水泥土搅拌法在加固某公路桥台地基中的应用

第３２卷第４期　西　建　筑　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．４　－ＨＯ・　２　０　０　６年２月　山　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｆ＿ｅｂ．２ｏｏ６　文章编号：１００９—６８２５（２００６）０４—０１１０．０２　水泥土搅拌法在加固某公路桥台地基中的应用　杨亚新贺正杰　摘要：结合采用水泥土搅拌法加固某公路桥台地基的实例，通过计算确定了粉喷桩加固方案，介绍了其施工工艺及注　意事项。　程实践表明，水泥土搅拌法是一种行之有效的软土地基加固方法。　关键词：软土地基，承载力，粉喷桩，施工工艺　中国分类号：Ｕ４４３．２１　文献标识码：Ａ　水泥土搅拌法就是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机　２）移动钻机，准确对孔。对孔误差不得大于５０　ｍｉｔｔ。　械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土　间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、　水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变　形模量Ⅲ。根据施工方法的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌　和粉体喷射搅拌两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用　水泥粉和地基土搅拌。由于粉体喷射搅拌法采用粉体作为固化　剂，不再向地基内注入附加水分，因此加固后地基的初期强度高，　对含水量高的软土加固效果尤为显著ｌ２　Ｊ。　１工程概况及地质条件　圈２　粉喷桩立面布置圈（单位：ｃｍ）　某公路特大桥桥台坐落在大堤上，大堤为某防洪工程的一部　３）利用支腿油缸调平钻机，钻机主轴垂直度误差应不大于１％。　分。地质条件：桥台基础底面以下的土层为粉土和卵砾土，其中　４）启动主电动机，根据施工要求，以Ｉ，Ⅱ，Ⅲ档逐级加速的　粉土的主要物理力学指标如表１所示。表中数据显示粉质粘土　顺序，正转预搅下沉。钻至接近设计深度时，应用低速慢钻，钻机　厚度大、承载力较低、压缩性较大，根据桥台荷载要求，无法满足　直接作为地基土的条件，需进行加固处理。通过对几种方案进行　应原位钻动１　ｍｉｎ～２　ｍｉｎ。　５）提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时，按０．５　ｎ　比较分析决定采用粉喷桩作为首选方案。这样不仅可以提高地　的速度反转提升Ｉ　。当提升至设计停灰标高后，应慢速原地搅拌　基承载能力、控制工后沉降、降低地基土的渗透系数，而且可以有　１　ｍｌｎ－－２　ｍｉｎ。　效降低工程成本。　袭１土层主要物理力学指标　６）重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀，需再次将搅拌头下沉到　设计深度。提升搅拌时，其速度控制在０．５　ｍ／ｒａｉｎ　０．８　ｍ／ｒａｉｎ　土名　屡厚　干容重　饱和容重　压缩系数　压缩模量　渗透系数　Ｃ　允许承载　ｋＮ／ｍ３　ＭＰａ一１　ｍ　１０—４ｏａｌ／ｓ　ｋＰａ　（‘）　／ｋＰａ　左右。　粉土　９　１６．Ｏ　２０．４　０．２０　６．８３　７　５　２５．０　１２　０　８０～２００　７）为防止空气污染，在提升喷粉至地面０．５　ＩＴＩ处应减压或停　２加固方案　止喷粉。，在施工中孑Ｌ口应设喷灰防护装置。　通过计算，确定了粉喷桩加固方案。如图１、图２所示分别为　８）提升喷灰过程中，需有自动计量装置。该装置为控制和检　粉喷桩平面和立面布置图。可以看出粉喷桩按梅花形布置，同时　验喷粉桩的关键，应予以足够重视。　为了防止桥台前端及两侧地基土挤出在该处作了加密搭接ｌ４　Ｊ。　９）钻机提升至地面后，钻机移位对孑Ｌ，按上述步骤进行下一　施工中严格按照水泥掺入比为２０％进行，以确保水泥土的强度　根桩的施工。　满足设计要求。为安全起见，还增设了抗滑键。　３．２　注意事项　１）施工机械、电气设备、仪器仪表及机具等，在确认完好后方　ｆ　ｌｉ硼　坤冲　审Ｉ制　审十申４申忡协　审　ｆ一霭　翊　准使用。　２）桩体施工中，若发现钻机不正常的振动、晃动、倾斜、移位　等现象，应立即停钻检查。必要时应提钻重打。　Ｌ槠Ｌ酿疆舾晒　鄹卿鞭硒蹶髑勰—密　３）在送灰过程中如发现压力连续上升或突然下降等现象，应　立即判明原因，停止提升，原地搅拌。为保证成桩质量，必要时应　复打。　图１　粉喷桩平面布置圈（单位：ｃｍ）　４）设计上要求搭接的桩体，须连续施工，一般相邻桩的施工　３施工工艺与注意事项　间隔时间不超过８　ｈ。　３．１施工工艺　４结语　１）放样定位。　１）水泥土搅拌法是软土地基加固处理的一种重要方法，它是　收稿日期：２００５．０８．２２　作者简介：杨亚新（１９７１），男，工程师，湖南共和实业集团公司，湖南益阳５１３０００　贺正杰（１９７２．），男，工程师，湖南水利水电开发集团有限公司，湖南长沙４１００００　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３２卷第４期　２　０　０　６年２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　ＶｏＩ＿３２　Ｎｏ．４　Ｆｅｂ．２００６　－１１１・　文章编号：１００９．６８２５｛２００６）０４—０１１１．０２　瑞利波检测土基模量的一些试验研究　张摘种方法所测土基模量之问的关系，提出了一些结论。　博苏跃宏　要：根据瑞利波测试方法与工作原理，对填料为天然砂砾的土基进行了现场测试并对比了传统的承载板法，建立两　关键词：瑞利波，ＳＡＳＷ瞬态激振法，动态模量　中图分类号：ＴＵ４１３　文献标识码：Ａ　应力卸除阶段，应力一应变曲线的割线模量。　引言　目前常规检测土基模量主要采用传统的承载板法、贝克曼梁　根据弹性力学理论，应力与应变的比值称为弹性模量。