地基处理施工规范范文

时间:2023-06-04 10:03:21

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地基处理施工规范

篇1

关键词:地基施工;质量监管;问题;措施

中图分类号:TU47 文献标识码:A文章编号:

0前言

随着现代建筑产业的发展,工程施工管理的重要性越发明显。建筑在地基处理施工的质量监管中,存在诸多的问题,尤其是监管的不规范、监管力度的缺乏,严重制约着监管的有效性。于是,基于存在的监管问题,强化监管的有效性,尤其是监管体制的完善、监管体系的构建,是强化监管工作的重要举措。并基于监管工作的优化和改革,更有助于现代建筑产业的发展。

1地基处理施工中质量监管存在的问题

随着我国改革开放的不断深入,建筑产业的发展日益繁荣。当前,我国建筑产业不够完善,尤其是建筑产业链缺乏完善的体制,在规范管理上相对欠缺,以至于建筑地基处理施工监管落实不到位,诸如质量监管工作,在施工阶段比较欠缺。于是,地基处理工程的施工管理,在一定程度上存在诸多的问题,涉及到人力、物力、财力等方面,而且这些监管问题,在一定程度上制约监管工作的开展。

1.1工程管理不规范,尤其是监管人员缺乏良好的素质

目前,我国建筑领域的人才相对缺乏,在工程的施工建设中,存在诸多不规范、不科学的行为。在地基处理工程施工中,高密度的和谐施工环境,需要基于有效的施工管理。而实际的施工监管工作相对缺乏,监管人员对各项管理工作落实不到位,监管工作带有形式的色彩,以至于施工人员相对散漫,工程安全隐患增多,施工质量难以确保。同时,施工管理人员非专业出身,都是由领导担任,这就造成监管缺乏专业性,对于监管中的问题不能及时发现,最终影响工程质量的管理工作。

1.2施工人员的安全意识淡薄,尤其是施工技术的缺乏

地基处理工程的施工监管,在于对高密度的施工群体进行协调的分化管理,以强化施安全管理和质量监管。而实际的施工建设,施工人员的专业性缺乏,对于安全缺乏一定的意识,以至于施工操作出现不同程度的不规范操作,影响施工建设的质量。同时,企业的监管制度不完善,缺乏对于施工人员进行技术培训,最终造成施工现场“鱼龙混杂”,各类安全问题、质量问题都孕育而成,进而加剧了施工质量监管的难度。

1.3工程施工的质量监管力度缺乏,尤其是监查不到位

地基处理工程在一定程度上,工程系统性强,尤其是多工种、多技术下的施工建设,对施工质量监管带来较大的难度。实际的工程监管,缺乏监管的力度,对于工程项目的管理执行力落实不到位,在一定程度上滋生了各类质量问题的出现。同时,施工项目的监查不到位,表面形式下的监管工作,严重影响着工程的有序开展。并且,管理的监查缺乏完善的体系,各监查部门的职能不明确,监查工作无法落到实处,最终造成监管缺乏有效性。

2强化地基处理工程监管的若干措施

现代人的生活理念发生了本质性转变,建筑结构的施工建设更加复杂,地基处理施工难度加大,诸多的监管问题制约着现代施工建设的发展。针对上述的若干问题,提出强化地基处理工程监管的几点措施,诸如创新监管理念、监管制度等,都可以提高施工的安全性,以及工程施工质量。

2.1规范施工监管工作,尤其是提高管理人员的专业能力

地基处理施工是一个高密度的施工工程,施工监管的规范性,是监管工作开展的基础。在施工项目的管理中,要规范管理制度,明确好各管理部门的职责,并落实到人,这样在规范的监管体制下,强化监管的力度。同时,监管人员的职业能力,尤其是综合管理素质,是监管工作有序开展的重要因素。地基处理施工多工种、多工艺的施工环境,决定监管人员,具有较强的监管能力,对于项目中的各项问题,进行妥善而及时的处理,是地基处理施工监管者所必须的。并且,管理者应该具有创新的监管理念,不断强化工程的监管力度,以落实各项监管职能。

2.2构建完善的监管体系,尤其是强化工程质量的监管

地基处理工程建设在于质量控制,在完善的管理体系中,落实好质量监管是基础。公地基处理施工的质量问题源于多个方面,这就要求监管工作必须做到全面而细致,对于工程项目的质量问题,进行有效的规避。在质量监管中,要强化施工人员的施工技术,进而规范其施工操作。并对其施工技术进行培训,以完善有效施工的自身条件。同时,质量监管是管理工作的核心内容,于是在监管中,控制好施工各环节的工程质量,避免人为因素或外部因素下的工程质量。而且,施工质量问题下的“二次”施工,不仅影响工程进度,还增加了工程的成本输出。所以,在地基施工管监管中,构建完善的监管体系,对于地基处理工程质量方面,进行全面而细致的施工质量监管。

2.3强化监管职能,尤其是提高监查力度

地基处理施工中,多工种、多工艺的施工环境,需要基于有效的监查力度,对于施工的各环节进行规范监管。地基处理工程比较特殊,管理的职能部门,在监管的职能上比较模糊。于是,在强化监管的工作中,对于管理部门的完善,尤其是监管职能的优化,可以强化检查的力度。同时,对于监管中的问题,要进行及时的问题分析,进而有效的问题反馈,以强化监管的有效性。并且,监管的开展需要基于完善的检查制度,以规范各监管工作的有效落实。

3结语

基于上述,我们知道:地基处理施工质量监管存在诸多的问题,尤其是监管工作的落实不到位,监管缺乏全面性和有效性,严重制约监管工作的有序开展。于是,基于管理体制的完善、管理体系的构建,对于落实监管工作,优化监管效率,具有实质性的意义。

参考文献:

[1]龚梅,彭更旺.地基处理施工质量管理分析[J].现代商贸工业,2010(07)298—299.

[2]曾永生.强化工民建筑工程施工管理的探讨[J].中国新技术新产品,2012,(5):179.

篇2

关键词:铁路路基;软土地基;施工技术

一、引言

铁路工程施工中将强度低、压缩性高的软弱土层视为软土,如:软粘性土、淤泥质土、淤泥等,其工程特性主要有如下几点:孔隙比大、天然含水量高、灵敏度高、抗剪强度低、透水性差、压缩性高、流变性显著等。软土路基施工中常出现的两大类问题[1]分别为:(1)稳定与强度问题,指的是当路基的抗剪强度不能满足路堤及路面外荷载作用时,便会产生局部或整体剪切破坏,以至于造成路堤塌方、失稳及桥台破坏等危害。(2)沉降及变形问题,指的是当路基不能承受上部荷载或者外部荷载时,便会使得路基本身产生过大的沉降变形,以至于直接影响铁路的正常使用。鉴于上述问题,在对软土路基进行设计与施工处理时,首先应该对该地区的软土路基进行详细的研究调查,以便能完全掌握该地区软土的各种性质以及土层的相关特征,在施工过程中能采取相应的地基处理措施,保证软土路基在施工期间的稳定性和控制高速铁路运营后的地基沉降。

二、铁路路基施工技术的简介

铁路软土地基处理技术的选择原则应遵循满足轨道变形控制的要求,尽量降低投资,符合工期要求的原则,以下就现阶段铁路路基地基处理的几种常用施工技术进行介绍。

(一)粉喷桩施工技术。(1)粉喷桩施工技术的优点。 现场施工中,常采用粉喷桩技术和排水固结法[2]处理铁路软土路基,但粉喷桩施工技术的应用更为广泛。原因在于该方法相比排水固结法而言有如下优点: 1)能在很大程度上减少加固范围内的地基沉降量; 2)能减少加固区域侧向位移; 3)能更好的提高地基土自身的承载力,允许较高的填土速率; 4)由于是利用钻头搅拌钻孔成桩,所以对周边建筑物的扰动较小,不会影响周边居民的正常生活,具有良好的社会效益。

(2)粉喷桩施工工艺。粉喷桩施工技术的工作原理为:1)当喷粉搅拌钻机进入软土地基时,会对周边的软土地基进行切割搅拌;2)在搅拌的过程中,周边的空气会被逐渐压缩,此时钻头中粉体固化剂便会被喷射到软土地基中;3)钻头处于工作状态时,其上的叶片会切割周边的软土地基,以便让软土与固化剂能充分的搅拌混合;(4)当固化剂与软土达到胶结硬化状态时,便会在软土地基中形成一定直径的粉喷桩体,此时的桩体与桩间土会形成复合地基,共同承担外部荷载。

粉喷桩处理技术的一般施工工艺如下所示:(1)根据设计方案对桩身进行定位,保证桩的垂直度,当钻头接近地基时,地面时,启动空压机送气。(2)根据实际工程情况,调整钻机速度,当钻头达到设计要求的高度时,应立即关闭送气阀门,并进行喷送固化剂操作。(3)当粉体固化剂达到桩底时,便可提升搅拌钻头,当钻头达到设计桩顶标高时, 便可停止喷粉。(4)根据上述工艺进行二次搅拌。

(3)施工过程中的注意事项。为了确保施工的质量,则需要注意如下几方面:1)为了保证粉喷桩的长度满足设计要求,则需要控制下钻的深度以及喷粉的高程。2)在选用粉喷机时,应该选用具有粉体计量装置的机器,以便在施工过程中能时刻检测到粉体的含量情况。3)考虑到作业的对象是软土地基,则需要定期对桩的直径进行检测,同时还应该检查搅拌的均匀程度,相关规范规定直径磨耗量不得大于2cm。4)喷粉机应该在钻头提升至地面以下0.5m时停止喷粉。5)在施工过程中,往往会因为某种原因导致停止喷粉,当在进行二次喷粉接桩时应该保证喷粉重叠长度不得小于1m。6)在施工过程中,应该保证泵送水泥的连续性。

