摘要:本文简要论述了环境岩土工程的定义,环境岩土工程中的基本观点以及以及环境岩土工程的研究现状,并对我国环境岩土工程进行了展望。 关键词:环境岩土工程 研究 随着和、的迅速,人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面:环境污染和生态破坏。因此,应运产生了一门新兴学科——环境岩土工程学。它既是一门性的工程学,又是一门学。它把技术和、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。 1.环境岩土工程定义 环境岩土工程(EnvironmentalGeotechnology)一词,源自1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第一届环境岩土工程国际学术研讨会,并在其著名的“Introductory Remarks on EnvironmentalGeotechnology”论文中,将环境岩土工程定位为“跨学科的边缘,覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的”,主要是研究在不同环境周期(循环)作用下水土系统的工程性质。 2.环境岩土工程研究的及分类 环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门学科。这是一门跨学科的边缘学科,涉及面很广,包括:气象、水文、地质、农业、化学、医学、工程学等等。 环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类: (1)环境工程。主要指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题。例如:抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等。这些问题通常泛指为大环境问题。 (2)环境卫生工程。主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学污染引起的环境问题。例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等。 (3)人类工程活动引起的一些环境问题。例如在密集的建筑群中打桩时,由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响;深基坑开挖时,降水和边坡位移等。 3.环境岩土工程研究中基本观点及研究方法 补充: 3.1 基本观点 (1) 岩土 实践的范围是地球表层, 而地球对于宇宙来讲是一个子系统, 它的变化受其他子系统的影响, 它们之间有物质和能量的交换, 是一个开放的系统; (2) 资源是有限的。 我们 只有一个地球 , 并且随着人口的增长, 资源与人口相比越来越小, 所以我们应实施 可持续发展战略 , 而不能盲目地掠夺式地利用, 以防止对环境造成不利的影响; (3) 人类无计划的活动会毁灭人类自身; (4) 界在不断地变化, 有一些直接危害人类, 反过来人类要避开危害, 就必须采取措施; (5) 虽然 岩土工程 曾带来一些消 极影 响, 但它是由于人类认识上的片面性和的局限性造成的, 所以从上讲, 所有的环境岩土工程问题是可以解决的, 但它依赖于人们 环境意识 的提高, 岩土工程技术的进步和法制建设的健全。 3.2 研究方法 环境岩土工程是一个系统工程。它涉及许多学科领域, 所以在研究中应从学科间的交叉处着眼, 以辩证的观点和解决问题。 其次, 应用岩土工程的观点去改善环境, 使其更符合人类的生存需求。 4.环境岩土工程与相关学科的关系 与环境岩土工程相关的学科有: 工程地质学 、岩土力学、岩土工程学、地质工程、环境工程 地质学 。 工程地质学的基础理论是地质学, 指导它的理论主要是自然历史观1 它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性, 相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究, 探索地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过程, 从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育, 并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为。 工程地质学的服务对象完全是人为设计, 人为施工的建物。 这一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性。 所谓边缘性指它处在地质学科的外层, 位于和 工程学 科接壤的部位。 