【正文】 通過室內(nèi) 4 ②水泥的采購、儲存及使用實(shí)行統(tǒng)一管理。 ④在每臺樁機(jī)的鉆架上劃上鉆進(jìn)刻度線。 ②樁機(jī)上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子秤要經(jīng)過標(biāo)定。施工工藝：樁位放樣 — 樁機(jī)就位 — 檢驗(yàn)樁機(jī)整平機(jī)體 — 高壓氣打開噴粉孔 — 鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度 —反轉(zhuǎn)提鉆并噴水泥粉 — 至原地面以下 30cm 停止噴粉 — 二次鉆進(jìn)，重復(fù)攪拌 — 反轉(zhuǎn)提升至地表 — 成樁結(jié)束 — 施工下一根樁。 (5)土體加固后容重基本不變，不會因加固土體重量增加而引起下臥層的附加沉降，能夠有效地減少和控制沉降量和工后沉降量。 (3)粉噴樁可以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，其加固形式和方式比較靈活 。 b、 粉噴樁加固 軟土路基特點(diǎn) 工程實(shí)踐證明，該方法具有以下優(yōu)點(diǎn) : (l)粉噴樁施工較為簡單易行，由于樁身早期強(qiáng)度提高較快，施工效率高，因此特別適用于工期緊或要求快速提高強(qiáng)度等方面的工程 。因此，在水泥中不可避免地會產(chǎn)生強(qiáng)度較大和水穩(wěn)定性較好的水泥石區(qū)和強(qiáng)度較低的土塊區(qū)。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)間的大孔隙基本上己經(jīng)被水泥顆粒填滿，會出現(xiàn)水泥較多的微區(qū)及沒有水泥的大小土團(tuán)。 (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)生碳酸化反應(yīng)，生成不溶于水的碳酸鈣，從而使水泥土增加強(qiáng)度，但增長的速度較慢，幅度 也較小。 (2)硬凝反應(yīng) 水泥水化反應(yīng)使溶液中析出大量的鈣離子，當(dāng)達(dá)到一定的數(shù)量時(shí)，能與組成粘土礦物的二氧化硅及三氧化二鋁的鈣離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物，這些新生成的化合物在水中和空氣中逐漸硬化，增大了水泥土的強(qiáng)度。 (l)離子交換和團(tuán)粒化作用 軟土作為一個(gè)多相散布系，當(dāng)它和水結(jié)合時(shí)就表現(xiàn)出一種的膠體特征，如二氧化硅遇水后，形成硅酸膠體微粒，其表面帶有鈉離子 (Na+)或鉀離子 (K+)，均能和水泥水化生成的氫氧化鈣中的鈣離子 (Ca2+)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，從而使土體強(qiáng)度提高。當(dāng)溶液達(dá)到飽和后，水分子繼續(xù)深入顆粒內(nèi)部，但新產(chǎn)生的物質(zhì)只能懸浮于溶液中，形成膠體，從而使軟土的強(qiáng)度有較為明顯的增長。普通硅酸鹽水泥主要由氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵及三氧化硫等 組成，并由這些不同的氧化物分別組成不同的水泥礦物，用水泥加固軟土?xí)r，水泥顆粒表面的礦物很快與軟土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硅酸鈣、含水鐵酸鈣及水泥桿菌等化合物。樁體中的加固料與軟土產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)，從而使樁體與樁間土一起組成復(fù)合地基，起到加固地基的目的。 第五章 德昌高速公路加固方案 資料 ： 德興至南昌高速公路全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬 26 米，設(shè)計(jì)行車速度為： 100KM/h，瀝青混凝土路面。通常 ，施工速率越快，沉降與側(cè)向變形越大，也即沉降影響系數(shù)越大。由上可知，地質(zhì)條件對軟土沉降影響較大，如軟土的沉積時(shí)間、軟土結(jié)構(gòu)性、軟土固結(jié)狀態(tài)等。