(二)高压喷射注浆法。高压喷射注浆法也是软土地基处理的常用方法之一,其主要工作原理如下:(1)在钻孔的作用下,将喷嘴式注浆管通人软土地基中,达到设计要求的深度时停止钻入;(2)喷出注浆管中的液体,在高压下对软土土层进行冲切;(3)在液体喷出过程中,需要保证注浆管以固定的速度进行螺旋式上升,以便使得浆液能形成圆柱体,该圆柱体不仅能提高路基的承载能力,还能在一定程度上防止大面积的沉降。

(三)冻结技术。利用冻结技术进行软土地基处理时,其主要的操作流程如下所示:首先对液态或者进行相应的膨胀操作,在实际施工过程中也可以利用制冷的装置连接密闭液压装置,以便能让冷却状态下的液体能在装置内流动;然后对软土地基进行冷冻和定型处理,以保证被处理过的软土强度得到大面积的提升。

(四)CFG桩技术。实际工程中,CFG桩技术之所以能被广泛运用于铁路软土地基处理,原因在于其施工后沉降值小于15mm,能很好的满足高速铁路路基设计规范中对无砟轨道路基工后沉降的要求。

CFG桩技术施工工艺有如下几方面的优点: (1)由于施工过程中噪音低,所以对周边居民的正常生活影响较低,且无泥浆污染;(2)在成孔制桩环节,不会产生额外的振动,所以在打新桩时对现有的桩产生的影响小; (3)实际工程中,软土地基下方可能是较硬的硬土层,而CFG桩技术的穿透力强,所以能打穿硬土层; (4)最重要的一点就是现场施工效率高。

三、铁路路基施工相关措施的选择

以下就铁路路基施工中最常用的两种措施进行分析:

(一)置换填土。在实际施工中,当软土地基的厚度小于2m且路堤的高度较低时,可以选择置换填土法进行处理。具体的施工流程如下:(1)先将泥炭、软土挖除,根据施工现场的实际情况,可以选择全部或者部分挖除;(2)采用渗水性能好的材料,按照铁路规范的相关设计要求进行分层填筑,实际工程中常用的几种填筑材料有砂、砾、卵石以及片石等,这些材料属于渗水性材料或强度较高的粘性土。

(二)砂垫层。在现场施工中,要采用该种方法则需要满足如下几方面的要求: (1)施工工期较长; (2)路堤高度在极限高度的2倍以内; (3)周边的有充足的砂资源;(4)软土地基表层无隔水层的情况等。

施工过程中需要根据路堤高度和软土层厚度及压缩性等来确定砂垫层的厚度,且在施工中,需要对砂(砾)进行适当的洒水,以便能达到分层压实的设计要求。在进行填筑路基环节时,应合理控制填筑的速度,规范中要求的速度应该满足加荷的速率与地基承载力增加的速率相适应,这样才能保证地基在路堤填筑过程中不会发生破坏。

结语:软土地基对修筑铁路有着极大的危害性,其不仅能造成地基的失稳,严重的还会使构造物产生不均匀沉降,当沉降达到一定量便会造成不可估量的损失。本文以上介绍了几种常用的软土地基处理技术以及措施,但是具体的施工方法还是需要根据施工现场的实际情况而定,当遇到的问题较为复杂时,可以同时采用几种方法进行处理,以便满足相应的规范要求。

参考文献:

[1] 万德臣.路基路面工程[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2] 吕芳.水泥粉喷桩处理软土路基方法探讨[J].山西建筑,2007,33(14).

篇3

罐基础设计的合理与否直接影响到储罐是否能安全,正常的工作,从事故发生的原因来看一般反应在以下几个方面。

基础的选型是设计是否能达到安全、经济、合理的关键,基础的选型应根据储罐的形式、容积、储存的介质,地质条件、业主所能提供的材料情况以及当地的施工技术条件。

1,当储罐直径小于等于6米时,可采用整板基础,采用此基础的优点是基础整体性好,沉降均匀,由于没有了环墙内夯土,所以施工进度快且质量易得到保证,缺点是混凝土和钢筋用量较大,施工时要采取减小大体积混凝土带来不利影响的措施

2,当储罐直径大于6米时可采用环墙基础,外环墙式和护坡式基础,优点是混凝土和钢筋用量较省,缺点是由于储罐底部夯土较深,施工时间较长且需采取冲水试压等措施,基础沉降量大,环墙的宽度必须和地基以及罐底压强相协调,否则会照成环墙和罐底沉降差过大,以致罐底钢板拉裂或顶破。

3,存储低温介质的钢储罐基础必须采用深基础,其罐底做架空板,板底与地面留有空隙(约800mm)以防止罐内低温介质作用于土壤,形成冻土。

4,存储高温介质钢储罐要根据介质温度的不同采用不同的隔热措施,当介质温度高于95度时,与罐底接触的罐基础表面应采取隔热措施,一般可采用平铺三层浸渍沥青砖,罐底面和砖顶面应刷冷底子油两遍。

5,存储剧毒,酸,碱腐蚀介质的钢储罐应做成实体架空基础(自地面300mm以下做成整板基础,其上部做架空基础),目的是若罐内介质泄露,介质会顺着架空基础的槽内流出,容易被及时发现,且介质不会流入土壤中,对其产生腐蚀,影响地基承载力。

钢储罐基础应设置沉降观测点,具体要求详见《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》SHT3068-2007.在基础施工完成后要进行充水试压,目的是对基础及储罐进行检测,同时对地基进行预压,充水预压时要注意控制充水速度及预压时间,以免认为的对基础和罐体照成破坏。

基础可以根据具体的地基情况而比较常见的采用环墙基础、筏板基础、桩基础和地基处理,地基处理在钢储罐基础设计中是经常遇见的,下面介绍一个工程实例:

该工程位于南京市六合区,由于以前为丘陵地域,所以场地高低起伏较大,经厂区平整后有些地区不可避免的有较厚的素、杂填土,具体场地土层分布情况如下:

①层杂填土:灰色,黄灰色,稍湿,表层夹较多植物根茎,局部含少量砼块、石子等,主要成份为粘性土,为近期人类活动填积形成,性质极不均匀。该层最大厚度6.30~10.80m,平均8.11m。

②-1层粉质粘土:灰黄色,黄色,稍湿,可塑状态,含少量铁锰质浸斑及灰白色粘土条带,中等偏高压缩性,无摇振反应,切面光滑,稍有光泽,干强度中等,韧性较高。该层厚度9.30~13.90m,平均11.55m;层顶标高5.19~11.09m,平均9.20m,层顶埋深6.30~10.80m,平均8.11m。

②-2层粉质粘土:黄色,黄褐色,暗紫色,湿,可~硬塑,含铁锰质结核,局部夹砂粒,中等压缩性,无摇振反应,切面光滑,稍有光泽,干强度高,韧性较高。该层厚度1.60~11.00m,平均5.79m;层顶标高-4.71~0.05m,平均-2.35m,层顶埋深16.80~21.20m,平均19.66m。

③-1层强风化粉砂质泥岩,棕红色,暗红色,密实,局部夹薄层卵石,母岩风化强烈,原有组织结构大部分已被破坏,矿物成份已发生明显变化,风化裂隙发育,岩芯呈砂土状,手捏易碎,水冲易散,干钻很难钻进。该层厚度1.20~4.80m,平均2.16m;层顶标高-15.27~-2.06m,平均-8.13m,层顶埋深19.20~31.00m,平均25.45m。

③-2层中风化粉砂质泥岩,棕灰色,棕色,致密,原有组织结构部分已被破坏,矿物成份已部分发生部分变化,岩芯较完整,呈长柱状,岩芯钻方可钻进,锤击易碎,岩体基本质量等级为V级。该层未钻穿,最大控制深度5.80m;层顶标高-16.47~-6.15m,平均-10.29m;层顶埋深23.30~32.20m,平均27.61m。

根据分析①层杂填土不可作为基础持力层,因此浅基础不适用于该工程,该层土层厚度为6.30~10.80m,平均8.11m,所以亦不适用于桩基础,决定采用砂石桩法对地基进行处理以②-1层粉质粘土,地基承载力特征值220Kpa为持力层,具体计算过程如下:

一、设计资料

1.1地基处理方法:砂石桩法

1.2基础参数:

基础类型:矩形基础

基础长度L:28.00m

基础宽度B:28.00m

褥垫层厚度:300mm

基础覆土容重:20.00kN/m3

1.3荷载效应组合:

标准组合轴力Fk:56000.00kN

标准组合弯矩Mx:630.00kN•m

标准组合弯矩My:63.00kN•m

准永久组合轴力Fk:56000.00kN

1.4桩参数:

布桩形式:矩形

X向间距:0.80m,Y向间距:0.80m

桩长l:10.00m,桩径d:300mm

桩体承载力特征值:200.00kPa

桩土应力比:2.50

1.5地基变形计算参数:

自动确定地基变形计算深度

自动确定地基变形经验系数

1.6复合地基计算公式:《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.8-1)

fspk = m fpk + (1- m)fsk

1.7地基处理设计依据

《建筑地基处理技术规范》

(JGJ 79-2002 J220-2002)

《建筑地基基础设计规范》

(GB 50007-2002)

1.8土层参数

天然地面标高:0.00m

水位标高:-8.00m

桩顶标高:-5.00m

土层参数表格

层号 土层名称 厚度

m 容重

kN/m3 压缩模量

MPa 承载力

kPa d 桩侧阻力kPa 桩端阻力kPa

1 粉质粘土 8.00 18.00 20.00 100.00 1.00 20.00 1000.00

2 粉质粘土 30.00 18.00 20.00 220.00 1.00 20.00 1000.00

注:表中承载力指天然地基承载力特征值

桩侧阻力指桩侧阻力特征值(kPa)、桩端阻力指桩端阻力特征值(kPa)

