粉噴樁在水利工程軟土地基處理中的應(yīng)用

王海洋 張通觀 王一喬

(大連工程地質(zhì)勘察有限公司 116021)(大連市供水有限公司 116021)

水利工程中軟土地基處理是經(jīng)常面臨的問(wèn)題，在軟土地基上修建水利設(shè)施，會(huì)存在著基礎(chǔ)穩(wěn)定和沉降的問(wèn)題。粉噴樁作為地基處理的一種行之有效的方法，近十幾年來(lái)在我國(guó)軟土分布較廣泛的沿海地區(qū)得到大量的應(yīng)用。粉噴樁復(fù)合地基加固新技術(shù)具有施工簡(jiǎn)單、效率高、速度快、干擾小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到工程界的青睞，具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

1 工程概況

大伙房水庫(kù)輸水應(yīng)急入連工程管線地基處理工程七標(biāo)段位于遼河平原南部，地跨營(yíng)口大石橋市和老邊區(qū)境內(nèi)，屬于平原區(qū)地形，地勢(shì)平坦，坡降小，海拔一般在5m以下，分布較多的沼澤洼地和鹽堿地。該地區(qū)淤泥質(zhì)層較厚(＞4.0m)，黑灰色，分布連續(xù)，呈軟塑—流塑狀態(tài)，含水量較高，局部含有草炭，強(qiáng)度低，具有高壓縮性，承載力和抗剪強(qiáng)度低，屬于典型的軟土地基，為了保證輸水管線的地基承載力(fak=100kPa)的要求，該段采用粉體噴射攪拌樁(粉噴樁)加固地基技術(shù)對(duì)軟基進(jìn)行處理。

應(yīng)用粉噴樁技術(shù)處理的區(qū)域主要集中在七標(biāo)段，共分為四段，粉噴樁編號(hào)分別為K0+000～K4+731、K7+430 ～ K8+250、K10+245 ～ K12+103、K14+080～K18+631。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，該段地層主要分為三層，各土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2 粉噴樁加固原理

粉噴樁加固軟土技術(shù)是以水泥(或石灰)為固化劑，通過(guò)壓縮空氣將固化劑輸送至軟土中，利用特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，由固化劑與軟土間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的柱狀加固體，從而提高地基承載力和增大變形模量。

3 粉噴樁設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)方案

該工程粉噴樁分為粉噴空樁和粉噴實(shí)樁兩部分，其中粉噴空樁不噴水泥。

從圖2和圖3中可以看出，水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨水泥摻入比的增加而呈增大的趨勢(shì)，并隨齡期的增長(zhǎng)而增加。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用水泥摻入比為14%就可以滿足設(shè)計(jì)的要求。

比較以上3種發(fā)電方式，同轉(zhuǎn)速發(fā)電最簡(jiǎn)單，基本利用現(xiàn)有設(shè)備，技術(shù)方面也基本相同。變極發(fā)電也基本利用現(xiàn)有設(shè)備，僅僅是在發(fā)電時(shí)改接電機(jī)的接線以改變電機(jī)極數(shù)，其他技術(shù)方面也基本相同。變頻發(fā)電需要增加1套變頻設(shè)備（一般為變頻機(jī)組），發(fā)電運(yùn)行時(shí)，利用外部電源啟動(dòng)變頻機(jī)組，再逐臺(tái)啟動(dòng)水泵機(jī)組，逐步由水泵機(jī)組發(fā)電驅(qū)動(dòng)變頻電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變頻電動(dòng)機(jī)向外發(fā)出電力。

圖1 粉噴樁地基處理剖面示意圖

3.2 水泥摻入比aw的確定

粉噴樁形成一定強(qiáng)度后起重要作用的即為樁體水泥土的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)要求粉噴樁樁體28天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0MPa，為確定符合設(shè)計(jì)要求的粉噴樁樁體的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn)，對(duì)不同的水泥摻入比制成的水泥土試樣進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，分別測(cè)定齡期為7天、14天和28天的水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，確定水泥摻入比aw。

e.復(fù)攪。重復(fù)啟動(dòng)樁機(jī)，鉆頭正向旋轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的復(fù)攪深度后停轉(zhuǎn)，再次反向旋轉(zhuǎn)提升鉆頭，邊提升邊攪拌(如第一次噴灰量不足可復(fù)噴)至設(shè)計(jì)樁頂。

