砂砾石基础

砂砾石基础（精选7篇）

砂砾石基础 篇1

摘要：在溢洪道基础用胶凝砂砾石(CSG)材料配合比优选的基础上,通过泊松比、圆柱体轴心抗压强度、静力抗压弹性模量、渗透及静三轴试验进一步研究了材料的力学性能。试验结果表明:CSG材料的泊松比为0.21,抗压弹性模量小于混凝土材料的抗压弹性模量;孔隙率较大,具有中等渗透性,有一定自由排水能力;CSG材料的应力-应变关系存在明显的线性、非线性和软化三个阶段,体应变呈现先剪缩后剪胀的塑性破坏特征,破坏角较大。研究结果为溢洪道基础强度、变形分析提供设计参数,也为CSG材料的应用和发展提供理论依据。

关键词：CSG材料,力学性能,静三轴,应力-应变关系

CSG(Cement Sand and Gravel,胶凝砂砾石)材料最早是由J.M.拉斐尔在1976年提出,认为在砂砾料中掺入一定量的胶凝材料可极大地提高砂砾料的黏聚力,从而获取一种介于砂砾料和混凝土中间的一种材料,像是砂砾石料与胶凝材料的集合体[1,2]。这种材料经过几十年的研究和发展,在希腊、土耳其、日本等国家都已作为筑坝材料用于水利工程中[3,4,5],实践证明该坝型兼有碾压混凝土重力坝和混凝土面板堆石坝两种坝型的优点,用这种材料筑坝更能满足安全、环保和经济性的需要[6,7]。尽管在工程实践中CSG材料得到较快发展,但在其材料研究、设计理论方面还显得不够完善。本文在新疆某工程溢洪道基础用CSG材料配合比优选的基础上[8],通过试验进一步研究材料的力学性能,为溢洪道基础强度、变形分析提供设计参数,对CSG材料在水利工程中的应用和发展也有一定指导意义。

1 原材及设计配合比

试验用原材料包括天然砂砾石料、普硅水泥、粉煤灰和水。砂砾石料为新疆某工程区的天然砂砾石,剔除超径后砂砾料最大粒径为80cm,小于5 mm粒径的含量为39.7%,含泥量为1.6%。水泥为新疆青松水泥厂生产的P42.5普通硅酸盐酸水泥,粉煤灰为新疆奎屯生产的锦江牌Ⅱ级粉煤灰,试验用水为普通自来水。

影响CSG材料抗压强度的因素很多,胶凝材料用量一定时,其抗压强度主要受水胶比、细料含量的影响[8]。采用极差分析和投影寻踪回归对试验结果进行了分析,确定本次材料设计配合比为:胶凝用量为60kg/m3(其中水泥40kg/m3、粉煤灰20kg/m3),水胶比为1.2,细料含量为25%,以此配合比进行力学性能试验研究。

2 力学性能试验

2.1 泊松比试验

试件成型参照土工试验中重型击实的方法[9],尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体,成型3个试件,标准养护28d后进行试验。采用千分表量测试件的侧向变形,纵向变形采用电子万能试验机采集数据。试验时记录对应荷载下的千分表读数S1、S2和电子万能试验机采集的纵向位移值Sh,则泊松比可以表示为:

根据公式(1)计算得到材料的泊松比,试验结果见表1。

可以看到,CSG材料泊松比为0.21。从文献[10]中查得,当普通混凝土的抗压强度为C30时,其初始泊松比基本保持在0.19~0.23之间。因此,CSG材料的泊松比处于C30混凝土泊松比之间。

2.2 轴心抗压与弹性模量试验

为测定CSG材料圆柱体轴心抗压强度与静力抗压弹性模量,参照了《水工混凝土试验规范》SL352-2006中的试验方法[11]。试件尺寸为150mm×300mm,共成型6个试件,3个试件测定轴心抗压强度,3个试件测定抗压弹性模量。试验时压力机使用的是微机控制系统电子万能试验机,如图1所示。试件两端垫有10mm后的钢板,弹模变形测量架的测量标距定为150mm。记录试验数据时以10s为间隔,连续记录各个时间段的变形值,直至试件破坏,停止试验,记录破坏荷载P。

通过试验得到试件的抗压强度分别为1.34、1.38、1.56MPa,取其平均值作为该组试件的轴心抗压强度,CSG材料的轴心抗压强度为1.43 MPa。

静力抗压弹性模量计算公式为:

式中:Ec为静力抗压弹性模量,MPa;P2为40%的极限破坏荷载,N;P1为应力在0.5 MPa时的荷载,N;ΔL为应力从0.5MPa增加到40%破坏应力时的试件变形值,mm;L为测量变形的标距,mm;A为试件承压面积,mm2。

根据公式(2)计算3个试件的弹性模量结果见表2。

CSG材料的弹性模量为7 133 MPa,具有较强的抵抗变形能力。普通混凝土的弹性模量为10~20 GPa[12],可以看出CSG材料的弹性模量远低于混凝土材料的弹模模量,但高于砂砾石材料的变形模量。以这种材料作为溢洪道基础填筑,变形要远小于砂砾石材料基础填筑的变形。

2.3 渗透试验

CSG材料渗透试验成型两组试件,尺寸为300×250 mm的圆柱体,分别养护60d和90d进行试验。试验装置采用砂砾料渗透仪,渗透仪尺寸为350×300 mm,试件周边缝采用1∶1的水泥砂浆进行密封,水温为20℃,采用常水头法进行试验。

渗透系数根据达西公式(3)计算,试验结果见表3。

式中:Q为渗流量,m3,用量筒测量得;k为渗透系数,m2;A0为试件渗透面积,m2;ΔH为水头损失,m;L为渗径长度,m。

从表3可以看出,CSG材料60d、90d龄期的渗透系数均在10-4这一数量级,说明CSG材料具有中等渗透性,比一般碾压混凝土的大,且随着龄期的增长稍有减小。分析其渗透机理后发现,CSG材料的渗透性除了胶凝掺量对其渗透系数有一定影响外,骨料级配特性对其材料的透水性也有较大影响。从材料特性上讲,CSG材料原材是经过简单筛分的随机级配砂砾石料,且掺入的胶凝材料比较少,不足以填充所有孔隙,即使在振动击实的情况下,材料内部也会存在较多孔隙;后期渗透系数的减小是因为CSG材料抗压强度随着龄期的延长而增大,密实度不断提高,孔隙比有所下降,孔隙构造不断改善,连通的孔隙不断减少、粗大孔隙所占比例不断下降、细小不连通的孔隙所占比例逐渐增大所造成的。

