复合加固法

2024-06-27

复合加固法(精选7篇)

复合加固法 篇1

注浆技术目前已成为我国岩土工程技术领域的一个重要分支, 在土建、市政工程、水利电力、交通能源、隧道、地下铁道、矿井、地下建筑等许多领域有着广泛的应用。目前常用的注浆方法有静压注浆法和高压喷射注浆法, 在地基基础加固中, 有时应用其中一种注浆方法难以有效地解决工程问题, 所以, 选择采用由高压旋喷注浆和静压注浆组合的复合注浆法进行加固处理, 能够收到良好的效果。

1 工程概述

江苏某服装厂厂房建筑面积约5500m2, 双等跨式四层框架结构, 为d480mm锤击沉管灌注桩上承台支承柱基础。工程竣工半年后发现砖墙砌体严重开裂, 外墙窗角有严重的八字形裂缝, 二层部分窗顶出现水平裂缝, 必须进行加固处理。分析原因:1) 外墙的裂缝形态呈八字型, 二层外墙有少量水平向, 裂缝主要分布呈对称分布, 可以认为建筑物墙体裂缝主要是由于基础沉降差过大引起的。2) 沉管灌注桩的上半部分位于松散状态的回填土中, 平均达9.4米, 占整个桩基平均深度的50%, 该层回填土对桩基承载力和桩基沉降产生重大影响。回填土在工程竣工时尚未完成固结, 导致沉管灌注桩沉降不均匀, 引起上部结构开裂。3) 桩基承载力验算。根据《建筑桩基技术规范》, 考虑回填土的负摩阻作用, 计算得原沉管灌注桩单桩竖向承载力设计值为294k N, 而该厂房在满载作用单桩荷载均为500k N以上, 导致厂房发生不均匀沉降以及沉降过大, 引起厂房开裂。经分析比较, 选择采用复合注浆法进行加固处理。

2 复合注浆法的特点及其工艺

2.1 复合注浆法的特点

1) 复合注浆法适用地层范围广, 既适用于加固渗透性大的砂卵石层, 又可适用于渗透性较差的粘土、粉土和粉细砂层及淤泥等软弱土层, 还可以用来加固岩溶地层的地下溶洞。2) 复合注浆法浆液扩散范围大, 不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行转换加固, 而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固, 在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。3) 复合注浆法能定向定位定深度, 能形成连续的圆柱状的旋喷桩体, 旋喷桩体顶部无收缩, 与桩砼结合紧密;能直接承受上部荷载, 承载力较高。该法注浆形成的固结体强度可根据设计需要进行调节, 其强度范围为5~30MPa, 与只用高压喷射注浆形成的固结体相比, 复合注浆法形成的连续的圆柱状的旋喷桩体, 其各方面的性质都有了提高。4) 复合注浆法钻孔施工口径较小, 对既有建筑物基础和地面损害和扰动小, 可调节浆液的凝固时间, 施工期建筑物附加沉降小。经济可靠, 耐久性好。5) 复合注浆法施工简便, 施工机具适合既有建筑物狭窄和低矮的现场施工, 施工时基本无噪音, 材料对环境无污染, 可满足办公和生活要求并保护环境。

2.2 工艺过程

1) 注浆钻孔施工;2) 建立孔口注浆装置;3) 采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔;4) 采用高压旋喷注浆方式进行注浆;5) 采用静压注浆方式进行注浆;6) 封孔。

3 采用复合注浆法加固地基的施工技术

3.1 施工的规划

1) 该工程有多桩承台, 采用复合注浆法可直接在承台下形成高压旋喷桩并能与承台牢固衔接, 承担上部荷载, 成桩质量可靠。不需开挖承台, 钻孔施工口径较小, 对基础和地面破坏很小。浆液凝固时间可调, 施工期附加沉降小。2) 采用复合注浆法可能对本工程上部较厚的填土层进行注浆加固, 消除原沉管灌注桩在填土层负摩阻力的影响。此外, 复合注浆法对桩侧其它土层及桩底持力层均有加固效果, 可较大地增加原沉管灌注桩的承载力, 充分发挥原桩基承载力, 节省加固费用。3) 浆液材料:a.主剂:采用水泥浆为主剂, 对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用425#早强型硅酸盐水泥。对桩基础缺陷进行加固补强注浆时, 为了获得较高的固结体强度, 采用高标号的525#普通硅酸盐水泥。b.外加剂:常用外加剂为速凝剂、早强剂等。速凝剂常采用水玻璃, 水玻璃加量一般为水泥用量的2%~4%。采用双液进行静压注浆时, 水玻璃用量可为水泥用量的10%~100%。早强剂为氯化钙和三乙醇胺, 用量一般为水泥用量的2%~4%。

3.2 加固设计方案

旋喷桩承载力计算:本工程复合注浆法采用先单管高压旋喷后静压灌浆方式, 设计旋喷桩桩底持力层为地层的第四层一硬塑状粉质粘土层, 旋喷桩长18~20米。经旋喷桩承载力计算并参照以往经验数据, 旋喷桩单桩竖向承载力设计值取300k N.3.4加固施工方案及注浆参数本加固工程复合注浆孔位均布置在柱下的承台上, 与原沉管灌注桩相距50~100cm。孔位对称布置, 使荷载分布均匀, 施工时为防止对基础产生较大影响, 均采用跳孔施工方法, 同一承台上两孔施工间隔时间需三天以上。采用在原基础承台上钻孔并设立孔口注浆装置, 然后在基础下直接进行高压旋喷注浆, 旋喷注浆结束后再封住孔口进行静压注浆, 静压注浆需进行1~2次, 确保桩顶无收缩以及桩间土体得到加固。注浆采用425#普通硅酸盐水泥浆液, 共加固基础承台33个, 综合注浆共95孔。喷射施工时在桩底和桩顶各复喷2米, 以扩大旋喷桩桩底和桩顶直径, 增加端阻力和桩顶沉与承台接触面积。高压旋喷和静压注浆采用以下参数进行施工:喷射泵压:20Mpa;提升速度:20cm/min;回转速度:约20r/min;静压注浆压力:0.5~1.0Mpa;浆液水灰比:喷射注浆1~1.1∶1, 静压注浆0.7~1.0∶1.3.5复合注浆加固效果加固结束28天后, 对旋喷桩开挖3米检查, 检查结果为旋喷桩与基础承台连接紧密, 桩径达600mm以上。经对旋喷固结体进行抽芯检查, 结果为桩身连续, 桩与承台连接良好。复合注浆法加固缺陷桩基后的效果检测, 主要以承载力检测为主, 因此检测方法主要采用高应变法和静载试验法, 抽芯法和低应变法主要作为直观检测方法。通过检测经过加固后缺陷桩的主要缺陷是否已经充分注入水泥来判断加固效果。该加固工程已使用1年, 墙体和结构未出现裂缝, 基础采用复合注浆法加固取得了理想效果。

