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沿海諸省高速公路大部分為淤泥質(zhì)土海岸，多為淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及淤泥混砂層，屬于飽和的正常壓密軟粘土，因此軟基處理是沿海高速公路建設(shè)的主要巖土工程問(wèn)題。軟基處理質(zhì)量的好壞，是高速公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵。由于粉噴攪拌樁復(fù)合地基能夠有效地減少和控制沉降量和工后沉降量，并能適應(yīng)快速加荷要求，縮短建設(shè)周期，與其它軟基處理方法相比，具有不可替代的優(yōu)越性，在高速公路軟基處理中得到廣泛的應(yīng)用，下面介紹對(duì)其樁身的有限元分析過(guò)程。
水泥是形成粉噴樁樁體水泥土結(jié)構(gòu)的主要材料，水泥熟料是聯(lián)結(jié)土體團(tuán)粒的關(guān)鍵化學(xué)成分，所以水泥各方面的特征是影響水泥土強(qiáng)度的重要因素。摻灰量是決定水泥土強(qiáng)度的非常重要的因素之一。在水泥土中的水泥含量小于一定值時(shí)，粉噴樁的樁體無(wú)法形成有效的承載結(jié)構(gòu)，只有超過(guò)這一水泥含量時(shí)，樁體的承載結(jié)構(gòu)從物理上才能有效形成，這一含量大約是800(水泥和土體的質(zhì)量比)。隨著摻灰量的增加，水泥土的強(qiáng)度也逐漸增加。開始時(shí)，強(qiáng)度的增長(zhǎng)較快，當(dāng)水泥的摻入量增大到一定值之后，強(qiáng)度隨摻灰量增加的趨勢(shì)減緩，如圖所示，圖中土體曲線為土體在同一含水量時(shí)所得。圖中的數(shù)據(jù)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)摻灰量從30kg到60kg同一深度的樁身無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值。從圖中可以看出，當(dāng)摻灰量在30kg而時(shí)樁身的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值很小。當(dāng)摻灰量超過(guò)40kg而后，粉噴樁的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值變化不大。根據(jù)簡(jiǎn)單擬合出的曲線可以看出，摻灰量在50kg時(shí)，樁身的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度接近峰值。因水泥在軟土中形成的是相對(duì)松散的結(jié)構(gòu)，對(duì)水泥混凝土有意義的體積按定性在水泥土中并非關(guān)鍵因素。而水泥熟料中活性物質(zhì)的含量是決定最后形成的水泥土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。從總體上來(lái)說(shuō)，使用含有活性物質(zhì)較多的水泥品種對(duì)粉噴樁的強(qiáng)度更有利。也就是說(shuō)采用礦渣水泥取代普通的硅酸鹽水泥是可行的。
1)土的分層特性影響。用粉噴樁加固軟土地基時(shí)，土體的分層特性對(duì)粉噴樁的加固效果有很大的影響。主要因?yàn)椴煌再|(zhì)土體的含水量、與水泥反應(yīng)的特性、生成最終產(chǎn)物的強(qiáng)度等都相差明顯。一般來(lái)講，粉噴樁在粉土中固結(jié)效果最好，對(duì)粘粒含量較低的粘土，效果也比較明顯，因此在考慮粉噴樁加固軟土地基的設(shè)計(jì)方法時(shí)，必須考慮土體分層特性的影響。
2)有機(jī)質(zhì)含量的影響。土中有機(jī)質(zhì)含量是決定水泥熟料水化結(jié)晶過(guò)程快J漫的重要因素。有機(jī)質(zhì)含量較高的軟土其相應(yīng)水泥土的強(qiáng)度形成較為緩慢。有機(jī)質(zhì)含量少的，其水泥土強(qiáng)度形成也較快。從長(zhǎng)期的觀點(diǎn)來(lái)看，結(jié)合在水泥土中的有機(jī)質(zhì)最終會(huì)導(dǎo)致水泥土的強(qiáng)度喪失。
3)含水量的影響。土體含水量是影響水泥土強(qiáng)度的重要因素。水泥的水化需要一定的水分。這也是粉噴樁一般不應(yīng)用在干燥土體中的原因。但含水量較大時(shí)，水泥熟料的水解受到自由水的侵襲。水化過(guò)程的氫氧化鈣被稀釋，甚至被滲透水流帶走。減弱了堿性環(huán)境，使得水泥水化各種產(chǎn)物所占比例發(fā)生變化，粘結(jié)能力明顯降低。含水量越高，這種影響的結(jié)果越明顯。
4)鹽溶液特性的影響。土中鹽溶液的特性是決定水泥土強(qiáng)度大小的因素之一。各種不同的鹽分能使水泥的水化過(guò)程發(fā)生改變。這一影響隨著鹽溶液的組成不同而有很大的差異。
5)孔隙比。土的孔隙比對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響沒有含水量的影響大，粉噴樁的施工過(guò)程中。土的原狀結(jié)構(gòu)被破壞，并與水泥粉原位攪拌。所以土的孔隙比不能直接反映水泥土的性質(zhì)。但是孔隙比在一定程度上反映了土體的應(yīng)力歷史及礦物組成。因此能間接反映水泥土的結(jié)構(gòu)緊密程度及水泥與軟土的結(jié)合特性。
6)飽和度的影響。土的飽和度從相對(duì)的角度反映了土的含水量和孔隙比。也就綜合反映了這兩個(gè)因素對(duì)水泥土強(qiáng)度的影響。
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