本站原创摘 要：海堤地基淤泥类软土的动力特性,在填土压实施工中,振动压路碾反复作用下,地基很容易发生整体破坏,堤身沉陷.深层搅拌法是用于加固饱和软粘土地基的一种新方法,具有施工工期短、无公害、施工过程无振动、无噪音等优点,本文通过对海堤软基工程施工方面做了大量的调研,为深层搅拌桩复合地基施工方法和质量检测方法提供参考.
关 键 词：海堤工程 软基 深层搅拌桩 质量控制
一、前言
可靠的地基和牢固的基础可以使水工建筑物坚固耐久,经千百年屹立不动.然而,有的水工建筑物刚刚建成就险象丛生,甚至失事,究其原因,是由于地基软弱、渗流破坏,再加上工程勘察不周、基础失稳所造成.所以,地基基础占有十分重要的地位.它的设计是否合理,施工质量是否符合标准,不仅直接影响整个工程的造价和工期,而且关系到水工建筑物的安危.
软土这类沉积厚度大、含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差的软土地区进行建筑时,通常需针对工程特点进行相应的地基处理.对于以稳定为主要特点的堤防加固加高工程,水泥土搅拌法是一种有效的地基处理方法.针对海堤软基的工程特点,开展海堤软基的理论与应用研究已成为软基建设所面临的新问题,对海堤软基工程设计与施工具有重要的理论和实际意义.
二、海堤软基的工程特性及问题
软土地基是由大量淤泥、淤泥质粘土等第四系海相沉积物组成的,软土中的粘粒主要是由粘土矿物高岭石、蒙脱石、水云母组成.这几种矿物对土的工程性质有很大的影响.软土具有高含水量、高压缩性、高粘粒含量、低强度、低透水性的“三高二低”超软弱软土的工程特性.
海堤软土为全新统沉积层,形成地质时代新,固结时间短,并且分布在表层,未经压实,为欠固结土层,地形低,地面高程一般小于2~3m,地下水高,土层长期处于饱水状态,软土的颗粒较细,砂层常为透镜体,透水性弱,不利于排水,生物尸体的腐化、微生物的作用对土层的结构造成影响,使其变松软.
根据海堤软基的工程特点,遵循“技术先进、经济合理、安全适用”的原则,在满足填海造地技术要求的情况下,因地制宜地开发和采用了抛砂挤淤、抛石挤淤、填砂插板超载预压、深层水泥搅拌桩、水泥粉搅拌桩等方法等技术进行填海软基处理.本文主要介绍深层搅拌桩复合地基的加固.
三、海堤软基工程深层搅拌桩复合地基质量的控制检测
1.深层搅拌桩复合地基加固原理
深层搅拌法是用固化剂水泥浆和石灰与外加剂(石膏、木质素磺酸钙)通过深层搅拌机输入到软土中并加以充分拌合,固化剂和软土之间产生一系列的物理一化学反应,改变了原状土的结构,使之硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土和石灰土.深层搅拌加固软土地基,目前在国内以水泥系深层搅拌和石灰系深层搅拌法为多见.
2.工程质量控制方法
2.1施工期质量检验
在施工期,每根桩均应有一份完整的质量检验单,施工人员和监理人员签名后作为施工档案.质量检验主要内容有；(l)桩位:通常定位偏差不超过50mm,(2)桩项、底高程:均不低于设计值,一般桩底应超深100~200mm,桩顶应超过0.3~0.5m.(3)桩身垂直度:施工时均应用水准尺或其他方法检查导向架和搅拌轴的垂直度,从而间接地测定桩身垂直度.通常垂直度误差不大于1%.(4)桩身水泥掺量:按设计要求检查每根桩的水泥用量.考虑到按整包水泥计量的方便性,允许每根桩的用量在士25kg范围内调整.(5)水泥标号:按设计要求选用.(6)搅拌头上提喷浆(或喷粉)的速度:一般均在上提时喷搅浆(粉),提升速度控制在.0.5m/min内.通常采用二次搅拌.(7)外掺剂的选用:须按设计要求配制.常用的外加剂有氯化钙、碳酸钠、三乙醇胺、木质素磺酸钙、水玻璃等.(8)桨液水灰比:一般为0.4~0.5,不宜超过0.5.浆液拌和时要按水灰比定量加水.通过水灰比和水泥用量,可算出浆液的密度,施工时要对密度进行抽查.(9)水泥浆液搅拌均匀性:应注意贮浆桶内浆液的均匀性和连续性,要对储浆桶内浆液不断地搅拌,喷搅时不许出现输浆管道堵塞或爆裂.