4 结语

综上, 复合注浆法充分发挥了静压注浆法和高压旋喷注浆法这两种注浆加固方法各自的优点, 克服各自的缺点, 是一种新型的桩基加固技术。该法处理桩身蜂窝、桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等桩基质量问题安全可靠、经济有效。该技术适用地层范围广, 既可用于砂卵石层, 又可适用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层, 同时可用于处理岩溶土洞;在桩基加固中适用于各种灌注桩、预应力管桩、预制桩等。复合注浆工法合理, 可操作性强, 施工简便, 施工噪音小, 注浆材料对环境无污染。其社会效益和经济效益显著, 值得在国内大力推广应用。

参考文献

[1]李莉玲等.高压旋喷注浆技术在地基加固中的应用探讨[J].中国高新技术企业, 2009.

[2]李娟斌.浅谈地基基础加固的复合注浆技术[J].甘肃科技, 2007.

复合加固法 篇2

1 施工工艺与加固效果

该工艺可以实现以下三个效果:

1)替代堆载预压的实现。置入土体一定深度的塑料排水板形成的排水通道,通过紧密连接的轻井塑排一体式井点抽真空,使地下水位降低到一定程度,进行强夯,强夯的过程就是一种对土体的加载作用,1 000 kN·m瞬时冲击力对土体的荷载使土体产生强大的超静孔隙水压力,通过塑料排水板的排水通道经轻型井点管向土体外排出,加快了孔压的消散,土体得到固结,也就是说本工艺将堆载预压过程中的静压改变成动压,加快了土体的固结处理[2]。2)替代真空预压的实现[3]。经过多轮强夯,表层4 m~5 m的土体在夯击能的作用下得到加固密实,相当于在塑料排水板上覆盖了多层密封,由于井点管仍与塑料排水板紧密相连,因此抽真空条件没被破坏,相反由于多轮夯击,塑料排水板在淤泥质土中易产生的涂抹作用在冲击作用下被消除,进一步加强了抽真空的效果,对4 m~5 m以下的淤泥质土体由于正压和负压的叠加,其值等于真空度和4 m~5 m的土体堆载之和,完成了真空—堆载的联合预压。3)一体式井点结合强夯纵深处理的实现[4]。常规井点降水由于受井点管的限制,一般处理深度仅为井点管长度+1 m,由于一体式井点通过塑料排水板向纵深延伸,塑料排水板作为排水通道,且上部又连接轻型井点管,从而使地下水在负压作用下被井点管排出土体。因此,通过连接真空泵完成快速抽气的作用,加快了土体的孔压消散;土体中置入的塑料排水板既是排水通道,同时又为强夯夯击能向下延伸创造了条件,即土体的土阻力得到减少,夯击能通过排水板向下发挥作用,达到了塑料排水板的插入深度配以一定能量的夯击能满足深层处理的目的。具体施工工艺流程见图1。

2 适用范围

本技术用于处理软弱地基加固,适用于我国沿海、渤海地区新吹填含砂但有淤泥夹层、淤泥质粉土以及含泥量较高的淤泥质粉砂土。适合大面积堆场及道路的施工,在大面积施工时,成本低,工期快。经该工法处理后,能达到理想的承载力要求(10 t/m2~15 t/m2以上)。由于设计塑料排水板结合轻型井点,利用强夯夯击能作为荷载,因此由塑料排水板的入土深度建立排水通道,同时作为强夯夯击传递能量的通道,为深层加固创造了条件。

3 案例分析

靖江新港作业区公用码头段,采用轻型井点结合塑料排水板复合加固方法加固软基。本工程场地表层为冲填土,层厚为2.0 m~3.0 m,以下为素填土、淤泥(塘泥)及粉质粘土夹粉砂,均属欠固结土,因此在考虑沉降需重点计算该部分的沉降,特别是新吹填层本身的渗透性较好,但沉降量大,自身作为荷载对下部的淤泥质粉质粘土层沉降有一定的作用,在沉降计算中可将吹填层作为荷载。另外,深层的土质因为渗透性较好,上部荷载产生的沉降基本完成。因此沉降计算时可以只考虑新吹填砂及杂填土荷载对淤泥质粉质粘土层的压缩量。

3.1 主要问题

结合本项目的使用要求,土层特性以及沉降计算分析,本次地基处理主要需要解决的问题如下:

1)土层的表层为新吹填砂,其下为较厚的淤泥质粉质粘土层,工程性质很差,承载能力较低,上部使用荷载作用下将会产生较大的沉降和差异沉降。2)道路区域不经处理承载力、回弹模量太小,工后沉降和差异沉降都较大,容易使精密设备装运进场过程中受到颠簸损坏,较难承受重型设备进场。3)表层土具有液化趋势,若不消除液化,重型设备行走时,易使土层液化,一旦发生液化,将完全丧失强度和承载力,导致地面发生沉降和不均匀沉降。4)场地内土层的含水量很高,且外围水补给量很大,地下水位受潮汐影响较大,地基处理过程中不仅需要降低土层的含水量,还必须要考虑对外围水的隔断。故综合以上工程特点,本工程道路以及周围的围堰区域重点需要消除表层吹填土层的液化性,解决表层土和其下的淤泥质粉质粘土层的承载力问题,先期完成大部分的沉降,解决工后沉降和差异沉降带来的一系列工程问题。

3.2 加固效果

加固效果从地下水位、孔压消散曲线和室内土工试验三方面进行分析。通过加固过程中孔压的变化得到加固时程;通过加固前后土体参数对比,显示加固效果。

1)孔隙水压力变化。

地基土中孔隙水压力的变化与地基土所受到的应力变化和排水条件等密切相关。试验区孔压测点的孔压计埋设深度分别为2.5 m,5 m,7.5 m,10 m,12.5 m,15 m。埋设孔压的目的主要是观测强夯后软土地基中超孔隙水压力的消散情况,同时结合孔压数值的变化,直观的分析夯击能对土体加固效果的影响深度。监测频率为施工期每天一次,荷载稳定期为2 d一次。