对于　通常采用静态的试验方法。所谓静态试验方　法、自动弯沉仪法等，近年来落锤式弯沉仪法（ＦＷＤ）逐步应用广　道路土基材料来说，泛并被列入规范，但这类方法大多使用大型器械或多次重复加卸　法是相对动态试验方法而言，加载时间长，材料有足够时间产生　所得模量为静态模量。而对于动态荷载作用下，荷载　载，效率低，受环境，往往不能及时反映测试区域的整体情　充分变形，况，因此发展快速、高效、经济简便的无损检测技术十分必要。　英国人瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ，１８８５年）首先研究了弹性半空间的界　应力随时间而不断变化，因此，应变也随着时间变化，显然，应力　—应变是关于时间的函数，在一个动态荷载作用周期内，模量有　面附近存在的一种表面波，并逐渐成为一种新型的岩土原位测试　无穷多个值。因此，将动态模量定义为具有一定周期的动态荷　其应力（荷载）的模（幅值）与材料相应的应变（变形）的模（幅　技术，具有无破损、经济、快捷、准确等优点。２０世纪７０年代，美　载，　国人便利用瞬态激振产生的瑞利波来研究浅层地质问题；在我国　值）的比值为：瑞利波的研究应用开始于８０年代。　到目前为止，应用瑞利波法检测动态模量理论已趋成熟，但　应用于土基时，不同填料会对检测结果产生影响，所以大多检测　Ｅｄ　—　＝　。　动态模量与静态模量有明显不同，静态模量不考虑时间，只　是应力幅　结果偏差较大。为此，对正在施工的２０８高速公路做了大最的试　是单纯应力一应变的比值。动态模量考虑时间的影响，　Ｊ。　验工作，对检测方法进行研究，并得出了填料为天然砾砂时与传　值与应变幅值的比值，可以更全面地反映动力特性　３统承载板方法之间的一定联系。　２瑞利波法检测动态回弹模量　２．１测试方法与计算原理　文中所采用的瞬态激振法（ｓＡＳｗ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｕｒ—　１土基回弹模量　土基所受主要荷载为行车荷载即动荷载，而土基的变形包括　ａｃｅＷａｖｅ）是对地面产生一瞬时冲击产生一定频率范围的瑞利　弹性变形和塑性变形，因此施加的荷载和回弹变形之间的关系很　ｆ通过频谱、相位分析得到瑞利波速与模量的关系。　复杂，但通常仍采用模量Ｅ来表征（局部线形化）。回弹模量就是　波，利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将　１９９５．４３—４５．　软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土问所产生的一系列物理　［３］薛殿基．粉喷桩设计与施工［Ｍ］．郑州：河南科学技术出版社，　化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的　１９９７，１７　１９．　水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量［　，　。　［４］池永寿．高压喷注水泥土桩基的设计与计算［Ｍ］．北京：中国　一２）通过对某公路桥台软土地基进行加固，证明水泥土搅拌　铁道出版社，１９９４．６４—６６．　法是一种行之有效的方法，有必要在实际工程中推广使用。　参考文献：　出版社，２００２，８９—９１．　［５］吴邦颖，张师德，陈绪禄．软土地基处理［Ｍ］，北京：中国铁道　出版社，１９９５，７９—８１，　６４—６６．　［１］龚晓南．复合地基理论及工程应用［Ｍ］．北京：中国建筑工业　［６］康旭元．地基处理技术的发展与现状［Ｊ］，山西建筑，２００５（１）：　［２］叶书麟．地基处理手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｐｉｌｅ　ｏｎ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｂｕｔｍｅｎｔ　ｇｒｏｕｎｄｓｉｌｌ　ＹＡＮＧ　Ｙａ－ｘｉｎ　ＨＥ　ｚｈｅ￣－ｊｉｅ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｒｅｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄｓｉｌｌ　ｕｎｄｅｒ　ｓｏｍｅ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｂｕｔｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｐｉｌｅ．Ｔｈｅ　ｓｃｈｅｎｌｅ　ｏｆ　ｄｒｙ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｐｉｌｅ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｃｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｋｅｙ　ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ－　Ｆｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｅｄ　ｐｉｌｅ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｇｒｏｕｎｄｓｉｌｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔ　ｇｒｏｕｎｄｓｉｌｌ，ｃａｐａｃｉｔｙ，ｄｒｙ　ｃｅｍｅｎｔ　ｊｅｔ　ｐｉｌｅ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ　ｔｃｈｎｉｅｃｓ　收稿日期：２００５—０９　１６　作者简介：张博（１９８０　），男，内蒙古工业大学岩土工程专业硕士研究生，内蒙古呼和浩特０１００６２　Ｏ１００６２　苏跃宏（１９６１　），男，研究生导师，副教授，内蒙古工业大学建筑工程学院，内蒙古呼和浩特