2.4 静力三轴试验

CSG材料是一种典型的弹塑性材料,其应力-应变关系具有明显非线性特征,为进一步探讨材料力学性能,进行了CSG材料静力三轴试验。将拌好的CSG材料分多层装入三轴试模中,采用锤击方法击实到设计密度,成型尺寸为30cm×60cm的标准圆柱体试件,固型两天后脱模并送入标准养护室养护28d。三轴试验仪器采用SZ30-2000大型三轴试验机及数据采集系统,可同时进行轴向应力σ1、周围压力σ3、孔隙水压力μ、体积变化ΔV、轴向应变ε的量测。由于CSG材料的力学特性介于砂砾石与混凝土之间,因此试验方法参照《土工试验规程》中规定的固结排水剪切试验方法进行[9],围压σ3分别为100、200、300、400kPa。

对三轴试验数据进行整理,得到CSG材料在不同围压下的应力-应变关系曲线(如图2)和竖向应变与体应变关系曲线(如图3)。

从图3可以看出,CSG材料具有典型的应力应变曲线软化特点,存在明显峰值强度,对应的轴向应变ε为1%~2%;试件开始受剪至峰值前,曲线基本呈线性关系,随着轴向荷载的增加,应力与应变出现非线性特征;随着围压增大,达到破坏所需剪应力也越大,峰值强度对应的应变值亦越大。从体应变与轴应变关系曲线可以看出,CSG材料是先剪缩后剪胀,呈现出紧密砂砾石材料的剪切特征。材料的莫尔-库伦破坏圆,如图4所示。

通过莫尔-库伦破坏准则得到黏聚力c为282kPa和内摩擦角φ为52°,说明CSG材料的抗剪强度比较大。图5为静三轴试验试样破坏后的情况,经测量破坏剪切角为65°~70°,这与计算值71°(45°+φ/2)较接近,说明CSG材料具有明显的塑性破坏特征。

3 结语

本文参照混凝土的试验方法及土工试验方法进行了CSG材料力学性能试验,通过试验研究分析得出以下结论:

(1)CSG材料的泊松比在强度为C30的混凝土泊松比之间,且具有中等抗剪强度和渗透性,力学特性总体偏向于材料。

(2)当CSG材料处于低应力水平下表现出线弹性性质,随着应力增大逐步进入弹塑性阶段,直至达到材料峰值强度,然后其应力随着应变的增长而降低,表现出明显的应力-应变软化特征,最终趋近于材料的残余强度,呈现出紧密砂砾石材料的剪切特征。

(3)试验结果为溢洪道基础强度和变形分析提供较好的计算参数,也为CSG材料的应用和发展提供理论基础。

参考文献

[1]Raphacel J M.The Optimum Gravity Dam,Rapid Construction of Concrete Dams[C]∥ASCE,New York,1970.

[2]Raphacel J M.The Soli-cement Dam[J].University of California Berkeley,C.S.A,June,1976.

[3]D G Coumoulos,T P Koryalos.Lean RCC dams——laboratory testing methods and quality control procedure during construction[C]∥Madrid:Proceedings 4th international Symposium on Roller Compacted Concrete Dams,2003:233-238.

[4]D G Coumoulos,T P Koryalos.Lean RCC dams——laboratory testing methods and quality control procedure during construction[C]∥Madrid:Proceedings 4th international Symposium on Roller Compacted Concrete Dams,2003:233-238.

[5]腾忠明.梯形CSG大坝与CSG材料特性[J].国际水力发电,2005,(3):39-42.

[6]Londe P.The Optimum Gravity Dam[C]∥Proceedings Roller Compacted ConcreteШ,ASCE,San Diego,California,1992:5-19.

[7]Raplael J M.Theoptimum gravity dam[C]∥proceedings roller compacted concreteⅢ,ASCE,San Diego,california,and 2-5February,1992:5-19.

[8]刘录录,何建新,刘亮,等.胶凝砂砾石材料抗压强度影响因素研究[J].混凝土,2013,(5):27-30.

[9]南京水利科学研究院.土工试验规程[M].北京:中国水利水电出版社,1999.

[10]顾培英,陈迅捷,葛洪.高性能混凝土本构关系研究[J].水利水运科学研究,1999,(3):241-247.

[11]南京水利科学研究院.混凝土试验规程[M].北京:中国水利水电出版社,2002.

[12]丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2001.

天然砂砾石填筑路基的质量控制 篇2

1 施工前的试验准备工作

为保证砂砾石施工质量, 原材料的选择上要注意准确掌握来源和品质, 并对原材料深入调查, 取样试验, 通过试验数据分析, 科学的指导砂砾石施工, 使其质量能得到有效的控制。

1.1 原材料及相关试验

砂砾石的原材料在试验室里先要进行标准击实试验与筛分试验, 通过试验得出了不同含石量的材料在标准击实试验中的相应数据如下表。

由于天然砂砾石含石量不均匀, 压实度检测没有固定的检测方法, 在压实度检测过程中, 如果单单以一组简单的室内标准击实试验所得出的一个最大干密度来对现场的压实度进行控制和检测, 往往会出现超密现象, 也就是说不能真正反映现场检测的试坑中试样应有的最大干密度。

将天然砂砾料按照不同的含石量 (从30~80%) 进行配料并分别做三组平行击实试验分析, 得出不同的含石量所对应的最大干密度和最佳含水量的数据 (详细见表1) , 从表中也可以得到含石量越大, 得到的最大干密度也越大, 同时按照这些数据可以得出一个线性回归方程修正公式:Y=A+BX (其中:X为含石量, Y为最大干密度) 。因此可以得出天然砂砾中的不同的含石量对最大干密度是有影响的, 因而在现场对压实度进行控制的时候要考虑到现场的含石量。

在现场检测时, 按正常的灌砂法进行检测, 取整个试坑的湿土料做含水量和含石量测定, 以测出的含石量, 利用修正公式计算其对应的最大干密度, 再以对应的最大干密度来计算该试坑的压实度, 来确保现场检测的客观性。

1.2 粒径、层厚及松铺系数的确定

由于通过前期对料源的原材料进行了筛分试验, 得出目前料源多集中体现为两种不同粒径的填料, 一种是粒径控制在10~15cm, 另一种最大粒径不超过10cm。为了使路基质量得到保证, 我们分别就这两种粒径的填料做了试验路段。

▲注:最佳含水量控制在5.5%, 碾压6遍。

从上表可知两段试验路采用同样的压实机械和工艺, 结果得出采用10~15cm之间的填料过多时, 不但路基整体性不好, 外观也差, 且压实度达不到预期效果;但采用粒径10cm以内的材料进行填筑后, 各项检测指标效果很明显, 无论是压实度、路基整体性还是外观都有了较好的改观。因此选择级配相对良好、粒径控制在10cm以内的砂砾石作为路基填料是非常必要的。