从各孔压监测数据及曲线变化分析,在抽水施工期内,孔压逐渐下降。随着深度的增加,孔压变化速率逐渐变缓。当雨水较多时,将导致孔隙水压力的上升。强夯过程中,2.5 m深度处孔压基本未受影响,5 m,7.5 m,10 m处孔压增长较快,超过10 m深度孔压变化不大。由于井点降水作用,处于水位线以上的土层孔压基本不受影响,强夯加固的有效深度约为10.0 m。孔压的消散速率随深度的增加而逐渐变缓,在2.5 m深度处孔压在打强之后的几小时内基本消散完毕,5 m深孔压在4 d~5 d左右消散可达到90%,7.5 m及10 m深度处孔压则需要6 d~8 d才能消散90%左右。部分测点2.5 m处孔压出现了负值,其原因可能为抽水所致,抽水的同时在土体内形成了真空。

2)地下水位变化。

为了配合孔隙水压力的观测,在试验区中心点和周边埋设地下水位管,观测地基中不同时期地下水位的变化情况,以供对孔隙水压力和加固效果进行分析。地下水位井采用ϕ70 mm水位管,一端用ϕ5 mm~ϕ6 mm钻头打数排小孔长度约50 cm。监测频率为施工期每天一次,荷载稳定期为2 d一次。

在试验区场地共设有2个水位监测管,其中水位管1位于场地B区(先强夯后排水),水位管2位于场地A区(先排水后强夯)。在试验期间每天进行一次监测,中间因暴雨等原因有少许间隔。监测得到的水位数据如图2所示。

从水位监测数据来看,试验区场地由于进行井点降水,水位降低约3.0 m~4.5 m,降水效果明显。同时,水位一直处于变化波动状态,原因可能在于:

a.由于离江边较近,受到江水涨潮影响较大。

b.由于天气原因,大量降雨导致地下水位上升所致。

在每次强夯施工前,均对地下水位进行测量,当水位降至一定深度(约4.0 m)以下方可进行施工,否则强行施工会造成夯坑出水,土体破坏等严重后果。

c.室内土工试验数据分析。在加固前后现场取样进行室内土工试验研究,测定土体的强度、变形等物理力学性质指标,为软基加固效果评价分析提供依据。试验内容主要包括基本物理参数如密度、孔隙比等和基本力学参数如压缩系数、压缩模量、固结系数等。试验原理方法详见GB/T 50123-1999土工试验方法标准。地基处理前后取土进行室内试验得到的土体物理力学参数统计列入表1,表2。

通过室内试验结果对比分析发现,经过“软弱地基轻型井点结合塑料排水板复合加固方法”处理后,土体密实度、压缩模量及φ值等均有所提高。表层2.0 m~3.0 m由于是冲填砂层,且在处理后要进行推平处理,扰动较大,其强度和变形等参数变化不大。处理后4.0 m~6.0 m深度范围内土层按平均值计算的孔隙比减小了5.4%,压缩模量提高了78.0%,反映土体强度指标的C,φ值则分别增长了34.0%和3.5%,各项指标在该深度范围内的增长率最大,说明夯击能的有效功也最大,处理效果最好。15 m深度处的各项物理力学指标变化不大,进一步验证了“轻井塑排加固法”可以有效加固地基强度。

4 结语

文章简要介绍了该加固方法的施工工艺、适用工况。并通过靖江新港作业区公用码头段案例,分析了该加固方法的加固效果,通过孔压消散和室内土工试验结果,得到以下结论:

1)设计塑料排水板结合轻型井点,利用强夯夯击能作为荷载,塑料排水板的入土深度建立排水通道,为深层加固创造了条件。经该工法处理后,能达到理想的承载力要求。

2)通过孔压消散时程曲线以及水位变化曲线可得出,该法可以用于相似的软土地基加固工程中,并为响应工程提供了参考依据。

3)加固前后土体孔隙比减小了5.4%,压缩模量提高了78.0%,反映土体强度指标的C,φ值则分别增长了34.0%和3.5%,各项指标在该深度范围内的增长率最大,说明夯击能的有效功也最大,处理效果最好。

参考文献

[1]叶吉,叶凝雯.软弱地基轻型井点管结合塑料排水板复合加固方法[P].ZL200910251451,2009.

[2]高有斌,沈扬,徐士龙,等.高真空击密法加固后饱和吹填砂性土室内试验[J].河海大学学报(自然科学版),2009,37(1):86-90.

[3]付新永,徐兵,包伟力.不同深度和间距塑料排水板加固效果试验研究[J].山西建筑,2009,35(31):80-81.

复合加固法 篇3

关键词:电渗,真空预压,导电塑料排水板,湖相吹填土

近年来,围海造田、围湖造地工程在国内不断发展起来,成为解决国土资源紧张、缓解人口压力的重要举措。吹填土多为海底或湖底淤泥质土,具有高含水率、高压缩性、高黏粒含量、低渗透性等特点[1],此种性质的土在自重作用下固结耗时太长,传统的排水固结法也不能得到理想的排水效果[2];而电渗法与土颗粒粒径无关,对处理吹填淤泥质土具有明显的优势。电渗法自德国的Casagrande[3]首次应用于稳定铁路开挖后,开始成为一项有效的技术应用于稳定边坡、堤坝和开挖场地的施工中。由于传统电渗法使用金属电极,具有耗电量大、易腐蚀等局限性,曾一度影响了电渗法的发展应用[4]。后期,国内外出现了电动土工合成材料[5,6],应用于尾矿、污泥的处理,取得了理想的效果。导电塑料排水板[7]的出现对电渗法进行软土地基处理具有重要的意义,但其推广应用还有待进一步研究。以往的电渗法室内试验,通常采取底部排水[8,9]或阴极处留设集水区[10,11]进行侧面排水,与工程实际中的上部排水方式存在差异。本文使用导电塑料排水板作为电极、排水通道,复合真空预压对湖相吹填土进行上部排水的室内模型试验,对导电塑料排水板的加固效果及电渗复合真空预压的作用机制进行初步研究。

1 电渗复合真空预压法室内模型试验

1.1 试验土样

试验土样取自湖北省鄂州市梁子湖地区,为湖底吹填淤泥质土,吹填初期的强度几乎为零,其物理性质指标如下:含水量为144%,比重2.45,渗透系数4.9×10-[6]cm/s,液限53%,塑限34%,黏粒质量分数为37%。

