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摘 要:本文主要依据工程实例来对高含水量软基中采用水泥土搅拌法进行处理的关键问题进行了简要的分析,从而总结得出地基土中如果含水量过高,则会对水泥土的强度产生何种影响,同时分析得出高含水量软基对成桩质量的影响方面,希望通过本文的分析,能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。
关键词:水泥土搅拌法;高含水量;软基;关键问题
所谓的水泥土搅桩法就是利用搅拌头来对软土进行切割,并将其与水泥浆之间进行均匀搅拌,产生物理反应后,实施固化处理,以确保形成的土主体具备良好的稳定性。这一技术通常被应用在高速公路建设中。但是就实际的情况来说,在高含水量的软基上进行水泥土搅拌法应用的时候,往往还存在一些的问题,这些是高含水软基面临的关键问题,下面本文就针对这些关键问题进行充分的分析。
1 工程概况
某高速公路横穿某市,并且与沿海高速公路相交汇,路线的总长度为103.523m,在该市境内的公路长度只有33.124m,地其他的公路线路均在周边的县城中,在对该高速公路车道进行设计的过程中,采用的是标准化的设计方式,在高速公路上,限定的行车速度为每小时120km,而路基的设置宽度则为28m。在该高速公路的3标段处,主要以粘土为主,粘土主要表现为软塑,土层的厚度在2.5m左右,而且分布有淤泥质土,厚度在3.5m左右。在该标段处,含水量最高已经达到了100%,针对该道路标段的软土性质进行充分了解的基础上,很多的路段均采用水泥土搅拌法进行处理,严格的按照具体的地层分布情进行打深度的设置,通常深度均在6-14m范围内,最深可以达到20m。
2 地基土含水量对水泥土强度的影响
2.1 水泥土的固化机理
水泥与软粘土在进行融合的时候,很容易发生水化反应,会产生一定的钙化物质,最终达到硬化的效果,从而使得水泥土具有骨架。同时,一些水泥在于周边的含有的活性颗粒的粘土进行接触的时候,会因为离子交换等因素,而出现严重的碳酸化反应,而在出现了凝聚以及硬化反应后,水泥强度会相应的增加,最终也就会呈现出固化的效果。
2.2 软土含水量对水泥土强度的影响
要想能够清楚的了解软土中含水量会对水泥土强度产生多大的影响以及水泥土搅拌法的具体应用效果,就需要选取不同的土体,来做好不同的含水量对水泥强度影响的实验。通过相关的实验可以了解到,在水泥用量一致的情况下,土体样本中含水量相当于无外加剂的65.7%水泥含水量时,则水泥土的强度相应的就是0.911MPa,而在这样的土体中加入适量的生石膏后,水泥土的轻度会相应的增加0.1MPa左右。而当土体样本中,含水量是无外加剂水泥含水量的80.8%的时候,则水泥土的强度为0.699MPa,在加入适量的生石膏后,水泥土的强度会增加0.1MPa左右。
含水量不同的土样,其湿密度并不相同,而且含水量越多,则土体的湿密度越高,在没有外加剂影响的情况下,土体的强度也会相应的下降,而在加入适量的生石膏的基础上,土体强度也会相应的降低,这就表明,在水泥土中加入适量的水泥的时候,水泥土的强度会受到软土含水量多少的影响,如果软土的含水量较高,那么水泥土的强度也会相应的降低。
另外,在湿密度相同的情况下,土样中水泥用量也相同,那么土样所含的水量与水泥土强度之间就呈现出一种反比的关系,土样的含水量如果高,那么水泥土的强度就低,如果土样的含水量低,那么水泥土的强度也就相对较高。
根据本文的观点可以充分的了解到,在利用水泥土搅拌法来对软基进行加固处理的过程中,如果软土中含水量临近界点,在土样中的含水量较低的情况下,水泥用量不变时,就会使得软土与水泥之间会因为含水量的增加而使得固化的程度也相应的提升。如果土样中的含水量已经在临界点以上的时候,那么在水泥用量不变的情况下,就会使得水泥与软土中含有过量的水,两者之间的固化反应就会弱化,从而使得水泥土的强度降低。
因此,在处理高含水量软基时,应相应地增加水泥用量,以保证水泥与软土能进行充分的固化反应,确保加固效果。
3 成桩质量的影响分析
3.1 软土特性对桩身质量的影响
3.1.1 有机质含量对桩身强度的影响。软土中的有机质对软土的工程性质有较大影响,常常会导致土的分散性加大,土的塑性、胀缩性增大。研究表明,当水泥土中的有机质含量增大时,水泥的水化反应将受到一定程度的抑制,固化效果得不到充分发挥,导致水泥士强度降低。
3.1.2 含水量对成桩质量的影响。水泥土搅拌法适合于含水量为30%~60%的软土:对于含水量高达80%~90%,甚至超过100%,同时比较深厚的软±,水泥粉或水泥浆用量难以控制,高压喷入后,由于深层搅拌阻力大、能量小,难以充分搅拌均匀,结果导致水泥与土的固化效果降低,桩体强度也随之降低。