桩在土层中的相对位置

土层 计算厚度(m) 容重

kN/m3 压缩模量

MPa

1 3.00 18.00 20.00

2 7.00 18.00 20.00

二、复合地基承载力计算

2.1桩体承载力特征值

桩体承载力特征值 fpk= 200.00 kPa

2.2面积置换率计算

由"建筑地基处理技术规范"式7.2.8-2m = d2de2 计算

d--桩身平均直径,d=0.30m

de-- 一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径

de=1.13s1s2=1.13×0.80×0.80=0.90m

s1、s2--桩X向间距、Y向间距,s1=0.80m、s2=0.80m

m =d2de2 = 0.3020.902 =11.01

2.3复合地基承载力计算

《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.8-1)

fspk = mfpk + (1- m)fsk

fspk--砂石桩复合地基承载力特征值(kPa)

fpk--桩体承载力特征值,fpk=200.00kPa

fsk--处理后桩间土承载力特征值(kPa),取天然地基承载力特征值,fsk=100.00kPa

m--面积置换率,m=11.01

fspk= 0.1101200.00+(1-0.1101)100.00 = 111.01kPa

经砂石桩处理后的地基,当考虑基础宽度和深度对地基承载力特征值进行修正时,一般宽度不作修正,即基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础深度的地基承载力修正系数取1.0。经深度修正后砂石桩复合地基承载力特征值fa为

fa = fspk+0(d-0.50)

上式中 0为基底标高以上天然土层的加权平均重度,其中地下水位下的重度取浮重度

0= ∑ihi∑hi = 18.00×5.005.00 = 18.00kN/m3

基础埋深,d=5.00m

fa = 111.01+18.00×(5.00-0.50)=192.01kPa

轴心荷载作用时

Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kN

pk = Fk+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa pkfa,满足要求

偏心荷载作用时

pkmin = Fk+GkA - MkyWy - MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 - 63.003658.67 - 630.003658.67= 171.24kPa pkmin> 0,满足要求

pkmax = Fk+GkA + MkyWy + MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 + 63.003658.67+ 630.003658.67= 171.62kPa pkmax1.2fa,满足要求

三、变形计算

3.1计算基础底面的附加压力

荷载效应准永久组合时基础底面平均压力为:

Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kN

pk = F+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa

基础底面自重压力为:

pc= 0d=18.005.00=90.00kPa

基础底面的附加压力为:

p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa

3.2确定z

按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)表5.3.6:

由b=28.00 得z=1.00

3.3确定沉降计算深度

沉降计算深度按"地基规范"式5.3.6由程序自动确定

zn = 25.00 m

3.4计算复合土层的压缩模量换算系数换算系数

复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量按《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.9)确定

Esp = [1 + m(n - 1)]Es

令 = 1 + m(n - 1),即复合土层的压缩模量换算系数 = 1 + 0.1101×(2.50 -1) = 1.165

3.5计算分层沉降量

根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)表 K.0.1-2可得到平均附加应力系数,计算的分层沉降值见下表:

《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)的分层总和法沉降计算表

z(m) l1/b1 z/b1  z zii - zi-1i-1 Esi(MPa) si = p0(zii - zi-1i-1)/Esi ∑si(mm)

0 1.00 0 4×0.25=1.00 0

3.00 1.00 0.21 4×0.2496=0.9982 2.9947 2.9947 23.30 10.46 10.464

10.00 1.00 0.71 4×0.2382=0.9528 9.5277 6.5330 23.30 22.83 33.292

24.00 1.00 1.71 4×0.1882=0.7527 18.0650 8.5373 20.00 34.76 68.051

25.00 1.00 1.79 4×0.1847=0.7387 18.4672 0.4022 20.00 1.64 69.688

上表中l1 = L/2 = 14.00m, b1 = B/2 = 14.00m

z = 25.00m范围内的计算沉降量∑s = 69.69 mm, z = 24.00m至25.00m(z为1.00m), 土层计算沉降量s'n = 1.64 mm ≤ 0.025∑s'i = 0.025 × 69.69 = 1.74 mm,满足要求。

3.5确定沉降计算经验系数s

由沉降计算深度范围内压缩模量的当量值Es可从《建筑地基处理技术规范》表9.2.8查得Es = ∑Ai∑AiEsi

Ai = p0(zii - zi-1i-1)

式中Ai为第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值∑Ai = p0 × 18.47 = 18.47p0

∑AiEsi = p0 × (2.99523.30 + 6.53323.30 + 8.53720.00 + 0.40220.00 )

= p0 × (0.13 + 0.28 + 0.43 + 0.02)

= 0.86p0

Es = 18.47p00.86p0 = 21.58 MPa

查《建筑地基处理技术规范》表9.2.8得s = 0.200

3.6最终的沉降量

s = ss' = s∑s'n = 0.200 × 69.69 = 13.94 mm

四、下卧土层承载力验算

基础底面的附加压力

基础底面平均压力为:

pk= 171.43kPa

基础底面自重压力为:

pc= 0d=18.005.00=90.00kPa

基础底面的附加压力为:

p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa

第2层土承载力验算:

(1)计算基底下10.00m处的附加压力

a = 28.00/2 = 14.00, b = 28.00/2 = 14.00, ab = 14.0014.00 = 1.00, zb = 10.0014.00 = 0.71, 由《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)表 K.0.1-1可得附加应力系数, = 0.210

pz = 4p0 = 4×0.210×81.43 = 68.47 kPa

(2)计算基底下10.00m处的自重压力

pcz = 0d

上式中 0为自天然地面以下深度15.00m范围内天然土层的加权平均重度,其中地下水位下的重度取浮重度

0= ∑ihi∑hi = 18.00×8.00+8.00×7.008.00+7.00 = 13.33kN/m3

pcz = 13.3315.00 = 200.00 kPa

(3)计算基底下10.00m处的经深度修正后地基承载力特征值

fa = fak + d0(d-0.50)

= 220.00 + 1.0013.33(15.00-0.50)

= 413.33 kPa

pz+pcz = 68.47 + 200.00 = 268.47 kPa  fa = 413.33 kPa

第2层土承载力满足要求

五、施工技术要求及质量检验

5.1施工工艺

1、砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法。当用于消除粉细砂及粉土液化时,宜用振动沉管成桩法。

2、施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时,应在调整设计与施工有关参数后,重新进行试验或改变设计。

3、振动沉管成桩法施工应根据沉管和挤密情况,控制填砂石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等。

4、施工中应选用能顺利出料和有效挤压桩孔内砂石料的桩尖结构。当采用活瓣桩靴时,对砂土和粉土地基宜选用尖锥型;对粘性土地基宜选用平底型;一次性桩尖可采用混凝土锥形桩尖。

5、锤击沉管成桩法施工可采用单管法或双管法。锤击法挤密应根据锤击能量,控制分段的填砂石量和成桩的长度。

6、砂石桩的施工顺序,对砂土地基宜从或两侧向中间进行,对粘性土地基宜从中间向或隔排施工;在既有建(构)筑物邻近施工时,应背离建(构)筑物方向进行。

7、施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍套管外径;套管垂直度偏差不应大于1%。

8、砂石桩施工后,应将基底标高下的松散层挖除或夯压密实,随后铺设并压实砂石垫层。

5.2施工质量检验

1、应在施工期间及施工结束后,检查砂石桩的施工记录。对沉管法,尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等项施工记录。

2、施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对饱和粘性土地基应待孔隙水压力消散后进行,间隔时间不宜少于28d;对粉土、砂土和杂填土地基,不宜少于7d。

3、砂石桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验,对桩体可采用动力触探试验检测,对桩间土可采用标准贯入、静力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2%。

4、砂石桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验。

篇4

【关键词】火力发电 节约环保 振冲碎石桩 设计 施工 检测

中图分类号: S611文献标识码:A 文章编号:

1.引言

地基处理的设计和施工必须认真贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境。近年来我国火力发电厂的增速最为迅速,好的厂址基本上都已被占用,现在许多厂址需要经过地基处理后方可作为上部重要结构的持力层。众所周知工程建设中,地下工程造价占土建工程造价的25%,而复杂的地基条件时地基处理和基础费用占比高达50%,可见选择合适、环保的地基处理方案对节约工程投资和环境保护是多么重要。依据《电力工程地基处理技术规程》(DL/T 5024-2005)可知振冲碎石桩复合地基可用于火力发电厂中任何建(构)筑地基处理。下面从振冲碎石桩复合地基处理方案在工程中易出现的问题进行分析探讨。

2.工程概况

2.1. 本工程是新疆乌鲁木齐某电厂,建设2×350MW超临界、直接空冷、单抽汽凝汽式机组电厂。厂址在勘探深度40m范围内的岩土地层主要为第四系冲洪积物,各土层物理性质指标见下表:

2.2 厂区范围内未发现滑坡等不良地质作用,不考虑地震液化的影响。地下水对混凝土结构有强腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋有强腐蚀性,对钢结构具有中等腐蚀性。

2.3结合本工程强腐蚀情况,依据《工业建筑防腐设计规范》表4.9.5对于硫酸根离子和氯离子有强腐蚀的环境,不应采用混凝土灌注桩。同时本工程由于地下水较浅,土层透水性差,降水困难,采用深层开挖换填工程量较大,且降水费用较高,因此对于重要建(构)筑物推荐采用了振冲碎石桩复合地基,其他建(构)筑物和埋深较浅的采用超挖换填地基处理方案。

3.振冲碎石桩复合地基设计

3.1振冲碎石桩相关规定

振冲碎石桩是一种柔性桩,对于处理厚度在13米左右的粉土,效果较好,并且受地下水影响较小。振冲碎石桩复合地基可以增大地基承载力与稳定性,减少沉降,消除液化。如能有效控制好施工质量,经处理后的地基承载力在250~350kPa左右,可以满足重要建筑的承载力要求。

振冲碎石桩利用振冲器的水平振动和高压水的共同作用下,在软弱土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩柱(同时对周围松散土层具有一定振密效果),并和原土地基组合成复合地基的一种振冲置换的地基处理方法。

振冲碎石桩在制桩过程,碎石填料在振冲器水平向振动力和高压水的作用下,挤向孔壁的软土中,从而使桩体直径扩大。当振冲器水平向振动力和高压水的作用力与土颗粒内部约束力接衡时,桩径不再扩大,振冲器缓慢向上振密碎石填料。如果原土强度过低,土颗粒的内部约束力始终不能平衡填料挤人孔壁的压力,桩径无限加大无法振密实,就不适用振冲碎石桩了。国内的有关规范、规定均认为振冲置换用于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的黏性土、粉土、淤泥质土、饱和黄土和人工回填的粘性土等地基。

振冲挤密是在振冲器重复水平振动和侧向挤压作用下,地基产生周期性剪力,土体内的孔隙水压力迅速增大,砂土的结构逐渐破坏而发生液化,砂颗粒重新排列,孔隙减小,这样,土体由松变密。另外,依靠振冲器的水平振动力,在加填料情况下,还通过填料使砂层挤压加密,这就是振冲挤密法。加填料的振冲挤密适用于饱和砂土地基,也可用于地下水位以上含一定粘粒、渗透性不大的粉细砂层; 不加填料的振冲密实,适用于处理粘粒含量不大于10%的粗砂、中砂和松散的砂卵石地基。

3.2.本工程振冲碎石桩设计计算

a、承载力及压缩模量的估算:

桩径、桩距的确定应根据上部荷载大小、原土抗剪强度和振冲器的功率综合考虑,间距太小施工时容易串桩,根据以往工程经验拟采用75kw振冲器施工,桩径1米,桩距宜为1.8米。桩体依据改电厂试桩检测报告取550 kPa,复合地基承载力特征值为280 kPa.