表2 水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

圖2 強(qiáng)度與水泥摻入比的關(guān)系

圖3 強(qiáng)度與齡期的關(guān)系

樁徑:按設(shè)備確定為d=0.5m。樁長(zhǎng):根據(jù)地層情況，選用3層粘土作為持力層，以樁長(zhǎng)進(jìn)入持力層不小于1.0m為設(shè)計(jì)原則，確定虛樁長(zhǎng)l1=5.5～6.3m，有效實(shí)樁長(zhǎng) l2=3.0～4.5m。樁間距:經(jīng)試算，取 a=0.8m。樁位布置:按正三角形布置，如圖1所示。

4 粉噴樁施工

4.1 工藝性試樁

考慮到不同地質(zhì)情況，結(jié)合室內(nèi)配比試驗(yàn)，粉噴樁施工前先進(jìn)行工藝性試樁，以提供滿足設(shè)計(jì)要求的各種操作技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、鉆進(jìn)和復(fù)攪時(shí)管道壓力噴粉壓力和單位時(shí)間噴粉量等，并驗(yàn)證粉噴樁的樁體均勻性和成樁質(zhì)量，了解鉆進(jìn)和提鉆時(shí)的難易程度，確定合適的技術(shù)處理措施。

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鉆進(jìn)速度v≤1.5m/min;提升速度v≤0.8m/min;攪拌速度:28r/min≤R≤92r/min;鉆進(jìn)和復(fù)攪時(shí)管道壓力:0.10MPa≤p≤0.25MPa;噴粉壓力:0.25MPa≤p≤0.40MPa。

4.2 施工程序

黨中央高度重視網(wǎng)絡(luò)陣地建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)宣傳思想工作，習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)，要根據(jù)形勢(shì)發(fā)展需要把網(wǎng)上輿論工作作為宣傳思想工作的重中之重來(lái)抓?；ヂ?lián)網(wǎng)具有開(kāi)放性，不受時(shí)間、空間影響，成為人們無(wú)須面對(duì)面就可坦誠(chéng)交流的工具。因此，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)空間治理，構(gòu)建良好網(wǎng)絡(luò)文化非常重要。高校校園網(wǎng)要建立思想政治工作網(wǎng)站或板塊，占領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)宣傳的制高點(diǎn)，掌握思想政治教育的主動(dòng)權(quán)。利用互聯(lián)網(wǎng)宣傳社會(huì)主義的核心世界觀、正確的人生觀和價(jià)值觀，弘揚(yáng)中國(guó)優(yōu)秀傳統(tǒng)民族文化，讓大學(xué)生隨時(shí)接受思想政治教育。

4.3 施工方法

a.樁機(jī)就位。施工前準(zhǔn)確測(cè)放軸線和樁位，并用竹簽標(biāo)定，攪拌頭中心與設(shè)計(jì)樁位中心偏差不得大于50mm，調(diào)節(jié)樁機(jī)支腿油缸，使導(dǎo)向架和攪拌軸垂直度偏差不超過(guò)1%。

b.下鉆。啟動(dòng)攪拌樁機(jī)，鉆頭正向旋轉(zhuǎn)，鉆頭變旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)，為了不使噴射口堵塞，此時(shí)不噴射水泥，而是噴射壓縮空氣。下沉鉆頭時(shí)，應(yīng)控制鉆進(jìn)速度，須根據(jù)電流的變化及時(shí)換檔實(shí)施鉆進(jìn)作業(yè)，鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高后停鉆。

大學(xué)生498人，其中女生342人，男生149人，7人未報(bào)告性別；平均年齡19.72歲(標(biāo)準(zhǔn)差為1.78)。

c.提升噴粉攪拌。啟動(dòng)攪拌鉆機(jī)，反向旋轉(zhuǎn)提升鉆頭，同時(shí)打開(kāi)發(fā)送器前面的控制閥，按設(shè)計(jì)水泥用量向被攪動(dòng)的疏松土體噴射水泥，邊提升邊噴射邊攪拌，盡可能攪拌均勻，使軟土與水泥充分混合，噴射量與提升速度應(yīng)匹配，提升時(shí)不能使用快檔，宜選擇中、慢檔提升，保持?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