所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念和方法, 并和地质学结合起来。所谓综合性是指工程地质学的目标是解决问题, 它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的. 补充: 岩土力学、 岩土工程 和 工程地质学 在研究对象和目标上有很大的相同之处, 是密切相邻的学科。但是岩土力学属于力学学科的边缘, 而岩土工程属于 工程学 科的边缘1 虽然对 岩土 的地质认识是建立岩土力学模型和本构关系的重要基础, 但岩土力学更偏于模型及建模后的力学研究。 岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工程学科。不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比, 需要更多 地质学 科的支持, 或者说更需要与地质学科的结合。 5.环境岩土工程的研究现状 20世纪50-60年代公害事件的显现,人们不断探索,反思,并已取得了基本的共识。国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面,而国内则在此基础上有较大的扩展,就目前涉及的问题来分,可以归纳为两大类:第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如 地震灾害 、土壤退化、洪水灾害、 温室效应 等。这些问题通常称为大 环境问题 。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如 城市垃圾 、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害;工程建设活动如 打桩 、 强夯 、基坑开挖、 盾构 施工对周围环境的影响;过量抽汲地下水引起的 地面沉降 等等。有关这方面的问题,统称为小环境问题。 6.环境岩土工程的展望 20世纪90年代后,我国进入了大规模工程建设时期。从沿 海地 区开始,逐步向内陆扩展, 高层建筑 、地铁、道路、隧道等等的建设以及 城市化进程 步伐的加快向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时,环境的变化,地震、 洪涝灾害 的频频发生,温室效应的加剧, 水土流失 ,土壤退化等大环境,也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对 发达国家 来说,我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。一方面,我国正处于大规模工程建设时期,有许多 工程问题 需要解决;另一方面,基于 可持续发展 要求,我们面临严峻的 环境保护 与治理工作。在环境岩土工程问题上,未来几年应重点并解决下面几个问题。其中,西部问题,包括生态环境建设与保护区域稳定性与地下工程。东部问题,包括大城市地面变形不稳定性、悬河化 水资源 、水环境等。在一些方面还急需解决的问题如下:卫生填埋场的设计问题;大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估;城市施工环境岩土工程问题;岩土工程手段在环境的治理中的应用等。 补充: 具体是这样了自己慢慢看把
岩土工程的地质灾害防治措施论文
在平时的学习、工作中,大家对论文都再熟悉不过了吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样才能写的好吗?下面是我为大家整理的岩土工程的地质灾害防治措施论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要:
经济发展使得各种资源开发及工程不断开展,不同地区地表都受到不同程度的破坏,导致地质灾害不断发生。因此,工程在实际建设中,需考虑到多方面因素要求,注重减少对的周围地质的破坏。地质灾害自身情况复杂,且容易出现突发情况,分布分散,威胁人们生命安全。岩土工程中,地质灾害对周围环境及人员影响最大,为避免地质灾害发生,以下对其防治方法措施详细分析,旨在为合理应对地质灾害奠定理论基础。
关键词 :
岩土工程;地质灾害;防治方法;实践;
我国国土辽阔、地势复杂,地质灾害发生严重,且地质灾害自身种类较多,容易对周围人们财产及生命安全造成严重影响[1]。为解决这一问题,需采取先进的防御措施,对地质灾害进行提前防治,针对岩土工程的真实情况,有针对性的采取防治措施,降低地质灾害发生几率。
1、地质灾害及其造成的影响
1.1地质灾害
我国地质灾害种类较多,但是经常发生的为泥石流、岩石滚落、地面塌陷等等,文章主要针对泥石流地质灾害、崩塌及滑坡等进行分析介绍。
1.2地质灾害特点及影响