(1) 拟建工程复合地基承载力特征值采用下列公式计算

f=[1+m(n-1)]*f———— 公式1

其中n 为桩土应力比,无实测时取2~4,天然地基承载力高时取低值,取大值,反之取小值。

置换率m=d/d

采用三角形布桩 d=1.05s

复合地基压缩模量计算公式: E=[1+m(n-1)]*E

公式1计算的复合地基承载力fspk=281 kPa及压缩模量Esp=14.85 MPa

(2) 拟建工程复合地基承载力特征值采用下列公式计算:

f=m f +(1-m)*f———公式2

置换率m=d/d

采用三角形布桩 d=1.05s

公式2计算的复合地基承载力fspk=284 kPa(桩身强度经验值取550 kPa, 桩间土承载力特征值取180 kPa)

由上述两公式计算的理论数据可知,复合地基的承载力特征值同试桩计算结果比较相符。

b、主厂房沉降量计算:

主厂房勘探点 C21 K17

s'(计算沉降量) 117 114

Es(压缩模量当量) 13.8 13.8

Φs(经验系数) 0.445 0.445

S(最终沉降量) 52.07 50.62

根据《火力发电厂土建结构设计技术规定》相关规定,主厂房框架地基容许沉降量为200mm,满足规范允许变形要求。

4振冲碎石桩设计中存在的问题

4.1护桩问题

关于振冲碎石桩护桩规定,在以下规范中规定不尽相同,《火力发电厂振冲法地基处理技术规程》(DL/T 5101-1999)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中对护桩规定“宜在基础外缘扩大1~2排桩”,《电力工程地基处理技术规程》(DL/T 5024-2005)中对护桩规定为“当为消除地基土液化时,宜在基础外缘扩大2排~3排桩;为其他目的时,宜在基础外缘扩大1排~2排桩”。

该条文为建议性条文,且本工程地基不考虑液化,同时考虑烟囱、锅炉房和主厂房等重要结构且上部的荷载较大,故选择扩大2排桩。

4.2终孔条件

依据本工程试桩报告中相关参数,其终孔的条件为“振冲至设计深度16米或振冲碎石桩应进入②号圆砾层的深度不小于500mm;此时不再进尺而电流值明显增大至100A左右,即可终孔”,这样现场提出监理不好控制。

处理方案:我们设计人员根据详的地质剖面图和柱状图结合现场实际情况将终孔条件更改为“振冲碎石桩桩长达到16m,且振冲器不再进尺为最终控制条件。”

4.3褥垫层材料

设计要求褥垫层材料“换填400mm的碎石垫层,垫层压实系数λc应大于0.93。垫层碎石的最大粒径不宜大于50mm,且应级配良好”。根据现场实际施工后检测结果,承载力较低(240 kPa)且桩头动探击数较低(0-2米平均6~8击)。不满足350MW工程地基承载力要求。

处理方案:动探击数和复合地基承载力低于试桩结果,分析原因消散期较短或施工其他原因导致。依据桩头动探击数的检测结果将上部2000mm松散的、稍密的桩头基本上全部截除,改为换填级配良好的天然戈壁土2000mm厚,相当采用了振冲碎石桩加换填复合地基。

实际效果:由于上换填了2000mm厚的天然戈壁土,依据本工程换填地基处理原位载荷试验结果地基承载力特征值fak=350kPa(建议值),变形模量E0=50.0MPa(建议值)。目前投产运行状况良好。根据测量单位实测沉降结果:锅炉房和主厂房最大沉降28.9mm,最大沉降差4.6mm。均满足电力行业规范要求。

5、振冲碎石桩现场施工情况及注意事项

5.1振冲碎石桩施工工艺

施工准备——造孔——清孔——填料加密

5.2施工注意事项

振冲碎石桩施工的关键是造孔和填料加密,过程中最关键的是吊车司机同装载司机的默契配合,同时应服从记录员的指挥。施工记录员应严格按照施工蓝图的设计参数控制(终孔条件、振密电流、留振时间、加密段长度等)。

监理现场旁站,是控制好振冲碎石桩施工质量的一个关键措施。同时应要求施工单位急时进行自检,动探击数底的应进行复打补救。

图一施工准备 图二填料加密

6、振冲碎石桩试验检测

6.1原位试验

原位试验的目的是检验复合地基处理效果,得到复合地基承载力特征值和压缩模量;验证所采用的振冲碎石桩理论计算结果同实际检测结果的吻合性和差异性。验证振冲碎石桩直径、间距、长度及布置形式的合理性;确定最有的施工工艺和施工控制参数,为工程设计和施工提供依据;确定各种检测手段的适宜性及标准,为施工检测提供依据。

6.2桩基检测

振冲碎石桩施工完毕后,应间隔一段时间方可进行质量检验,间隔时间(《电力工程地基处理技术规程》10.0.22规定振冲法处理的地基效果检测应在成桩后间隔一定时间进行,对饱和粘性土地基间隔时间不宜小于28天,粉土地基不宜小于20天,砂土和杂填土地基不宜小于10天)不少于20天[1],以进行固结排水,恢复强度。

检测完毕后由检测单位出具正式检测报告,提供检测所得的复合地基的变形模量、压缩模量和复合地基承载力特征值,并对振冲碎石桩桩体密实度和桩间土挤密效果作出评价,作为桩基验收及进行下道施工工序的依据。

7、结语

振冲碎石桩在我国已有很多年的设计、施工和检测经验,技术比较成熟,加固费用相对较低,同时处理后对地基承载力提高明显,因此是一些地区的优先采用方法,特别是处理有液化的地基工程时有更明显的优势。

参 考 文 献

[1]《电力工程地基处理技术规程》(DL/T 5024-2005)

篇5

关键词:罐基础 地基处理 技术措施

联合站改造工程为老区改造项目,异地新建转油放水站1座,其中:新建油水泵房1座、集输油阀组间1座、2000m3沉降罐1座、2000m3事故罐1座、油离水脱除器2台;更新外输加热炉2台,利旧掺水加热炉3台。主要承担油田3座转油站来液处理。新建的2000m3沉降罐基础平面位置占压了原有污水提升站,给地基处理带来了较大困难。

一、施工难点

X地区地势低洼,联合站周边常年积水,地表水位-0.8m,原场区地下0.8m均为填方,土质为杂质土,承载力也较差。原设计槽底标高为-0.8m。2000m3沉降罐平面位置占压原有污水提升站泵房的全部及污水池1/3面积。污水池直径6m、深5.5m。原污水池周围2m范围内土层受当年施工扰动,经过二十多年的自然沉降,稳定性仍然较差。地基处理现场出现较大难题,如果地基处理不好,将导致2000m3沉降罐不均匀沉降,甚至造成大罐的倾斜。

二、技术措施方案

1.方案编制原则

在满足设计规范和安全要求、工期要求的前提下,确定2000m3沉降罐地基的处理方案编制的原则:一是技术措施安全可靠,二是施工方法要简便易行,三是投资增加最少,四是材料易于获取。

2.方案优选

基建管理中心组织施工单位、设计单位及监理单位多次召开现场分析会,分析研究各种不良地基处理技术,查阅了原污水提升站的施工等其它原始资料,结合现场实际情况,编制了换填法和砂井法。换填法需要投资5.2万元,砂井法需要投资8.2万元。因此,按照方案原则优选了换填法即采用砂石级配处理不良地基的技术方案。

3.具体实施方案

3.1拆除原污水提升站

拆除占压部分污水池池壁,为了防止钢筋混凝土池壁(刚性结构)与人工级配砂石的不均匀沉降现象的发生,原方案向下拆除污水池1m,现场施工为向下拆除混凝土池壁1.5m。

3.2地基具体做法为

针对站内地质条件比较复杂,水位较高的现象,先采用机械开槽,开槽深度为场区地坪-2.2m;然后采用人工清槽,避免因机械开槽而造成的原状土的扰动和破坏;-5500mm~-1100mm采用人工级配砂石回填;-1100mm~0.0mm采用外运粉质粘土回填。

3.3排水措施

为了防止施工过程中积水泡槽,采取了明沟排水措施,在罐基础外缘挖集水坑2个采用污水泵人工排水。

三、技术措施实施

1.现场开槽

开槽:先采用机械开槽,开槽深度为场区地坪-2.2m;槽底预留30cm采用人工清槽。

明沟排水:在基坑外缘挖2个直径1.5m深1.5m的集水坑,采用DN100的泥浆泵人工看护排水;同时利用原有5.5m深的污水池做为排水坑,具体见图1。

2.回填夯实

人工清槽后立即采用7:3人工级配砂石分层回填,回填人工级配砂石时采取了先深后浅的方式。

一是先回填污水池部分,到达设计-2.2m时进行了接槎处理,采用蛙式夯机夯实。

二是整体地基回填处理。每回填300mm采用机械碾压,并采取灌砂法取样,压实度达到0.97后进行下一层人工级配砂石回填。回填到地面标高-1.1m。

三是采用含水率为8%的粉质粘土分层夯填。同样是回填300mm采用机械碾压,.采用环刀法取样测定压实度,压实度达到0.97后进行下一层的回填,采用粉质粘土回填有效地降低投资成本,同时也能够很好地保证地基的强度。回填到场区地坪±0.0。

四是钢筋砼基础浇筑。

四、措施效果

按SH/T3528-2005《石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范》要求,进行试压运行,检验结构安全度、检查储罐是否渗漏、预压地基。

2000m3沉降罐2010年7月15日分4次完成上水,充水高度为最上一节罐板的中线位置,即上水高度10m。

依据《石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范》SH/T3528-2005选取4个沉降观测点,采用水准仪进行观测,经过72小时沉降运行观测,点1(见图1)沉降值56mm,点2沉降值51mm,点3沉降值52 mm,点4沉降值54mm,均满足设计允许范围,符合SH/T3528-2005《石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范》7.1.3规定要求,地基处理合格。

参考文献

[1]周海涛 地基与基础工程 山西科学技术出版社,2006年.