c.水泥入罐時(shí)必須過(guò)篩，以保證水泥顆粒最大不超過(guò)0.5cm，沒(méi)有紙屑和石塊等雜物。

Michael Mauer出生于1962年，畢業(yè)于著名的普福爾茨海姆應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的汽車設(shè)計(jì)專業(yè)。自1995年進(jìn)入梅賽德斯-奔馳，先后主導(dǎo)了SLK、SL以及A級(jí)車的設(shè)計(jì)工作。2000年，他被任命為薩博品牌的設(shè)計(jì)執(zhí)行董事，并主導(dǎo)設(shè)計(jì)了薩博93等車型。2004年，他以首席設(shè)計(jì)師的身份加入保時(shí)捷品牌，參與設(shè)計(jì)了Panamera、Cayenne以及918 Spyder。自2015年起，Michael Mauer成為大眾汽車集團(tuán)的設(shè)計(jì)部門的主管。

水泥品種:42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。水泥摻入比aw:選用aw=10%、14%、18%、20%。試樣的制作和養(yǎng)護(hù):由配方分別稱量淤泥質(zhì)粘土和水泥，用攪拌鏟人工拌合均勻，然后在70.7mm×70.7mm×70.7mm的試模內(nèi)裝入一半的試料，擊振試模50下，再填入其余試料再擊50下，最后將試塊表面刮平蓋上塑料布，以防水分過(guò)量蒸發(fā)。試樣成型后，根據(jù)水泥土的強(qiáng)度決定拆模時(shí)間，一般為1～2天。拆模后，將試樣裝入塑料袋內(nèi)，封閉后置于水中，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)水中養(yǎng)護(hù)，滿齡期后取出測(cè)定無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2、圖2和圖3。

f.移位。將攪拌鉆頭提升至地面，關(guān)閉鉆機(jī)和空壓機(jī)，移動(dòng)鉆機(jī)至新孔位重復(fù)以上過(guò)程。

4.4 質(zhì)量控制措施

a.粉噴樁施工現(xiàn)場(chǎng)事先應(yīng)予以平整，必須清除地上和地下的障礙物。遇有池塘、洼地時(shí)應(yīng)抽水和清淤，回填粘性土料并予以壓實(shí)，不得回填雜填土或生活垃圾。

b.噴粉施工前應(yīng)仔細(xì)檢查攪拌機(jī)械、供粉泵、送氣(粉)管路、接頭和閥門的密封性、可靠性。送氣(粉)管路須經(jīng)常檢查，不得泄漏及堵塞，長(zhǎng)度不宜大于80m。攪拌頭的直徑應(yīng)定期復(fù)核檢查，其磨耗量不得大于1cm。

d.提升結(jié)束。當(dāng)攪拌頭提升至距樁頂0.5m時(shí)，停止噴粉，利用管道內(nèi)的余灰量噴入土中，鉆頭提升至樁頂，成樁結(jié)束。完成后的樁頂中心與定位中心偏差不得大于100mm。

目前我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全問(wèn)題非常嚴(yán)重，網(wǎng)上的各種攻擊行為也越來(lái)越復(fù)雜，因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的防御就更為重要。目前的計(jì)算機(jī)黑客攻擊行為都有很強(qiáng)的組織性，越來(lái)越多的黑客為了獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上安裝各種木馬和病毒，隨著各種智能化技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的攻擊行為也變得越來(lái)越復(fù)雜。因此想要破解這些復(fù)雜的黑客攻擊行為，就必須要從根源上減少軟件的漏洞，讓黑客沒(méi)有可乘之機(jī)。

d.攪拌機(jī)每次下沉或提升的時(shí)間必須有專人記錄，時(shí)間誤差不大于5s，噴粉開(kāi)始時(shí)，應(yīng)將電子稱顯示器置零，提升前要有等待送粉到樁底的時(shí)間，防止出現(xiàn)提升卻未噴粉的情況。

e.儲(chǔ)灰罐儲(chǔ)灰量不得小于一根樁的用水泥數(shù)量加50kg，當(dāng)重量不足時(shí)，不得開(kāi)始下一根樁的施工。

該工程工藝性試樁為8根，所確定的工藝性參數(shù)如下:

與假手術(shù)組比較，模型組大鼠各時(shí)間點(diǎn)外周血EPCs水平均顯著下降，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。與模型組比較，訶子提取物中、高劑量組大鼠各時(shí)間點(diǎn)外周血EPCs水平均顯著提高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05或P＜0.01），且該指標(biāo)于給藥后3 d達(dá)到峰值，給藥后7 d有所下降；而訶子提取物低劑量組大鼠各時(shí)間點(diǎn)外周血EPCs水平與模型組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），詳見(jiàn)表1。

