概况:长白线K124+675建立此工程,天然承载力标准值只有80 kPa~100 kPa,为了满足设计要求,墩底设计承载力300 kPa。采用水泥粉喷桩加固持力层土,以加大桥墩施工地基的承重和以后可能出现的基础沉降等问题。
地层岩土成分为:杂填土、粉土、粉质粘土、粉砂土、细砂、粉质砂岩与泥质页岩互层、粉质砂岩与泥质页岩互层。设计方案:1)桩体直径0.60 m;2)在水泥土中掺入一定量的水泥,提高标准强度值,这一掺入量和最终的标准强度值是在室内强度试验中所确定的;3)桩长的设计。
水泥粉喷桩取代钻孔灌注桩的优点:
1)不需要钢筋,节约钢板、钢管。
2)设备简单容易上手操作、设备齐全机械化程度高、施工难度相比传统的钻孔灌注桩较低,不会出现后者存在的泥浆制备、超声波监测等复杂甚至人工操作的工艺。此外,后者还存在许多安全问题,而水泥粉喷桩技术涉及到的人力相对较少,降低施工安全风险。
3)由于机械化程度高,所以参与工程的劳动力减少;对施工地和附近地基影响较少,所以施工场地的应用范围广,不受大部分限制;设备较传统方法中的先进,能大大提高工程施工效率,缩短工期,劳动强度低,经济效益高。
4)整个施工过程中,无振动,无噪声,绿色无污染,对环境和人居的保护概念到位。采用水泥粉喷桩进行地基加固处理替代深基础,适宜软弱土层不太深的桥梁工程改造,因为基础不受冲刷影响,同时可降低工程造价,减少劳动强度,节能环保。
2.3 兰海高速公路黄土软基处理
该工程的概况为:全长为43.336 km的高速公路,周围有大片广泛分布的农田,分季节种植许多经济作物,同时还散落分布数量不小的蓄水塘和鱼池养殖基地。由于这些地区特殊的农业和渔业的灌溉、蓄水等需要,水资源丰富且流动性大,不可避免地积累地表水,从而使过量的水不断向地下浸润,使地下水位升高。这一重要的原因使得黄土层饱和以及软化,在局部形成厚度不等的软塑-流塑状软土地层,此土层含水量高,不均匀沉陷的可能性大大增高,给公路带来无法避免的损害,甚至引发连环交通事故。
关键词 水利水电;基粉喷;连续墙;工程技术
中图分类号:TV223 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)031-122-02
1 水泥粉喷搅拌桩连续墙技术介绍
通过搅拌装置的震动将软土和固化剂,强行搅拌混匀形成坚固的地基是深层次搅拌加固法的基本原理。其中水泥、石灰等是部分固化剂,因此可以作为软土地基层所用到的材料。不仅如此,软土地基还在强大的外力作用下,开始将松软的土质振紧,有空隙之处被搅动中的固化剂和水泥填满,这样就直起到了将地基填实,而后静置,固化剂起到固紧周围软土质与水泥的作用,最终形成了更加紧密坚实的地基。
桩搭接形成的连续墙对地下构筑物的取代是通过软土地基深层搅拌加固法实现和得到巩固的,其在水利工程运用中得到重要的应用。
加固法一般在过去用于加固淤泥、淤泥质土、粘性土质、粉末状土质等软性土地基。现在采用地基水泥搅拌粉喷吹技术用于建设水利工程的防治墙,是该方法的应用的一个重大突破。地基水泥搅拌粉喷吹技术来建设水利工程可将固化剂由水泥浆为水泥粉制备,简化工序同时又充分满足河床覆盖层含水层水量大的特点。
地基水泥粉喷搅拌桩技术特点:
1)不需要施工平台(缓冲固壁压力),因此可以避免成孔固壁问题。
2)水泥粉喷搅拌桩连续墙技术在防渗墙的设计强度和防渗效果方面有广阔的应用前景。尤其在堤防工程防渗墙建设及加固处理堤防工程中应用良好。
3)搅拌机械的螺旋状搅拌头在施工中振动不大,对其他环境没有影响。对于已建堤防工程的防渗墙的加固处理可以相当好的运用此方法。