1.2 试验装置

试验在65 cm×65 cm×80 cm(长×宽×高)的模型箱内进行,模型箱由厚度1 cm的有机玻璃板和钢架制成。试验所用真空泵为额定功率为750 W,抽气速率为14.4 m[3]/h;气水分离装置采用底部可排水的真空饱和缸,直流电源使用IT6860高精度电源供应器,设定其输出电压为40 V,最大输出功率为60 W。

试验前先在模型箱内壁涂环氧树脂,将土样填至60 cm高度,然后在土体中插入两对导电塑料排水板作为阴阳电极,布设成矩形,阴阳极长度均为62 cm,在每对阴阳电极之间等间距布置三组电势探针,每组深度分别为20 cm、40 cm,之后在土体表面铺设沙垫层,在靠近阴极处的沙垫层内埋设排水滤管,排水滤管由打孔的PVC管以非织造土工织物包裹作滤层。将导电塑料排水板通过线夹连接电源,在导电塑料排水板露出部位铺设一小块土工布,以防止抽真空过程中刺破真空膜。排水滤管通过气动接头连接气动管,再与真空饱和缸连接。最后用真空密封膜覆盖土体,四周紧贴在模型槽上,将边界封闭,导线、电势探针、排水管从真空膜的同一位置穿出,并用胶带和密封胶做好密封处理,防止漏气。试验装置布置形式与尺寸见图1。

1.3 试验方案

鉴于试验所使用的导电塑料排水板理想上具有不易腐蚀可持续通电的特点,在试验进行中不采取间歇通电、电极转换等技术措施,对电极施加40 V的稳压,电渗持续试验的整个过程,真空泵每次开启后,饱和缸上真空表读数维持在94 kPa左右。

前期土体自由水含量较大,采取每天上午、下午各抽真空4 h,对首次4 h的排水量与后续上午、下午排水量进行对比,待土体排水量明显减少,后期逐次加长抽真空时间,每抽真空24 h停3 h,直至试验完成,体现真空预压在试验过程中相对电渗的作用。

2 试验结果及分析

2.1 排水量变化

图2为整个试验过程中排水量的时程变化曲线,整个过程排水量为8 280 m L,前期土体自由水含量较大,采取每天上午、下午各抽真空4 h,首次抽真空的排水量为4 500 m L/4 h,随后出现上午4 h的排水量明显高于下午4 h的排水量,这是由于夜间土体在单独电渗作用下水分充分聚集在阴极处,第二天上午抽真空时即可排出,而下午进行的4 h抽真空,由于预留单独电渗的时间较短,排水量明显下降。在两天半的时间内,排水量下降到130 m L/4 h,可见土体排水量明显减少,后期逐次加长抽真空时间,每抽真空24 h停3 h,直至试验完成。延长抽真空时间后排水量略有增长为210 m L/24 h,随后开始逐渐下降至80 m L/24 h。说明真空预压在试验过程中相对电渗的作用仍然很明显,初期真空预压可以快速高效地将土体中的自由水分排出,因此前期不需要进行电渗脱水,待相同抽真空时间的排水量为初始排水量的1/5,再接通电源进行电渗处理,真空预压可分时段进行,作为辅助电渗排水的措施,随着水的不断排出,土体含水率逐渐下降,土体电导率随之减小,使土体中的电流逐渐下降。

2.2 电势电流分布

试验中,在每对阴阳电极之间依次布置三组电势探针,每组电渗探针由两根外包绝缘皮的硬电线组成,分别测试土体20 cm、40 cm深度处的电势,不同时间对应的各点电势与点到阳极距离关系曲线见图3,图中的电势值为两对阴阳电极之间与阳极等距且相同深度处电势探针的平均值。

由图3可知:各电势探针处的电势随时间的延长而增加,且距离阳极越近电势越大,而电势随深度的变化并不明显。图中在150~200 h之间存在一个突降点,这是由于试验进行过程中突然停电,读数时电势还未稳定。

从图4可以看出,土体中的电流逐渐下降,呈“S”形,分析原因是土体中的含水量随着电渗抽真空的进行逐渐降低,土体电阻率逐渐增大,电能消耗也逐渐降低,电渗200 h后加固效果很难维持。

2.3 土体含水量

试验后在阴阳极附近及其中间区域的表层、中部及底部分别取土样测含水量,其含水量变化及降低百分比见表1。阳极区底部土体含水量明显得到降低,从144%降低至65.9%,降低百分比约为54%。并且三个不同取土位置的表层、中部及底部含水量呈现出,底部含水量最低,中部含水量略大于表层的含水量的规律,这是由于导电塑料排水板不仅作为电极,还可作为有效排水通道将底部的水向上输送,而表层土体在真空压力作用下很容易将水分排出,从而表现出表层含水量略低于中部的含水量。

2.4 抗剪强度

试验结束后对阴阳极附近及其中间区域的表层、中部及底部土体进行十字板剪切试验测定其强度。试验前土样呈流塑状,几乎没有抗剪强度,从表2可见,试验后土体抗剪强度得到明显提高,电渗加固从阳极往阴极发展,从表层到底部强度逐渐提高。

2.5 土体及电极变化特征

试验结束后土体平均沉降5 cm,水平向收缩3 cm,阳极周围土体在电泳、电渗作用下明显得到加固,形成沿导电塑料排水板深度方向的电渗桩,见图5(a),阳极周围表面土体呈现砖红色,见图5(b),这是由于电源线夹为铁质材料,在与导电塑料排水板连接处在水的作用下锈蚀,所以应采用绝缘电线接头。将阴阳极周围的土体挖开后,取出电极,发现阳极在金属丝与排水板连接处的薄弱位置存在裂开现象,有铜锈出现,因此材料外观形状有待改进,以改善薄弱位置的导电性能,并且板槽内存在淤泥,会堵塞排水通道,这是由于抽真空时从导电排水板底部抽上的淤泥,此时在插入导电排水板时应对底端的排水板板头做封口处理;阴极完好仅出现少量剥蚀,在板槽内凝固有白色沉淀。土体表面在真空压力的作用下很少有裂缝出现,减小了界面电阻。

3 结论

(1)电渗复合真空预压法处理湖相吹填土,采用可导电塑料排水板作为电极、排水及真空度传递通道,效果明显。

(2)试验中电渗持续试验的整个过程,而真空预压前期采用间断式,后期逐渐延长抽真空时间,结合效果来看建议前期抽真空排出部分自由水后停泵,电渗过程中采用间歇通电、电极转换技术,在间歇通电过程中抽真空排出电渗产生的汇聚在阴极的水,将电渗与真空预压交替进行实现对吹填土的深层处理。