1.2.1滑坡
滑坡主要是斜坡的岩土受到雨水冲刷,加之原本重力影响,导致岩石向下移动,形成灾害。若斜坡岩土没受到外界力的影响,则一般不会出现滑坡。发生滑坡危害的原因来说,如雨水冲刷、斜坡水土流失、斜坡植被过度开采等,都会导致滑坡发生。
1.2.2崩塌
岩土工程施工本身是对岩土进行施工操作,施工的过程中可能会导致部分岩土产生裂缝,导致岩土分为较多部分[2]。分裂后的岩土其自身较为空虚,崩塌会往往滚落堆积到底部。发生崩塌的原因主要是对矿产过度开采,或土木工程不合理开发、水库发生渗漏等,导致原本岩土受到破坏。
1.2.3泥石流
泥石流在我国属多发性地质灾害,对交通及附近经济发展造成严重影响,威胁附近居民生命安全。分析泥石流产生的原因,发现其主要是山区降水过多,导致泥沙和石块等固体伴随雨水形成含有大量泥沙的洪流。导致泥石流的原因较多,其中,对土体不合理开发,容易导致泥石流发生,岩土开发随意,导致岩土完整性及稳定性都受到较大影响,土体自身受到较大冲击,就会导致泥石流发生。最后山林滥砍滥伐,导致岩土失去固定依赖,更容易被雨水冲刷,容易引发泥石流。
2、岩土工程地质灾害防治技术分析
2.1滑坡防治
滑坡对周围交通安全、居民生命安全、财产安全的影响较大。对滑坡进行治理,可以在容易滑坡的位置的上方,采取清方减载、填土反压等方式,做好外部支持,同时以抗滑挡墙技术,避免滑坡发生后,对下方公路造成严重的阻塞影响[3]。采用抗滑挡墙,其施工布置灵活,不同山体、土坡都可迅速建设,施工简单。在早期我国铁路建设中,为避免滑坡对铁路造成严重影响,还采用抗滑桩技术,发现其滑坡治理效果一般,后采取地表排水及减方减载相结合的措施,采用多技术结合互补,建立滑坡治理体系,在治理中对地面、地下、立体排水等综合治理,发现治理效果突出,有效控制滑坡地质灾难出现。
2.2崩塌防治
崩塌本身灾难来临迅速,威胁较大。对崩塌防治,需对对应岩土仔细检查,看岩土是否不稳,若发现确实不稳定,应对岩土加固处理,避免岩土发生滑落,减少土体产生裂缝几率。相较于滑坡防治,对崩塌防治难度较低,治理简单。但是,就陡峻边坡崩塌治理而言,其裂缝和沿途结构组合及地质情况具有不确定性,无法以人为方式很好的预控制,受卸荷裂隙区扩张、扩展影响较大,裂缝分布较为集中的.区域,需对危险性岩土进行清理,之后采取锚杆加挂网喷护锚固方式实现对土体的加固保护,避免崩塌发生。
2.3生物措施
通过生物对地质灾害进行防治,防治环保,有利于促进生态和谐。例如,可采用植树造林、退耕还林方式进行防治,保持水土。通过植物种植的方式,确保水土稳定,若岩土受到外界强烈冲击,岩土仍然受到植物根系天然保护,不会发生滑坡、坍塌等地质灾害。此外,采取生物措施对一些地质灾害进行防治,其社会价值及经济价值突出,在保护环境的同时,可改善地区生态平衡。
但是,当下生物措施仍然存在一些不足,其生物措施发挥作用时间较长,植物需经过较长时间的种植,才能发挥自身真正作用。因此,在部分经常发生泥石流、坍塌、滑坡等地区,要结合当地情况,选择最合理的措施对地质灾害进行控制。同时,一些地区可采用封山育林的方式,对地质灾害进行有效防治,同时建设良好生态环境,减少地质灾害发生几率。
2.4泥石流防治
不同地质灾害中,泥石流造成的破坏范围最广、影响最大。在泥石流防治中,要重视周边的环境治理,还要全面治理当地岩土,管理部门结合生态工程,充分了解泥石流发生的现状,对区域化沟、坡全面检查治理,在经济迅速发展大环境下,对泥石流的治理按照上坡治理为主,对堆积区、沟谷区等依次治理。在实际遇到泥石流问题,不能按照理论死搬硬套,要具体问题具体分析,针对实际情况变化综合考量,发现某地区灾情严重,要预先建立防护林,对裸露的地表加固处理,稳固斜坡,提高岩土结构,避免侵蚀现象不断加剧。
要针对容易发生地质灾害区域的自然条件以多种措施配合,提高防治效果。在严重的地质灾害区域,可采取适当避让措施,减少地质灾害发生对人员造成不可挽回的影响。例如,在雨雪天气应适当避让山区公路,可能出现灾害的变形斜坡、工程隐患,在恶劣天气下远离那些区域,位于山脚位置的山村、城镇要制定好紧急转移措施,下雨天安排好居民转移。
3、结束语
综上所述,岩土工程地质灾害防治工作并不是一时可以完成的,要将眼光放长远,以新型材料、新型技术融入到地质灾害防治中去,完善地质灾害的防治措施。岩土工程施工中,需对现场环境仔细检查,了解施工中可能出现的地质灾害,了解不同地质灾害造成的安全风险,重视对不同的地质灾害的防护处理,有效避免灾害产生。
参考文献
[1]廖何森,崔茂才.岩土工程地质灾害防治技术及防治对策分析[J].世界有色金属,2017(5):223-224.
[2]王雷.岩土工程地质灾害防治技术的应用[J].四川水泥,2018(3):175-175.
[3]薛增荣.岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J].住宅与房地产,2017(5):213.
