浅谈高压喷射灌浆在软基加固处理中的应用__墨水学术,论文发表,发

所属栏目：市场营销论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:159

副标题#e#【摘要】高压喷射灌浆技术被广泛应用于水利水电工程围堰防渗处理等。此项施工技术在木里河沙湾水电站作为软基加固处理施工技术取得了成功应用。本文是作者根据施工实践，就高喷灌浆应用于软基加固处理的分析与思考。
　　【关键词】高压喷射灌浆；软基加固处理；复合地基承载力
　　
　　1引言
　　高压喷射灌浆，就是利用高压灌浆泵将浆液或水以一定的流量、高的压力从喷嘴中喷射出来，冲击、切割、破坏土体，使土体与浆液搅拌混合，并按一定的浆、土比例和质量大小有规律的重新排列。浆液凝固后，在土体中形成固结体，达到土体防渗或加固的作用。
　　木里河沙湾水电站为增强坝基的复合地基承载力及防止砂层液化，应用了此施工技术。现就此工程谈谈高压喷射灌浆在软基加固处理中应用的心得。
　　2地层情况及设计要求
　　木里河沙湾水电站首部枢纽河床部为覆盖层，河床覆盖层冲积堆积的含漂砂卵（碎）砾石②层、冰水堆积的含漂砂土卵（碎）砾石①层，粗颗粒基本构成骨架，承载力较高，③、④层结构较为松散，第③层含卵砾石砂层，承载力仅为0.10~0.13MPa。第④层含漂砂卵砾石层承载力仅0.20~0.30MPa，不能满足建筑物地基承载力要求。由于各层结构存在不均匀性及层与层之间的差异较大，闸基存在不均匀变形稳定问题。且闸址区连续分布稳定的③层含卵砾石砂层，厚度3~6m，埋深5~8m。据钻孔取样物性试验和颗分资料，主要以中细砂为主，次为粉砂和粘粒。地质初判和复判在发生Ⅶ度地震时该层存在液化的可能。
　　孔位布置方案：〔1〕梅花型布置（上下导墙、闸室等承载力要求较高的部位），间排距为2.5×2.5m的区域，〔2〕矩型布置（消力池、护坦等承载力要求稍低的部位），间排距为4.0×4.0m的区域，。孔深入砂卵石层0.5m～1.0m，采用全液压多功能工程钻机配合气动冲击器偏心跟管钻进成孔，两管法自下而上旋喷成墙。
　　旋喷灌浆孔质量检查在该部位灌浆结束14d后进行，作超重型动力触探试验。旋喷灌浆后的地基基础应达到以下技术指标：
　　对梅花型布置，间排距为2.5x2.5m的区域：地基承载力≥0.5Mpa；对矩形布置，间排距为4.0x4.0m的区域：地基承载力≥0.25Mpa。
　　3    高压旋喷灌浆施工情况及成果
　　在施工前，根据该地层实际情况，并结合实践经验，拟定了两管法高压旋喷灌浆施工参数见表1。
　　表1高压旋喷灌浆参数表
　　项目    技术参数    相应要求    备注
　　高压浆    压力：30～35Mpa    浆嘴个数：2个
　　浆嘴直径：1.80～2.00mm    
　　    排量：60～80L/Min        
　　    进浆比重：1.37～1.5g/cm3    参考回浆情况可适当调整    
　　压缩空气    压力：0.5～0.7Mpa    风嘴个数：2个
　　气嘴与浆嘴间隙1.5～2mm    
　　    排量：1.5～2m3/Min        
　　提升速度    8～12cm/Min    根据地层和返浆情况做适当调整，在地层交界处、透镜体砂层等停止提升，静喷或降低提升速度等    
　　旋转速度    10～15r/Min    旋转速度为提升速度的1.2～1.4倍    
　　施工成果见表2。
　　表2高压喷射灌浆成果汇总表
　　序号    孔号 &n#p#副标题#e#bsp;  孔数    孔深（m）    加固有
　　效长度（m）    碳酸钠（t）    膨润土（t）    水泥用量（t）    总耗灰量（t）    平均耗灰量（kg/m）
　　                                    
　　1    导墙    201    3133    2585    0.37    12.28    1247.55    1260.20    487.49
　　2    闸室    232    841    788    0.29    9.60    347.40    357.29    453.53
　　3    护坦    107    1238    1075    0.43    14.36    481.17    495.96    461.36
　　总计    540    5212    4448    1.09    36.24    2076.12    2113.45    475.16
　　4质量检查结果
　　该工程高喷灌浆按部位进行施工。待各各部位喷灌完成14天后进行了质量检查。导墙的质量检查结果如下：
　　（1）检查了共44根旋喷桩，其平均桩径为1.06m。
　　（2）桩上进行了超重型动力触探试验，平均击数为N120=69次/10cm。
　　（3）桩间进行了重型动力触探试验，桩间土平均承载力为0.21Mpa。
　　5计算分析
　　目前针对复合地基承载力的计算没有技术文本或规范统一计算式。因此，本文作者采用了两种规范或技术书进行了计算比较。计算结果如下：
　　（1）采用《水电水利工程振冲法地基处理技术规范（5214-2005）》
　　本规范中复合地基承载力计算公式为：
　　fspk=mfpk+(1-m)fsk
　　式中：
　　fspk：复合地基承载力特征值，kpa；
　　fpk：桩体单位截面积承载力特征值，kpa；
　　fsk：桩间土承载力特征值，kpa；
　　m：面积置换率；
　　d0：桩长范围内的平均桩径m.