(3)可导电塑料排水板在持续19 d的电渗过程中,阳极出现了少量铜丝锈蚀现象,待进一步改进材料的外观形状后会有所改善,采用间歇通电、电极转换技术后也将进一步延长导电塑料排水板的寿命,再将导电排水板插入土体前需对入土板头进行封口处理,防止淤泥在插入及抽真空过程中挤入,堵塞排水通道。

参考文献

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[10] 李瑛,龚晓南,张雪婵.电压对一维电渗排水影响的试验研究.岩土力学,2011;(03):709—714

复合加固法 篇4

广州邮件处理中心工程是广东省重点工程,其基础采用嵌岩钻孔灌注桩,桩径分别为800,1 000,1 300,单桩承载力设计值800为3 000 kN,1 000为5 500 kN,1 300为8 000 kN。场地内溶(土)洞发育,是场地的主要不良现象,影响钻孔灌注桩的质量,尤其是影响桩底持力层的承载力。基桩施工过程中发现多处溶洞,且溶洞体积大,并产生塌孔埋钻现象,基桩施工完成后进行了大小应变检测,发现多条桩有桩身明显缺陷和桩底软弱现象,为保证基桩的整体质量,需在对各缺陷桩进行抽芯校核的基础上确定每条缺陷桩的加固方案。

2 工程地质情况

根据该场地地质勘察报告和超前钻报告,其地层情况概述如下:

(1)人工素填土(Qml):灰黄、灰黑色,由砂土、碎石、粉质黏土堆积而成,稍湿,松散状。厚度多在1.10 m~4.00 m,平均2.27 m,标贯试验7次,击数6.6击~18.8击,平均10.8击。(2)第四系冲积土(Q4ml):根据土性组合可划分为黏土(粉质黏土),砾砂2个土性层。(3)第四系残积土(Qel):根据土性组合可划分为粉质黏土、黏土层,含角砾、碎石粉质黏土、粉土层2个土性层。第四系残积土在近岩面处由于地下径流及溶洞的影响,局部发育土洞,土质松软。(4)中上石炭统壶天群微风化灰岩(C2+3ht):揭露厚度3.00 m~8.50 m,溶蚀裂隙和溶洞发育。(5)下石炭统梓门桥组灰岩(C1dz):强风化岩带:顶面埋深8.30 m~28.10 m,厚度0.90 m~8.80 m,平均3.98 m,标贯击数58.9击;中风化岩带:顶面埋深16.20 m~59.90 m,厚度0.70 m~6.90 m,平均3.56 m;微风化岩带:顶面埋深15.10 m~61.70 m,厚度1.45 m~7.40 m,部分钻孔发现溶洞。

3 桩基质量情况检测

根据基桩各次大、小应变结果确定缺陷桩总计72条,其中桩底软弱(包括桩身存在缺陷)的桩36条,仅有桩身明显缺陷的桩36条。其中桩底软弱的桩高应变动测检测出承载力远小于设计要求,有代表性的桩基检测结果如表1所示。

从检测结果可知,该批桩基需要对桩底软弱层、桩身缺陷处进行加固后,其承载力才能达到设计要求;对于仅有桩身缺陷的桩也需进行加固处理,才能保证其桩身完整性,达到承载力设计值的要求。

4 桩基加固方案的确定

1)进行钻孔抽芯校核。

对动测桩底软弱的桩进行抽芯检验,以确定桩底质量情况,并且抽芯钻孔为加固桩底提供通道。对桩径为800 mm的桩各钻一孔,钻孔孔深到桩底微风化持力层5.0 m;对桩径为1 000 mm,1 300 mm的桩钻两孔,其中1孔钻孔孔深到桩底微风化持力层5.0 m,另一孔到桩底微风化持力层0.5 m。若钻孔中发现桩底软弱持力层连续厚度超过3.5 m,则重点加固。

2)采用复合注浆技术加固桩底。

对动测桩底软弱的Ⅲ类桩及钻孔抽芯确认桩底持力层达不到设计要求的动测桩底软弱的Ⅱ类桩,采用复合注浆技术加固桩底。根据抽芯校核结果,分别制定各缺陷桩的具体加固方案。

加固方法为:先采用高压旋喷注浆加固,待加固体有一定强度后,再进行静压注浆。静压注浆一方面可以填充由于旋喷桩体收缩而造成的旋喷加固体与工程桩之间的空隙,还可以通过较高的注浆压力劈裂旋喷加固,产生脉状或树根状加固体,进一步提高桩基的承载能力,另外对于本工程还可以填充一些未填满的溶洞。

3)加固技术保证措施。

a.复合注浆应严格按预定技术方案进行,各项技术指标应达到设计要求,同时应视具体情况,作出方案调整,如发现大量漏浆,则采用双液注浆使水泥浆速凝的方法堵塞漏浆通道,待水泥浆达到强度后再进行注浆。b.多孔处理时,应先施工完成一孔后,再进行钻孔、注浆等下一孔的处理。c.由于高压旋喷加固方法本身的特性,一定要在适当的时间再进行静压灌浆,只有完成这一步,才能算完成整个复合注浆工法,才能保证加固效果。d.施工期间,及时进行抽查,检验旋喷注浆效果。e.加固效果检查可采用静载荷试验或高应变动测的方法进行检测。

5 桩基加固效果检测

由于桩底软弱的缺陷桩经大应变检测达不到承载力设计值,而仅存在桩身缺陷的桩基对承载力的影响较小,因此对于桩底软弱的缺陷桩的加固效果采用大应变方法进行检测其承载力设计值是否达到设计要求,而对于仅存在桩身缺陷的桩的加固效果则采用小应变检测方法进行检测,对比加固前后的波形是否有改善,其质量等级是否有改善。

各缺陷桩的高应变检测结果、低应变检测结果如表2,表3所示。

注:承载力设计值按建筑桩基技术规范(JGJ 94-94)计算

从低应变检测结果可知:仅存在桩身缺陷的桩经过加固后小应变波形均有所改善,桩的质量等级得到提高。从高应变检测结果可知:桩底软弱的缺陷桩经过加固后其承载力全部达到设计值。

6 结语

1)工程应用结果表明,复合注浆法在处理桩身有缺陷、桩底持力层未达到设计要求、桩底溶洞等桩基质量问题时具有良好的加固效果,而且可大幅度降低工程成本,值得在国内大力推广应用。2)在采用复合注浆法对缺陷桩基进行加固时,应在现场调查和采用大、小应变等检测手段对桩基进行检测的基础上,采用最优化的方案对缺陷桩基进行加固处理。

摘要:根据拟加固岩溶区大直径钻孔灌注桩存在缺陷的实际情况,在综合考虑多方面因素的情况下,依据现场调查和检测的实际情况采用了复合注浆法对缺陷桩基进行了加固处理,本工程的成功施工,对类似工程的加固处理具有一定的借鉴作用。

关键词:岩溶区,钻孔灌注桩,复合注浆法

参考文献

[1]韩金田,刘洪波.复合注浆法在地基基础加固中的应用研究[J].岩土工程界,2001(9):5-11.