2 砂砾石路基填筑

根据试验路段检测参数, 松铺系数按1.22控制, 每层压实厚度为30cm进行填筑, 松铺厚度为37cm。视运料车辆吨位大小进行计算打方格布料, 有超粒径石料派专人进行清除。上料完成后采用推土机、平地机、挖机加人工自由组合初平, 试验室检测含水量, 如含水量偏低则需用洒水车洒水, 使其达到试验时所得出的最佳含水量, 然用振动压路机静压一遍后, 精平, 测量标高, 控制松铺厚度。

合理安排碾压工序, 合理选择碾压机械。碾压机械采用不小于18t压路机, 碾压遍数不少于6遍, 具体的操作为:静压1遍 (作业速度≤2km/h) , 轻振1遍 (作业速度≤1.5km/h) , 重振2遍 (作业速度≤1.2km/h) , 最后三轮碾压2遍 (作业速度≤2km/h) , 碾压从路基边缘向路基中间碾压, 遇到超高路段要从内侧向外侧碾压, 轮迹重叠1/3轮宽。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车, 保证砂砾石路基表面不受破坏。

3 质量检测方法

▲注:弯沉保证率系数:1.645

由于砂砾石填料的特殊性, 没有固定的质量检测方法, 但又不能忽视工程质量, 为此这里推行了三种方法联合控制, 即现场控制、沉降测量与压实度检测。现场碾压时要进行旁站, 详细记录机械组合、机械吨位、型号、碾压的遍数及碾压速度, 确保碾压成型后表面平整, 无松散、无轮迹;其次由测量工程师进行压降量观测, 要求沉降差平均≤3mm, 最大沉降值≤4mm;最后由试验室按前述的灌砂试验检测方法, 对砂砾石填筑路基压实度进行验证检测, 压实度控制标准为96%, 如压实度达不到要求, 则要求补压遍数后再进行灌砂检测。

通过以上弯沉检测数据分析, 只要采用科学的施工工艺和检测方法进行控制, 天然砂砾石做为路基填料质量是可得到保证的。

4 结束语

如何科学的利用好丰富的砂砾石资源, 充分考虑到填料的特性, 控制好填料的粒径, 松铺厚度, 最佳含水量, 碾压遍数等这些直接影响砂砾石填筑路基质量的不利因素, 选用科学合理的施工工艺, 就能保证工程质量, 且经济实用。

摘要：文章通过对天然砂砾石进行了土工试验分析, 提出了具体的质量控制和检测方法, 以求能科学利用丰富的天然砂砾石资源, 既能保证工程质量, 又能降低工程造价。

关键词：砂砾石,路基,质量控制,试验检测

参考文献

[1]武俊京.砾 (卵) 石土填筑路基质量检测方法[J].交通标准化, 2005 (08) .

[2]刘俊尧, 郝红卫.天然砂砾石填筑路基的检测与施工技术[J].公路交通技术, 2004 (01) .

浅论砂砾石路基基层施工技术 篇3

1.1 砂砾石材料级配要求

砂砾石属于无粘性颗粒材料,强度的形成主要依靠颗粒之间的嵌挤、密实原理。因此对砂砾石材料,首要一点就是砂砾石的级配必须满足规范要求。砾石最大粒径不应超过37.5mm,用做底基层时,砾石最大粒径不应超过53mm。砂砾石颗粒粒径过大时,存在的主要问题是难以压密实,混合料中存在较大的孔隙。因此对于超粒径部分的颗粒,应予以剔除。

在砂砾石中小于0.075mm的粘粉颗粒对砂砾石的性能也有很大的影响。小于0.075mm部分的细小颗粒含量对于混合料的膨胀性有较大影响。该部分含量越大,膨胀量越大。

据以上分析,基于此,施工中首先将超粒径的大颗粒选出。砂砾石应尽量选择小于0.075mm的粘粉颗粒少的砂砾。

1.2 砂砾石颗粒压碎值要求

《公路路面路基施工技术规范》规定:级配砂砾石做基层时,石料的压碎值应满足一定的要求。对不同等级的公路,具体要求如表1所示。

施工工程中除满足以上要求外,还要控制长扁型颗粒所占百分率。颗粒属于那种长扁型的,极易压断。当这种颗粒在混合料中的排列属于长轴与作用力垂直时,极易压断。压断后的颗粒要产生变位,使上部分的混合料处于一种不稳定状态。因此对于混合料中长扁型的砂砾石应予以剔除,或者控制长扁型颗粒所占百分率在一定的范围内。

2 摊铺及压实工艺

级配砂砾石施工的工艺流程顺序为:准备下承层→施工放样→做好培肩土→运输和摊铺级配砂砾石→整平碾压成型→养生。

由于砂砾石基层出现病害的主要原因是砂砾含泥量过大;砂砾级配不良,碾压厚度过厚,导致压实度不够;在水的作用下容易发生水破坏或冰冻破坏等。因此针对这些病害,在施工中应注意以下几个问题。

(1)摊铺前对于下承层顶面进行彻底清扫,使表面不留任何杂物和浮土。对于表面过干、表层松散,应适当洒水压实;如土过湿,发生“弹簧”现象,应采用开挖晾晒、换土,或掺加适量水泥、生石灰等措施进行处理,增加粘结性,条件允许下可辅以人工将大颗粒进行分拣;

(2)运来的砂砾石混合料在摊铺之前,在下承层上洒一点水,但不要太多。其主要作用是使砂砾石混合料与下承载层之间能较好地结合在一起;

(3)砂砾石混合料摊铺后,应尽快摊铺、碾压成型;

(4)压实时宜采用吨位较大的振动压路机。因为振动压实时,振动产生的快速连续冲击力作用于土体表面,每冲击一次对土体产生一个压力波,使土体颗粒间的摩擦力减小,小颗粒易处于运动状态,彼此相互填充。再加上振动碾静压力的作用,进一步促使颗粒的填充,压实效果较好;

(5)施工中应有充足的水份,使砂砾石混合料含水量稍大于最佳含水量,一次碾压成型,使砂砾石混合料成为一种密实而稳定的结构;

(6)为了保证砂砾基层边部的厚度和稳定,应在铺装之前,培好路肩。同时,为及时排掉多余的水分而不使水渗入路基、降低路基强度,应每隔5m做一道泄水槽。

3 路基压实控制指标及现场测定方法

粗粒土与细粒土在颗粒组成和压实性方面有很大的不同,不能用简单的k=γ/γ0来评价土的压实度。施工现场填土的颗粒粒径与标准试验所用的土样的颗粒粒径可能有很大差异,填土中含有超粒径的颗粒是很正常的。在这种情况下,含有超粒径的砂砾石材料可能处于不同的物理状态,在评定时宜选用合适的密实度指标和方法进行压实度计算。