3.2 施工工艺对水泥土桩身强度的影响
3.2.1 水泥用量对桩身强度的影响。均而言,不同水泥用量下水泥土标贯击数的排序为:水泥用量65kg/m时>水泥用量60kg/m时>水泥用量50 kg/m时。可见,水泥用量的大小对桩身质量及强度影响较大,当水泥用量较少时,水泥与土的反应过弱,水泥土的固化程度就降低,随着水泥用量的增大而水泥土的固化作用加强,强度也随之增强。
3.2.2 搅拌工艺对成桩质量和桩身强度的影响。根据水泥土的固化机理,应将水泥和士充分搅拌,促使水泥与土之间的化学反应充分发生,因此现场施工时应合理确定搅拌工艺,增加循环搅拌的次数。同时,由于搅拌叶片在切削搅拌的过程中,不可避免地会造成一些土颗粒未被粉碎,土团被水泥粉或水泥浆包裹,形成水泥浆土团,水泥与土未能充分拌和均匀,影响成桩质缓和强度。所以,搅拌机械的搅拌功能和搅拌的充分度对水泥七搅拌法的加固效果起着十分重要的作用。
3.3 现场施工管理的影响
科学严格的现场管理是确保软基加固效果的关键环节,它是设计理论方法的实践者,没有科学的现场管理,再好的设计理念、计算方法和施工技术也难以完成理想目标。在国内的实际工程中,现场旖工管理是一项较难操作的工作,受到许多客观和主观因素的影响和制约。现场施工管理主要是坚持科学、严肃、求实的态度对施工工艺进行监督,对施工质量进行严格把关,对施工过程中的违规操作、偷工减料的现象应严厉制止,从严处罚,以确保工程保质保量的顺利进行。
结束语
通过本文的分析可以了解到,地基土中的含水量如果超标,就会使得水泥土的强度受到严重的影响,而且水泥土的强度与地基土中的含水量呈现的是正比的关系。就软土的性质来进行分析,水泥土如果进行合理的配置,并针对搅拌工艺进行有效的掌控,在现场做好相关的管理工作,这样才能够使得水泥土桩体得到有效的固化处理。如果采用水泥土搅拌法无法有效的保障成桩质量的时候,就需要针对施工工艺进行合理的转化,并选择更为适宜的加固方案,从而确保软土地基的稳定。
参考文献
[1]胡道华,吴克信.水泥土搅拌法在工程中的应用[J].天然气与石油,2008(2).
[2]高宗娟.水泥土搅拌法处理软土地基实践[J].硫磷设计与粉体工程,2012(3).
[3]刘勇健.水泥土搅拌法加固软土地基效果初探[J].勘察科学技术,2010(2).
[4]张京.水泥土搅拌法在软土地基处理中的应用[J].内蒙古石油化工,2011(1).
关键词:水泥土搅拌法;高含水量;软基;关键问题
所谓的水泥土搅桩法就是利用搅拌头来对软土进行切割,并将其与水泥浆之间进行均匀搅拌,产生物理反应后,实施固化处理,以确保形成的土主体具备良好的稳定性。这一技术通常被应用在高速公路建设中。但是就实际的情况来说,在高含水量的软基上进行水泥土搅拌法应用的时候,往往还存在一些的问题,这些是高含水软基面临的关键问题,下面本文就针对这些关键问题进行充分的分析。
1 工程概况
某高速公路横穿某市,并且与沿海高速公路相交汇,路线的总长度为103.523m,在该市境内的公路长度只有33.124m,地其他的公路线路均在周边的县城中,在对该高速公路车道进行设计的过程中,采用的是标准化的设计方式,在高速公路上,限定的行车速度为每小时120km,而路基的设置宽度则为28m。在该高速公路的3标段处,主要以粘土为主,粘土主要表现为软塑,土层的厚度在2.5m左右,而且分布有淤泥质土,厚度在3.5m左右。在该标段处,含水量最高已经达到了100%,针对该道路标段的软土性质进行充分了解的基础上,很多的路段均采用水泥土搅拌法进行处理,严格的按照具体的地层分布情进行打深度的设置,通常深度均在6-14m范围内,最深可以达到20m。
2 地基土含水量对水泥土强度的影响
2.1 水泥土的固化机理
水泥与软粘土在进行融合的时候,很容易发生水化反应,会产生一定的钙化物质,最终达到硬化的效果,从而使得水泥土具有骨架。同时,一些水泥在于周边的含有的活性颗粒的粘土进行接触的时候,会因为离子交换等因素,而出现严重的碳酸化反应,而在出现了凝聚以及硬化反应后,水泥强度会相应的增加,最终也就会呈现出固化的效果。
2.2 软土含水量对水泥土强度的影响
要想能够清楚的了解软土中含水量会对水泥土强度产生多大的影响以及水泥土搅拌法的具体应用效果,就需要选取不同的土体,来做好不同的含水量对水泥强度影响的实验。通过相关的实验可以了解到,在水泥用量一致的情况下,土体样本中含水量相当于无外加剂的65.7%水泥含水量时,则水泥土的强度相应的就是0.911MPa,而在这样的土体中加入适量的生石膏后,水泥土的轻度会相应的增加0.1MPa左右。而当土体样本中,含水量是无外加剂水泥含水量的80.8%的时候,则水泥土的强度为0.699MPa,在加入适量的生石膏后,水泥土的强度会增加0.1MPa左右。