[2]彭振斌.注浆工程设计计算与施工[M].北京:中国地质大学出版社,1997.

[3]苏科,李仲秋.采用综合注浆方法补强碎石桩复合地基的经验[J].勘察科学技术,2001(1):4-11

复合加固法 篇5

1 中小学校舍抗震所存在的问题

目前, 在现有的中小学校舍当中, 钢筋混凝土与中砖混结构占据了非常大的比例, 在一些边缘地区与贫困地区, 还存在着其他的结构。根据相关的鉴定显示, 目前在抗震方面存在以下问题:

(1) 结构的承重构件材料强度较低:其主要体现在, 钢筋混凝土结构的承重构件等级较低, 而砌体结构墙身却具有较高的材料强度, 造成墙体抗震承载力不足, 承压不足[1]。

(2) 框架结构混凝土构件配筋不足, 或者框架柱轴压比限值不标准, 使得构件自身的承受力较低, 并因此而产生破坏[2]。

2 复合加固

2.1 简述

所谓的纤维增强复合材料, 其实指的是通过运用纤维来当作增强材料, 并运用合成树脂等聚合物来当作基体材料, 根据相关的混合比例, 来对其进行混合而成的一种新型复合材料。目前碳纤维增强复合材料 (Carbon Fiber Reinforced Polymers, 简称为CFRP) , 并且其已经相对来说较为成熟, 并全面的运用到了梁柱等的修复加固工程当中[3]。

2.2 工程实例

南京市琅琊路小学教学楼及体育馆抗震加固工程, 南京市丁家桥小学抗震加固工程, 南理小实验小学教学楼加层改造工程, 大部分项目都采用了CFRP外贴复合加固的方式, 现列举其中一个项目进行具体介绍及说明。原校舍结构房屋建筑平面大体呈矩形, 为现浇钢筋混凝土框架结构体系, 柱下独立基础。根据相关的检测鉴定, 该校舍自身的主体结构良好, 由于周边的地基土出现了不均匀沉降现象, 致使其主体出现了比较轻微的倾斜, 不过这并不会影响结构主体的安全使用。此外, 在各个楼层中, 其内墙的部分都存在比较细小的斜裂缝, 不管是钢筋的位置, 还是混凝土保护层的厚度, 都符合设计需要。通过运用回弹仪没来对梁、柱的混凝土强度进行相关的测定之后, 在本校舍中, 其底层梁柱的混凝土强度为C20, 与设计标准不符, 因此需要对其进行相应的加固处理。

3 结构承载力复核

依据设计的内容与现场的实际检测情况, 针对于单一的构件来进行梁、柱承载力的相应计算与复核。例如说, 以底层梁A-B/3作为例子加以分析, 原设计的混凝土强度等级是C25, 但是事实上, 其最终实测的混凝土强度等级却只有C20, 不满足标准要求。

计算复核之后得出, 在原先的梁跨中, 抗剪承载力V设计为347.7k N, 但是, 其实际上却只有326.5k N。也就是说, 因为实测的强度等级是C20, 导致其梁端抗剪承载力和抗弯承载力均不满足要求, 存在安全隐患, 需进行抗震加固处理。

4 加固设计

4.1 梁的加固设计分析

从本质上来说, 就针对于梁的抗剪与抗弯能力不足问题, 所采用的主要是外贴CFRP的方法, 来促进梁抗弯承载能力的全面提升。与此同时, 还需要将U形CFRP外贴在梁端, 以强化梁所具有的抗剪能力。U形CFRP本身还可以对梁底的CFRP加以固化。相关计算之后, 梁底所需要的CFRP面积为7.53mm2, 因此, 选择CFRP宽度时, 应当将其宽度设计为200mm, 确保其能够充分满足梁抗弯承载力的标准需要。其余部分的加固方式都和该梁的加固类似。通过运用这种CFRP加固方法, 能够确保梁的延性与抗震性出现大幅提升, 见图1。

其中:1—梁底粘贴1层CFRP宽200mm;2—梁两端各粘贴150mm宽净间距300mm的U形CFRP1层, 梁两端各四道;3—粘贴1层100mm宽CFRP压条。

4.2 柱的加固设计

从结构上来看, 在本校舍中, 其竖向的承重构件主要是以框架柱为主的, 并且, 依据相应的计算复核结果, 我们可以采用CFRP外贴的方法, 来实现对底层朱的加固处理。在经过了相应的检测之后可以看出, 在加固之后, 柱的抗压强度已经达到了原设计的标准需要, 因此, 该方法能够全面促进构件自身承载力的提升。

5 具体的施工工艺分析

简单来说, CFRP施工所经历的工艺流程主要包括:1混凝土的表面处理, 需要对其表面进行处理, 找出那些空鼓与剥落的地方, 在转角部位, 要对其进行相应的倒角处理, 并对其加以打磨使之形成圆弧状, 确保混凝土表面的干燥;2底胶涂抹作业, 要求确保施工包面的干燥性, 并按照相关的比例, 来对主剂与硬化剂等进行充分的调和, 直到胶体固化以后, 才能开展下一道工序。其中, 胶体的固化时间, 通常是由产品自身的性能所决定的。此外, 需要运用修补剂, 来将混凝土表面所存在的凹陷部位进行填补与修整, 并按照自上而下的顺序, 进行碳纤维布的粘贴, 并运用专用的滚筒, 来气泡排出。在保证CFRP的表面得到了充分的固化之后, 再对其进行相应的表面粉刷水泥砂浆防护。

6 结束语

经过计算分析表明, 本工程结构体系的抗震性能良好。使用外贴CFRP的加固方法加固中小学教学楼可以有效的节约空间资源, 避免安全意外的发生, 值得大力推广应用。

参考文献

[1]房琼莲.中小学校舍抗震加固方法探讨[J].福建建筑, 2014, (11) :59-60+56.

[2]胡克旭.校安工程中的校舍抗震加固方法探讨[J].结构工程师, 2011, (5) :146-152.