岩土工程施工技术的具体应用探究论文
1 岩土工程施工技术特点
1) 具有很强的不确定性。在进行施工场地勘察的时候,很难对岩土的全部情况进行勘探,再加上一些的岩土结构可能不太稳定,会随着外部因素的变化而发生变化,影响施工的进度。
2) 具有很强的地域差异性。我国幅员面积辽阔,各个地区的自然条件差异是非常巨大的,岩石的种类繁多,并且岩土的性质也是千差万别。所在在进行施工技术设计的时候所侧重的点是大不相同的。
3) 具有较强的隐蔽性,不容易被发现。很多的岩土工程项目施工地点是处在地下的,比如地基的处理、桩基的灌注以及地下连续墙的修筑等,工程的施工过程以及完成后的运行都是处在隐蔽的状态下,即使出现问题也很难被发现。
4) 和周围岩土结构关联性很强。岩土工程施工技术的选择在很大程度上会受到具体施工环境的影响,比如岩土的结构、性质等,同时工程建筑的稳定性也和施工场地的岩土结构有着密切关系。
2 应用现状
2.1 在地基处理上的应用
第一、各种成熟的地基处理技术在我国岩土工程施工中都有着广泛的应用,并且其中的很多施工方法都已经达到了世界领先的水平。第二、我国自主研发了一系列的基于本国岩土结构特点的地基处理技术,在很大程度上提升了在地基处理上的水平,提升了整体建筑工程的质量。近几年我国已经自主研发了介于桩基和复合地基之间的一种新型的地基形式———钢筋混凝土疏桩复合地基,这种地基的应用能够增大桩间岩土的承载作用,提升建筑的稳定性。第三、在建筑处理偏差问题上,我国已经采用反力释放法、水冲法以及抽芯抽降法等,很好的处理了倾斜建筑物的偏差问题。
2.2 在基础工程施工中的应用
第一、各种各样的成桩技术在我国各地的岩土工程施工中得到广泛应用,并且还研发出了灌注桩后注浆技术,将灌注桩同注浆技术进行分离,很大程度上提高了桩基的承载力,减少了桩基的沉降量。第二、利用岩土施工技术来注重施工周围环境的效应,并且采用预钻孔、静压等一些列措施,来拓宽了钢筋砼预制桩的使用范围。目前沉管灌注桩施工技术因为其自身造价低廉,施工方便的特点得到了广泛的应用。
2.3 在边坡加固中的应用
第一、我国的岩土锚固技术在上世纪就已经得到了应用,现阶段已经发展的相对成熟,并且还采用二次灌浆技术,在很大程度上面提升了软土中锚杆的承受力。目前我国的岩土锚固技术已经处于世界领先水平。第二、在深基坑支护技术中,土钉支护技术在我国的发展较为迅速,并且利用其他技术和土钉支护技术相结合形成复合方式的钉支护,在很大程度上提升了支护强度,拓宽了钉支护的应用范围。
2.4 在非开挖技术中的应用
这种施工技术不用对施工场地的地表进行开挖,能够保证施工场地的平整性,并且利用这种技术还能够在不进行地表开挖的情况下进行地下管线的检测、更换、维修、施工等操作。这些技术在我国的起步比较晚,目前仍然处在起步阶段。
3 岩土工程具体应用
下文就以汉宜高铁某一路段铁路的具体施工为例,来具体研究和分析岩土工程施工技术中的灌注桩后注浆技术。
3.1 工程概况
第一、土质情况。岩土工程的施工区域多以人工填土层和湖的'积层组成。人工填土层主要包括杂填土、淤泥和耕植土,土质特征是灰褐色、松散、混凝土以及生活垃圾。淤泥以有机质和塘淤泥为主;耕植土主要以粘性土壤为主。第二、含水情况。这一片区域主要的含水层是第四系全新统粉土,在工程路段地下具有很浅层的地下水,水量不是很大,水质也不是很好。除了这一类水层还有一个就是微承压水,这种水属于封存的淡水,可供饮水使用。
3.2 岩土工程施工技术具体设计
根据实际需要,确定的钻孔灌注桩的口径是1.5米的,并且需要将桩体的上顶端穿过淤泥层10m,这样做是为了保证桩的稳固性。由于桩的长度非常的长是48m所以一定要预先确定好一根桩所需承受的压力是多大,设计师的估计值是4500KN左右,由于当地的地质条件不是很好,所以需要选用适合当地的注浆技术再加以对桩的承受能力保护的一道屏障。