2.2工程竣工后质量检验
2.2.1标准贯入试验或轻便触探等动力试验
轻便动力触探,就是利用一定的锤击动能,将一定规格的圆锥探头打入粉喷桩中,根据打入桩中的阻抗大小来判别桩身的均匀程度.
检测参照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002),轻便动力触探检测深度不宜超过4m,触探杆连接后的最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入应连续进行,不宜间断,锤击速率一般为每分钟15~30击,触探测试点的位置位于桩径方向1/4处,触探测试时,桩龄期应在3d以内,当每贯入10cm,其击数大于30击时即应停止贯入,以免桩头开裂或损坏,影响桩头质量.
2.2.2静力触探
该法可连续检查桩体长度内的强度变化,水泥土搅拌桩制桩后用静力触探测得桩身强度沿深度的分布图,与原始地基的静力触探曲线相比较,得出桩身强度的增长幅度,并能测得断浆(粉)、少浆(粉)的位置和桩的长度,整根桩身质量情况就将暴露无遗.静力触探可以严格检验桩身质量和加固深度,是有效检查桩身质量的方法之一.但从理论上和实践上尚需进行大量的工作,以积累经验,同时在测试设备上还需进一步改进和完善,以保证该法检验的可行性.
2.2.3取芯检硷
采用100型钻机对桩体进行抽芯检测.用抽空方式连续取水泥土桩桩芯,以直观检验桩体强度、均匀性、连续性和硬度等,并可切成试块做无侧限抗压强度试验.一般取芯径为中小106mm.使用本方法应有良好的取芯设备和技术,以确保桩芯的完整性和原状强度.
2.2.4静荷载试验
分为单桩试验和复合地基试验两类.对承受垂直荷重的水泥土搅拌桩,这是最可靠的质检方法.对于复合地基的静荷载试验,其荷载板的面积应根据布桩情况而定,即载荷面积应为一根桩所承担的处理面积,否则应予以修正.试验标高应与基础底面设计标高相同.对单桩试验,在桩顶上要做桩帽,以使受力均匀.荷载试验应在28d龄期后进行,检验数量为桩总数的(0.5~1)%,且每项单体工程不应少于3根.若试验值不符合设计要求,应增加检验孔的数量,若用于桩基工程,其检验数量应不少于第一次的检验量.
2.2.5开挖检验
可根据工程设计要求,选取一定数量的桩体进行开挖,以检查加固桩体的外观质量、搭接质量和整体性等.
2.2.6沉降观测
工程竣工后,要进行沉降、侧向位移等观测.这是最为直观检验加固效果的理想方法.
2.2.7围护水泥土搅拌桩的检验内容
墙面渗漏水情况,桩墙的垂直和整齐度情况,桩身的裂缝、缺损和漏桩情况,桩体强度和均匀性,桩顶和路面顶板的连接情况,桩顶水平位移量,坑底渗漏情况,坑底隆起情况.
四、结论
软土具有沉积厚度大、含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差等特点,作为建筑地基时,通常需针对工程特点进行相应的地基处理.对于以稳定为主要特点的堤防加固加高工程,水泥土搅拌法是一种经济有效的地基处理方法.工程中将不断遇到新的问题,进一步研究更经济、安全、方便的施工监控与检验方法.