4)为了加快施工速度和保证搭接质量,需要根据搅拌位置的不断变化来移动搅拌装置,因此解决好这个问题是保证施工质量,速度和安全的关键。地基水泥粉喷搅拌桩技术设有油压移位装置,通过该装置的机械操作能很好的解决这个问题。
总之与传统方法相比较,该技术方法能根据搅拌位置不断变化移位以提高效率。是中、浅深度截水墙的施工较为普遍采用的工艺之一。
2 在水利工程中的应用实例
2.1 湖南省邵阳市水渠改扩建工程
20世纪90年代,湖南省邵阳市绥宁县河灌区需要进行水渠的改建与扩建项目中,充水高度约5 m的橡胶坝新建在原先的滚水坝前,基础设计厚度达到6 m的细砂石,一段时间后经发现存在液化问题。施工中在橡胶坝底板前缘位置灌注一道基底连续墙,柔性联接橡胶坝底的前齿墙,在施工中肯定会穿过粉砂层及细砂层,通过综合比较和全面分析,工作人员决定采用水泥粉喷搅拌桩连续墙技术,当然这其中还涉及到施工方案的确定,以及部分施工图纸的更改,但是最终正是由于采用了该种技术,施工搅拌机械在含砾砂地层中的钻进以及在两道桩墙之间形成紧密接接和有可能出现的断桩等一系列工程难题才得以解决。该工程总计花费时间25天,完成总进尺4176.5 m,完成了所有面积的防渗墙改造。各项工程均达到质量指标,完成了设计要求,而且提前完成任务使施工效率得到很大程度提高,而更加值得关注的是,时隔20年,当年运用该套技术的水利工程依然完好,由此减少了工程施工的重复投资。
2.2 水泥粉喷桩加固桥梁墩台
工程概况:长白线K124+675建立此工程,天然承载力标准值只有80 kPa~100 kPa,为了满足设计要求,墩底设计承载力300 kPa。采用水泥粉喷桩加固持力层土,以加大桥墩施工地基的承重和以后可能出现的基础沉降等问题。
地层岩土成分为:杂填土、粉土、粉质粘土、粉砂土、细砂、粉质砂岩与泥质页岩互层、粉质砂岩与泥质页岩互层。设计方案:1)桩体直径0.60 m;2)在水泥土中掺入一定量的水泥,提高标准强度值,这一掺入量和最终的标准强度值是在室内强度试验中所确定的;3)桩长的设计。
水泥粉喷桩取代钻孔灌注桩的优点:
1)不需要钢筋,节约钢板、钢管。
2)设备简单容易上手操作、设备齐全机械化程度高、施工难度相比传统的钻孔灌注桩较低,不会出现后者存在的泥浆制备、超声波监测等复杂甚至人工操作的工艺。此外,后者还存在许多安全问题,而水泥粉喷桩技术涉及到的人力相对较少,降低施工安全风险。
3)由于机械化程度高,所以参与工程的劳动力减少;对施工地和附近地基影响较少,所以施工场地的应用范围广,不受大部分限制;设备较传统方法中的先进,能大大提高工程施工效率,缩短工期,劳动强度低,经济效益高。
4)整个施工过程中,无振动,无噪声,绿色无污染,对环境和人居的保护概念到位。采用水泥粉喷桩进行地基加固处理替代深基础,适宜软弱土层不太深的桥梁工程改造,因为基础不受冲刷影响,同时可降低工程造价,减少劳动强度,节能环保。
2.3 兰海高速公路黄土软基处理
该工程的概况为:全长为43.336 km的高速公路,周围有大片广泛分布的农田,分季节种植许多经济作物,同时还散落分布数量不小的蓄水塘和鱼池养殖基地。由于这些地区特殊的农业和渔业的灌溉、蓄水等需要,水资源丰富且流动性大,不可避免地积累地表水,从而使过量的水不断向地下浸润,使地下水位升高。这一重要的原因使得黄土层饱和以及软化,在局部形成厚度不等的软塑-流塑状软土地层,此土层含水量高,不均匀沉陷的可能性大大增高,给公路带来无法避免的损害,甚至引发连环交通事故。