　　de：单桩等效影响圆直径m.【等边三角形布桩，de=1.05s（s为桩的间距）】。
　　计算过程：
　　1）面积置换率。
　　2）桩体单位截面积承载力采用了N120超重型动力触探试验结果对算及桩体岩芯无侧身抗压试验两种方式进行比较计算。
　　A、根据现场N120动力触探成果并依据工程地质新技术全书（第四卷）可知：
　　
　　根据上表按直线比例法进行推算：
　　fpk=（850－800）×（69－12）÷（14－12）+800=2225kpa.
　　B、桩体无侧身抗压试验结果为fpk=2127kpa
　　3）进行高压旋喷处理后的复合地基承载力：
　　A、fspk=mfpk+(1-m)fsk=0.163*2225+（1-0.163）*210=538kpa
　　B、fspk=mfpk+(1-m)fsk=0.163*2127+（1-0.163）*210=522kpa
　　两种方式计算结果基本接近，取平均值可认为复合地基承载力为0.53Mpa。
　　（2）采用《建筑地基处理技术规范（JGJ79-91）》规#p#副标题#e#范
　　本规范中复合地基承载力计算公式：
　　
　　式中：fspk—复合地基承载力标准值；
　　Ae：1根桩承担的处理面积；
　　AP：桩的平均截面积；
　　fsk：桩间天然地基土承载力标准值；
　　β：桩间天然地基土承载力折减系数，可根据试验确定，在无试验资料时，可取0.2-0.6，当不考虑桩间软土的作用时，可取零；
　　：单桩竖向承载力标准值，可通过现场载荷试验确定.无试验资料时单桩竖向承载力标准值可按下列二式计算，取其中较小值：
　　
　　
　　式中
　　fsu,k:桩身试块（边长为70.7mm的立方体）的无侧限抗压强度平均值；
　　η：强度折减系数，可取0.35~0.5；
　　:桩的平均直径；
　　n：桩长范围内所划分的土层数；
　　hi：桩周第i层土的厚度；
　　qsi：桩第i层土的摩擦力标准值，可采用钻孔灌注桩侧壁摩擦力标准值；
　　qp：桩端天然地基土的承载力标准值，可按国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89第三章第二节的有关规定确定；
　　桩间天然土承载力标准值fsk=210kpa，桩间天然地基土承载力折减系数β=0.45；
　　按护坦尾部44根桩统计平均桩径为106cm，AP=0.882m2；
　　1根桩承担的处理面积Ae：按闸室部位2.5×2.5间距布桩，Ae=5.25m2；
　　取强度折减系数，η=0.45；
　　计算过程：
　　1）根据现场岩芯无侧限抗压结果计算(公式采用《水利水电工程施工手册》<第1卷地基与基础工程>)
　　
　　2）根据fsu,k计算单桩竖向承载力标准值
　　
　　3）复合地基承载力计算(经高喷处理后达到的承载力)
　　
　　6结果分析
　　经过两种计算方法计算出的结果对比可知复合地基承载力基本相近，取两种计算结果平均，可认为目前高喷处理完后复合地基承载力达到了507kpa，满足设计地基承载力0.50Mpa的要求。
　　影响复合地基承载力的因素直观地反映为桩径和桩距，因此，要保证高喷施工质量，使软基加固后达到设计要求，应综合考虑各项施工参数，并根据地层情况选有代表性的区域适当作高喷试验，以确定相应的灌浆参数。
　　结语
　　高压喷射灌浆施工技术成功应用于软基加固处理，比较于其他处理技术如振冲法等为工程软基处理提供了又一种技术方案选择。其特点为工期短、功效快、工程成本低。