【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 依據(jù)，另一方面便于及時(shí)的檢查和發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)的問題，解決施工質(zhì)量狀況令人疑慮狀況，有必要提供一種行之有效的檢測(cè)方法，來充分發(fā)揮粉噴樁加固地基經(jīng)濟(jì)、有效、節(jié)省工時(shí)等多種優(yōu)點(diǎn)。 3．提高地基承載力和減小壓縮層的沉降量是地基處理的主要目的。由于工程結(jié)構(gòu)物對(duì)地基的要求，隨型式、 規(guī)模及重要性而異，對(duì)軟弱地基的判斷標(biāo)準(zhǔn)也難有一個(gè)統(tǒng)一的正確的定義。因此，沉降量的合理估算，是地基加固方案設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。沉降量估算的小，將會(huì)影響上部建筑物的正常使用乃至破壞，造成不必要的損失；沉降量估算過大，將直接導(dǎo)致工程造價(jià)提高，投資增加，經(jīng)濟(jì)效益低下。如何在種類繁多的各種沉降計(jì)算方法中選擇一種適合工程應(yīng)用、原理易于理解、計(jì)算結(jié)果合理、方法簡(jiǎn)單易行的實(shí)用計(jì)算方法，對(duì)工程技術(shù)人員而言，將具有直接的工程實(shí)踐意義。 鑒于以上原因，本文以在建的省“九五”重點(diǎn)工程 — 南京至馬鞍山高速公路的軟基加固工程為依托，結(jié)合 河海大學(xué)結(jié)構(gòu)研究所與南京公路建設(shè)處合作的南京市重點(diǎn)建設(shè)工程 — 南京至高淳高等級(jí)公路二期工程，對(duì)粉噴樁加固路基方案的設(shè)計(jì)、樁基現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制及粉噴樁復(fù)合地基沉降 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地 產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 的計(jì)算進(jìn)行了初步研究，以期加深前期經(jīng)驗(yàn)，積累資料成果，指導(dǎo)工程實(shí)踐，達(dá)到修正和完善現(xiàn)有工程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和沉降計(jì)算方法的目的。 二．本文主要研究?jī)?nèi)容 １． 水泥土抗壓強(qiáng)度的影響因素分析 為了經(jīng)濟(jì)合理地確定深層攪拌法加固地基土的技術(shù)方案，確定與地基土加固相適應(yīng)的水泥品種、標(biāo)號(hào)和水泥摻入比，同時(shí)也是為地基加固設(shè)計(jì)提供必不可少的試驗(yàn)資料，預(yù)先進(jìn)行了各種不同方案的水泥土 室內(nèi)配比試驗(yàn)。目的在于探索用水泥土加固各種成因軟土的適宜性，了解加固水泥的摻入比、含水量、齡期、外摻劑等對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響，求得波速、摻入比、含水量、干密度、齡期和標(biāo)貫擊數(shù)與強(qiáng)度的關(guān)系，從而為設(shè)計(jì)、計(jì)算和施工提供可靠的參數(shù)。 ２． 現(xiàn)場(chǎng)樁基質(zhì)量檢測(cè) 本文首先根據(jù)波速、標(biāo)貫與抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性分析揭示的彼此之間的客觀關(guān)系，對(duì)反射波動(dòng)測(cè)法、鉆孔取芯和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的方法應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)樁基檢測(cè)的可行性進(jìn)行了論證，并結(jié)合本次工程實(shí)踐，對(duì)反射波動(dòng)測(cè)法、鉆孔取芯和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的方法應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)樁基檢測(cè)的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)。目的在于尋求一種 與工程實(shí)際相適應(yīng)，操作簡(jiǎn)便易行，結(jié)果合理可靠的方法，從而更好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。 ３． 地基沉降計(jì)算方法分析 對(duì)高速公路軟土路基的處理而言，沉降量的估算是決定軟基是否需要處理及處理效果如何的重要步驟，合理的計(jì)算沉降量將具有非比尋常的重要意義。本文結(jié)合試驗(yàn)和原觀分析，對(duì)復(fù)合地基沉降的各種計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比分析和估價(jià)，決定采取數(shù)值和簡(jiǎn)化兩種計(jì)算手段。數(shù)值計(jì)算采用非線性有限元方法，土體假定為鄧肯 — 張模型，以比奧固結(jié)理論為基礎(chǔ)，考慮側(cè)向變形和滲流對(duì)沉降的影響，將樁 — 土作為整體劃分網(wǎng)格，取網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上孔隙壓力和豎向、水 平向位移為基本未知量，在填土作用下根據(jù)土體勁度和滲透性建立方程，解得孔壓和位移隨時(shí)間的變化。簡(jiǎn)化計(jì)算主要采用等效模量當(dāng)層法和 Mindlin— Boussinesq 聯(lián)合求解法計(jì)算沉降，并根據(jù)有限元計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。本文目的在于通過以上嘗試，選擇一種適宜本地區(qū)簡(jiǎn)易而又較合理、易于為工程技術(shù)人員接受的的沉降計(jì)算方法。 第二章 室內(nèi)配比試驗(yàn)中水泥土強(qiáng)度影響因素分析 粉體噴射深層攪拌法處理軟土地基主要是通過水泥與軟土經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，對(duì)軟土結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變來提高地基承載力和減小沉降量來實(shí)現(xiàn)加固目的。粉噴 樁加固軟土地基的效果，主要取決于加固土的性質(zhì)、水泥摻入量的多寡、樁長(zhǎng)和樁間距的大小等因素。就目前的粉噴樁工程設(shè)計(jì)而言，其加固方案基本上是千篇一律，很難做到與工程實(shí)際相結(jié)合，使得粉噴樁加固地基經(jīng)濟(jì)效益明顯的作用未能充分發(fā)揮。因此，我們進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn)的目的，就是模擬粉噴樁的現(xiàn)場(chǎng)加固過程，反映出加固過 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地 產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 程中的決定性因素，然后結(jié)合具體工程軟弱土層的物理力學(xué)特性，尋求最優(yōu)加固方案。在室內(nèi)配比方案中，如何確定影響水泥土的因素和影響因素中的主要因素，第一步要搞清楚水泥土的加固機(jī)理。因此，本文首先從對(duì)水泥土加固機(jī)理的研究出 發(fā)，試圖揭示軟土改性的機(jī)理。 第一節(jié) 水泥土加固機(jī)理分析 水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程和混凝土硬化機(jī)理不同?；炷恋挠不饕窃诖痔畛淞系谋缺砻娣e不大，活性很弱的介質(zhì)中進(jìn)行水解水化作用，所以凝結(jié)速度較快。而在水泥加固土中，由于水泥摻量很小，水泥的水化水解反應(yīng)完全是在具有一定活性的介質(zhì) — 土的圍繞下進(jìn)行的，因此水泥加固土的強(qiáng)度增長(zhǎng)過程比混凝土較為緩慢。 軟土工程性狀差的物質(zhì)多為粘性礦物成分（如蒙脫石，伊利石，高嶺石等），這類次生礦物構(gòu)成的土粒極細(xì)，比表面積大，且多呈片狀，性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的吸附水能力，改善粘土 礦物性質(zhì)就可以改善軟土的物理力學(xué)性質(zhì)。 一．水泥的水解水化反應(yīng) 普通的硅酸鹽水泥主要是氧化鈣，二氧化硅，三氧化二鋁，三氧化二鐵，三氧化硫等組成，摻入的水泥與軟土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，在軟土中形成水泥石骨架。主要反應(yīng)如下： 2（ 3CaO SiO2） +6H2O→ 3CaO 2SiO2 3H2O+3Ca（ OH） 2； 2（ 2CaO SiO2） +4H2O→ 3CaO 2SiO2 3H2O+Ca（ OH） 2； 3CaO Al2O3+6H2O→ 3CaO Al2O3 6H2O； 4CaO Al2O3 Fe2O3+ 2Ca（ OH） 2+10H2O→ 3CaO Al2O3 6H2O+3CaO Fe2O3 6H2O； 3CaSO4+3CaO Al2O3+32H2O→ CaO Al2O33CaSO4 32H2O。 