【摘要】沿海地区的道路建设中经常会遇到软土地基,粉喷桩由于施工简单,对沿海地基的加固作用非常明显。本文主要介绍了粉喷桩的适用范围、作用机理、以及它的平面布置形式。
【关键词】粉喷桩;作用机理;平面布置形式
引 言
随着沿海经济的迅速发展,沿海道路建设的规模正不断扩大。但由于沿海地质形成的特殊性,在沿海道路的建设中经常会遇到软土地基。这使得滨海道路建设的难度加大。为了满足公路的强度和变形要求就需对软土地基进行处理。粉喷桩由于施工简单、造价低廉且承载力提高幅度较大,在软土地基的处理上得到了广泛应用,并取得了明显的经济效益。
1 粉喷桩的定义
粉喷桩是利用压缩空气将水泥粉体输送到地基深层软弱的地层中,通过钻头在原位进行强制拌和,形成土和水泥的混合体,成为具有整体性、水稳定性好,具有一定强度的桩状加固体,从而加强了地基,变成了桩和桩周士共同承担外部荷载的复合地基。
2 粉喷桩的适用范围
粉喷桩适合于加固软弱地基,如淤泥、淤泥质土和地基容许承载力小于120kPa的粘土、粉质粘土及粉土等。当土中的有机质含量较高、PH值较低或地下水有侵蚀性时,加固效果较差。但可采用改性水泥并加大掺入比,必要时还可使用添加剂(外掺剂)。当土中含有直径大于60mm的颗粒含量超过25%时,不宜使用。
3 粉喷桩的复合地基的作用机理
粉喷桩复合地基主要由加固区、下卧层和垫层三部分组成。加固区主要由桩与桩间土组成,故对粉喷桩复合地基作用机理分析时,必须对复合地基从整体上分析,粉喷桩复合地基加固区的作用主要表现在以下几个方面:
(1) 桩体作用:由于复合地基中桩体的刚度较周围土体大,在刚性基础下发生等量变形时,地基中应力按材料的模量进行分配,因此桩体上产生应力集中的现象。大部分荷载将由桩体承担。
(2) 垫层作用:粉喷桩与桩间土复合形成的复合地基,在加固深度范围内形成复合层,由于其力学性能优于天然地基,他可起到类似褥垫层的作用,均匀地基应力和起到应力扩散等作用。在桩体没有贯穿整个软弱土层的地基中,垫层的作用尤为明显。
(3) 加筋作用:粉喷桩符合地基除了可提高地基承载力,减小地基沉降外,还可用来提高土体的抗剪强度,增加土体的抗滑能力,增加路堤、岸坡等的稳定性。
4 粉喷桩复合地基桩的平面布置形式
桩的平面布置灵活多样,桩距不受限制,一般应视地质条件和上部结构要求采用下列形式:
(1)单根柱状:多用于房建地基和路基加固,也常用于大面积堆载和站坪地基处理,它有利于发挥桩间土的支承作用,其布置一般采用正方形或三角形布置。
(2)块状:一群粉喷桩在平面上彼此相切或相割成块体,即可是矩形,也可成圆形,作为实体墩基支承上部荷载。
(3)排状:一群粉喷桩彼此相割在平面上形成有一定厚度的一字形界面,形成一地下连续墙,必要时在垂直它的排列上方每隔一定间距加肋,以增加墙体的抗倾覆能力。
(4)拱状:一群粉喷桩彼此相割在平面上形成拱状或连拱状,拱脚部位由一组粉喷桩支承,籍以支挡侧土压力。
(5)格栅状:将两排或两排以上的粉喷桩作平行布置,排间每隔一定距离以肋相连,在平面上构成格栅状。
5 结论
粉喷桩是处理软土地基土的一种行之有效的施工方法,在我国水利工程以及土建工程中,已得到广泛使用。粉喷桩适合于加固软弱地基,另外粉喷桩复合地基主要由加固区、下卧层和垫层三部分组成。在不同的地质条件和上部结构下桩的平面布置方式应当灵活设置。
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