浅析水泥搅拌桩复合地基加固方法 篇6

关键词:地基加固处理,搅拌桩复合地基

目前,大部分地基处理措施有:挖除换填、强夯、冲击压实、CFG桩、水泥搅拌桩、旋喷桩复合地基处理、刚性桩-网结构、堆载预压、岩溶地基注浆加固、溶洞回填砼等。本文主要简述水泥搅拌桩复合地基的加固方法,保证桩基施工的质量尤为重要。搅拌桩复合地基:搅拌桩复合地基桩间距1~1.5m(当用于侧向截水帷幕时,桩与桩间咬合≮0.2m);加固深度一般不超过15m,桩体水泥掺入量≮15%,桩顶面设置0.6m厚碎石垫层,垫层中铺设一层强度≮50k N/m双向土工格栅。当地层的含水量<30%,或PH<4时,宜采用湿法,否则采用粉喷法。施工前通过工艺性桩,掌握对该场地成桩经验及各种操作技术参数,每工点的试验桩不得少于2根。

1 粉喷桩施工

1.1 施工准备。

粉喷桩施工拟采用DTD5型粉喷桩机。平整临时施工便道,确保施工机具、材料进场道路畅通。清除施工范围内地下及空中障碍物。对地下管线进行拆迁或采取稳妥的保护措施。根据线路中心桩放出粉喷桩处理路段的路堤坡脚线(含护道);并在征地红线内侧挖设临时排水沟疏导地表水,推土机清除种植土,碾压整平。

1.2 粉喷桩施工程序。

根据设计要求测设粉喷桩桩位,并洒白灰标识,桩位误差≯3cm。桩机就位,钻头对位后调平桩机机台,精确对位,保证桩中心偏位≯5cm,钻杆垂直度偏差≯1%。启动主电机下钻,待钻头接近地面时,启动自动记录仪,空压机送气,并继续钻进。钻到设计深度时,停止钻进,钻头反钻,但不提升。打开送料阀门,关闭送气阀门,喷送加固料,确认加固粉料已到达桩底后,再边送料边搅拌边提升搅拌钻头。在喷灰搅拌过程中,送灰要连续足量,不得中断,每延米水泥用量不小于设计要求。严格控制搅拌速度、提升速度、气体流量、空气压力等参数,确保喷灰均匀、搅拌充分、喷灰量符合设计要求。提升钻头至设计标高,停止喷粉。打开送气阀,关闭送料阀,但空压机不停机,钻头升至桩顶时,停止提升,原位转动2min。搅拌钻头再钻至设计复搅深度,反钻提升进行复搅,当搅拌钻头提出地面,停止主电机和空压机。移动粉喷桩机到下一桩位。粉喷桩施工工艺流程见图

1.3 粉喷桩施工成桩质量要求。

粉喷桩施工成桩质量要求见表。

1.4 粉喷桩施工注意事项。

粉喷桩施工前,根据工艺性设计进行试桩,对桩机回转速度、提升速度、粉喷速度选择最佳组合。

施工全过程进行严格的质量控制,随时检查水泥用量、搅拌均匀度、桩长、桩径、复搅深度及有无异常情况,并记录其处理方法及措施。严格控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保桩长达到设计要求。用有效的电脑自动记录仪,正确记录各种参数并自动打印输出:桩号、日期、始钻和结束时间、设计桩长、实际桩深、每m喷粉量及累计数量、搅拌深度等,确保粉喷桩质量。定期复核、检查所用钻头直径,发现钻头直径磨耗量达到10mm,及时进行修补或更换,确保桩径符合设计要求。在粉喷成桩过程中遇有故障而停止喷粉时,第二次喷粉接桩的重叠长度≮1m,接桩间隔时间≯24h,否则重打该桩。钻头钻至设计深度,保留一定的时间,以保证加固粉料到达桩底。

2 浆喷桩施工

2.1 施工准备。

2.1.1 机械选型:

本工程浆喷桩拟采用GZJ-600型深层搅拌桩机施工。室内配比试验:到现场采集土样,做水泥土的配比试验,测定各水泥土的不同龄期、不同的水泥掺入比试块抗压强度,为深层搅拌施工寻求最佳的水灰比、水泥的掺入比配方。平整场地及场地布置:做好三通一平,清除地表下石块等硬物,根据场地条件因地制宜搭设灰浆拌制操作棚和存放水泥临时库房,防止水泥受潮变质。

2.1.2 试桩试验:

每地段正式施工前进行试桩不少于2根,以取得适宜的各项施工技术参数,如桩机的下沉提升速度、每次下沉提升的喷浆量等。

2.1.3 桩位放样:

根据设计桩位,用全站仪在路基断面内每10m放样每排的中间桩和坡脚桩,作为其它桩的定位控制桩。钻机长根据桩位图及控制桩用钢尺逐桩放样对位。桩机就位、对位:开动绞车移动桩机到达指定桩位对中。检查机械垂直度及偏差:采用经纬仪或全站仪检查,及时修正。

第1次喷浆搅拌下沉:开动灰浆泵,证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进并连续喷浆。本次喷浆量及钻进速度、钻速、喷浆压力等均按试桩成功后技术参数进行。当确定进入硬土层或满足设计深度时停止钻进,原地喷浆0.5min,再匀速反钻提升。第2次喷浆提升搅拌至停灰面:反钻匀速提升,同时连续喷浆直至设计停灰面。如搅拌头被软粘土包裹,及时清除。第3、第4次下沉提升喷浆搅拌与前述相同。第4次提升至停灰面后进行桩头复搅,时间约为2min。桩头复搅结束后即完成1根浆喷桩的作业,可以开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆,移动桩机至下一施工地点。

2.2 施工注意事项。

试桩是修正、完善设计和施工参数的关键,必须认真完成。施工参数包括输浆量、输浆速度、走浆时间、来浆时间、停浆时间、搅拌轴提升下沉速度等,同时确定采用何种工艺、复搅次数、复搅浆量等。

桩机垂直度偏差由经纬仪检测控制,不得超过1%。定期检查搅拌叶片的磨损情况,磨损严重及时更换。防止和减少“溢浆”的发生,如有发生,采取防止溢浆的工艺。施工场地的地质情况可能跟设计不一样,根据实际情况调整工艺参数,以满足实际要求。桩顶质量因上覆土压力较小一般较难控制,施工可以先摊铺一层30~50cm土层,待桩施工完成后再挖除。浆液质量控制:水泥浆液严格按设计的配合比配置,预先筛除水泥中结块。为妨水泥浆离析,可在灰浆拌制中不断搅动,待压浆前缓慢倒入集料斗,倒入过程中清除过滤杂物。灰浆泵送必须连续。输浆管路必须清洗干净,严防水泥浆结块堵塞。