第一、确定好注浆压力的大小。通过分析现场的注浆参数得出的结论是注浆的压力不能够超过2.5MPa,所以在具体施工的时候最好控制在1~2MPa范围。在注浆的时候要确定好注浆管的安装顺序,一般是先接上单向阀门再接高压注浆软管道的,注浆完成后阀门的关闭顺序也是非常关键的,一般先关单向阀门。
第二、注浆量。这次的工程经过多次的计算,设计人员得出的施工注浆控制标准是:水泥需要的量是3.5t,注浆的调配浓度水和灰的比例最好是0.5到0.6之间,注浆的速度要适中。在灌注桩后注浆的过程中如果出现返浆现象时,应该立即停止注浆机器,等大约半小时之后再进行注浆。
第三、注浆时间的控制。通过多年的工作经验,我们知道混凝土的初凝期大约是在10天之后才正式开始,所以要想注浆能够保持最好的效果,那么需要在10天之后再进行施工。如果注浆时间过早的话,这时候混凝土还没有完全凝固,会导致混凝土的强度过低,出现破坏桩本身的影响;注浆时间过晚的话,又很难在凝固好的混凝土中间形成一条畅通的混凝土通道的。所以实际工程时一定要把注浆的时间控制好,争取提高建筑的整体水平添砖加瓦。
3.3 岩土工程灌注桩后注浆技术提高工程效果的检测实验
此次试验的目的就是为了验证通过注浆加固之后对灌注桩承受强度的增强效果,试验所选用的实验桩的半径为 1.0m,桩的长度为50m。具体的实验步骤如下:第一、实验前的准备工作。第一步:选取浇注完成的试验桩,进行相应的处理工作,使得桩的顶面保持干净、水平,并且设置4层的钢筋网,每层网片直接的间距为15cm。第二步:确保柱内的主钢筋都处在同一水平高度,按照上面标准再次设置网片。第三步:设置参照柱,保持柱顶面的平整,设置网片同上。第四步:在距离桩顶一个桩长度的距离范围之内设置钢板进行围裹,实验的场地应该平整,并且大型的车辆可以正常通行第五步:提前进行基坑的开挖工作,做好排水工作。第二、现场设备的安装。根据试验中荷载的要求,选择适合的千斤顶规格,保证每次实验千斤顶出力不应该大于顶称的80%,基准桩用来支撑基准架,基准桩与试桩直接的距离要合乎规范要求。采用百分表的方式对沉降测量进行分析计量。
4 结束语
随着我国经济和社会的不断进步,人们生活水平的不断提高,人们对岩土工程施工技术提出了更好的要求,为了适应时代的发展需要,岩土工程施工技术一直在不断进行改革和发展,想要更好的应用施工技术,施工人员一定要首先了解它们各自的特点。
地址:湖北省武汉市武昌区国盛路特一号杨园街道办事处6楼
水泥土搅拌桩加固地基在市政道路的应用
武汉市武昌市政工程总公司一工程处 430000
摘要
进入新世纪以来,我国的城镇化持续快速推进,市政道路建设开展的如火如荼,成为城市基础建设一道亮丽的风景线。市政道路施工要求比较高,同时施工环境也非常复杂,其中的加固地基是施工中的重点工作,需要运用合理的施工技术来进行处理。水泥搅拌桩是一种高效的新型施工方法,相比传统施工方法有着很多的优势,可以用此技术来进行地基的加固。因此,在本文中,笔者主要讨论的是水泥土搅拌桩加固地基在市政道路的应用,希望这些对于相关从业人员具有一定的参考价值。
关键词:水泥土搅拌桩;市政道路;加固地基;应用
1、引言:
水泥土搅拌桩的主要用途是处理饱和软粘土低地基的,确保处理之后能达到规范的要求,具体的操作是使用专用搅拌设备将混有水泥的软粘土进行充分的搅拌,其中水泥的作用是固化的,它会同软土发生某种反应,地基会逐渐的固化进而变为一种有强度且综合状况趋向于规范要求标准建筑用地。
水泥能够将软土固化,其主要机理在于这种固化的过程是一种物质化学反应,相比于混凝土的硬化而言是有差异的,因为水泥的用量不同而致,硬化所用水泥较少,且在硬化的过程中,水泥要借助某种活性物质并且要包裹于土中才可进行反应,进行中硬化用时久,反应中水泥会相继出现诸如水解和水化等变化,最终会出现不同类别的水化物,对于部分水泥在发生反应中,会出现离子交换或者团粒效应,从而实现硬化的效果,提升土体的强度。