含水量不同的土样,其湿密度并不相同,而且含水量越多,则土体的湿密度越高,在没有外加剂影响的情况下,土体的强度也会相应的下降,而在加入适量的生石膏的基础上,土体强度也会相应的降低,这就表明,在水泥土中加入适量的水泥的时候,水泥土的强度会受到软土含水量多少的影响,如果软土的含水量较高,那么水泥土的强度也会相应的降低。
另外,在湿密度相同的情况下,土样中水泥用量也相同,那么土样所含的水量与水泥土强度之间就呈现出一种反比的关系,土样的含水量如果高,那么水泥土的强度就低,如果土样的含水量低,那么水泥土的强度也就相对较高。
根据本文的观点可以充分的了解到,在利用水泥土搅拌法来对软基进行加固处理的过程中,如果软土中含水量临近界点,在土样中的含水量较低的情况下,水泥用量不变时,就会使得软土与水泥之间会因为含水量的增加而使得固化的程度也相应的提升。如果土样中的含水量已经在临界点以上的时候,那么在水泥用量不变的情况下,就会使得水泥与软土中含有过量的水,两者之间的固化反应就会弱化,从而使得水泥土的强度降低。
因此,在处理高含水量软基时,应相应地增加水泥用量,以保证水泥与软土能进行充分的固化反应,确保加固效果。
3 成桩质量的影响分析
3.1 软土特性对桩身质量的影响
3.1.1 有机质含量对桩身强度的影响。软土中的有机质对软土的工程性质有较大影响,常常会导致土的分散性加大,土的塑性、胀缩性增大。研究表明,当水泥土中的有机质含量增大时,水泥的水化反应将受到一定程度的抑制,固化效果得不到充分发挥,导致水泥士强度降低。
3.1.2 含水量对成桩质量的影响。水泥土搅拌法适合于含水量为30%~60%的软土:对于含水量高达80%~90%,甚至超过100%,同时比较深厚的软±,水泥粉或水泥浆用量难以控制,高压喷入后,由于深层搅拌阻力大、能量小,难以充分搅拌均匀,结果导致水泥与土的固化效果降低,桩体强度也随之降低。
3.2 施工工艺对水泥土桩身强度的影响
3.2.1 水泥用量对桩身强度的影响。均而言,不同水泥用量下水泥土标贯击数的排序为:水泥用量65kg/m时>水泥用量60kg/m时>水泥用量50 kg/m时。可见,水泥用量的大小对桩身质量及强度影响较大,当水泥用量较少时,水泥与土的反应过弱,水泥土的固化程度就降低,随着水泥用量的增大而水泥土的固化作用加强,强度也随之增强。
3.2.2 搅拌工艺对成桩质量和桩身强度的影响。根据水泥土的固化机理,应将水泥和士充分搅拌,促使水泥与土之间的化学反应充分发生,因此现场施工时应合理确定搅拌工艺,增加循环搅拌的次数。同时,由于搅拌叶片在切削搅拌的过程中,不可避免地会造成一些土颗粒未被粉碎,土团被水泥粉或水泥浆包裹,形成水泥浆土团,水泥与土未能充分拌和均匀,影响成桩质缓和强度。所以,搅拌机械的搅拌功能和搅拌的充分度对水泥七搅拌法的加固效果起着十分重要的作用。
3.3 现场施工管理的影响
科学严格的现场管理是确保软基加固效果的关键环节,它是设计理论方法的实践者,没有科学的现场管理,再好的设计理念、计算方法和施工技术也难以完成理想目标。在国内的实际工程中,现场旖工管理是一项较难操作的工作,受到许多客观和主观因素的影响和制约。现场施工管理主要是坚持科学、严肃、求实的态度对施工工艺进行监督,对施工质量进行严格把关,对施工过程中的违规操作、偷工减料的现象应严厉制止,从严处罚,以确保工程保质保量的顺利进行。
结束语
通过本文的分析可以了解到,地基土中的含水量如果超标,就会使得水泥土的强度受到严重的影响,而且水泥土的强度与地基土中的含水量呈现的是正比的关系。就软土的性质来进行分析,水泥土如果进行合理的配置,并针对搅拌工艺进行有效的掌控,在现场做好相关的管理工作,这样才能够使得水泥土桩体得到有效的固化处理。如果采用水泥土搅拌法无法有效的保障成桩质量的时候,就需要针对施工工艺进行合理的转化,并选择更为适宜的加固方案,从而确保软土地基的稳定。
参考文献
[1]胡道华,吴克信.水泥土搅拌法在工程中的应用[J].天然气与石油,2008(2).
[2]高宗娟.水泥土搅拌法处理软土地基实践[J].硫磷设计与粉体工程,2012(3).
[3]刘勇健.水泥土搅拌法加固软土地基效果初探[J].勘察科学技术,2010(2).
[4]张京.水泥土搅拌法在软土地基处理中的应用[J].内蒙古石油化工,2011(1).