摘要:深層水泥攪拌法是地基處理的重要方法之一,該法廣泛應(yīng)用于水(海)上重力式水工建筑物地基及陸上港工及工民建地基。本文主要探討這種方法在高邊坡護(hù)岸中存在軟弱土層時(shí)加固軟土層的應(yīng)用及效果。
關(guān)鍵詞:深層攪拌樁 護(hù)岸 軟弱地基 夾層 安全
1.工程概況
本工程位于北江流域,北江大堤外側(cè)河漫灘上,建造內(nèi)容為碼頭結(jié)構(gòu)、護(hù)岸及接岸結(jié)構(gòu)。其中碼頭1座,碼頭總長度80m,設(shè)兩個(gè)500噸級以下泊位,年設(shè)計(jì)通過能力為90.8萬t,護(hù)岸長80m,主要由兩級斜坡、平臺及擋土墻組成。護(hù)岸與水中泥面高差較大,后方地面標(biāo)高設(shè)計(jì)為10.0m以上,碼頭前沿水域設(shè)計(jì)底標(biāo)高-3.8m(一般比這個(gè)值低),水深較深。該護(hù)岸高差較大分兩級設(shè)計(jì)建造,由于護(hù)岸地層存在軟弱夾層,需要對該土層進(jìn)行處理,使護(hù)岸的安全穩(wěn)定性有保障。
2.加固原理
深層水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑,通過深層攪拌機(jī)械在地基將軟土或沙等和固化劑強(qiáng)制拌和,使軟基硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度。該方法適用于軟基處理,效果顯著,處理后可成樁、墻等。深層水泥攪拌樁適用于處理淤泥、砂土、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土。當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時(shí),應(yīng)通過試驗(yàn)確定其適用性。冬季施工時(shí)應(yīng)注意低溫對處理效果的影響。
3.工程應(yīng)用
3.1設(shè)計(jì)條件
。1)設(shè)計(jì)水位:設(shè)計(jì)高水位:10.95m(20年一遇洪水);設(shè)計(jì)低水位:0.65m(航道設(shè)計(jì)最低通航水位)。
。2)地質(zhì)條件:工程所在的北江流域主要為三角洲沖積平原和錯(cuò)落殘丘地貌,海拔高程一般0~20m。殘丘主要由古近紀(jì)碎屑巖組成,巖性主要為泥巖、鈣質(zhì)泥巖、砂巖等。巖石風(fēng)化強(qiáng)烈,除丘陵地帶外,沖積平原區(qū)地表為第四系覆蓋,基巖露頭較少,植被不甚發(fā)育,大部分河流兩岸均為沖積階地和河漫灘。
該護(hù)岸位于北江左岸段,地貌上屬三角洲沖積平原。場地經(jīng)填土平整后,地表較平坦。據(jù)鉆孔揭露,場地地基主要由素填土、第四紀(jì)沖、淤積層及第三紀(jì)泥巖等組成。各土層固結(jié)快剪指標(biāo)見表1。
。3)設(shè)計(jì)使用荷載:擋土墻后方20m范圍內(nèi)禁止堆載。20m后可按q=20kN/m2堆載。業(yè)主考慮本碼頭的實(shí)際使用情況,洪水時(shí)碼頭可以允許短暫受淹沒,因此確定10.0m作為碼頭面高程。
。4)建筑物種類和等級:護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全等級均為Ⅱ級。
3.2設(shè)計(jì)方案
碼頭采用3層高樁框架結(jié)構(gòu)。碼頭共布設(shè)64根樁基,其中Ф1000mm的樁共51根,Ф1200mm的樁共13根。樁基采用Ф1200mm和Ф1000mm鋼筋混凝土灌注樁兩種。碼頭橫向排架間距6300mm,每榀標(biāo)準(zhǔn)排架布置3根鋼筋混凝土灌注樁。
由于碼頭后方護(hù)岸存在淤泥軟弱夾層,對護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定極為不利,極易產(chǎn)生圓弧滑動(dòng),需進(jìn)行軟基處理,軟基處理范圍約1380m2,軟基處理采用粉噴樁復(fù)合地基,粉噴樁采用Ф700mm,間距1300mm正方形布置(共11排),其中第6排(中間排)為連續(xù)布置,置換率為23%。粉噴樁底高程暫定為-7.0m,并以進(jìn)入砂層2m控制,樁長有兩種一種是8.3m,共4排,一種是11.8m,共7排。護(hù)岸坡面采用大塊石(50kg以上)護(hù)腳、水上拋石(50~100kg)理坡(坡度1:2.5)處理,施工前,護(hù)岸先開挖基槽,再拋石形成堤體,再干砌平臺,再砌漿砌石護(hù)面(坡度1:1.5),頂部設(shè)擋土墻,擋土墻采用漿砌塊石及混凝土壓頂。漿砌石護(hù)面及擋土墻設(shè)直徑100mm的排水孔,呈梅花狀布置。詳見圖1。
軟土層淤泥、淤泥質(zhì)土經(jīng)過加固后,土的物理力學(xué)指標(biāo)顯著提高。對護(hù)岸的抗滑穩(wěn)定性起到了很好的加固作用。通過模型計(jì)算,加固后抗力分項(xiàng)系數(shù)比加固前提高了35%以上。說明不會(huì)產(chǎn)生深層滑動(dòng),只要在工程建成后,業(yè)主嚴(yán)格按照使用要求使用,不超載,護(hù)岸的安全穩(wěn)定性是有保障的。
4.結(jié)論
在珠江流域,很多時(shí)候會(huì)碰到岸邊有軟弱夾層的情況。不同的護(hù)岸采用不同的處理措施,本工程采用深層攪拌樁法加固軟弱夾層,提高了原來的土體多項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo),經(jīng)過實(shí)踐證明,采取這種做法后護(hù)岸的安全性是有保障的。
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