2、工程概况
国盛路南起和平大道,北至临江大道,道路全长724米,红线宽度20米。设计场区靠近长江,位于长江一级阶地,场地地下水主要为赋存于填土层中的上层滞水及下部砂土层中的承压水。
地质勘察显示:根据地层岩性和工程地质特征,在钻探深度范围内地层自上而下可分为4层:①杂填土;②淤泥质粉质粘土夹粉土;③粉土、粉砂夹粉质粘土;④粉细砂;上层滞水水位在地0.9—2.6米,承压水赋存于③层粉土、粉砂夹粉质粘土视为中等透水层,④粉细砂可视为强透水层。
3、软基处理设计
3.1搅拌桩设计
根据地勘报告,本次道路沿线有杂填土层分布,表层杂填土厚度在 1.20~4.80m,杂色,松散,稍湿,由建筑垃圾、生活垃圾及粘性土组成,所含硬质物含量约20~45%,粒径1.0~6.0cm,局部钻孔由中细砂及少量灰褐色黏性土组成,褐灰色,软塑,湿,含少量铁锰氧化物,土质不均匀,刀切面粗糙,局部夹杂薄层粉土、粉砂,不可作为路基持力层。根据道路沿线土层厚度及埋置深度情况,本工程路基采用换填法与水泥土搅拌桩(干法)相结合的路基处理方式。
3.2搅拌桩作用机理
借助这种桩,将软土变得强度符合规范要求,它的具体操作是,借助深层搅拌桩设备,对加入水泥的软土进行充分的搅拌,加快水泥与软土的反应,进而使处理后的土体变为具有一定强度、有良好的变形特征和水稳性的柱形体,这种反应后形成的结构有较好的强度、能提升土体的承载能力和降低地基的沉降。从水泥搅拌桩的特性讲,此种桩属于一种介于刚性与柔性间的混合桩,它所具有的刚度、抗压强度机器抗侧压力是介于两种桩之间的。因为这种桩有差于刚性的强度,当承载一定量的竖向载荷时会出现形变,一经出现会伴随着附近土体相应的承担一定量的荷载,此时便出现了柔性复合地基。水泥土搅拌桩复合地基的承载力标准值可按下式计算:
Fspk=m*Ra/Ap+β(1-m)*Fsk
式中:Fspk—复合地基承载力特征值(KPa);
m—面积置换率;
Ra—单桩竖向承载力特征值(KN);
Ap—桩的截面积(㎡);
β—桩间土承载力折减系数:
当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.1~0.4,差值大时取低值;
当桩端土未经修正的承载力特征值小于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.5~0.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值;
Fsk—桩间土承载力特征值(KPa)。
由此可至,一旦地质资料核实,对于水泥搅拌桩的有关的数据也相应的确定了下来,如桩基承载力标准值、每根桩的垂直方向的承载力和面积置换率等。若桩的强度、面积置换率确定之后,这类地基的承载力经由每根桩的垂直方向的承载力便可得以求得,每根桩的垂直方向的承载力若是非常的小,则在复合地基中的承载力相应的会很低;若桩的强度及其长度确定之后,在符合地基中的承载力经由面积置换率而求得,若面积置换率非常的低,则对应的地基承载能力就很低。
4、施工工艺及施工注意事项
4.1水泥土搅拌桩的施工顺序
(1)工程建设之前要具有的有关施工技术方面的材料有:建设用地的勘察报告、土体实验报告、内配合比实验检验报告、桩位图纸、加固深度和停灰面标高等。
在实验室中进行的内配合比,主要是定出水泥用量,因为它的用量会直接关系到桩的质量及其未处理的地基土的特性,所以,若要开始安装水泥搅拌桩,必须在这之前间隔四周以上,基于室内标准下,按照一定的配合比制出搅拌桩样本,做差异化的龄期强度实验。根据试验结果,确定最佳水泥掺量。
(2)平整场地,清除障碍。对地下障碍物进行清除,对低洼处进行平整压实,确保在现场中设备置桩顺利进行,且要基于这种置桩操作的要求而制定有效的策略,避免设备中途停止工作。
