水泥攪拌樁在碼頭岸坡加固中的應(yīng)用

鐘影

摘 要：本文通過列舉實(shí)例，介紹水泥攪拌樁在處理不良地質(zhì)增強(qiáng)碼頭岸坡整體穩(wěn)定性中的應(yīng)用。通過詳細(xì)的計算分析，采用水泥攪拌樁加固岸坡整體穩(wěn)定性是可行的，可為以后的同類工程提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁 復(fù)合地基 岸坡 加固 應(yīng)用

1.前言

水泥攪拌樁是用于加固地基的一種較好方法，利用水泥作為固化劑主材，通過專用的攪拌機(jī)械，將軟土和水泥攪合在一起，利用拌合物之間產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，提高拌合土的整體性、水穩(wěn)性、地基承載力等，以達(dá)到地基加固的目的。

水泥攪拌樁形成的加固地基，可作為承載豎向力的復(fù)合地基、增大地基變形模量、減少沉降、提高地基穩(wěn)定性，也可作為支擋結(jié)構(gòu)、防滲止水帷幕、岸坡加固等。目前，水泥攪拌樁在復(fù)合地基、防滲帷幕總應(yīng)用比較多，在岸坡穩(wěn)定加固中應(yīng)用還較少。本文結(jié)合廣西某庫區(qū)碼頭岸坡整體穩(wěn)定處理實(shí)例，介紹水泥攪拌樁的計算及應(yīng)用。

水泥攪拌樁具有施工速度快、費(fèi)用低、施工噪音小、無環(huán)境污染、設(shè)備輕便、便于移動、施工技術(shù)容易被掌握、后期沉降小等優(yōu)點(diǎn)，因此特別適用于工期緊迫、后期沉降要求嚴(yán)格的地基處理。

2.工程概況

2.1 設(shè)計參數(shù)

該碼頭為內(nèi)河1000t級碼頭，碼頭前沿泥面高程約70m，設(shè)計低水位72.00m，設(shè)計高水位79.87m，碼頭面高程80.50m，港池底標(biāo)高68.40m，碼頭后方擋墻至前沿距離16.20m，擋墻墻底標(biāo)高75.90m，擋墻底設(shè)置0.5m厚鋼筋混凝土基礎(chǔ)，下設(shè)4排間距1.2m、直徑0.6m的水泥攪拌樁，樁底高程均穿過滑動面，梅花型布置，擋墻持力層為黏土層，下臥層為粉土、粉質(zhì)黏土。碼頭斷面圖見圖1。

2.2工程地質(zhì)

經(jīng)鉆探查明，場地內(nèi)的巖土層主要為沖積相的黏性土、粉土、碎石土以及古近系鈣質(zhì)砂巖等，其中具脹縮性的黏性土及風(fēng)化巖為特殊性巖土。各層巖土參數(shù)如表1所示。

3.計算

3.1設(shè)計方案簡述

擬在距碼頭前沿15.35m～ 19.55m處設(shè)縱、橫樁距為1.2m（樁中心間距，梅花型布置）、樁徑為0.6m水泥攪拌樁加固岸坡，置換率0.25。水泥攪拌樁采用濕攪法，水泥采用32.5硅酸鹽水泥，水泥攪拌樁水泥摻入比為200kg/m3，施工完90天后，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥3.0Mpa。

3.2 原岸坡穩(wěn)定計算

使用理正巖土軟件，采用圓弧滑動法進(jìn)行計算，計算工況分為施工期的短暫狀況組合、設(shè)計高水位和設(shè)計低水位持久狀況組合，考慮2m的水位驟降。經(jīng)計算，不利滑動面穿過粉土及粉質(zhì)黏土層，各工況最危險滑動面整體穩(wěn)定抗力分項系數(shù)均小于1.0，不符合規(guī)范要求的1.1～1.3。

3.3 設(shè)計計算

計算中需要確定的參數(shù)主要包括樁徑、樁長和樁位布置。計算包括單樁豎向承載力、復(fù)合地基承載力、復(fù)合地基綜合強(qiáng)度指標(biāo)等。

復(fù)合地基綜合強(qiáng)度指標(biāo)采用置換率法計算，岸坡穩(wěn)定采用圓弧滑動法計算。

3.4計算結(jié)果

（1）復(fù)合地基承載力。本工程擋墻持力層是黏土層，地基承載力fsk=226Kpa；Ra=296KN； β1=0.6。經(jīng)計算復(fù)合地基承載力fspk=363 Kpa。

（2）復(fù)合地基的綜合粘聚力、內(nèi)摩擦角

水泥攪拌樁粘聚力取300 Kpa，內(nèi)摩擦角取36°，加固后各土層力學(xué)參數(shù)見表2。

（3）岸坡整體穩(wěn)定性。根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，選取護(hù)岸斷面計算，并考慮了水泥攪拌樁對土體的加固作用，不計碼頭樁基的抗滑作用，計算得到最小安全系數(shù)為1.17。

從上述計算分析結(jié)果看，地基處理后復(fù)合地基承載力、岸坡整體穩(wěn)定性有所增強(qiáng)，均滿足規(guī)范要求。

4.結(jié)論

（1）通過計算分析表明，采用水泥攪拌樁加固不良地基，增強(qiáng)地基承載力、岸坡穩(wěn)定性是可行的。

（2）通過水泥攪拌樁加固地基，攪拌樁底高程穿過原岸坡滑動面，計算各參數(shù)選取時，未加固區(qū)采用天然土體參數(shù)，加固區(qū)采用復(fù)合地基參數(shù)，整體穩(wěn)定性計算采用圓弧滑動法，地基承載力按復(fù)合地基承載力取值，可有效提高碼頭岸坡的整體穩(wěn)定性。

（3）水泥攪拌樁具有施工速度快、費(fèi)用低、后期沉降小等優(yōu)點(diǎn)，在水運(yùn)工程中有較大的應(yīng)用空間，本工程實(shí)例可為類似工程提供參照。

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