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广州城市河道治理工程中堤防与水闸大都要修建在软土地基上。滨海软土物理力学特性是孔隙比大、有机质高、含水率高、多呈软塑状态、承载力一般在50kPa ~60kPa之间,不能直接作为持力层。由于水闸及堤身基础的淤泥质土层较厚,所以选用水泥土搅拌桩对基础进行加固,但在水工建筑物施工中出现了工程问题,如因基础沉降过大已影响到水闸正常启闭。为了解决该问题,应选择典型断面进行沉降分析。结合工程的各种不利因素,试验部位选择在海鸥岛合兴东水闸南侧,通过压缩计算、有限元分析和现场监测等方法测得水泥土桩复合地基沉降值约30cm,为原预估沉降值的2倍,且不均匀沉降值也不满足稳定要求,所以应深入研究区域水泥土的固化机理及工程特性,具体内容概况为以下4个方面:
(1)研究水泥土的固化机理及微观结构变化过程,分析搅拌桩的技术原理和强度影响因素,为水泥土室内试验提供必要的理论依据。
(2)根据“一村三岛”河道整治中软基加固工程出现的问题,通过现场室内试验分析试验段水泥土的物理力学性质,研究内容有水泥土的含水率、重度、水泥掺量、外加剂掺量、养护龄期、无侧限抗压强度、抗剪强度、压缩模量和压缩系数等指标,并按照试验成果提出增强水泥土强度的具体措施。
(3)分析室内试验数据和有关资料,造成水泥土强度低的主导因素是淤泥质软土含水量高、有机质含量高、桩长不足及加固范围太小,因此,应对复合地基的原设计方案进行优化处理。
(4)针对复合地基淤泥土的性质,采取的优化措施包括五项,分别是在水泥中掺入30%石膏、延长桩长至16m、扩大搅拌桩覆盖宽度至30m、优化施工程序及降低水灰比等,通过对优化后的加固方案进行验算,得知复合地基沉降量能满足稳定要求,说明新加固方案是合理的。
通过研究海鸥岛路堤结合工程水泥土的性质,进一步加深了对广州滨海柔性地基的认识。由于搅拌桩的强度受土的特性影响很大,有必要建立不同区域软土对水泥土搅拌桩使用条件要求的数据库,这可为将来地基处理方案提供可靠的参数。