压实控制指标有:

(1)干密度。当压实标准为干密度时,衡量压实质量的关系式为:

只要压实后实测的干密度值"d大于或等于设计要求压实质量控制干密度标准"d0,则为合格。

(2)相对压实度。

式中Dr、P分别为压实质量标准要求的压实度、压实值。"d max、"d min为同一土样的最大、最小干密度。

(3)孔隙率。当压实标准采用孔隙率时,衡量压实质量标准需满足:

式中n——压实质量要求的孔隙率;

Vv——孔隙体积(包括孔隙气体积和孔隙水体积);

V——土体的总体积。

施工现场出现超粒径颗粒是经常的事,对于砂砾石混合料这种大颗粒的超粒径土的现场质量控制,目前仍采用干密度和孔隙率,而孔隙率是由干密度计算得到的,归根到底是干密度这一项主要指标。

干密度的测定,可采用灌砂法。但由于超粒径砂砾石的尺寸大,开挖的试坑尺寸大,开挖土料多,费时费力。为此对压实标准的控制也可以采用一些间接的方法。如:

(1)用现场压实参数作为质量控制标准。依据经验,按照不同道路等级要求,选取外观上无明显轮迹,在规定的压实机械(规格、型号、碾重、振动频率和行车速度等)条件下,用一定的填铺层厚、碾压遍数等压实参数进行质量控制压实的密实程度。

(2)表面沉降量控制。当填筑料铺平后,在表面设置10~20个测点,涂上油漆做有色标志,用水准仪测定各点高程,经碾压后,再测定碾压后各点高程,计算沉降量的平均值,与松铺厚度之比求得沉降率,根据沉降量或沉降率判断压实后的密实程度。

4 养生

底基层及基层铺筑好后,应将其养护一段时间再铺筑面层。宜采用湿草帘进行养生。草帘均匀铺好后,应立即洒水,并在养护期间保持草帘的潮湿状态。也可以用洒水车经常洒水养生,每天洒水的次数视气候而定。由于砂砾石容易松散,养护时禁止任何车辆在基层表面行驶。

在有条件的地方,也可采用沥青乳液进行养生,沥青乳液的用量按0.8~1.5kg/m3(指沥青用量)选用,宜分两层喷洒。第一次喷洒沥青含量约35%的慢裂沥青,使其能够稍透入基层表面。第二次喷洒浓度较大的沥青乳液。

5 结论

(1)砂砾石的级配情况直接影响到其强度性能。用级配砂砾石作基层时,砾石最大粒径不应超过37.5mm,同时小于0.075mm部分的细小颗粒含量对于混合料的膨胀性和冰冻破坏有较大影响,要严格控制0.075mm部分的含量。

(2)在砂砾石施工工艺流程中应作好培路肩。从而保证在有边界约束的条件下使得砂砾石这种无粘性颗粒材料压实时不易向外松散,确保基层边部密实度及厚度。

参考文献

[1]JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.

砂砾石基础 篇4

关键词：帷幕灌浆,施工技术,砂砾石层

前语。砂砾石地层在我国分布十分广泛。是水电工程中常常遇见的复杂地层。砂砾石地层因其颗粒间胶结性差。渗透性强, 且渗透孔隙分布不均等复杂特征带来了容易垮塌、透水、管涌等一系列对工程不利的问题。帷幕灌浆技术由于工期短、见效快、适用面广、设备简单、占地面积小、对环境影响小、易于控制等优点。在大坝坝基防渗处理中得到广泛应用。过去有许多水电工程就是因为不能解决深厚砂砾石层的垂直防渗问题而迟迟不能上马.具体体现在垂直防渗的深度和厚度.以及技术的保证率和施工手段与设备能力、材料性能等方面。近年, 帷幕灌浆的深度已达到超过100m、甚至200m的技术水平.

随着水电开发向西南山区转移, 在深厚砂砾石地层上建坝现象越来越多.需要防渗处理的难度越来越大, 也越来越复杂。采用帷幕灌浆的方法对砂砾层进行防渗处理.虽然有一些成功的工程实践, 但无论在理论研究上还是在应用实践上都还存在很多问题.有待进一步完善和发展。

1、技术难点

近年.对于深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术一直处于摸索阶段, 有很多难题有待解决。主要体现在以下几方面:

(1) 钻孔深度。坝基砂砾石层深厚, 粒径不均。结构松散, 造成钻孔时易塌孔, 难于钻进, 经常会遇到大的漂石、孤石或块石, 孔斜难以控制, 这也给钻孔机械带来极大的挑战, 一方面要保证钻孔质量.另一方面要加快施工进度。保证工期要求。

(2) 灌浆方法。由于深厚砂砾石层的复杂性.现有灌浆方法很难适合。灌浆质量无法保证, 而且容易出现"抱管"现象。同时。难以确定合适的灌浆参数.如灌浆压力、灌浆段长划分以及浆液变换和结束标准等。

(3) 灌浆材料及浆液配比。由于结构松散、粒径不均, 孔隙率变化大。很难选择一种适合的材料以及合适的浆液配比满足灌浆的质量要求。

(4) 质量检测。在深厚砂砾石层中, 为满足防渗要求一般布置多排帷幕灌浆孔, 多采用在墙内埋管中进行灌浆 (墙幕结合形式) , 上部往往是空钻段, 现行基岩帷幕灌浆的检查方法难以满足, 需要一种适宜的检测方法。

2、钻孔工艺

砂砾石层一般都很松散, 钻孔时孔壁不稳定, 易坍塌, 通常采用护壁 (泥浆固壁或套管护壁) 钻进的方法。对于深厚砂砾石层, 普通的护壁钻进难以奏效。在新疆下坂地工程中, 最初拟采用传统的泥浆固壁和套管护壁的钻进方法.结果无法满足深孔钻灌的快速、安全要求.根据复杂坝基的实际地质情况.经过不断试验研究, 摸索出了一种综合钻孔工艺:即采用SM一400型跟管钻机钻进至孔深35m.以下地层采用XY一42型岩芯钻机配金刚石钻头、泥浆护壁钻进。空钻段钻孔以岩芯管作为护壁套管.穿过严重失浆地层时, 结合掏芯钻进法、堵漏式灌浆等工艺, 变径钻进。以最后一级岩芯管 (管径不小于91mm) 作为下部灌浆段护壁管;灌浆段钻进采用西76金剐石钻头、泥浆固壁钻进, 孔口不返浆时, 则立即停止钻进.先进行灌浆, 再往下钻进。这种方法极大地提高了钻孔速度和成孔率, 充分发挥了各种设备的优势。可见, 进行合理组合是解决深厚覆盖层钻孔的有效方法。

