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水泥搅拌桩在南北大涌挡土墙软土地基处理中的应用
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:在软土地基上修筑挡墙需重视地基的变形和稳定问题,目前软土地基处理措施有很多种,本文结合某水利工程挡土墙的设计,对水泥搅拌桩在软土地基处理中的应用做了一些探讨。
关键词:挡土墙设计;软土地基处理;搅拌桩设计;搅拌桩计算
1概述
南北大涌位于佛山市禅城区西侧,紧邻建设中的禅西大道,是禅城区城西片区的主要排涝通道,与多条内河涌相连,北端过城北电排站与汾江河相连,南端经海口水闸及海口电排站出东平河,。根据排涝规划,南北大涌规划宽度为28m~35m。而现状涌宽约为14~22m,过水面积远远小于规划要求,蓄涝容积严重不足,成为了该片区域提高排涝能力的最大“瓶颈”。同时,沿涌两岸环境较差,尤其是一些工业废水未经处理直接排入涌内,造成部分涌段水质发黑发臭,直接影响汾江河的水环境质量。2008年2月,佛山市政府将南北大涌综合整治纳入汾江河(佛山水道)综合整治二期28项工程之中,决定采取清淤疏浚、河道拓宽、河涌护岸及绿化美化,同时与截污工程建设、清障及征地拆迁等多项措施相结合,全面进行综合整治,在提高南北大涌周边环境质量的同时,进一步改善汾江河水环境,重现岭南水乡特色的现代化城市品位,实现人与水的和谐。根据禅城区的工作安排,南北大涌综合整治工程计划分段实施,庞氏宗祠至海口水闸是该工程的末端,。
南北大涌综合整治工程中河涌断面大部分采用梯形断面,涌底高程按规划要求-。靠近海口水闸段(桩号4+370~4+500)东岸有房屋临近河涌,为避免拆迁和过多束窄河涌宽度,该段东岸采用悬臂式砼挡墙结合钻孔排桩护岸。该区域属珠江三角洲冲积平原腹部、三水盆地中部,根据地质勘查报告,砼挡墙分布堤段地质分层如下:①填筑土,灰褐色,由中、细砂、砖块、少量粘土等混杂组成,~。②淤泥质土:深灰色,饱和,流塑。含腐殖质,含粉砂。,地基承载力特征值的经验值fak=68~88kpa,平均fak=66kpa,为保证挡墙整体稳定,设计时需对该软土层进行地基处理。
2 地基处理方案选定
软土是淤泥和淤泥质土的总称。主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差等特点。目前软土地基处理措施常采用换土法、强夯法、振冲碎石桩和水泥搅拌桩法等。
,不算厚但采用换土垫层法实现难度大,,挡墙基底应力值不大,借鉴同类工程经验,经综合考虑采用水泥搅拌桩较为合适。
3 悬臂式钢筋混凝土挡土墙设计
悬臂式挡土墙在东岸分部两段,分别为桩号4+~4+434段及桩号4+~4+500段,底板顶高程-,,挡墙结构尺寸见表1
表1挡土墙结构尺寸表

挡土墙稳定计算成果见表2
表2悬臂挡土墙稳定计算成果表

根据地质资料,悬臂式挡土墙地基允许承载力为66kPa。由表2可看出,挡土墙抗滑稳定安全系数、基底应力不均匀系数均满足规范要求,但平均基底应力大于地基允许承载力,不满足规范要求,需要进行地基处理。
4 水泥搅拌桩加固设计
水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌,使水泥与土发生一系列物理化学反应,使软土硬结而提高基础强度,有效减少地基沉降、改善岸坡稳定条件。
本次整治工程在挡墙基底矩型布置水泥搅拌桩,桩径50cm,桩长5m,×。桩顶设置褥垫层,。
水泥土搅拌桩计算
(1)单桩竖向承载力计算
单桩竖向承载力特征值(Ra)应通过现场载荷试验确定。初步设计按式(1)估算,是由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。并应同时满足由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力小于(或等于)由桩身材料强度确定的单桩承载力,即式(2)的要求:
(1)
≤η×fcu× (2)
式中:
fcu—与搅拌桩水泥土配比相同的室内加固土试块()在标准养护条件下90d龄期抗压强度(kPa),本例取值1000kpa;
η—桩身强度折减系数,;
up—桩的周长(m);
n—桩长范围内所划的土层数(本工程桩长范围内土层数为1);
qsi—桩周第i层土的侧阻力特征值(kPa),淤泥质土可取6~12kpa,本例取值6kpa;
li—桩长范围内第i层土的厚度(m),本例取桩长L=5m;
qp—桩端地基土未修正的承载