呼伦贝尔公路下沉注浆形成网状结构,在土颗粒间相互穿插,使土颗粒得很牢固,改善了土的物理力学性质,发挥了石灰固化剂的强化作用,要形成硅酸钙凝胶,只有在有足够的水使Ca2+和OH-1离子能够转移到粘土颗粒表面时才能实现,利用土颗粒。 水和石灰之间的化学反应达到这一目的,以改善土的性质,具体来说,石灰对软土的基本作用如下:(1)生石灰与呼伦贝尔地基软粘土通过强制做拌均匀,很快产生水化作用,形成Ca(OH)2.在这生石灰变为熟石灰的过程中,产生的热量促进水分蒸发。 使软土呼伦贝尔地基的含水量降低,同时石灰体积产生膨胀,此时膨胀力所作的功转化为周围土的变形位能,例如广东省云浮硫铁矿线有一座4.5m盖板涵基础采用石灰喷粉深层搅拌处理软基,钻头直径为500mm,形成石灰桩之后。 在粉细砂层直径增大为520mm,在软土层直径内直径增大为600-700mm,桩体体积增大,对周围土起了压密作用,(2)熟石灰的Ca2+离子在水的作用下与软土颗粒产生絮凝反应作用,这一反应过程使软土颗粒结合水膜厚度减簿。
呼伦贝尔公路下沉注浆石灰搅拌桩与周围呼伦贝尔地基相比具有更高的抗剪强度,与生石灰搅拌桩邻接的桩周土,由于拌合时产生的高温和凝聚反应形成厚度达数厘米的高度硬壳,此层硬层的存在影响了石灰搅拌桩的吸水和排水,尤其是后期排水,但在施工期内此层硬壳尚未形成。 排水作用是可以发挥的,从对一些工程的天然土和单桩复合呼伦贝尔地基荷载试验中,发现石灰搅拌桩复合呼伦贝尔地基的加荷后稳定较天然土基为短,也就证实了石灰搅拌桩的排水固结作用,石灰搅拌桩与桩间土的复合呼伦贝尔地基抗剪强度可用下式计算:τˊ=(1-dˊs)Cˊ+dˊsτp(1)式中:τˊ-复合呼伦贝尔地基抗剪强度。 KPaτˊP-石灰搅拌桩的抗剪强度,KPadˊs-消化和凝硬反应结束后石灰搅拌桩加固率(面积比)dˊs=(1.5-1.8)ds(2)ds-石灰搅拌桩置换率(面积比)ds=πd2/4l2(3)d-石灰搅拌桩直径。 d=50cml-石灰搅拌桩间中心距,cmCˊ-石灰搅拌桩加固后呼伦贝尔地基土的粘聚力,KPaCˊ=Co+dΔP,(4)式中:Co-原呼伦贝尔地基土的粘聚力,KPad-经石灰搅拌桩处理后的强度增加系数,d=0.1-0.4ΔP-有效压缩荷载。
总之,对于一般的呼伦贝尔公路下沉注浆地基(是软土),当生石灰用量超过一定界限时,其约束力不可能阻止石灰搅拌桩的膨胀,的膨胀力必将在相当范围内传布,这就是石灰搅拌桩直径增大的原因,5石灰搅拌桩的强度取决于软粘土的含水量石灰搅拌桩的强度能否形成和强度高低。 与软粘土的含水量有关,生石灰转变为熟石灰以及继续水化,都要吸收和蒸发软粘土中的水份,因此,必须要有足够的水供石灰水化,否则无法形成强度,另一方面水又不能过多,以使处于饱和状态的软粘土能够因脱水而转变成三相状态。 软土中的空气才能为碳酸化反应提供足够的二氧化碳,从而形成使灰土反应生成有一定强度的胶结物质条件,形成较高的强度,由于石灰搅拌桩中的水分在强度形成中得到消耗,灰土含水量就会大幅度减少,甚至由流动状态转变为硬塑乃至坚硬状态。 从而大大提高石灰土的强度,图3为石灰土抗剪强度软土含水量,的变化情况,纵轴表示石灰土的抗剪强度,横轴表示软粘土含水量,从图3可以看出:6石灰搅拌桩适宜的土质条件对重力式挡土墙发生墙体开裂,墙体凸出,危及沿线建筑物。
呼伦贝尔公路下沉注浆孔于开挖断面上呈正方形布置,间距0.7米,(四),施工布署及工艺流程:施工布署加固区长度每段12米,开挖时预留3.0米,以防次注浆时浆液外溢,水加固区采用由中心部→外围或外围→中心部,并采用隔孔注浆施工。 如现场地面施工条件具备,为缩短工期,采用地面垂直注浆方案,工艺流程钻孔:根据设计要求,对准孔位,根据不同入射角度钻进,要求孔位偏差不大于2cm,入射角度偏差不大于1°,注入浆液:成孔后,开始注浆,注浆压力0.3~0.5Mpa拔出注浆管。 封堵注浆孔:采用粘土或其他材料封堵注浆孔,防止浆液流失,冲洗注浆管:注浆完毕,应立即用清水冲洗注浆管,必须采取适当措施处理废水,搞好清洁工作,转入孔位施工,(五),工程数量:以现场实际注浆量为准,注浆施工程序及人员组织:工程质量保证体系:在本工程注浆施工中。 应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来保证工程质量,(一),质量控制:工程质量严格按照本工程制定,并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行,严格按有关技术规范,规程,标准控制施工,根据施工程序,严把钻孔深度。 配料注浆压力,注浆量关,每一道工序均安排专人负责,并记录好每一道工序的原始数据,(二),工程质量保证制度:成立工程项目经理为责任的质量管理小组,完善质量保证体系,严格按照质量体系中规定的责权要求运行,定期质量分析会议。
呼伦贝尔设备基础下沉注浆-按需定制