同一种钻孔方法可以适应多种地层。如全断面牙轮钻头钻进多用于深度较小的固结灌浆、回填灌浆、接触灌浆等的钻孔.在较深的帷幕钻孔中较少采用。然而在四川冶勒工程中.在采用常规金刚石钻头清水钻进无法满足工程进度要求的情况下.大胆地选用了此方法。经过现场实践发现, 牙轮钻非常适合在该地层帷幕灌浆施工中使用.而且钻灌施工的效率相当高。据统计资料表明, 牙轮钻头的施工效率平均可比金刚石钻头提高1~2倍。钻孔方法的选择要根据实际地层特点和砂砾石性质而确定, 不能拘泥于固有方法和经验。通过以上两个工程实例。不难发现现有钻孔技术在经过优化组合、综合利用后完全能够满足目前深厚砂砾石层钻孔的需要。

3、灌浆方法

3.1 自上而下分段、循环灌浆

过去, 在砂砾石层中帷幕灌浆一般都采用循环钻灌法、预埋花管法、套管法等, 这些方法对于深厚砂砾石层.特别是复杂的深厚砂砾石层而言。要么成本太高。要么很难实施。在新疆下坂地工程防渗帷幕灌浆试验中, 在比选了"袖阀管灌浆法""循环钻灌法''"孔口封闭、孔内循环灌浆法"之后, 根据试验地层的地质条件。研发了一种"自上而下分段、循环灌浆"的灌浆方法。采用这种方法不仅可以解决成孔问题和灌浆的质量问题。更重要的是基本解决了灌浆过程中经常出现的"抱管"现象。减少了孔内事故, 提高了施工效率。

3.2 控制性灌浆

控制性灌浆法是一种新兴的灌浆工艺, 它立足于灌浆可控性, 结合流体和固体的受力特征。利用水泥浆液加化学外加剂后能使水泥浆液迅速失去流动而变成凝固体的特性。形成了一种新的灌浆工艺和施工措施.成功地解决了常规灌浆过程中串浆、冒浆及不易升高灌浆压力等问题。为帷幕灌浆技术提供了新的思路。控制性帷幕灌浆是利用双液--水泥浆液和化学浆液分别从孔内灌人加固处理的基础中, 使两浆液产生速凝化学作用从而达到防渗的目的。其原理与常规水工建筑物水泥灌浆相同.差别主要在施工工艺和浆液配合比上。主要的优点是在相同的条件下.控制性灌浆较高压喷射灌浆更易于掌握和操作, 更易于施工资源的投入。更易于保证围堰的防渗质量、加快施工进度, 更能节约工程施工成本。

此项技术在贵州洪家渡围堰防渗工程中也得到成功应用, 上、下游一期围堰防渗面积l916m2, 仅用18天即全部完成。围堰自2001年年底投入使用以来, 基本无大的漏水, 运行情况良好。

3.3 膏状浆液灌浆

水泥膏浆通常指的是在水泥浆中掺入大量的黏土、膨润土、粉煤灰等掺和料及少量外加剂而构成的低水灰比的膏状浆液, 其基本特征是浆液的初始剪切屈服强度值可以克服其本身重力的影响。具有抗水流冲释性能和自堆积性能.可以用于有中等开度 (如10~20em) 渗漏通道的一定流速、大流量的堆石体渗漏地层 (如人工土石围堰、河床砂卵石层等) 。用水泥膏浆灌浆时。则形成明显的扩散前沿, 在其后面的孔隙就会被膏浆完全填满, 在水泥凝固以后, 膏浆就形成坚硬而密实的水泥结石。通

过速凝剂调节水泥膏浆的凝结时间.在普通水泥膏浆的基础上研究出速凝水泥膏浆.速凝水泥膏浆不仅具有较好的抗冲特性, 而且可在数分钟至数小时内控制其凝结时间, 早期强度高。同时在压力下膏浆具有良好的流动性.可以很好地解决普通水泥在水下凝结时间长、不利于水下堵漏施工的难题。

4、质量检测方法

砂砾石地层帷幕灌浆工程的质量检查一般以检查孔压水试验成果为主, 结合对施工记录、成果资料的分析。进行综合评价。然而在深厚砂砾石层中, 由于帷幕灌浆的深度非常深。检查孔采用清水钻进难度大, 大部分孔段仍需要用泥浆钻进, 加之深厚砂砾石层中往往都要布置多排帷幕灌浆。又多采用墙幕结合的方式布置帷幕灌浆, 上部往往是空孔段, 采用常规检查方法存在局限性。在下坂地工程中为了寻求多种手段, 以便对检查结果进行比较.从而做出客观评价。也为其摸索积累经验和技术资料.进行了声波测试试验。从检测结果来看, 最大波速为l538 m/s, 最小波速为l228 m/s, 平均波速约为1400 m/s.同一地层的波速值相差较大。分析原因.砂砾石层成分较复杂, 且极不均匀, 导致实测的声波测试值变化较大。可见, 声波测试的方法不适合用来评价深厚砂砾石层的灌浆效果。

针对此种情况.在下坂地深厚砂砾石层帷幕灌浆工程中进行了新的探索.提出了一种适合深厚砂砾石层帷幕灌浆质量检查的方法。即用后灌浆的排 (序) 灌浆孔的灌浆情况初步判断先灌孔的灌浆效果, 最终结合总帷幕厚度布置综合检查孔, 采用静水头压水方法.检验帷幕灌浆效果。这种检查方法, 具有直观、效果明显等优点, 结合分排、分序孔的平均单位注入量成果.可作为帷幕灌浆实施效果检查的首选评价方法。

结语

砂砾石地层的防渗处理是工程中经常遇到的难题。因此深厚砂砾石层防渗帷幕灌浆施工技术的研究具有重要意义。砂砾石层帷幕灌浆施工技术多年来一直处于摸索阶段。仍需要进一步研究解决。笔者结合自己的工作经验和工程实践总结出来了能有效的解决在砂砾石层施工行之有效的方法。

参考文献

[1]任习祥.幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用.广东建材, 2009年2期.