這種土往往是絮狀或絨團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，顆粒接觸點(diǎn)處有一定的膠結(jié)力，能隨一定的壓力而變形較小，使初期加載階段曲線平緩；當(dāng)荷載超過前期固結(jié)壓力，土的結(jié)構(gòu)破壞后，土粒排列改變，孔隙比就急劇降低而出現(xiàn)陡峭的曲線形狀。天然土層中的土才真正保存了原狀架構(gòu)，當(dāng)荷載超過前期固結(jié)壓力時(shí)， pe lg?曲線基本是一條直線。兩者的差別主要是其結(jié)構(gòu)性不同，原狀土的 結(jié)構(gòu)就像一種構(gòu)架，能承受一定的荷載，所引起的變形較小，此時(shí)壓縮性較低，當(dāng)荷載接近前期固結(jié)荷載時(shí)，結(jié)構(gòu)逐漸破壞，因而壓縮性逐漸增大，到超過前期固結(jié)壓力是壓縮性陡增；擾動土的結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到破壞，抵抗外荷載的能力減弱，因而在同一荷載作用下孔隙比較小，荷載增加引起的孔隙比改變趨于平緩。 對于原狀土以及同一種土的擾動土樣分別作壓縮試驗(yàn)，點(diǎn)繪 pe lg? 曲線，可見它們的形態(tài)不一。這些土層靠近地表，歷史上并未受到過較大的荷載，但表現(xiàn)了較強(qiáng)的超固結(jié)性，就是這種擬超固結(jié)的作用。 地質(zhì)條件對沉降系數(shù)的影響 軟土表面由于日曬蒸發(fā)，常常是非飽和的，較為 堅(jiān)硬，被稱為硬殼層。 通常采用排水固結(jié)方法，運(yùn)用分層總和法計(jì)算沉降時(shí)，主要是主固結(jié)沉降，而未考慮軟土的側(cè)向變形和次固結(jié)沉降，因此理論沉降值偏小，所以沉降影響系數(shù)取較大值。 一般來說，對于超固結(jié)土，沉降系數(shù)較??；對于欠固結(jié)土，沉降系數(shù)較大。然而試樣在試驗(yàn)切削過程中受到擾動，實(shí)驗(yàn)所得的 pe lg? 曲線由再壓轉(zhuǎn)為原壓不那么明顯。試驗(yàn)曲線形狀的變化是以前期固結(jié)壓力為轉(zhuǎn)折的，因此，可根據(jù)曲線的形狀來確定前 期固結(jié)壓力 p。根據(jù)土樣做壓縮試驗(yàn)所得出的 pe lg? 曲線，一般在壓力較大時(shí)才呈直線，而在壓力較小時(shí)呈曲線，因?yàn)橥翗釉诘鼗惺艿阶陨響?yīng)力的作用，取樣做試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力釋放，成了超固結(jié)土，在試驗(yàn)加載的初期階段為再壓曲線，故較平緩。土的OCR 值越高，其超固結(jié)的程度越 高。對于正常固結(jié)土與超固結(jié)土壓縮性又很大差別，就是由于土受壓歷史的差別，前者在歷史上沒有受到比現(xiàn)在更高的壓力，后者歷史上受到過高壓力。反之，荷載分布較廣，集度較小，那么側(cè)向變形較小，沉降系數(shù)取小值。因此，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析提出了俄經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù) sm ，將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，公式如下： ini s SmS ?????1 式中 sm 為沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。為此，長期以來，土力學(xué)專家學(xué)者采用改進(jìn)分層總和法，研究結(jié)果表明：單純從理論上去解決這些問題是非?？嚯y的，而且也是不 實(shí)際的。雖然分層總和法具有概念比較明確、計(jì)算過程及變形指標(biāo)的選取比較簡便、而且適宜結(jié)合地基土層的不同變化給以分層分別計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)，但是分層總和法也同樣存在不可克服的問題。 沉降系數(shù)的影響因素 地基土在外力作用 下的變形可分為 瞬時(shí)變形 、 瞬時(shí)變形 以及次固結(jié)變形。目前認(rèn)為這是土骨架粘滯蠕變所致。 ⅱ .固結(jié)變形 Sc 即孔隙水排除，孔隙壓力轉(zhuǎn)換成有效壓力，土體逐漸壓密產(chǎn)生體積壓縮變形，一般用分層總 和法計(jì)算。對于軟土地基，一般取 。由此求得該分層的壓縮變形量 iS? 為： iS? iiii heee1211??? 