水泥搅拌桩在水闸软基处理中的应用

《水泥搅拌桩在水闸软基处理中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

水泥搅拌桩在水闸软基处理中的应用王雪莎东莞市水利勘测设计院有限公司广东东莞523000摘要：水泥搅拌桩是水闸工程软基处理最为常用的方法之一，具有施工速度快、施工方便、工后沉降小等诸多优点。木文主要针对水泥搅拌桩在水闸处理中的应用展开了探讨，结合了•体的工程实例，对闸室结构设计和地基处理方案作了详细的阐述,并系统分析了观测成果，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。关键词：水泥搅拌桩；水闸；软基处理所谓水泥搅拌桩，是属于复合地基处理方法中较常用的一种，是通过专用搅拌设备，将固化剂与地基土就地强制搅拌后，并在一定的时间通过水泥水化物与地基土间一系列的化学物理作用，从而形成有一定强度的水泥土固结体。而水泥搅拌桩在软土地基的处理中有着极大的帮助，特别是在水闸软基处理中。基于此,木文就水泥搅拌桩在水闸处理中的应用进行了探讨，相信对水闸软基的处理有一定的帮助。1工程简介某水闸主要功能是防洪、挡潮、排涝，解决木地区威胁最大的洪、潮和内涝等灾害，并担负灌溉及连接两岸交通等作用。该水闸是在原来的水闸上重建，新闸轴线距外江约28m。闸址基岩埋深在33m左右，基岩为白垩系（K）砂砾岩。基岩上第四系属海相冲积成因，为淤泥、淤泥质黏土、黏土、粉质黏土、粉细砂、中砂等。间长为16.5m。水闸底板高程-2.50m。工作门选用直升平面钢闸门。交通桥宽为8m,桥面高程为4.90m。闸外江侧消力池L＜为8.0m,池深0.5m;内、外侧海漫段长度分别为10.0m、18.0m;内、外侧防冲槽宽均为6.0m。闸址场地的表层淤泥层很厚，抗滑、冲、震的稳定性差，地基的承载力差，作为木工程堤岸的持力层需先进行地基加固处理。2闸室结构设计2.1结构布置闸室采用钢筋混凝土整体坞型结构，长16.5m,宽20.0m,中墩、边墩厚均1.0m。底板高程-2.50m,底板厚1.0m,闸墩顶高程4.90m。两边孔设置胸墙以降低闸门的高度，胸墙底高程1.5m。闸顶交通桥布置在闸室的内河侧，桥面宽8.0m。 2.2相关计算2.2.1稳定计算闸室基础底面高程为-3.50m，根据地质勘察，闸底板座落于淤泥层上，层厚8.20〜13.25m,承载力建议值仅为40kPa。基础底面与地基土之间的摩擦系数取0.1。闸室的稳定分析按根据SL256-2001《水闸设计规范》进行。闸室各工况稳定计算结果见表1。计算结果表明，闸室地基承载力、抗滑稳定均不满足要求，检修1、检修2工况地基应力不均匀系数也不满足要求，因此需进行地基加固处理。2.2.2沉降计算闸室沉降只验算闸室地基的最终沉降量。按SL256-2001《水闸设计规范》进行，地基沉降量修正系数，可采用1.6。地基压缩层计算深度按计算层面处土的附加应力与自重应力之比为0.1控制。经计算，加固前闸室地基最终沉降量为67.9cm,超过规范要求的15cm,需进行地基处理。2.2.3防渗计算闸底板座落于淤泥层上，该土层含较多粉砂薄层，渗透系数为4.99&timeS;10-6cm/S。根据《水闸设计规范》，需计算最大水头差下的水平段和出口段的渗流坡降。最大水头差为3.08m,闸室长16.5m,底板厚1.0m,下设1.2m深、1.0m厚齿坎。采用改进阻力系数法进行抗渗稳定性验算，经计算，闸基水平段渗流坡降为0.11,出U段渗流坡降为0.33。