篇6

【关键词:】软基 ;水泥搅拌桩 ;施工

1、水泥搅拌桩复合地基技术

水泥搅拌桩复合地基技术的施工原理为:选用水泥(或石灰)材料作为施工所用固化剂,在特定搅拌机械设备的强制搅拌作用下,将固化剂(浆液或粉体)与地基软土拌和成桩,加工成具有一定强度和性能,并且具有整体性和水稳性的水泥加固土,以此作为承载建筑设施的复合地基。通过搅拌作用,提高软土地基土强度和增大变模,实现软土地基的加固效果。

2、水泥土搅拌桩软基处理技术要求

2.1水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip大于25的黏土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区,必须经现场试验确定其适用性。水泥土搅拌法形成的水泥土加固体,可作为坚向承载的地基。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状和块状等形状。

2.2对铁路软基确定处理方案前,应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。尤其是填土层的厚度和组成,软土层的分布范围、分层情况,地下水位及PH值,土的含水量、塑性指数和有机质含量等。

2.3材料和机具要求。水泥土搅拌桩地基加固软土的水泥采用Po32.5及以上普通硅酸盐水泥,水泥掺入量不小于被加固湿土重量的15~20%,水泥浆水灰比为0.45~0.55。在制作水泥浆时,可适当掺入外加剂,如石膏、三乙醇胺、木质素碳酸钙,其掺入量宜分别取水泥重量的2%、0.05%、0.2%。地下水具有侵蚀性时,掺入优质粉煤灰,比例为20~30%,以及AR-3型外加剂,掺量为5%。

2.4技术要求。深层搅拌桩的施工顺序宜从中间向进行,或由一边推向另一边的方式施工。深层搅拌桩施工完成28天内不得有任何机械在上面行走,28天以后,按《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)要求进行单桩载荷及复合地基载荷试验检测。待检测合格后,方可进行上部路基施工。

所采用的机具设备主要包括深层搅拌机、起重机、水泥制配系统、导向设备及提升速度量测设备等。

3、施工前期准备工作

3.1水泥搅拌桩复合地基施工中主要使用PH-5、PH-7粉浆两用型桩机,这种桩机最大加固深度可达18m以上。桩机配置的搅拌刀片受底盘高度限制最多只能配置4个。另一种桩机为STB-1型专用水泥搅拌桩桩机,采用的轴管行走部分施工受装机限制,不方便移动,在移动桩机时均需要通过枕木铺垫将水泥桩桩机调平。桩机配置的搅拌刀片可根据地基土质的实际情况增加到6~8个左右。为了确保水泥搅拌桩复合地基施工的施工资料规范化,喷浆或喷粉量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的在有效期内的监测仪器进行自动记录。

3.2室内配比试验:采集该工点土样,当存在成层土时应采集各层土土样,至少应采集最软弱层土样,进行室内配比试验,测定各水泥土试块不同龄期、不同水泥掺入量、不同外加剂的抗压强度,寻求满足设计要求的最佳水灰比、水泥掺入量及外加剂品种、掺量;一般要求试块(边长7.07cm立方体)标准养护90天立方体无侧限抗压强度不小于1.5MPa。配制的灰浆应流动性好、便于泵送、喷搅。

3.3成桩工艺试验:利用室内水泥土配比试验结果,选择有代表性地段进行现场成桩试验,检验成桩效果,以确定满足设计要求的施工工艺和施工参数。在试验桩竖向全长钻取芯样,检查桩身混凝土密实度、强度,试桩数量不得少于3根。

4、施工工艺

针对新建铁路玉林至铁山港线DK23+950~DK24+135段地基采用水泥土搅拌桩加固地基,桩径0.5m,桩间距1.2m,按正三角形布置,桩长至硬底以下不小于0.5m,桩长3.5m,桩顶铺0.5m碎石垫层,内铺一层双向土工格栅,极限抗拉强度不小于80kN/m。

4.1施工工艺流程

场地平整、压实测量放线定出桩位复核地面试喷,桩机就位、对中,双向控制导向架垂直度喷浆搅拌下,拌制浆液、送浆喷浆搅拌提升重复喷浆搅拌下沉重复喷浆搅拌提升桩机移位施工下根桩全部完成

4.1.1清理施工现场

施工前按照技术规范的要求进行场地清理,填压实至场地平整标高线位置,砌筑临时排水边沟。

4.1.2施工测量

在施工道路周围组建闭合导线施工布控网,依据施工布控网数据和设计图纸求测设桩位。

4.1.3搅拌桩机的定位和对中

依据图纸要求测量好搅拌桩桩位后,将搅拌桩机移动到达桩位并对中。

4.1.4导向架垂直度的调整采用全站仪,经纬仪和吊线锤来双向控制导向架的垂直度,偏差应在1.5%以内。

4.1.5搅拌并制作浆液用水泥标号Po42.5普通硅酸盐水泥拌制浆液。

4.1.6喷浆和下沉搅拌

搅拌桩机装置启动后打开灰浆泵,把浆送到搅拌头的出浆口,等待搅拌头正常运转之后,钻杆沿导向架边下沉边搅拌,下沉速度在施工时要重点掌控好,工作电流符合要求并控制在额定电流值范围内。

4.1.7喷浆和搅拌提升

搅拌桩机搅拌下沉到达设计要求的深度后,启动搅拌桩机提升的装置,边喷浆边搅拌提升,按施工规范确定的提升速度控制在0.5m/min到0.8m/min范围内,并且使浆液和土体搅拌均匀,施工至桩顶0.5m以上。

4.1.8第一次重复喷浆搅拌下沉

搅拌钻头提升至桩顶以上0.5m后,重复喷浆搅拌下沉到达设计深度,下沉速度需符合施工规范要求。

4.1.9搅拌桩机移位

每根桩施工完后,移动搅拌桩机至下一根桩位,重复以上步骤进行下一根桩的施工。

4.2水泥管理工作

在施工中,做好水泥的管理工作对于水泥搅拌桩施工复合地基施工管理具有重要意义。良好的水泥管理工作应确保:建立水泥台帐,方便施工人员控制现场和进行相互对比;准确控制施工中每天的水泥消耗量,由施工管理人员每天清点每桩机的水泥量,检查水泥消耗是否正常;控制水泥进场,进场时应确保水泥性能满足施工要求,并由桩机组和旁站人员共同清点和签字确认水泥进场量;水泥堆放整齐,做到原库存水泥和新进水泥分开存放,杜绝胡乱堆放水泥现象;出台详细的水泥管理制度,针对施工现场水泥台帐制定合理的水泥管理方案。

5、结束语

5.1水泥搅拌软基处理属于隐蔽工程,如施工质量不好,一旦被上部结构物所覆盖,便构成隐患且不好检查及补救。因此,紧抓施工环节,严格施工过程的管理非常重要,只有在施工过程中加强对施工各环节控制才能确保工程质量。在理论的基础上,根据实际工程的地质情况经计算对工艺做必要的调整,有利于保证工程质量

5.2水泥搅拌桩技术对于软基处理具有非常重要的意义,它以其自身特点发挥着越来越大的作用,也推动了我国建筑事业的发展。

参考文献

[1]李超雄.长短桩结合的水泥搅拌桩复合地基承载力理论研究与工程实践[J].广东水利水电,2010(9)

篇7

中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:

深层搅拌桩是软土地基处理中的一项新技术,具有安全可靠、经济实用的优点。本文讨论以水泥作固化剂的深层搅拌桩的加固机理,并结合工程实例进一步讨论搅拌桩的设计、施工及质量控制问题。因此,对今后深层搅拌桩工程的设计和施工具有一定的参考作用。本文主要以柱状搅拌桩加固型式为实例。

深层搅拌桩是利用深层搅拌机,沿深度方向将软土与固化剂(水泥浆或水泥粉、石灰粉,外加一定量的掺合剂)就地进行强制搅拌,使土体与固化剂发生物理化学反应,形成具有一定整体性和一定强度的加固体。这种地基处理技术适用于处理包括淤泥、淤泥质土、粉土、砂性土、泥炭土等各种成因的饱和软粘土,含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。深层搅拌桩所用固化剂种类较多,有水泥类、石灰类、粉煤灰类、沥青类、泥浆类、化学材料类等,但最常用的仍然是水泥类,因其具有取材便利、适用土质范围广泛、加固后所形成的水泥土强度高、稳定性好等特点。与其他施工方法相比较,深层搅拌法具有施工工期短、无公害、成本低等特点,其在施工中无振动、无噪声、无地面隆起、不排污、不污染环境,对相邻建筑物不产生有害影响。深层搅拌法因其出色的工艺特点,被广泛应用于形成复合地基、支护结构、防渗帷幕等。