生成物主要為氫氧化鈣，含水硅酸鈣，含水鋁酸鈣，含水鐵酸鈣和水泥桿菌等化合物。所生成的氫氧化鈣，含水硅酸鈣能迅速溶于水中，使水泥顆粒表面重新暴露出來，再與水發(fā)生反應(yīng)，這樣周圍的水溶液就逐漸達(dá)到飽和。當(dāng)溶液達(dá)到飽和后，水分子雖繼續(xù)滲入顆粒內(nèi)部，但新生成物不能再繼續(xù)溶解，只能以膠體析出，懸浮在溶液中。根據(jù)電子顯微鏡的觀察，水泥桿菌最初以 桿狀結(jié)晶形式在比較短的時(shí)間內(nèi)析出，其生成量隨水泥摻入量的多寡和齡期的長(zhǎng)短而異。由 X 射線衍射分析，這種反應(yīng)迅速，最后把大量自由水以結(jié)晶水的形式固定下來。這對(duì)于含水量高的軟土強(qiáng)度增長(zhǎng)有特殊意義，可使土中自由水的減少量約為水泥桿菌生成重量的 46%。當(dāng)然，硫酸鈣的摻量不能太多，否則這種水泥桿菌針狀結(jié)晶會(huì)使水泥發(fā)生膨脹而遭到破壞。所以， 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地 產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 使用合適，在某種特定的條件下，可利用這種膨脹勢(shì)來使加固土發(fā)生膨脹、擠密作用來增加地基加固效果。 二．粘土顆粒與水泥水化物的作用 當(dāng)水泥的各種水化物生成后，有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石 骨架，有的則與周圍具有一定活性的粘土顆發(fā)生反應(yīng)。 1）．離子交換和團(tuán)?；饔? 粘土和水結(jié)合時(shí)就表現(xiàn)一定的膠體特性，如土中二氧化碳遇水后，形成膠體微粒，其表面帶有鈉離子或鉀離子，它們能和水泥水化生成的氫氧化鈣中鈣離子 Ca+進(jìn)行當(dāng)量吸附交換，使較小的土顆粒形成較大的土團(tuán)粒，從而使土體的強(qiáng)度提高。水泥水化生成的凝膠粒子的比表面積約比原水泥顆粒大 1000 倍，因而產(chǎn)生很大的表面能，有強(qiáng)烈的吸附活性，能使較大的土團(tuán)粒進(jìn)一步結(jié)合，形成水泥土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并封閉各團(tuán)粒的孔隙，形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)。從宏觀上看也能使水泥土的強(qiáng)度大大提 高。 2）．硬凝反應(yīng) 隨著水泥水化反應(yīng)的深入，溶液中析出大量的鈣離子，當(dāng)其數(shù)量超過離子交換需要量后，在堿性環(huán)境中，能使組成粘土礦物的二氧化硅及三氧化二鋁的一部分或大部分與鈣離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的結(jié)晶化合物，增大水泥土強(qiáng)度。 SiO2+ Ca（ OH） 2+nH2O→ 3CaO SiO2 (nH)H2O。 Al2O3+ Ca（ OH） 2+nH2O→ CaO Al2O3 (n+1)H2O。 從電子顯微鏡掃描的觀察可見，拌入水泥 7 天時(shí)，土顆粒周圍充滿了水泥凝膠體，并有少量水泥水化物結(jié)晶萌芽；一個(gè)月后，水泥土生 成大量纖維狀結(jié)晶，并不斷延伸充填到顆粒間的孔隙中，形成網(wǎng)狀構(gòu)造；到五個(gè)月后，纖維狀結(jié)晶輻射向外伸展，產(chǎn)生分叉，相互結(jié)合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，土顆粒的性狀已經(jīng)不能分辨。 3）．碳酸化作用 水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化碳，發(fā)生碳酸化作用，生成不溶于水的碳酸鈣，這種反應(yīng)也能使水泥土增加強(qiáng)度，但增長(zhǎng)強(qiáng)度較慢，幅度較小。從水泥土加固機(jī)理分析，由于攪拌機(jī)械的切削作用，實(shí)際上不可避免會(huì)留下一些未被粉碎的大小團(tuán)粒，在拌入水泥后將出現(xiàn)水泥漿包裹土團(tuán)的現(xiàn)象，而土團(tuán)間的大孔隙基本上已被水泥顆粒填滿。所以，加固的水 泥土中形成一些水泥較多的微區(qū)，而在大小土團(tuán)內(nèi)部則沒有水泥。只有在較長(zhǎng)的時(shí)間，土團(tuán)內(nèi)的土顆粒在水泥水解產(chǎn)生的滲透作用下，才逐漸改變性質(zhì)。