場(chǎng)地整平→測(cè)放樁位→樁機(jī)安裝、調(diào)平機(jī)身→鉆孔對(duì)位→鉆進(jìn)→設(shè)計(jì)加固深度→噴粉、攪拌、提升→離設(shè)計(jì)樁頂0.5m處停止噴粉→樁上部1/3范圍重復(fù)攪拌→轉(zhuǎn)入下一循環(huán)。

f.鉆進(jìn)提升時(shí)管道壓力不宜過(guò)大，以防淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。

g.成樁過(guò)程中因故停止噴粉，應(yīng)將攪拌頭下沉至停灰面以下1m處，待恢復(fù)噴粉時(shí)再噴粉攪拌提升。

h.攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，控制重復(fù)攪拌時(shí)的下沉和提升速度，以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能得到充分?jǐn)嚢琛?/p>

定性和定量是科學(xué)領(lǐng)域的兩大類研究方法，定性是憑借人的主觀經(jīng)驗(yàn)對(duì)事物做出描述和說(shuō)明，定量是依據(jù)數(shù)據(jù)得出數(shù)量結(jié)論，兩者都有其優(yōu)越性和局限性。海洋公園的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將兩者結(jié)合，在定性分析的基礎(chǔ)上，所有指標(biāo)都有確定的權(quán)重分值以及根據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)確定的賦值。計(jì)算結(jié)果可具體數(shù)值體現(xiàn)，使評(píng)價(jià)結(jié)果可信度更高。

5 粉噴樁的質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收

5.1 測(cè)量放樣檢查

基槽開(kāi)挖后，按設(shè)計(jì)要求截掉樁頂多余部分，利用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，檢查樁位、樁間距和樁頂標(biāo)高等情況。

5.2 粉噴樁外觀和均勻性檢查

成樁7天后，采用淺部開(kāi)挖樁頭(深度超過(guò)?；颐嫦?.5m)，檢查樁數(shù)，目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑，檢查量為總樁數(shù)的5%。

精神分析治療是最原始的、無(wú)意識(shí)的治療方法，雖然從整個(gè)精神病癥治療方法及理論看來(lái)，它是具有完整性的。但該種治療方法主要將人比作動(dòng)物，忽視了人的本質(zhì)屬性。其完全從生物學(xué)角度對(duì)人的活動(dòng)及心理進(jìn)行詮釋，展示出人如同動(dòng)物一樣被奴役、被壓制的理念，這種心理治療模式完全混淆了人與動(dòng)物之間的差異，忽視了人是具有意識(shí)、有主觀能動(dòng)性的群體。

5.3 粉噴樁樁體強(qiáng)度檢測(cè)

a.輕型動(dòng)力觸探法。成樁后3天內(nèi)，用輕型動(dòng)力觸探(N10)檢查每米樁身的強(qiáng)度，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為每10cm大于10擊為合格，檢測(cè)深度一般不超過(guò)4m，檢查數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3根。

b.鉆孔取芯法。經(jīng)觸探和載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)后仍有懷疑時(shí)，應(yīng)在成樁28天后，在樁體上部(樁頂以下0.5m、1.0m、1.5m)用雙管單動(dòng)取樣器鉆取三段芯樣，制成50mm×50mm×50mm試塊進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值不得小于1.0MPa，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。

5.4 載荷試驗(yàn)

粉噴樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁載荷試驗(yàn)。復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不小于100kPa。載荷試驗(yàn)必須在樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)，并在成樁28天后進(jìn)行，檢驗(yàn)數(shù)量為樁總數(shù)的1%，且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明:采用粉噴樁加固地基技術(shù)是輸水管線處理軟土地基的有效方法。軟土地基經(jīng)過(guò)粉噴樁加固處理后，土層的結(jié)構(gòu)成分發(fā)生了變化，形成了復(fù)合地基，明顯地提高了軟土地基的整體承載力，效果顯著。粉噴樁加固地基處理技術(shù)具有施工效率高、施工周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工安全和環(huán)境污染小等特點(diǎn)。另外，粉噴樁施工前要做好室內(nèi)配比試驗(yàn)和工藝性試樁，以提供滿足設(shè)計(jì)要求的各種技術(shù)參數(shù)，確保工程質(zhì)量和良好的經(jīng)濟(jì)效益。