地基为淤泥按软黏土考虑，水平段、出口段规范允许值分别为0.35和0.65,故防渗设计满足要求。3地基处理方案3.1处理方案比选根据闸室相关设计计算，闸室基底基础下的淤泥土的地基承载力不能满足规范要求，因此，必须对其地基进行基础处理。基础处理方案有：预应力混凝土管桩+水泥搅拌桩方案（方案一）、全套管灌注桩（方案二）及水泥搅拌桩方案（方案三）。各方案优缺点见表2。经比较，水泥搅拌桩施工过程比较简单，施工质量易于控制，因此，推荐水泥搅拌桩方案为本工程选定方案。3.2搅拌桩布置根据地质条件和当地已经实施的同类工程经验，初步选用等级为42.5级的普通硅酸盐水泥为固化剂，水泥掺量暂定为15%〜20%。初定与搅 拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块，在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值为1.2MPa。搅拌桩在施工前应进行水泥土试验，以确定合适的相关参数。水泥搅拌桩采用准600mm@1200mm×1000mm，面积置换率为23.6%，长12m，桩尖高程-15.80m，位于淤泥质黏土中。为增强闸基的抗渗稳定，闸室底板四周布置了准600mm、长12m的密排水泥搅拌桩，形成防渗围封体系。经计算，水泥搅拌桩单桩竖向承载力特征值138.3kPa，复合地基承载力特征值127.5kPa，复合地基沉降值为13.2cm。根据工程经验，处理后的闸室基础底面与地基土之间的摩檫系数可达0.30以上，取0.30,则基础处理后闸室稳定分析成果见表3。根据计算成果，经过水泥搅拌桩处理，闸室相关计算结果能满足规范要求。4观测成果及分析4.1测点布置闸室底板上四角各布置沉降测点一只，编号为LD7′、LD8′、LD21′、LD22′，待闸室边墩浇筑到顶部后将底板各沉降测点引测至对应的边墩顶部，对位编号分别为LD7、LD8、LD21、LD22。4.3分析（1）总体来说，水闸实现通水前后，闸底板各沉降测点沉降较为均匀，不均匀沉降量较小，通水前底板最大不均匀沉降量约23mm:通水后最大不均匀沉降量约25mm;通水后至监测末期，闸底板各测点均有下沉，最大沉降量约30mm;监测末期，闸底板各沉降测点的最人不均匀沉降量约27mm,底板累计最大沉降量约111mm,发生在LD21。闸室底板累计沉降量及不均匀沉降量满足要求。（2）监测末期，闸室底板（闸墩）各测点的沉降测值趋于稳定，过程线趋于收敛。（3）从2007-04-27〜2007-05-13之间的监测成果来看，闸室底板（闸墩）的差异沉降主要由施工顺序造成，南侧闸室边墩（对应测点LD21、LD22）较北侧闸室边墩（对应测点LD7、LD8）先行浇筑完成，在此期间底板发生的最大差 异沉降约28mm,底板测点发生的差异沉降主要由此产生。（4）闸室底板（闸墩）在施工期间的沉降主要由水闸上部结构荷载的施加及墙后填土所致，在整个水闸施工期间，水闸底板（闸墩）一直因为这些因素在缓慢下沉直至监测末期趋于稳定。5结语综上所述，水泥搅拌桩是加固处理软基的方法之一，其具冇施工机械轻便，工程造价相对低廉，施工间歇期短等优点，在水闸软基的处理中有着广泛应用。因此，我们必须要在施工过程中紧把质量关，并随吋检查施工记录，还要验收水泥土搅拌桩的质量，以此保证施工质量，稳固水闸软基处理的进行。参考文献：［1】鹤立霞、沈霞、黄明雨.水泥搅拌桩在联胜新锲（软基水闸）中应用初探［」］.中国高新技术企业.2010（34）.［2］吕汉标.浅析水泥搅拌桩在软基处理中的应用［」］.化工设计.2007（04）