因此在水泥土中不可避免的會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度較大和水穩(wěn) 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地 產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 定性較好的水泥石和強(qiáng)度較低的土團(tuán)粒區(qū)。兩者在空間相互交替，從而形成一種獨(dú)特的水泥土結(jié)構(gòu)?？梢?，攪拌越充分，土塊被粉碎得越小，水泥分布到土中越均勻，則水泥土結(jié)構(gòu)的離散性越小，其宏觀強(qiáng)度也越高。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地 產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 第二節(jié) 水泥土的室內(nèi)配比試驗(yàn) 一．試驗(yàn)?zāi)康? 軟弱土層的粉噴樁加固技術(shù)是基于水泥對(duì)軟土的加固作用， 而目前這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展僅僅經(jīng)歷了幾十年，無論從加固機(jī)理還是設(shè)計(jì)計(jì)算方法還是施工工藝均有不完善的地方，有些還處于半理論半經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)，因此，應(yīng)該特別重視水泥土的室內(nèi)配比試驗(yàn)。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，掌握一些規(guī)律性因果關(guān)系來指導(dǎo)粉噴樁加固方案的設(shè)計(jì)。 本文根據(jù)各種不同方案的水泥土室內(nèi)配比試驗(yàn)結(jié)果，利用多元線性回歸和 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種數(shù)學(xué)方法對(duì)地基土加固效果有影響的因素如：摻入比、含水量等因素進(jìn)行了分析，希望對(duì)設(shè)計(jì)、計(jì)算和施工中重要參數(shù)的確定有指導(dǎo)意義，從而經(jīng)濟(jì)合理地確定深層攪拌法加固地基土的技術(shù)方案，也為類似工程提供參考 數(shù)據(jù)。具體步驟如下： 1．確定哪些變量 xi（如水泥品種，標(biāo)號(hào)，摻入比，含水量，攪拌方式，養(yǎng)護(hù)條件等）對(duì)響應(yīng) Y（如無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，抗剪，抗拉強(qiáng)度等）最有影響。 2．確定最有影響的 xi設(shè)置在何處（如含水量、摻入比最優(yōu)）使得 Y 幾乎接近于所希望的額定值。 3．確定有影響的 xi設(shè)置在何處使得 Y 的變異性較大。 4．確定有影響的 xi設(shè)置在何處使得不可控制的變量 z1,z2 zn,(如攪拌機(jī)械，施工工藝，管理水平 )的效果最小。 二．試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理 １．重復(fù)性 重復(fù)性是指基本試驗(yàn)的重復(fù)進(jìn)行。重復(fù)有兩個(gè)重要性質(zhì)：第一， 是可以得到試驗(yàn) 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 中管網(wǎng)房地產(chǎn)頻道 作為國(guó)內(nèi)最大、最專業(yè)、更新速度最快的專業(yè)房地產(chǎn)資料庫(kù)，月更新房地 產(chǎn)資料近千個(gè)。最大程度的搜集了數(shù)十家國(guó)內(nèi)頂級(jí)開發(fā)商多年實(shí)際操盤之系統(tǒng)資料。 誤差的一個(gè)估計(jì)量；第二，如果樣本均值用作為試驗(yàn)中一個(gè)因素的效應(yīng)估計(jì)量，則重復(fù)允許試驗(yàn)者求得這一效應(yīng)更為精確的估計(jì)量。例如：如果 σ 2 是數(shù)據(jù)方差，而有 n次重復(fù)的樣本均值的方差 則為σ 2/n。這一點(diǎn)的實(shí)際意義是 ,如果只有一次試驗(yàn)，并觀察到含水量為 40%的試塊抗壓強(qiáng)度為 y1=，而含水量為 30%的試塊抗壓強(qiáng)度為y2=，我們也許不能作出抗壓強(qiáng)度隨含水量增加而降低的推斷，也就是說觀察差可能是試驗(yàn)誤差的結(jié)果；另一方面，如果 n 合理的大