將計(jì)算范圍內(nèi)各分層的壓縮變形量 iS? 疊加起來，既地基的最終沉降量 S 為： ini iiin i heeeSS ??? ?????1 1211 1 式中 n 為計(jì)算沉降范圍內(nèi)的范曾總數(shù)。 （ 1） 分層總和法計(jì)算最終沉降量 分層總和法是假定地基土為直線變形體，在外荷載作用下的變形只發(fā)生在有限厚度的范圍內(nèi)，將壓縮層厚度內(nèi)的地基土分層，分別求出各分層的應(yīng)力，然后用途的盈利應(yīng)變關(guān)系式求出各分層的變形量總和加起來 即為地基的沉降量。長期以來，為地基沉降計(jì)算所廣泛采用的應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系仍然是彈性力學(xué)中的虎克定律，即假定地基土是線彈性體。其中太沙基和派克的經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)用最廣，公式如下： 原狀土： ? ? ?? lcC ? 重塑土： ? ? ?? lcC ? 其誤差范圍約為 %30 ，在 缺少壓縮性試驗(yàn)資料時(shí)，可以用上式估計(jì)壓縮指數(shù)。飽和土（飽和度 ?rS ）的 孔隙比 e和含水量 ?有如下的關(guān)系： sGe ?? 式中 sG 為土粒比重，其值約為 。 軟土的壓縮性與土的密實(shí)程度有關(guān)。若當(dāng)前有效壓力 p 等于前期固 結(jié)壓力 cp ，則軟土處于正常固結(jié)狀態(tài)；若 p﹤ cp ，則軟土處于超固結(jié)狀態(tài)。如果歷史上曾經(jīng)受到過較大的壓力，那么在試驗(yàn)壓力小于該壓力時(shí)，pe lg? 曲線都是下彎的，既初始曲線段范圍大；如果是新沉積的土，歷史上沒有受過任何壓力，則開始的下彎段很短，整個(gè)試驗(yàn)曲線差不多就是一條直線。 （ 2）壓縮指數(shù) 孔隙比 e 與壓力 p 的試驗(yàn)關(guān)系也可以在半對數(shù)上點(diǎn)繪， e 用 普通坐標(biāo)， p 用對數(shù)坐標(biāo)，則成為 pe lg? 曲線。為了比較各種土壓縮性的大小，就需要規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的壓力范圍。 A實(shí)際就是 ep 曲線上割線某一斜率的絕對值。 壓縮曲線可按兩種方式繪制：一種是采用普通直角坐標(biāo)繪制的 ep曲線，在常規(guī)試驗(yàn)中，一般按 p=50、 100、 200、 300、 400 kPa 五級加載；另一種的橫坐標(biāo)則取 p的常用對數(shù)值，即采用半對數(shù)直角坐標(biāo)繪制成 pe lg? 曲線，試驗(yàn)時(shí)從較小的壓力開始，采取小增量多級荷載，并較大的荷載為止。 試 驗(yàn)直接測讀的是試樣高度的改變量 h? ，由于試樣的橫截面自始至終不變，高度的變化自然反映試樣體積的變化。在 ep坐標(biāo)系里點(diǎn)繪孔隙比 e 隨荷載 p 變化的關(guān)系曲線，成為 ep 曲線。用各級荷載下測讀的壓縮量隨時(shí)間的變化關(guān)系可推出固結(jié)系數(shù)。濾紙和透水石都是為了加速土樣排水。在加壓帽上逐級加載，通過透水石傳給試樣。土樣放在壓縮儀中，受到剛性金屬壓縮環(huán)的限制，豎向加載時(shí)無任何側(cè)向變形。在公路工程中，常用不允許土樣產(chǎn)生側(cè)向變形的室內(nèi)壓縮試驗(yàn)來測定土的壓縮性指標(biāo)。對于飽和的軟土，土體的壓縮主要是孔隙水被排出，因此其壓縮穩(wěn)定所需時(shí)間較長。試驗(yàn)研究表明，在一般壓力（ 100～ 600kPa）作用下，土粒和水的壓縮與土的總壓縮之比是很微小的，因此完全可以忽略不計(jì)，所以把土的壓縮看作為土中空隙體積的減少。橋梁一般采用樁基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，沉降較小，與其相連的公路路堤一般較高，由此造成的沉降大，會在橋頭附近產(chǎn)生較集中的沉降差，汽車過橋就會跳動，嚴(yán)重的會產(chǎn)生翻車撞車等交通事故。軟土層厚的沉降大，而軟土層薄路段則沉降較小，由于造成公路縱、橫向沉降不均勻，路面排水和平整性也 受到影響，汽車無法高速行駛。因此研究路基沉降，對于保證公路的正常使用和經(jīng)濟(jì)，都具有很大的意義。 由于路堤高度差異和地基不均勻等原因，路基各部分的沉降或多或少總是不均勻的，使得路面相應(yīng)產(chǎn)生不均勻變形。 