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灌浆法在加固处理软路基中的应用

发布时间:2016/5/2 9:35:28  阅读次数:39
1、工程概况

  广州市内环路南田东段k1+229.782~427.647路段(长198m,宽36m~40m)工程地质条件较差,上部地层(主要受力层)主要由杂填土(厚度1.3m~3.2m,平均2.0m)、淤泥或淤泥质土(厚度0.4m~1.4m,平均0.64m)、粉、细砂(厚度0.6m~3.6m,平均1.8m)组成。由于杂填土结构疏松(fk=90kPa)、淤泥或淤泥质土呈软~流塑状(fk=50kPa)、粉、细砂饱和松散(标贯试验锤击数平均6击,fk=100kPa),满足不了上部荷载对路基的要求,因而导致路基在通车后将产生较大沉降。为保证该段路基的稳定,提高地基土强度和变形模量,以满足上部荷载对地基土承载力的要求,提出了对该段路基采取灌浆加固处理。这主要是基于杂填土孔隙大,可灌性好,灌浆后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高,整体结构得到加强;淤泥或淤泥质土和粉、细砂通过钻孔灌入浓浆后,使土体压密和置换;杂填土之上已施工完的30cm厚6%水泥石屑稳定层为良好的灌浆盖板。

  2、灌浆加固机理

  灌浆就是要让水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性,通过钻孔向土层中加压灌入一定水灰比的浆液,一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体,钻孔周围土体被挤压充填,紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切,形成塑性变形区,离浆体较远的土体则发生弹性变形,钻孔周围土体的整个密度得到提高。另一方面随着灌浆的进行,土体裂缝的发展和浆液的渗透,浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体,纵模交错的浆脉随着其凝结硬化,造成结石体与土体之间紧密而粗糙的接触,沿灌浆管形成不规则的、直径粗细相间的桩柱体。这种桩柱体与压密的地基土形成复合地基,相互共同作用起到控制沉降、提高承载力的作用。

  3、灌浆设计

  3.1灌浆

  3.1.1强度控制标准

  灌浆后,杂填土承载力标准值(fk)要求达到130kPa,淤泥或淤质土fk值80kPa~100kPa,粉细砂fk值大于110kPa;复合地基承载力标准值不小于130kPa.

  3.1.2施工控制标准

  施工控制标准是获得最佳灌浆效果的保证。本次灌浆对象之一的杂填土,由于均一性差、孔隙变化大、理论耗浆量不定,故不单纯用理论耗浆量来控制,同时还按耗浆量降低率来控制,即孔段耗浆量随灌浆次序的增加而减少。

  3.2灌浆段选择

  本次灌浆分两个灌浆段,即第一灌浆段为杂填土范围;第二灌浆段为淤泥或淤泥质土和粉、细砂范围。

  3.3浆材及配方设计

  浆材采用两种配方的纯水泥浆,在第一灌浆段水灰比为0.5,在第二灌浆段为0.75.若杂填土中局部孔隙较大,导致灌浆量过大时,采用水∶水泥∶细砂=0.75∶1∶1的水泥砂浆灌注。

  3.4浆液扩散半径(r)的确定

  由于杂填土均一性差,其孔隙率、渗透系数变化大,因而仅用理论公式计算浆液扩散半径显然不甚合理,现据大量的经验数据,暂定r值为1.5m.在现场进行灌浆试验后进一步确定r值。

  3.5灌浆孔位布置

  灌浆孔采取梅花形分布,假定灌浆体的厚度b为1.66m,则灌浆孔距L=2×(r2-b2/4)1/2=2×1.52-1.662/4)1/2=2.5m,最优排距Rm=r+b/2=1.5+1.66/2=2.33m.

  3.6灌浆孔孔深

  根据工勘资料,暂定孔深3.5m~6.0m,平均约4.5m,以孔底到粘性土层为准。

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