分析水泥土搅拌桩在水利工程中的应用

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1、设计与施工水利规划与设计2011年第1期水泥土搅拌桩在水利工程中的应用张自胜(许昌勘测设计研究院河南许昌461000)【摘要】河道险工护岸工程，基础施工排水往往十分困难，引用建筑工程处理软基的喷粉搅拌桩，作为护岸基础的挡土壁，避免了挖基排水问题，并对设计、施工进行了初步探讨。【关键词】水泥土搅拌桩冲刷深度水泥土强度最大弯矩水平容许力【中图分类号】TV543．83【文献标识码】B【文章编号】1672—2469(2011)01一OO78一O3【D0I编码】10．3969／j．issn．1672—2469．2011．01．025二十世纪9

2、O年代以来，喷粉搅拌灰土桩被广土壤孔隙比为0．706，干容重为1．59g／cm。，选用泛用于建筑软地基处理，以提高地基的承载能力。当量粒径为2mm。近几年在水利建设工程中试用作基础挡土桩，现将该河大水时河槽水力半径R为6．98，A为与许昌市防洪河道险工护岸应用水泥土搅拌桩的初步渠床土密实程度有关的经验系数，采用A一2．8。体会总结如下。将以上d⋯R、A等数据代入上式，计得临界不汝河险工护岸施工期河水较大，且临近汛期，冲流速为2．42m／s。作围堰排水挖基十分困难，因此，决定采用水泥土1．2护岸局部冲刷计算搅拌桩基础(见图1)。包尔达

3、可夫公式：h一h[(V／v)一1]该河天然冲刷深h为10．2m，指数与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n一1／4。为主河槽的平均流速，根据该河实测资料，洪峰流量2950m。／s时，河槽平均流速2．59m／s，最大流速3．7m／s，主河槽平均流速3．1lm／s。将以上有关数据代人上式，计得护岸局部冲刷深度为0．7m，冲刷线高程为66．3m。2搅拌桩的水泥土强度喷粉搅拌桩是利用水泥作为固化物，通过深层搅拌机械，在地基深部将软土和水泥强制搅拌后，发生水泥的水解和水化反应，生成水泥水化物并形图1护岸基础图成凝胶体(氢氧化钙)，将土颗粒或小

4、土团凝结在一起，形成一种稳定的结构整体。其机理是水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子1护岸冲刷深度计算(或钾离子)进行离子交换作用，生成稳定的钙离1．1临界不冲流速子，因而提高土体的强度。同时水泥水化物中游离维列公式：VK—Ain(R／7d印)d为计算的氢氧化钙能吸收水和空气中的二氧化碳发生碳酸粒径，险工地基为粉质壤土，因颗粒之间粘性和团化反应，生成不溶于水的碳酸钙，这种碳酸化作用粒结构的作用，抗冲能力增大，采用超过其本身粒径的等价粒径作为计算粒径。根据钻探试验资料，作者简介：张自胜(1971年一)，男，工程师。·76·

5、设计与施工水利规划与设计2011年第1期也能使水泥土增加强度。因此软土硬结成具有整体／6kM性、水稳性和足够强度的水泥加固土，从而提高地一^、／基的强度和变形模量。是——安全系数；r——塑化系数。水泥土的强度随着水泥掺入比的增加而增大，采用水泥掺入比：口=16，R一41．75×0．23但当掺入比<5时，由于水泥与土的反应过弱，×(16)一0．38MPa水泥固化程度低，强度离散性也较大，故在深层搅6X2．5XZ3X10～一／61030-一731mm。拌桩的实际施工中，以大于10为宜。经试验1．7×．8×1。425水泥掺人比a一12时，

6、不同物理性质的灰采用800ram。土强度如下表：3．3水平容许力校核表1a=12水泥土强度表单位：(MPa)采用拉列津公式：土壤类别粘土亚粘土亚沙土粉沙P容=抗压强度R。1．331．441．611．52抗拉强度ReO．21O．230．26O．24一，’一丁×_一o．¨7其它掺入比与a一12的强度关系大致如下：P容一两一3。．·4>21．7kNR。一41．75R(12)a·大型施工水泥土的强度，应在现场取样试验作4水泥土防渗板桩为计算依据。水利工程中各类中、小型闸坝的地基土壤大都3搅拌桩挡土墙设计是透水的，为了减少闸底板的渗透压力和防

7、止闸下发生管涌和流土，可采用喷粉搅拌机制成防渗板桩，如上图，采用双排5O灰土桩套喷，桩中心距是一种较为有效的垂直防渗措施。流网分析和实践45cm，即重叠5cm。两排桩梅花形错开，排中心距证明沿垂直渗径(板桩)消灭渗透水头的效果比沿水40cm，两排5O灰土桩套喷，构成相当于厚80cm的平渗径(铺盖)好，大约前者是后者的3倍，防渗计算挡土壁。的莱因公式如下：3．1土压力计算L一L+1／3L≥C1H土压力P一c。saFsin0式中：L——渗径折算长度(m)；当a—，即护坡角与内摩擦角相等时，P一L——垂直渗径(m)；c。szL——水平渗径

8、(m)；。本护坡采用1：1．7与土壤内摩角一C——莱因渗径系数；30。基本相等，挡土桩总长5m，冲刷线以上为H一H——闸坝承受的最大水位差(m)。1．7m，以下埋深一3．3In。经试验水泥土的渗透系数小于locm／s，也小P一1／2×