第四章 路基沉降及驗(yàn)算 沉降的一般規(guī)律 在軟土地基上興建高等級公路通常需要填筑一定高度的路堤，填高路基（路堤）是為了一方面滿足抗洪和排澇要求，另一方面還要滿足結(jié)構(gòu)物通航和線性順直通暢要求。 J、擠密碎石樁法：適用于松散的非飽和粘性土、雜填土、濕陷性黃土、疏松的砂性土。因此，使用時(shí)要求考慮周圍環(huán)境因素。該法最大處理深度達(dá) 40m。 H、強(qiáng)夯法：適用于碎石土、砂土、雜填土、素填土、濕陷性黃土和低飽和度的粉土與粘性土。 F、砂樁法：適用于軟弱粘性土，但應(yīng)慎用，且需要較長的時(shí)間，對不排水剪切強(qiáng)度小于 15KPa 的軟土應(yīng)采用袋裝砂井樁。當(dāng)滲透系數(shù)較小時(shí)，軟土脫水加固效果不好的土層慎用。 D、石灰樁法：適用于滲透系數(shù)適中的軟粘土、雜填土、膨脹土、紅粘土、濕陷性黃土。能使天然地基承載力提高 70%以上。能使天然地基承載力提高 20%— 60%左右。 ④置換法、擠密法及擠密置換法 A、振沖置換法：它適用于不排水剪切強(qiáng)度 20KPa≤CU≤50KPa 的飽和軟粘土、飽和黃土和沖填土。對軟弱粘土宜通過重復(fù)高壓灌漿或采用多段擴(kuò)體或端頭擴(kuò)體以提高錨固段錨固力。主要用于既有建筑物的加固及穩(wěn)定土坡、支擋結(jié)構(gòu)物。 B、土工積物：適用于砂土、粘性土和軟土的加固，或用于反濾、排水和隔離的材料。 D、水泥土夯實(shí)樁法：適用于地下水位以上的素填土，淤泥質(zhì)土和粉土等。 C、送漿法：適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高，且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于 120KPa 的粘性土等地基。對地下水流速較大或涌水工程以及對水泥有嚴(yán)重侵蝕的地基，應(yīng)慎用。 B、高壓噴射注漿法：它的適用范圍為淤泥、淤泥質(zhì)土、 粘性土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。它們的適用范圍：適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基，但對于較厚的泥炭層要慎重對待。用強(qiáng)夯法加固的土基，承載力會明顯提高，沉降量也會降低，這種方法如采用大的單擊夯擊能量，可使地基的加固深度達(dá) 10~20m，甚至更深。況且，反壓護(hù)道只能解決軟土地基上路堤的穩(wěn)定問題，對于沉降問題非但無益，往往還加大沉降量。 g、 反壓護(hù)道：反壓護(hù)道是在路堤一側(cè)或二側(cè)填筑一定寬度和高度的護(hù)道，運(yùn)用力學(xué)平衡原理，平衡路堤自重作用而產(chǎn)生的滑動力矩，以提高路基的穩(wěn)定性。預(yù)壓分等載預(yù)壓和超載預(yù) 壓，目的在于減少工后沉降，提高地基固結(jié)度。料樁的含泥量﹝小于 ㎜﹞不得超過 5%。 ③若按公式 ? ? Tji PkkF ? ??? 計(jì)算設(shè)有粒料樁的復(fù)合地基上路堤整體抗剪穩(wěn)定安全系數(shù)，且當(dāng)?shù)?i 土條的滑裂面處于地面線以下的復(fù)合地基區(qū)域深度時(shí)上式中的ik 應(yīng)該按下式計(jì)算： ? ?? ? cicisisisii mMmMZk ?? ???? 1 其中： ? ? iiiswioisi UWWWM ?? ta n1??? ? ? ciicwicici UWWWM ?? t a n1??? iiisim ??? s inta nc o s ?? icicim ??? s inta nc o s ?? ⑵一般要求 為了能較好的排除地基內(nèi)的水分，設(shè)有料粒樁的路堤 底面應(yīng)按照墊層與淺層處治的方法設(shè)置排水墊層。； ? —— 土條底部滑裂面對水平面的夾角。當(dāng)樁料為沙卵石時(shí) 取 35176。當(dāng)樁底土質(zhì)好、樁間土質(zhì)差時(shí)取高值。復(fù)合地基的抗剪強(qiáng)度按以下公式計(jì)算： ? ?? ? ? ? ciwwicciiiiciiiisuii hhhumhuc ??????????? t a nc o s1 1111 ?????? 式中： ih1 、 i1? —— 分別為在第 i土條中路堤部分的高度﹝ m﹞及容重﹝ 3/mkN ﹞； cih 、 c? —— 分別為在第 i土條中樁料部分的高度及容