施工记录:专人负责。记录施工过程参数,如每次下沉深度和提升时间,时间记录准确,施工过程中出现的问题均记录在案。

电源问题:如桩机入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时,减慢升、降速度或补给清水,一旦发生停钻、卡管现象,应切断电源,待将桩机强制提起以后方能重新启动电机。

2.3 质量检验。

a.测量必须采用工程部下发的导线点和水准点进行,在测量的过程中随时检查点位稳定情况,发现问题及时上报。在钻进的过程中,要随时复核桩位。b.投入本工程所有的原材料必须合格。c.计量设备必须经过标定,计量准确。

水泥土桩复合地基加固机理分析 篇7

1水泥加固软土机理

水泥土的物理化学反应过程与混凝土的硬化机理不同, 混凝土的硬化主要在粗填料中进行水解和水化作用, 所以凝结速度快。而在水泥加固土中, 由于水泥掺量很小, 水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质-土的围绕下进行, 所以水泥加固土的强度增长过程比混凝土较为缓慢。

1.1 水泥的水解和水化反应

普通硅酸盐水泥主要是氧化钙、二氧化碳、三氧化铝、三氧化硫及三氧化二铁等组成, 由于这些不同的氧化物分别组成了不同的水泥矿物;硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、硫酸钙、铁铝酸四钙等。用水泥加固软土时, 水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应, 生成氢氧化钙、含水硅酸钙、含水氯酸钙及含水铁酸钙。所生成的氢氧化钙、含水硅酸钙能迅速溶解于水中, 是水泥颗粒表面重新暴露出来, 再与水发生反应, 这样周围的水溶液就逐渐达到饱和。当溶液达到饱和后, 水分子虽然继续深入颗粒内部, 但新生成物已不能再溶解, 只能以细分散状态的胶体析出, 悬浮于溶液中, 形成胶体。

1.2 土颗粒与水泥水化物的作用

当水泥的水化物生成后, 有的自身继续硬化形成水泥石骨架;有的则与周围具有活性的粘土生成反应。粘土和水结合时就表现出一种胶体特征, 如土中含量最多的二氧化硅遇水后, 形成硅盐胶体颗粒, 即表面带有钠离子或钾离子, 它们都能和水泥水化生成的氢氧化钙中钙离子进行当量吸附交换, 使较小的土颗粒形成较大的土颗粒, 从而使土体强度提高。水泥水化生成的凝胶离子的比表面积约比原水泥颗粒大1000倍, 因而产生很大的表面能, 有强烈的吸附活性, 能使较大的土团粒进一步结合起来, 形成水泥土的团粒结构, 并封闭各土团的空隙, 形成坚固的联结, 从宏观上看也就使水泥土的强度大大提高。

随着水泥水化反应的深入, 溶液中析出大量的钙离子, 当其数量超过离子交换的需要量后, 在碱性环境中, 能使组成粘性矿物的二氧化硅及三氧化二铝的一部分或大部分与钙离子进行化学反应, 逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物, 增大了水泥土的强度。

1.3 碳酸化作用

水泥水化物中游离的氢氧化钙能吸收水和空气中的二氧化碳, 发生碳酸化反应, 生成不溶水的碳酸钙, 这种反应也能使水泥强度增强, 但增长的速度较慢, 幅度也较小。

从水泥的加固机理分析, 由于人工搅拌的不均匀性, 实际上不可避免地会留下一些未被粉碎的大小土团。在拌入水泥后将出现水泥浆包裹土团的现象, 而土团间的大空隙基本上已被水泥颗粒填满。加固后的水泥形成一些水泥较多的微区, 而在大小土团内则没有水泥。只有经过较长时间, 土团内的颗粒在水泥水解产物的渗透作用下, 才会逐渐改变其性质。因此在水泥土中不可避免地会产生强度较大和水稳定性较好的水泥石区和强度较低的土地区。两者在空间相互交替, 从而形成一种独特的水泥石结构。可见, 搅拌越充分, 土块越小, 水泥分布到土中越均匀, 则水泥石结构的离散性越小, 其宏观的总体强度也越高。

2桩土共同作用机理分析

水泥土搅拌桩复合地基主要由加固区、下卧层和垫层三部分组成, 加固区主要由桩与桩间土组成, 故对水泥土桩复合地基作用机理分析时, 必须对复合地基从整体上分析, 水泥土搅拌桩复合地基加固体的作用主要表现在以下几个方面:

2.1 桩体作用

由于复合地基中桩体的刚度较周围土体大, 在刚性基础下发生等量变形时, 地基中应力按材料的模量进行分配, 因此, 桩体上产生应力集中的现象。大部分荷载将由桩体承担, 桩间土上应力相应减少。这样就使得复合地基的承载性能较原地基有所提高, 沉降量有所减小。随着桩体刚度增加, 其桩体作用发挥得更为明显。

2.2 垫层作用

水泥土搅拌桩与桩间土复合形成的复合地基, 在加固深度范围内形成复合层, 由于其力学性能优于天然地基, 它可起到类似褥垫层的作用, 均匀地基应力和应力扩散等作用。在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中, 垫层的作用尤为明显。

2.3 挤密作用

在水泥土搅拌桩施工过程中, 由于振动、排水、材料吸水、搅拌和压力膨胀等作用, 都对桩间土起到一定的密室作用。

2.4 加筋作用

水泥土搅拌桩复合地基除了可提高地基的承载力外, 还可用来提高土体的抗剪强度, 增加土体的抗滑力, 增加路堤填筑的稳定性。

3结语与展望

水泥土搅拌桩作为一种普遍使用的地基处理方式, 本文只是简单的从其加固机理方面分析。然而, 在实际应用中其加固的具体情况还无法用完全精确地理论去分析。如在确定单桩承载力时是按刚性桩来计算的, 而计算沉降时又是认为桩与桩间土的变形是协调的, 这又把水泥土桩当成了柔性桩。再有设置褥垫层后, 基础向地基传递荷载的规律也发生了变化。因此, 用这种地基处理方法获得的地基承载力值仍需要一套更精确的理论去求解。

参考文献

[1]高亚成, 郑建青.水泥土的室内试验研究[J].河海大学学报, 1999, 27 (5) :103-106.

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