砂砾石基础 篇5

1 资料与方法

1.1 一般资料:

收集我院2013年10月～2015年5月经临床诊断明确的慢性痛风患者31例(106个部位),其中男29例,女2例;年龄31～75岁,平均年龄42.5岁:病程4～25年。各生化指标数据见表1。

1.2 纳入及排除标准:

纳入标准为年龄大于31岁,关节液中发现MSU晶体或患者达到了痛风ACR(痛风诊断符合1977年美国风湿病学会-ACR分类标准)标准男女患者。患者有慢性沙砾性痛风有或没有慢性肾功能障碍均包括在内。排除标准为临床诊断痛风但没有痛风石晶体的患者和其他晶体性疾病的患者。

1.3 分组:

按病程长短,将痛风患者分为5组,即0～5年、6～10年、11～15年、16～20年,其中Ⅰ组7例,Ⅱ组9例。Ⅲ组8例,Ⅳ组6例,V组1例。

1.4 方法:

患者无需特殊准备,机器预置肌骨检查条件,适当调节增益,暴露检查部位,从纵向和横截面对这些图像进行评估。对于受影响较大部位,必要时使用宽景成像进行检查。所有的操作由二位具有8年以上工作经验的医师进行。对有分歧的病例在双方共识下获得解决。

对痛风石以回声性质、轮廓、数量和有无弱回声晕进行分类。其回声的特点分为强回声或弱回声。回声的性质特征分为均匀、非均匀、非均匀带有钙化。轮廓分为清晰和不清。痛风石的数量特征分为单个、多个成组和多个孤立(分散)。如果痛风石成簇出现被视为多个成组。有声晕的痛风石可见弱回声带部分或全部包绕其周边,否则被视为晕缺失。

1.5 观察指标:

采用统计学分析及方法,证明群体之间有关疾病的长短和钙化的数量是否存在统计学差异。

1.6 统计学方法:

统计学采用SPSS 19.0统计软件进行处理,使用Spearman等级相关统计病程和痛风石钙化的相关性,P<0.05为差异有统计学意义。对于那些痛风石钙化和慢性肾功能衰竭的数据,采用Fisher精确统计法去确定两者之间是否有相关存在。用Pearson相关分析检验是否每例患者的平均体质量与患者的尿酸水平存在相关关系[4]。结果中无词数据

2结果

在106个受累部位中,绝大多数痛风石表现为高回声(92.3%);其中不均质高回声40个,高回声伴钙化42个,低回声伴钙化2个。边缘界限不清94个。多个成组痛风石70个,单个痛风石20个。伴有声晕的痛风石65个。在强回声痛风石中,大多数为非均质强回声(37.6%),其次为非均质强回声带有钙化(32.6%),最少是均质强回声(25.0%)。62.5%的病例周边有弱回声晕。非均质强回声带有钙化(32.6%),最少是均质强回声(25.0%)。病程与痛风石钙化无明显关系(P=0.45)。在各组患者之间患病长短和钙化数量之间无相关性(P>0.05)。Fisher’s精确检验没有发现痛风石钙化和慢性肾功能衰竭存在显著的统计关系(f-1.00)。

3 讨论

由于痛风结石的发生率逐年升高,有些痛风有时没有典型的临床表现,当血尿酸在正常水平,痛风石类似炎性或肿瘤影像时的情况下,应做超声检查。研究表明,强回声性是痛风石最常见的特征[5],占病例的96.3%,强回声性是痛风石诊断敏感性和特异性的一个独特的特点。此外,有尿酸盐沉积或钙化的痛风石强回声性是次要的特征[6]。体积小的强回声<1mm代表滑膜微痛风。在强回声痛风石中,大多数为非均质强回声(37.6%),其次为非均质强回声带有钙化(32.6%),最少是均质强回声(25.0%)。96.3%的病例表现为强回声和70.2%病例表现为非均质回声性,是痛风石诊断指标,可用于与风湿性结节的鉴别诊断[3]。62.5%的病例周边有弱回声晕,周边弱回声晕是痛风石的显著特征,具有诊断上的价值。通过对痛风石钙化的存在和病程的关系进行统计分析,表明两者无显著的统计学斯皮尔曼相关(P=0.57),对疾病持续时间和钙化数量也无相关性(P=0.524)。这表明钙化痛风石不一定比没有钙化的发病时间更长[4]。在检查的痛风石病例中仅有3.7%表现为弱回声区,这些代表纤维和炎症组织区域,研究中没有急性痛风性关节炎,患者只有慢性砂砾性痛风,可能是因为这一点,弱回声痛风石的比例很低。本研究显示,慢性砂砾性痛风痛风石主要特征是在96.3%的病例中存在强回声性和70.2%的病例中存在非均质回声性,其中包括钙化。轮廓不清的占90.4%,多个分组结节占67.3%和外周存在声晕的占62.5%。观察到的痛风石的新特征是单个结节,在所分析的病例中占19.2%,病程和钙化存在没有关系。由于痛风有时没有典型的临床表现,当血尿酸在正常水平,痛风石类似炎性或肿瘤影像时的情况下,应做超声检查由此得出结论:痛风石通常有强回声、非均质回声、轮廓不清、多个成组的特点,并有一个弱回声晕包绕。单个痛风石和患病的长短与钙化之间不存在相关关系。

砂砾性慢性痛风石钙化的发生可能部分会受到与慢性肾病有关的钙代谢异常影响而增加,但与痛风患者的患病时间长短没有必然联系。结节钙化可以帮助区分类风湿结节、皮下肿瘤结节,一般这些结节无钙化。其他钙化结节也包括在慢性砂砾性痛风的鉴别诊断中,例如神经纤维瘤、神经鞘瘤以及其他钙化如软组织骨肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤。

本研究通过对慢性砂砾性痛风患者的超声检测分析,可以鉴别不同部位的各种痛风石,如皮下组织、软骨、滑囊、肌腱、韧带、骨骼和关节。这有助于在具体治疗方面的决策,降低发病率。同时还建立了一些标准,以帮助鉴别由肿瘤、炎症和感染过程导致的结节。尽管众多的影像学技术在痛风的辅助诊断和疗效随访中有了显著进展,但已有研究大部分都是在病程较长的患者中进行,因此将影像学技术纳入分类标准短时期内尚不可行,需进一步拓展和研究。

参考文献

[1]刘炜,薛华丹,曾学军,等.双能量CT检测痛风患者尿酸盐沉积的初步应用[J].中国医学科学院学报,2010,32(6):646-648.

[2]王磊,邱逦,张凌燕.痛风性关节炎的高频超声表现[J].中国医学影像技术,2011,27(2):376-379.

[3]冷钱英,唐远姣,张凌燕,等.不同超声表现在慢性痛风性关节炎诊断中的价值[J].四川大学学报(医学版),2014,45(3):424-427,446.