(3)建设专用设备进场,且按照使用说明予以组装和试运行。
(4)搅拌桩施工工艺必须要严格按照设计规定的进行,且按照经实验确定的配合比制定搅拌桩,并对此桩的有关指标予以测定。接着,配合路基解决纵断面图纸问题,在进行施工之前,原定的桩位作业点均要做出大于五个的具有工艺性质的样桩,从而得到以下数据,即钻进、提升和搅拌的速度、喷气压力、工作电流以及单位时间喷入量等。
(5)搅拌桩择取是水泥型号是42.5普通硅酸盐水泥,一定要满足设计规程的规定,所用的产品必须带合格证进入施工现场。
4.2水泥土搅拌桩的施工工艺流程
施工工艺流程:桩位放样→钻机就位→检验桩机整平机体→预搅下沉→喷灰搅拌提升→重复搅拌下沉和提升(停灰面为高于设计桩顶标高50cm)→成桩结束→移位进行下一根桩循环施工。
(1)钻机就位:根据设计施工放样,使钻头中心对准设计桩位,并保持桩机机体垂直,以防打斜桩,影响地基承载力。
(2)预搅下沉:启动电机,使搅拌机沿导向架边搅拌、边切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制,工作电流不应大于70A。
(3)喷灰搅拌提升:深层搅拌桩机下沉到设计深度后,开启灰泵将水泥干粉压入地基中,并且边喷灰、边旋转搅拌钻头,同时严格按照试桩确定的参数控制喷灰量和搅拌提升速度提升搅拌桩机。
(4)重复搅拌下沉和提升:为使软土和水泥搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,再重复喷灰搅拌提升,最终停灰面为高于设计桩顶标高50cm,成桩结束。在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用。
4.3施工注意事项
在工程建设的过程中,质量是最为重要,基于此要做到如下几点:
(1)一定要掌控好钻机的操作,避免钻的深度超出规定要求,且一定要在规定的深度内铺停灰面,如此定出搅拌桩长。务必要依照样桩的数据掌控好用灰量,杜绝在无自动化的控量设备的搅拌桩用于真实的工程建设中,此外,杜绝使用无合格证的记录装备。另外,设定时间复核成型的搅拌桩桩径及其搅拌状况。及时保养与检修用于复核的钻头,一经发现有叶片残缺或者严重磨损,必须换新。
(2)保障搅拌桩有九十度,必须对起吊装备的平整度及其操作架同地面的角度予以认真核实,核实的次数要超过两次,由对应的不同的工作班组执行,确保其垂直度在一度之内。在具体的施工中,借助吊锤测定钻杆是否竖直成九十度,若存在较大误差,必须及时修正。
5、影响搅拌桩质量问题及质量控制的探讨
(1)搅拌桩属于地下隐蔽工程,易受施工用材料、机械、工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响,因而其质量控制要贯穿于施工的全过程,必须坚持全方位的施工控制。
(2)施工过程中必须随时检查自动计量装置、水泥用量、成桩过程、桩长及施工中有无异常情况,并记录其处理方法及措施。
在保障桩的质量的前提下,工程建设的过程中要认真分析清楚导致搅拌桩出现质量问题的因素,且要对制造流程予以把控,避免施工质量出现问题:
(1)原因之一是地基土自身具有的特性
这种桩的质量好与坏能直接的从桩强度数据获取到,而能对这种数据产生影响的除了固化剂用量及其质量和建设中用到的操作手法之外,地基土的自身特性也会产生影响,例如软土内存在大量的有机物。经试验检测后可知:土体内含有过量的有机化合物,其水容量和塑形对应的变大,对应的膨胀性和低渗透性也会很大,最为不利于钢筋的酸环境也会存在,上述的诸多因素会在一定程度上降低水泥的充分反应,若仅仅使用水泥进行固化,收效甚微,针对软土,可将生石膏适量使用进而使软土固化,这样的操作也有助于减少对水泥的消耗。