一、工程概况

某综合楼建筑物面积约为1740m2,为八层楼,总高度约30m ,框架结构,设计采用片筏基础,埋深2.0m,持力层为素填土(仅存在于局部地区)和属冲积层中的软弱有机质土(粘土)。该综合楼地处校区内,建筑密度大,其南侧、西侧为高6~12m的挡土墙,北侧围墙外为一条自东向西流的小溪,形成2~4m高的边坡。由于挡土墙和围墙基脚入土浅,如果综合楼基础持力层选择冲积层中承载力较高的中砂层,基坑开挖的深度较大,就会扰动挡土墙和围墙地基土体,导致围墙和挡土墙及土体滑移,严重会使周边建筑物发生不均匀沉降,给施工和已有建筑物带来安全隐患。故在施工中拟采用深层搅拌桩来解决这些问题。

二、深层搅拌桩在复合地基中的设计应用

1、单桩承载力的计算

本工程根据室内强度试验资料选择水泥掺入比αw=15%,根据《地基处理手册》(1988)相关资料和公式[4](公式符号意义限于篇幅以下均见文献)

2、复合地基面积置换率(m)[3]

该综合楼设计采用片筏基础要求地基承载力≥180KPa,而有机质土(粘土)天然地基承载力=135Kpa。根据《建筑地基处理技术规范》公式:[3]

计算得m=0.228

3、复合地基总桩数(n )[4]

该综合楼设计采用片筏基础占地总面积约A=1740m2。复合地基面积置换率m=0.228,桩径d=500mm ,一根粉喷桩所承担的处理面积,深层搅拌桩的设计按正方形布置,a2=0.86 m2,计算得a =0.93 m,取a=0.90m,则粉喷桩中心距为a=0.90m,排间距a=0.90m,调整后复合地基面积置换率m=0.242,设计总桩数n=A / Ae=1740/0.81= 2148 根,因场地形状不规整,图上实际布孔数为在2204根。为了施工及布桩方便,实际桩数和桩间还应根据沉降差的要求,在实际施工中进行适当的调整。

4、复合地基下卧层地基强度的验算[4]

深层搅拌桩底面处经深度修正后的地基承载力标准值为:

式中:

将搅拌桩和桩间土视为一个假想实体基础时下卧层顶面地基承载力标准值为:

式中:

复合地基下卧层地基强度的验算满足设计要求。

5、复合地基的沉降计算

当深层搅拌桩复合地基承受上部基础传递来的垂直荷载后,所产生的总垂直沉降S包括桩土复合层本身的压缩变形S1和桩土复合层底面以下土的沉降量S2,即S=S1+S2。

(1)桩土复合层的压缩变形S1可按下式进行计算:

式中:

桩土复合体平均容重:

桩土复合体变形模量:

桩身水泥土变形模量:

桩间土压缩模量:

从上述设计计算可看出经过处理后复合地基的变形模量E0会比桩间土压缩模量ES提高近九倍。

(2) 桩端下未加固土层的压缩变形S2按地基规范中的分层总和法并结合表1中的相关数据计算,

故总沉降量计算值:

三、主要技术要求

1、深层搅拌桩加固深度为6.00m,且桩端进入中砂层不少于500mm。

2、加固后的复合地基承载力标准值应达到180KPa。

3、采用425#普硅早强水泥,每米进粉量不少于60kg,掺入比15%,桩径d=500mm。

4、停灰面为自然地表面最低处以下200mm,布桩误差小于20mm,成桩误差小于50mm,垂直度误差小于1.5H%。

四、复合地基施工[3]

该复合地基加固工程于2004年9月18日开工,动用三台DSJ型深层搅拌机[2]。成桩施工采用四喷四搅工艺,粉体加固剂为425#普通硅酸盐水泥,平均每延米用水泥60kg左右,电子称计量。施工时,钻机下降和提升速度控制在1~1.2m /min,水泥浆泵送压力为0.2~0.5Mpa。深层搅拌桩施工工艺流程图如图1。

图1 深层搅拌桩施工工艺流程

五、施工质量控制

1、桩基施工严格遵照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-79)及相关的规范标准进行。成桩参数均按设计要求选取。

2、保证垂直度:采用精密水平仪调平,确保深层搅拌机的平整度和导向架对地面的垂直度,导向架的垂直度偏斜不超过1.5H%。

3、保证桩位准确度:采用全站仪进行桩位定位,相邻两桩位与设计误差控制在20mm以内。

4、通过机械自动控制回转与提升及电子称计量,确保搅拌和提升的均匀性。另一方面,采取三台深搅机不同时起动,避免频繁停机。

5、采用四喷四搅工艺确保固结体的连续性,避免断桩现象,并确保桩径不小于500mm 。

6、对于遇块石或其它大片障碍物的地带(如场地东北角、中部北侧),采用人工开挖清除块石或障碍物,回填土后,再施工深搅桩。

7、施工记录设有专人负责,深度记录偏差不得大于50mm;时间记录误差不得大于2秒。施工中发生的问题和处理情况,均如实记录,以便汇总分析。

六、施工效果

该工程施工结束后,对深层搅拌桩施工效果的检测,采用了开挖检查、现场静载试验和沉降观测等方法。

1、开挖检查

施工过程中对已施工的1、2排桩及其它部位的桩进行了开挖检查,证实成桩质量好,桩身强度高。施工结束后,对所有施工的桩进行了全面开挖,从开挖的桩头来看十分理想,满足设计要求。

2、现场静载试验

搅拌桩施工完成30d以后,进行现场静载试验,共对二十一个点进行静载试验,承压板的面积为0.81m2(即边长0.90m×0.90m)。

3、沉降观测

竣工后进行了两年多的沉降观测,从观测结果可以看出,沉降已趋于稳定。且累计沉降量为5.5cm,比设计计算值(5.9cm)小。

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关键词:滨海地区;CFG桩;复合地基设计和检测;施工问题预防措施

中图分类号:S611文献标识码: A

一、前言

建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)指出:CFG桩复合地基适用于处理一般性土,对淤泥和淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。混凝土灌注桩复合地基可参照规范使用【1】。该规范中安全系数的选用为技术人员进行CFG桩复合地基设计提供了技术依据。但实际工作中,复合地基承载力的确定和复合地基检测方面,在不同地区基于某些地区性经验,特别是在我国沿海软土地基中的应用存在一些差异【2】。还有一些人认为,CFG桩在饱和软土中形成的复合地基承载力提高有限,不易满足建筑物使用要求,故在饱和软土中应用的工程实例较少【3】。

用CFG桩处理深厚软土地基,其原理是:高粘结强度CFG桩与桩顶上铺设的土工格栅和褥垫层形成“桩――网”结构,让上部荷载均匀地传递到持力层,并且桩间土参与工作,提高地基承载力,以满足地基承载力要求,有效控制工后沉降。

在工艺上,常用的方法有长螺旋钻孔管内泵压、干成孔和振动沉管法。但由于我国沿海软土地基具有含水量高、地下水位浅、土质不可压缩性等特点,长螺旋钻孔管内泵压工艺就成为常见的一种施工工法,而且水下泵送混凝土,边压混凝土边拔管,采用置换加固,穿透力强,承载力高,对桩的质量有保证。

二、工程概况

黄骅港中学建设项目位于沿海黄骅港滨海开发区,为河北沧州市重点建设工程,拟建建筑物为砖混剪力墙结构综合教学楼。其中多栋教学楼采用CFG桩进行地基处理,设计要求单桩竖向承载力极限值为850KN,处理后地基承载力特征值不小于230kpa。

三、地层条件

根据勘察报告,地基处理范围的地层为①素填土、②粉质粘土、③粉砂、④粉质粘土、⑤粘土、⑥粉砂、⑦粉质粘土、⑧粉砂夹粉质粘土、⑨粉质粘土,并给出各层的土工试验指标标准值。

该场地较为平坦,地面标高在6.25m-10.10m之间,最大高差3.85m。稳定水位埋深0.05-1.95m,水位标高5.61-9.70m,主要含水层为③、⑥、⑧层粉砂,②、④、⑤、⑦、⑨层粘土、粉质粘土为相对隔水层。无液化土层。

四、 CFG桩复合地基设计

1.桩径,

桩径取决于所选的施工设备,本工程采用长螺旋钻成孔管内压灌混凝土成桩施工工艺,目前采用的长螺旋钻具直径以400mm、500mm、600mm居多,桩径初步选取500mm或600mm。为了避免桩端虚土过多,造成无端阻的可能性,不采用常规侧开门钻头,而使用正开门特制钻头进行施工。施工操作时必须掌握好孔底开启的位置。

2.桩长

先初步考虑满足单桩竖向承载力极限值为850KN的设计要求。可按下式估算单桩竖向承载力极限值:

Qu=

式中:―桩的周长,m;

―桩周第i层土的侧阻力、桩端阻力极限值,kpa;

―第i层土厚度,m;

―单桩截面积,m2;

根据勘察报告中提供的桩极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值 按照上式进行估算,得出计算结果:选取桩径0.5m,桩长19-20m的桩或者是桩径0.6m,桩长18m的桩。

3.布桩形式及桩间距

CFG桩的设计应根据建筑物荷载分布、基础形式、地基土性状,只在基础内进行布桩。综合上述因素并考虑便于施工,可将布桩形式定为正方形布置。现根据复合地基的设计要求及单桩承载力计算桩体的置换率和桩间距。CFG桩间距一般为3-5倍桩径之间。由《建筑地基处理技术规范》(修订版)可知,CFG桩复合地基承载力特征值可按下式估算:

式中: -复合地基承载力特征值,kpa;

-单桩承载力发挥系数。宜按当地经验取值,无经验时可取0.7~0.9;;

-面积置换率;

-单桩竖向承载力特征值,当采用单桩静载荷试验时,应取单桩竖向承载力除以安全系数2;

-单桩截面积,m2;

-桩间土承载力发挥系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.9~1.0,天然地基承载力较高时取大值;本工程取0.9;

-处理后桩间土承载力特征值(kpa),应按静载荷试验确定;无试验资料时,可取天然地基承载力特征值;本工程取60kpa。

根据上式,可求得:

桩径d=0.5m时,置换率m=0.098

桩径d=0.6m时,置换率m=0.150

再根据式:

式中:d-桩身平均直径;

de-一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径;正方形布桩时de1.13s(s为桩间距)

可以求得:

桩径d=0.5m时,s=2.0m

桩径d=0.6m时,s=1.80m

由上可知,桩径0.5m的桩比桩径0.6m的桩桩间距更大,说明桩径d=0.5m的桩更能发挥桩间土的承载力,使用的混凝土方量更少,造价更低。

桩长、桩径、桩间距可初步定为:桩长19-20m(以第7层为桩端持力层)、桩径0.5m、正方形布桩,桩间距2.0m,即满足复合地基承载力要求。

此时,需按下式进行验算这三个参数是否满足复合地基变形的要求。

式中:n1-加固区范围土层分层数;

n2-沉降计算深度范围内土层总的分层数;

P0-对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力,kpa;

Esi-基础底面下的第i层土的压缩模量,Mpa;应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算;

zi,zi-1-基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离,m;

ai,ai-1-基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内的平均附加应力系数,可查表。

-加固区土的模量提高系数,

-沉降计算修正系数。

本工程对于地基沉降没有要求,本次未计算沉降量。根据本人施工设计经验,对于一般的CFG桩复合地基沉降量在15-80mm范围内是可行的。

这里需要指出的是,CFG桩复合地基变形计算,是按《地基处理规范》确定复合土层的复合模量,再按《地基规范》有关规定计算复合地基变形,其中规定用于计算变形的荷载为相应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力P0 , 它是使地基产生变形的有效应力,数值上等于相应于荷载效应准永久组合时的基础底面平均压力P产生的有效应力(若有地下水须扣除地下水对建筑物的浮力)与基础底面处原有土的自重应力(自重应力是有效应力)之差,要计算P0必须知道相应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的压力P、地下水类型及标高、基础埋深d、和基底以上各层土的重度γ。

显然,若不提供荷载就无法计算变形;或者只提供基底压力标准值,让地基处理设计人员用基底压力标准值计算变形是不规范的;甚至什么荷载都不提供,让地基处理设计人员用设计要求的复合地基承载力特征值去计算变形,无论在规范上还是在概念上就更不合理了。

4.桩身强度

桩顶应力为,桩体标号为,考虑施工影响因素,取CFG桩桩体强度等级为C20。

5.褥垫层厚度

合理设置褥垫层厚度至关重要【4】,褥垫层厚度过小,桩间土的承载力不容易发挥;褥垫层厚度过大,桩土应力比偏小,桩不能分担更多的荷载。根据《地基处理技术规范》(修订版)规定,褥垫层厚度宜取150-300mm。本工程褥垫层厚度取250mm。碎石粒径为5-20mm,夯实度为0.9,施工时先虚铺厚度为270mm,虚铺完成后采用静压法压实至设计厚度,对较干的碎石材料,虚铺后可适当洒水再进行压实。

6. CFG桩复合地基设计参数

经过上述计算分析,确定CFG桩复合地基设计参数。共布设1420根桩。本工程采用长螺旋钻机压灌成桩法,桩体塌落度为18020mm。

五、质量控制与检测

施工前对水泥、粉煤灰、碎石等原材料进行了试验。施工中检查桩身混凝土配合比、坍落度、提拔杆速度、成孔深度、混合料灌入量等。施工结束后对桩顶标高、桩位、桩身强度及完整性、复合地基承载力、桩间土承载力提高程度和褥垫层质量进行了检查与检测。

抽取不少于总桩、数的10%的桩进行了低应变动力试验,检测桩身的完整性。CFG桩施工结束后28天,进行了复合地基静载荷试验;载荷试验数量宜为总桩数的0.5%-1%,且每个单体工程不少于3点。对桩身质量有疑问的桩再次进行了低应变动力检测。

1.桩体强度

本工程混凝土28d标养试块抗压强度总平均值18.1Mpa>3Ra/Ap=13.0 Mpa,桩体强度满足设计要求。

2.低应变动测检测试验

低应变反射波法的基本原理是:用一维杆件的波动理论,通过在桩顶施加激振信号应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、离析、断裂等缺陷)和桩底面时,将产生反射波。低应变检测就是通过分析反射波的传播时间、幅值、波形特征和频谱等信息来分析基桩的完整性和造成缺陷的程度和位置。

对CFG桩进行了低应变动测试验,共检测桩体737根,占总桩体的51.9%。Ⅰ类桩:682根,占检测数量的92.5%,Ⅱ类桩:51根,占检测数量的6.9%,Ⅲ类桩: 4根,占检测数量的0.6%。后抽取1根Ⅲ类桩进行静载荷试验,从检测结果看,施工质量已完全满足设计要求。经过多年设计和施工经验,需要指出的是:为了克服因设计或施工的某些失误,致使复合地基承载力可能达不到设计要求,应在复合地基静载试验前后,对桩做低应变检测以了解桩身有无缺陷至关重要【5】。

3. 复合地基静载荷试验

根据第三方检测单位提供的复合地基检测报告,选取部分试验桩最终沉降量分别为36#:20.73mm;188#:37.82mm; 589#:13.49mm。其中589#桩为三类桩,在低应变试验后进行了检测试验。

需要说明的是,试验前做低应变判定桩身完整性,试验后做低应变检测发现桩头或桩身破环,说明桩体强度不够导致承载力偏低。但如果静载荷试验前未做低应变检测,一旦发现承载力有问题,需要了解试验桩或工程桩是否有缺陷时,由于试验桩的初始状态已经发生改变,桩是否存在固有缺陷已无法判断,对分析事故原因带来较大困难。当低应变检测桩身有缺陷时,如果静载荷试验结果能够满足设计要求,这类桩身缺陷不影响复合地基承载能力的使用【5】;但当静载荷试验不能满足设计要求时,做一定比例的低应变检测,会为工程设计人员提供如何使用这类缺陷桩、采取怎样的补强措施提供依据。

4.钻芯法检测试验

钻芯法采用钻机在桩身位置进行钻孔取芯。该工法适用于桩长和桩身的混凝土强度、桩的沉渣厚度和桩身完整性,制定和鉴别桩端持力层岩土性状。

5.桩间土静力触探试验

加固后的静力触探试验是在成桩28d后测试的。从试验结果看(如下图),沿深度锥入阻力仅在砂、粉土层处略微有变化,其余深度处几乎无变化。故,加固后桩间土的承载力没有增加,CFG桩对饱和软土无挤密作用。这种现象与饱和软土自身的性质和较低的置换率有一定的关系。

六、CFG桩施工工艺探讨

目前,CFG桩复合地基的施工工艺主要有三种:振动沉管法、干成孔和长螺旋钻孔管内压灌成桩法。振动沉管法为不排土成桩,对桩间土的挤密效果尤为显著,但是由于振动对于周围环境影响较大,难以穿透厚的硬土层如砂层、卵石层等,且对淤泥质土类不可挤密土效果不佳,其应用受到很大限制;干成孔具有无噪音、成本低等优点,但不是用于水位浅的地层;长螺旋成孔压灌成桩,是通过钻杆中心压灌超流态混凝土成桩,该工艺有不受地下水影响,低噪音,无泥浆污染,成孔制桩时不产生振动,避免了新打桩对已打桩产生不良影响,成孔穿透力强,可穿透硬土层,施工效率等优点,但施工时容易发生窜孔(措施:可采用大桩距或隔孔跳打措施)。

本工程采用长螺旋钻机压灌成桩法。

1.钻孔施工

(1)成孔前严格复核测量基线、水准点及桩位,由桩中心向四边引出四个桩心控制点。(2)调整钻机垂直度。成孔设备就位时必须平正、稳固,以免造成孔的偏斜。(3)测量定位。利用S3型水准仪施放地面标高,确定成孔深度,测量误差控制在10mm之内;(4)钻进成孔。开动钻机,并在不同地层中控制钻速,钻进过程中注意钻机主钻杆的垂直度,达到设计要求后进行清孔。

2.压灌混凝土

混凝土通过混凝土泵泵送到孔内,边泵送边提钻,控制提钻速度与泵送量相匹配,保证钻头始终埋在混凝土面以下不少于100cm。

3.土方开挖

CFG桩施工完毕后,在其混合料初凝后,用铲斗为0.5m2小挖掘机及时将桩间土挖除,以便减少在施工中找桩位和设备就位的时间,提高工作效率。挖掘机工作时,须严格控制标高,防止挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。

4.凿桩头

保护土层清除后,将桩顶设计标高以上桩头截断。截桩具体方法如下:1)用水准仪精确标出桩顶标高位置。在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎,用大锤同时打击,将桩头截断。严格禁止用钢钎向斜下方击打或用一个钢钎单向击打桩身,或虽双向击打但不同时,以致桩头承受一定的弯矩,造成桩身断裂。2)桩头截断后,用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高(桩顶标高允许偏差0-+20mm)。3)如果在清土和剔除桩头时造成桩体断至设计桩顶标高以下,必须采取补救措施。同时注意在接桩头过程中保护好桩间土。

5.褥垫层施工

凿除桩头至设计标高后、基础垫层施工前,基础垫层与复合地基之间铺设250mm厚的碎石褥垫层。碎石粒径宜为5-20mm,夯实度为0.9,施工时先虚铺厚度为270mm,虚铺完成后采用静压法压实至设计厚度,对较干的碎石材料,虚铺后可适当洒水再进行压实。

七、结语

1.CFG桩复合地基的设计必须了解建筑物的特性(如不同状态下荷载的组合情况、变形限制等方面的要求)、场地的岩土工程条件等,特别是施工前应进行成桩工艺性试验、为设计、施工提供可靠的依据及施工参数。施工后要进行多种方法进行试验和检验,并进行分析探讨。

2.截取保护桩长及褥垫层的施工应尽量避免采用机械,机械施工极易造成桩身上部破裂或断桩,影响桩体的完整性。

参考文献:

[1]JGJ79-2012,建筑地基处理技术规范 [S].

[2].阎明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M],北京:中国水利水电出版社,2001.