[4]张国丽,王晓磊,哈斯.痛风性关节炎的影像学研究进展[J].中华临床医师杂志(电子版),2012,6(20):6488-6490.

[5]邓雪蓉,张卓莉.新型影像学技术在痛风中的应用[J].中国医学前沿杂志(电子版).2014,10:4-7.

砂砾石基础 篇6

1 工程概况

某水电站装机容量49.5MW, 属中型Ⅲ等工程, 工程主要任务是发电。该水电站枢纽工程大坝为混合坝型, 由右岸混凝土砂砾石面板坝与左岸混凝土重力坝组成。混凝土面板坝总长970m, 最大坝高37.6m, 坝顶高程1320.6m。水库正常蓄水位1316m, 总库容0.506 亿m3, 其中调节库容为700 万m3。

2 裂缝处理的施工方法

针对高程为1290 到1317.6 米面板, 如果它所出现的混凝土裂缝宽度已经超过了0.2 毫米, 通常要采用的是双层处理的方式。首先是要对裂缝内部使用水溶性聚氨酯进行化学灌浆, 之后再对其表面涂抹弹性聚氨酯涂层材料对其进行有效的处理, 然后再再裂缝表面的位置进行封闭式的处理。如果板的高度没有超过1290 米或者是出现了趾板混凝土裂缝现象, 一定要使用以下两种处理方式。一种是化学灌浆处理, 一种是表面封闭处理。

3 施工材料与设备分析

3.1 水溶性聚氨酯

从实践来看, 这种施工材料主要构成成份是异氰酸酯、以及水性聚醚等物质, 而且二者经加工合成后形成灌浆材料;上述材料一遇到水就会分散、乳化, 然后凝胶固结, 因此与混凝土之间会产生非常强大的黏结力, 从而起到止水、补强等作用。同时, 该施工材料可在多数水中实现固化, 而且固结体具有非常大的弹性和抗渗性。

3.2 封口材料

该材料的配合比例应当控制在以下氛围之内, 即水泥:丙乳:砂:水分别是1∶0.3∶2。施工中用到的砂应当用2.5mm孔径的筛子进行筛检, 而且水泥一般采用的是42.5 型号的普硅水泥。

4 施工质量管理

4.1 裂缝化学灌浆施工工序

通常情况下, 混凝土裂缝灌浆施工中主要包括骑缝和斜孔。而在该工程当中, 布孔的方式采用的是斜孔, 斜孔布置方式中孔之间的间距通常和孔缝的通常程度有着十分密切的联系, 布孔的过程中, 其间距应该控制在15 到25 厘米之间。在施工的过程中要保证垂直距离负荷施工的要求, 一般情况下, 垂直距离至少应该是混凝土厚度的三分之一。在钻孔施工彻底结束之后, 应该及时的将孔中的碎末清洗干净, 同时还要做好钻孔的清洁和疏通工作, 在施工中通常采用的是带压的喷壶和空压机洗孔, 这样可以实现非常好的施工效果。

4.1.1 封孔修正施工工艺。4.1.1.1 清孔施工。施工中, 如果浆液固化已经完全结束之后, 要将裂缝表面的止水针头缓慢的取出, 使用专业的清理工具把孔壁四周存在的浆液迅速的处理干净, 其具体的深度也应该予以严格的控制, 通常不能小于5 厘米。4.1.1.2 配制封孔材料。按照设计的相关要求称取适量的材料, 不同的材料要分别摆放。把水和丙乳按照恰当的比例混合起来, 同时还要保证材料的均匀程度。4.1.1.3 封孔修整。在施工的过程中可以将已经调配好的材料填入到孔缝当中, 这样就可以有效的保证其填充的密实程度。在压实4 个小时之后就会终凝, 这个时候需要施工人员对其进行喷水养护, 养护的时间必须要在一周以上。

4.1.2 检测。在检测工作中要注意的有两点, 一个是裂缝要采用随机抽样的方法, 同时还要切实的保证浆液饱满密实。其次就是在压水实验的过程中一定要将压强控制在合理的范围, 之后才能对吸水量进行详细的检查。

4.2 裂缝结构的表面封闭操作施工

4.2.1 清洗与打磨作业。在施工的过程中一定要按照裂缝的处理标准和要求对裂缝的位置进行设置和处理, 如果在处理的过程中发现多个裂缝的位置都是比较接近的, 就可以将这些裂缝作为一个统一的整体来对待。首先是对灌浆材料是环氧树脂的裂缝应该用抛光机进行适当的打磨处理, 其打磨的深度应该控制在1 毫米左右, 土层还要用切割机进行适当的处理, 和四周的混凝土表层应该形成一个相对比较平稳的过渡地带, 用毛刷和吹风机等对其进行清洁的处理, 然后再用丙酮对其进行深度的清洁。其次是对灌浆材料是水溶性聚氨酯的裂缝应该用腻子刀将渗出的浆液进行清理, 之后再用抛光机对其进行打磨和抛光。

4.2.2 界面剂的涂刷。本工程施工过程中, 所采用的主要是环氧树脂类界面剂, 其操作速度应根据该材料的实际凝结时间、裂缝位置的涂刷速度来确定, 界面剂涂刷厚度控制在0.1~0.2mm, 要求涂刷均匀。界面剂涂刷后待其表面不黏手却未完全固化为宜, 此时可进行下一道施工工序。

4.2.3 封闭材料的配制。根据施工速度及材料的凝结时间由专人按要求的比例准确称量, 并搅拌均匀后方可使用。

4.2.4 涂刷封闭材料对混凝土面板裂缝涂刷处理:单一裂缝时, 涂料覆盖裂缝及左右各外延伸10cm;多条裂缝之间的距离如果较小, 则要求涂料涂刷均匀平整无气孔, 涂刷厚度为1.0mm。

4.2.5 封闭涂料施工检查。实行全过程质量检查, 主要检查涂刷厚度和黏结强度, 每涂刷200m进行一次检查并由现场监理监督执行。 (1) 在附近同等环境条件下选取1.0m左右进行刮涂, 15d后强度达到要求最终强度的70%以上后可进行黏结强度检测。 (2) 在1.0m的检测区域内, 选取3 个位置进行黏结强度检测, 每处用专用刀切透涂层至混凝土面, 切缝形状为直径为5mm圆形。 (3) 将标准钢块 (直径为5mm圆形) 用专用胶黏贴在测试位置, 24h后采用黏结强度测试仪进行检测。 (4) 黏结强度测试结果以平均值R表示。黏结强度测试结果以平均值计算公式为:

R=P/A

式中:R为黏结强度, MPa;P为试样破坏时的荷载, N;A为钢标准块黏结面积。

5 处理效果

该水电站混凝土面板裂缝经过上述工序处理后效果较好, 封堵材料与混凝土形成很好的黏结, 肉眼观察无明显裂缝, 经处理后的裂缝混凝土整体强度满足设计要求。

6 结论

在水利工程施工的过程中, 砂砾石混凝土面板坝面板是一个比较薄弱的环节, 这一环节因为混凝土的存在使得其在施工和使用的过程中会出现非常明显的裂缝现象, 这一现象如果不能得到及时有效的控制, 就很有可能会出现非常严重的质量隐患, 所以必须要采取有效的措施对其进行处理, 保证工程功能的充分实现。

摘要：砂砾石混凝土面板施工是一个对施工技术要求比较高的工程项目, 它的建设质量直接影响到了水利工程的运行质量和运行安全。在混凝土面板裂缝处理的过程中, 采取此项措施来保证材料选购的规范性, 对施工的质量进行严格的管理, 同时还要注意养护工作的质量, 就可以有效的提高混凝土面板自身的稳定性和安全性。本文主要分析了对砂砾石混凝土面板坝面板裂缝的处理, 以供参考和借鉴。

关键词：砂砾石,混凝土,面板,坝板裂缝,施工工艺

参考文献

[1]邵明贵, 何忠富, 王立明.混凝土面板堆石坝面板裂缝处理技术[J].黑龙江水利科技, 2010 (3) .

砂砾石基础 篇7

1.1 拟建建筑物情况。

拟建建筑工程场地位于石河子市, 总建筑面积58993.40m2, 地上面积48552.95m2, 地下总建筑面积10440.45m2, 建筑高度90.45m, 拟建建筑物主楼为28层, 两层地下室, 基础埋深-10.30m, 基础形式为筏板基础。场地周边邻近建 (构) 筑物有:场地西邻农贸市场, 南邻住宅楼, 北侧和东侧分别邻近北四路和东四路。其中, 场地南侧住宅楼距拟建场地最近, 开挖基坑边线距住宅楼8.7m。由于场地情况所限, 拟建场地基坑拟采用土钉墙进行基坑支护, 基坑开挖深度较大, 且距已建建筑物较近, 边坡支护的目的:主要是保证施工期间基坑边坡的稳定和安全, 同时不致相邻建筑物产生沉降、变形。拟建建筑基坑轴线长108.6m, 宽47.6m, 计划开挖深度11.0m, 土钉墙基坑支护面积约3646m2。基坑南侧开挖边线距已建六层居民住宅楼5.84m, 距离较近, 考虑到住宅楼稳定因素, 为防止住宅楼发生侧移及沉降, 需采用混泥土灌注桩进行支护。

1.2 地质概况。

根据勘察报告, 场地地层为第四纪全新世人工堆积层 (Q4ml) 及第四纪晚更新世-全新世冲积洪积层 (Q3-4al+pl) , 岩性自上而下可划分为三层:第 (1) 层素填土:灰黄、杂色, 干, 疏密不均, 主要由粉土、卵石近期人工回填而成, 含植物根系、塑料薄膜碎片及少量建筑垃圾, 大部分场地均有分布, 层厚0.3～0.9m。第 (2) 层粉土:灰黄、褐黄色, 稍湿, 稍密, 干强度低, 韧性低, 含少量植物根系。该层在场地大部分地段分布, 埋深0～0.9m, 层厚0.7～1.5m。天然含水率4.3%～14.4%, 塑性指数6.3～7.8。第 (3) 层卵石:杂色, 干～稍湿, 埋深4m以上稍密～中密状态, 中密为主, 4m以下中密～密实状态, 8m以下密实状态, 小于0.075mm颗粒含量不大于3%, 夹含圆砾, 中粗砂、砾石充填, 母岩以中～微风化的砂岩、花岗岩、凝灰岩为主, 呈次圆～次棱角状, 一般粒径5～30mm, 揭露的最大粒径约560mm, 不均匀系数42.3～153.2, 曲率系数1.58～13.94。

1.3 地下水。

拟建场地勘察深度20.0m内未见地下水位。据区域资料拟建场地地下水位埋深大于30m, 年内水位变幅在1m左右, 属孔隙潜水, 主要受地下水侧向补给, 以径流方式由东南向西北方向排泄。近年来, 随着城市地下水的大量开采, 地下水位呈持续下降趋势, 地下水对本工程无影响。

2 基坑支护设计

2.1 设计思路。

基坑0～11.0m土体整体考虑为连续土钉墙, 按照土钉墙设计支护。在按照规范、规程要求进行理论计算的同时, 结合当地施工经验进行工程类比, 综合确定施工设计参数。

2.2 土钉设计计算。

2.2.1 土压力和土压力产生力矩。

(1) 压力

采用上式进行计算。Ea=0.5×21.6×11.0×11.0×tg27.5×tg27.5=292.8kN/m。

(2) 压力产生的力矩。1.5m宽挡土墙产生的力矩 (土钉水平间距2.0m) 。采用上式进行计算。W=292.8×0.33×11.0×2.0=2145.1kN/m。

2.2.2 土钉设计。

土钉设计成5排, 土钉水平间距2.0m, 各排距坑底分别为h1=9.5m、h2=7.5m、h3=5.5m、h4=3.5m、h5=1.5m。单个土钉设计内力为N, 各排产生的抗拔力矩为W1、W2、W3、W4、W5。则Wi=Nhi=niNhi。Hi———按一列考虑。i——从1～4。则W1+W2+W3+W4+W5=Nh1+Nh2+Nh3+Nh4+Nh5=N (h1+h2+h3+h4+h5) =27.5N≥1.3W。即即整体土钉抗拔力矩大于土压力力矩的1.3倍, 则支护安全。故单钉设计内力取N=110.0kN。

2.2.3 土钉长度计算。

(2) 按照《建筑基坑支护设计规程》 (JTJ120-99) 。据《建筑基坑支护设计规程》 (JTJ120-99) , “土钉的长度宜为开挖深度的0.5～1.2倍, 间距宜为1～2m, 与水平面夹角宜为5～20°”, 则土钉长度宜为5.5～13.2m, 间距宜为1～2m, 与水平面夹角宜为5～20°。

2.3 工程类比。

根据石河子市及新疆地区相似地质条件及基坑规模的土钉墙基坑支护项目情况, 土钉长度一般情况为5～10m, 间距宜为1～2m, 与水平面夹角为15°。

2.4 综合确定。

按照规范、规程要求进行理论计算的同时, 结合当地施工经验进行工程类比, 综合确定土钉设计参数见表1。

3 结论