近年來隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展,基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,在工業(yè)與民用建筑、市政、交通、水利、電力等工程中經(jīng)常會遇到軟弱土地基,水泥土樁復(fù)合地基具有造價(jià)低廉、施工簡單、質(zhì)量容易控制等優(yōu)點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于軟弱土地基。這種地基土承載力較低,含水量較高、壓縮性較大、土層性質(zhì)復(fù)雜多變,不能滿足
工程建設(shè)的要求,導(dǎo)致建筑物在建成后很久仍在沉降,有的地方甚至還產(chǎn)生不均勻沉降,以致影響建筑物的正常使用。本文主要針對水泥土樁復(fù)合地基的常見處理方法、應(yīng)用過程、施工工藝、質(zhì)量控制要點(diǎn)和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)幾個(gè)方面進(jìn)行探討,指出這種地基處理方法不僅安全可靠,而且還具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
一、夯實(shí)水泥土樁的研究概述
夯實(shí)水泥土樁是用人工或機(jī)械成孔,選用相對單一的土質(zhì)
材料,與水泥按一定配比,在孔外充分拌和均勻制成水泥土,分層向孔內(nèi)回填并強(qiáng)力夯實(shí),制成均勻的水泥土樁。夯實(shí)水泥土樁作為中等粘結(jié)強(qiáng)度樁,不僅適用于地下水位以上淤泥質(zhì)土、素填土、粉土、粉質(zhì)粘土等地基加固,對地下水位以下情況,在進(jìn)行降水處理后,采取夯實(shí)水泥土樁進(jìn)行地基加固,也是行之有效的一種方法。夯實(shí)水泥土樁通過兩方面作用使地基強(qiáng)度提高,一是成樁夯實(shí)過程中擠密樁間土,使樁周土強(qiáng)度有一定程度提高,二是水泥土本身夯實(shí)成樁,且水泥與土混合后可產(chǎn)生離子交換等一系列物理化學(xué)反應(yīng),使樁體本身有較高強(qiáng)度,具有水硬性。處理后的復(fù)合地基強(qiáng)度和抗變形能力有明顯提高。
二、水泥土樁復(fù)合地基的常見處理方法
隨著地基處理技術(shù)發(fā)展和推廣,復(fù)合地基技術(shù)在土木工程中得到愈來愈多的應(yīng)用。目前在我國應(yīng)用的復(fù)合地基形式有:碎石樁復(fù)合地基,水泥土樁復(fù)合地基,低強(qiáng)度樁復(fù)合地基,土樁灰土樁復(fù)合地基,鋼筋土機(jī)復(fù)合地基,加筋土地基等。
1.水泥土攪拌樁復(fù)合地基
水泥土攪拌法是適用于加固飽和粘性土等地基的方法之一。它是利用水泥(或石灰)等材料作為固化劑通過特制的攪拌機(jī)械,就地將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌,使軟硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土,從而提高地基土強(qiáng)度和增大變形模量。根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同,它可分漿液攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用漿液和地基土攪拌,后者是用粉體和地基土攪拌。
2.旋噴樁復(fù)合地基
旋噴樁是高壓噴射注漿法中的一種,它是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層的預(yù)定位置后。以高壓設(shè)備使?jié){液成為高壓流從噴嘴中噴射出來,沖擊破壞土體,同時(shí)鉆桿以一定速度漸漸向上提升,將漿液與土粒攪拌混合,漿液凝固后在土中形成一個(gè)固結(jié)體,從而改善土的變形性質(zhì),提高地基的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)也可組成閉合的帷幕,用于截?cái)嗟叵滤骱椭卫砹魃场?br />
3.粉噴樁復(fù)合地基
粉噴樁是通過專用機(jī)械在地基深部就地將固化劑(水泥、石灰、粉煤灰、高爐礦渣、鋁粉、石膏等)與原位土強(qiáng)制拌和,利用水泥和土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)變化,將混合土硬結(jié)成具有足夠強(qiáng)度、變形模量和穩(wěn)定性的水泥加固土樁體,從而達(dá)到加固地基土的目的。
4.夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基
夯實(shí)水泥土樁是將水泥和土料在孔外充分拌合,拌合的均勻程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于孔內(nèi)攪拌的水泥土料。所以,夯實(shí)水泥土的現(xiàn)場強(qiáng)度和相同水泥摻量的室內(nèi)強(qiáng)度在夯實(shí)相同的條件下基本相等。由于夯實(shí)水泥土樁是將孔外拌合均勻的水泥土混合料回填孔內(nèi)并強(qiáng)力夯實(shí),樁體強(qiáng)度與天然土體強(qiáng)度相比,有一個(gè)很大的增量,這一增量既有水泥的膠結(jié)強(qiáng)度,又有水泥土密度增加產(chǎn)生的密實(shí)強(qiáng)度。
三、水泥土樁復(fù)合地基的應(yīng)用
水泥土樁施工質(zhì)量與水泥用量息息相關(guān)。水泥用量的多少直接關(guān)系到攪拌樁樁身強(qiáng)度大小和成樁質(zhì)量的好壞,而水泥用量可由噴漿量和水灰比計(jì)算得出。因此如何控制水泥攪拌樁施工質(zhì)量就變?yōu)槿绾慰刂茢嚢铇妒┕r(shí)的水灰比和噴漿。
1.合理控制水灰比
在施工過程中,按試樁確定的水灰比加水,加入攪拌桶的水量可通過事先準(zhǔn)備好的刻度桿(標(biāo)明每包水泥的所需用水的刻度)進(jìn)行量測,然后加入對應(yīng)的水泥,每根樁所需的漿液分兩次攪拌完成,現(xiàn)場設(shè)專人記錄每根樁的水及水泥用量?,F(xiàn)場人員可用泥漿比重計(jì)現(xiàn)場測定水泥漿的比重,將測出水泥漿的比重和事先在室內(nèi)試驗(yàn)室做出的水泥漿比重與水灰比的關(guān)系曲線進(jìn)行對比分析,得出現(xiàn)場水泥漿的水灰比。根據(jù)現(xiàn)場水灰比的計(jì)算值進(jìn)行調(diào)整,使得現(xiàn)場配制水泥漿的水灰比可達(dá)到規(guī)定值,滿足試驗(yàn)要求。
2.精確控制噴漿量
水泥土樁的噴漿量采用流量計(jì)進(jìn)行控制,可以嚴(yán)格控制每米土樁的噴漿值,確保單樁噴漿量必須大于設(shè)計(jì)噴漿盤。施工完成后,對每區(qū)水泥土樁的噴漿量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
3.進(jìn)行施工質(zhì)量的檢驗(yàn)
首先,在水泥土樁施工成樁后第1-2天內(nèi)對一定數(shù)量的土樁進(jìn)行輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn),對樁身早期的強(qiáng)度進(jìn)行對比分析。其次,在齡期28天時(shí),在每一試驗(yàn)區(qū)選取1-2根土樁抽芯進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)。最后,進(jìn)行樁體外觀檢查,在現(xiàn)場挖出一根樁體,檢查樁體的質(zhì)量和外觀是否連續(xù)整齊。
因此,必須對這種地基進(jìn)行地基加固和改良。地基處理的方法很多,夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基以其投資經(jīng)濟(jì)而又能滿足工程需要這一顯著特點(diǎn)而成為一種比較理想的軟土地基處理方式。但目前對夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基的沉降變形和承載力的理論研究有待深入,特別是對沉降變形計(jì)算方法還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識,計(jì)算方法還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。其理論研究方面的滯后,制約了夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基在實(shí)際工程中的應(yīng)用和發(fā)展。