(2)保障搅拌操作的均匀性
对一定量的施工案例进行研究与总结可知,均匀的搅拌操作能提升工程质量。若确保有均匀的搅拌,就意味着水泥同软土有很好的混合,这样就有助于两者间发生充分的反应,软土经水泥的固化作用而产生较好的桩。若要使工程中有较好的均匀搅拌,一定要确保搅拌设备将要下沉的土体被较好的混合,所以施工前,使用反铲将施工场地翻整一次,避免地下遇到障碍物,影响土体搅拌均匀性。
6、质量检测
6.1质量检测方法
对搅拌桩的检测,总的来讲有如下几种方法:
(1)浅部开挖:这种检测法归属于自检。对于项目部而言,要不定期的多次对成型的桩进行复检,一经检查出问题,第一时间予以解决。针对开挖的检查,重点是检查浅部桩头,注意深度的把控要大于停灰面以下五十米,若要粗略了解成型桩的状况,可采用目测的形式对如下的参数予以估测,如桩径、搅拌均匀程度等。进行检查时,数量控制在桩的总量的5%。
(2)轻型动力触探法:这种检测法所用到的设备为轻型动力初探(N10),它主要适用的是对桩身均匀状况的测定,因为这种设备锤击程度小,不间断的初探通常状况下均小于四米,所以,对于深度的搅拌桩质量的测定是不适用的。这种检测法规定检测数为桩的总量的1%,且要大于三根。
(3)钻孔取芯法:这种检测法是借助地质钻机针对已经养护四周及其以上的成型的桩予以钻孔获取样本芯桩,这种方法是迄今为止最为普遍使用的一种测质量的方法,它所获取到的结果可靠度高,不足之处在于检测耗时久、钻孔成本高、样本芯桩要在四周以后才能得到,无法做到即时的检测施工中的桩的质量状况。这种检测法规定检测数为桩的总量的0.5%,且要大于三根。
(4)静载试验法:这种检测法所依据的是桩的承载力值的定性得出桩的质量。然而,因检测成本高,工程取样少。这种检测法规定检测数为桩的总量的0.5%~1%,且要大于三点。
(5)动测法:它主指低应变动测法,这种检测法所依据的是以一维波动理论为基础,借助弹性波传播规律检测桩的完整性。优点在于检测高效、便捷操作,然而在中国的多数文献中有指出,搅拌桩的强度同波速的关系并非连续的,在桩的端部出现的阻抗、桩的底部反射等均呈现无变化和模糊的现象,所以,这种检测法不能确保有准确的测定桩身质量。
6.2本工程项目搅拌桩质量检测方法
(1)成桩3d内,浅部开挖桩头,深度超过停灰面下50cm,目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,检测量为总桩数的5%。一般应按比例随机抽取,且分部基本均匀。
(2)N10检测:成桩龄期7d内,用轻型动力触探器进行N10检测,检查每米桩长的均匀性,检测频率为总桩数的1%。
(3)单桩荷载试验:在成桩龄期28d后进行,在试验准确阶段,确保桩顶干净,进行试验时针对每个桩的荷载取样数量要大于总量的0.1%,且要大于三根。通常状况下要依照原定比例任意取样,并且保证均匀取样。经检测本工程单桩竖向静载荷极限承载力为220KN,满足设计要求的不得低于110KN。
6、结语
借助水泥搅拌桩实现对市政道路中有软土层的地基予以固化,由于建设装备的单一和便捷的转移,能够做到数个位置施工,高效率的使地基固化,从而提升施工速度、削减工期。在真实的工程建设中,采用的施工手法较为单一,工程质量便于把控,这是现阶段市政道路加固地基非常适用的施工方法。
国盛路靠近长江,土质情况差,地下1.8米均为淤泥质粘土、粉质粘土夹粉砂,局部地段流砂情况严重,在水泥土搅拌桩加固地基后,土体质量得到很大提高,沟槽开挖成型较好,土路床弯沉一次性合格,完成了工期目标。这表明使用水泥搅拌桩对市政道路中有软土层的地基予以固化是可行的,它可以极大的降低成本,也在一定程度上有工程质量保障,完全能够实现设计所要获取到的效果。
参考文献:
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