[3]郭忠贤、王斐、刘骏.CFG桩复合地基在深厚软土地基中的应用[J],建筑技术,2000,31(3),168-169.

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关键词:树根桩;复合地基(深层搅拌桩);承载力;变形

中图分类号:TU11文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)04-0298-01

1 工程及地质概况

某学院拟建一栋医务楼,高三层,占地面积约1000m2,砖混结构。

工程地貌属于河流Ⅲ级阶地区,主要覆盖土层为杂填土、素填土、淤泥、粘土、含卵石粘土。各土层名称及主要物理力学性质见表1。

2 复合地基检测要求及检测结果

2.1 检测要求

该场地的地基采用深层搅拌桩加固处理,深层搅拌桩桩径为500mm,共449根桩,面积置换率为0.27。处理后要求复合地基承载力特征值≥180KPa。施工完成后对深层搅拌桩抽了5根点进行静载试验。

2.2 检测原理及方法

测试仪器主机采用武汉岩土工程技术开发公司研制的RS-JYC全自动桩基静载测试分析系统,编号为200201-326C。荷载采用联接于电动油泵的GS20K压力变送器,通过主机控制测量;沉降量采用RSWS-50型位移传感器测定。静载试验采用堆载法,用工型钢主、副梁形成6m×10m的堆载平台,荷载共分10级,分9次施加,首次加载值为分级值的2倍,最大加载值为设计荷载值的2倍。设计荷载值为单桩处理的复合地基面积乘以设计承载力。试验结果见表2。

2.3 检测结果及分析

本工程按1%比例抽取了5个桩点进行了静载试验,其桩号分别为416#、389#、149#、324#、216#桩,根据试验成果对照规范确定的各试验桩号复合地基承载力特征值见表2。试验结果表明416#、389#、149#、324#桩复合地基承载力特征值≥180KPa,216#桩复合地基承载力特征值137KPa不能满足设计要求。

3 处理方案

3.1 问题分析

由表2试验结果表可知,所抽检桩的承载力除216#外均满足设计要求。经了解,该桩是施工队采用一自行改装的小型桩机施工的,属于试验性施工。该桩机共施工了24根桩,经开挖抽查,由于搅拌不均匀,水泥与土体未能形成良好的水泥土,因而复合地基承载力特征值偏低,不能满足设计要求。鉴于本工程所处环境、地质条件、安全经济等因素综合考虑,对该桩机施工的24根桩,在其位置上再施工φ130的树根桩进行补强。

3.2 补救方案的可行性分析

在与216#桩同一桩机施工的24根桩周围采用树根桩进行补强,根据场地地质条件分析,桩长3.00~4.00m。使树根桩与搅拌桩共同组合成复合地基,在基础与复合地基之间铺设柔性垫层。由于在该场地树根桩与搅拌桩都桩端土和桩周土环境,虽然树根桩设计强度由桩端土和桩周土强度控制,搅拌桩由桩身水泥土强度控制,但通过柔性垫层调整可达到二者受力和变形协调一致。

3.3 加固处理要求

根据复合地基(深层搅拌桩)检测结果,通过对承载力

偏低的深层搅拌桩进行补充荷载计算。首先设计树根桩单桩承载力标准值≥60KN,再确定所需树根桩的数量。桩身材料选用Po.32.5普通硅酸盐水泥及中砂,砂浆强度为M20,配φ12钢筋。据此计算该工程需树根桩72根,单桩长3.00~4.00m,在施工过程中,桩长应根据实际地层情况进行适当调整。

3.4 树根桩静载检测结果

树根桩施工完成后,抽取3根树根桩进行多桩(相当于单根搅拌桩状态)复合地基静载试验,静载试验结果为:最大试验荷载360kPa、累计最大沉降7.51mm、残余变形3.86mm、承载力特征值231kPa。与其它搅拌桩复合地基静载试验结果对比,变形较小,说明补救方案处理结果达到了预期目的。

4 结束语

深层搅拌法是用于加固填土、粘性土地基的一种常用地基处理方法,但由于地质条件差异、填土自身的各向异性和施工工艺的不同,施工完工后可能出现有规律的偏差、检测质量达不到设计要求。此时,应结合场地实际情况,详细核实地质条件,结合设计要求,对地基处理工程做出全面、客观、合理的评价并提出切实可行的补救处理措施。对于补桩,除应满足设计承载力的要求外,还需要对经济性、工期、施工场地条件等,进行综合评价来确定补救方案。

参考文献

[1]《地基处理手册》[M].北京: 中国建筑工业出版社.

[2]《建筑地基处理技术规范》[S].(JGJ79-2002).

[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》[S].(GB50202-2002).

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关键词:公路路基;施工技术;压实;排水;防护

中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:

近年来,随着我国交通事业迅速发展,公路路基施工技术得到了长足发展。由于我国幅员辽阔,公路工程施工过程中经常遇到不良地基。不良地基的存在对公路地基的施工技术提出了更高的要求。因此,有必要分析不良地基的有效处理方法,为公路地基施工提供更为可靠的施工技术,确保公路施工的质量,切实实现施工单位既定目标。

不良土质地基的处理措施

通常情况下,由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏土为主组成的软土路基,主要采用换填法、挤密法、排水固结法等处理方式。其中施工过程中需要着重注意一点,如果采用换填法这种就地处理方法时,除了满足公路工程路基施工技术规范要求外还要考虑工程造价、工艺水平等相关因素的影响。

土质较均匀、结构较松软,存在空隙的湿陷性黄土一般采用灰土垫层法、强夯法、灰土挤压法等,不仅操作简单、效果好,成本也比较低。处理该种不良土质地基时,采用以上几种方法的同时还要做好路基排水、防渗等相关防护工作,另外加筋挡土墙对湿陷性黄土层来说,也是一种比较有效的路基防护措施。

膨胀土由于又吸水膨胀性或失水收缩性黏土矿物共同组成,为此,处理措施应主要考虑如何减轻和消除土层膨胀性对路基造成的破坏性影响。处理该类性质的土质地基,主要采用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土路;除此之外,也可采用换填法等措施对路基进行加固处理,与此同时,要做好防渗、排水等工作。

冻土主要分为季节性和多年性冻土两种,对于该种类型的土层,应在冻结前将地下水和地表水尽量引到路基顶部,而且要选择不易发生膨胀的路面材料,务必满足最小填土高度的要求。一旦遇到不能满足最小填土高度要求的结构时,可以适当调整结构的厚度,或者采用隔温性能比较好的路基材料,借以满足防冻胀要求。

公路地基施工技术与工艺

公路地基施工过程中主要涉及压实、排水、防护等三个方面的施工要点,下面将具体分析其施工技术与工艺。

1、路基压实

在我国,基本选用不小于18吨的压实机械进行公路压实工作,有着较好的压实效果,确保了公路地基结构的稳定性和强度。根据公路路基施工技术规范规定,“土质路基高速公路、一级公路的上路堤(80至150cm)的压实度不能小于94%,二级公路的上路堤的压实度不能小于94%。”在此要求下,公路路基压实度要求已与高速公路要求无多少差异。从路基材料角度考虑,公路路基填料质量与厚度与压实度也有着密切关系。公路路基施工技术规范明确规定了公路路基所用填料的最小强度与最大粒径要求。另外,从一般角度我们可知,土层比较潮湿的地区进行路基压实工作是比较难的,一旦遇到此类情况,可以利用先进、科学的实验手段测得所需压实度,通过改良填料,如在填料中添加适当比例的生石灰以提高压实效果,或使用新型吸水材料。

路基排水

地下排水处理:通常情况下,地下排水主要采用渗沟、暗沟、渗井等。不同的地下排水设施适用于不同情况的地下水位状态,当地下水位比较高、潜水层掩埋不够时,可采用暗沟排水设施用以降低地下水位;如果为了拦截地下水,可以在路基下设置渗沟;当公路路基周围浅层水无法排除时,避免影响到地基结构的稳定性,可以设置渗井,利用渗井将浅层水或地表水缓缓引流到下层透水层等等。

地面排水处理:地面排水一般包括边沟、截水沟、排水沟、无消力池跌水、急流槽以及蒸发池等。如果路面存在水,排水设施主要作用就是尽快将地面上的水排水掉,并采取措施防止水流冲刷边坡,且尽量不要从地表渗透排除掉,原因在于易降低路基结构强度。从当前公路排水措施实施来看,地面排水一般包括两种方式。第一种,在硬路肩外侧用混凝土浇筑拦水带,使其与硬路肩路面构成三角形的集水槽,用于集中排水,可以快速将地上水排出掉;第二种,与第一种对比而言是分散排水,除了利用硬路肩、加固路基边坡等,还可通过边坡上植被消耗水分。

路基防护

路基防护主要作用在于保持公路地基稳定、防治路基病害,出于这两种功能考虑,路基防护应分为两种类型。第一种,边坡坡面防护。边坡坡面防护的主要目的在于保护路基表面,避免在雨水侵蚀、冲刷下导致破坏,减缓路基表面风化、破碎进程,确保路基结构的稳定性和强度;第二种,沿河堤而建公路的边坡防护处理。沿河堤而建的公路边坡易遭受河水冲刷,为了降低河水冲刷对公路路基造成的破坏性影响,路基施工时应十分看重边坡防护处理,利用植被、挡土墙、砌石等保护措施确保公路的使用寿命。

三、结束语

随着生产工艺水平不断发展,现代公路工程的建设步伐也在逐渐加快,鉴于地基质量对公路使用寿命的影响,人们对公路地基施工质量的关注度越来越高。公路工程项目的增加为提高公路地基施工技术与工艺水平提供了有益经验,为我国公路路基施工技术快速发展奠定了坚实基础。新材料、新工艺、新设备的应用,为现代公路施工提供了有力条件,也为公路工程施工质量提供了保障。据知,我国公路工程施工技术水平在国际上已经处于先进水平,为此,我们在研究公路地基施工技术的同时,应将我国先进的公路地基施工推向国际,使其得到更广泛发展与应用。

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