粉喷桩技术范文
时间:2023-03-30 12:16:12
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篇1
1、工程概况
某某项目二十四局管段范围内部份地段采用浆喷桩、粉喷桩对深厚层软土地基进行加固。浆喷桩按等边三角形布置,桩径为0.5m,间距为1.0m,桩深3~10.00m,桩底进入硬底不小于0.5m,共计106807根,76.2万延米; 粉喷桩按等边三角形布置,桩径为0.5m,间距为1.0m,桩深3.0~9.0m,桩底进入硬底不小于0.75m,粉喷桩共计60764根,40.4万延米。
1.1浆喷桩适用于以下地质岩性和地质构造
2、前期准备
2.1施工现场配备各种计量仪器设备,做好计量装置的标定工作。
2.2浆喷桩、粉喷桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备,以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。
2.3在施工现场搭设水泥棚,对现场的水泥等原材料进行试验工作;并采用袋装水泥以便于计量。
2.4对进场的机具设备进行组装和调试,确保机具的完好率,保证满足施工要求。
2.5施工用电采用自带发电机组。
2.6试桩
2.6.1试桩试验方法
2.6.1.1固化剂材料:“尖峰”牌PO32.5普硅和PO42.5普硅水泥。
2.6.1.2掺入比:PO32.5普硅水泥采用14%,16%,18%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为47kg、53kg、60kg。PO42.5普硅水泥采用13.5%,15%,16.5%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为45kg、50kg、55kg。
2.6.1.3水灰比:选定0.6~0.8
2.6.1.4试桩数量:每种掺入比做一组2根,即浆喷桩和粉喷桩各12根,共计24根。该断面桩长约7.7米。
2.6.1.5选用机型:PH-5B型深层搅拌桩机。
2.6.1.6喷搅工艺:
浆喷桩“四喷四搅”。
粉喷桩“一喷二搅”。
3、施工步骤
3.1测量定位
桩位布置:按等边三角形梅花型排列,在现场用经纬仪定出每根桩的桩位,并做好标记,每根桩的桩位误差±10cm。
3.2桩机就位
3.2.1浆喷桩机就位通过下垫枕木的方式调整桩机水平,通过桩机自带卷扬机实现纵横向滑移以调整对位中心。成直角方向的两台经纬仪控制桩机垂直度。
3.2.2粉喷桩机通过自身液压系统行走及调整水平,施工灵活快速。粉喷桩机就位时,通过操作室的水平度盘及经纬仪,调整支承腿的高度,达到整体水平的垂直度。
3.3浆喷桩、粉喷桩钻进施工比较
3.3.1浆喷桩
3.3.1.1备制水泥浆:待搅拌机下沉到一定深度时,即开始按确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
3.3.1.2预搅下沉(同时喷浆):开机前必须调试,检查桩机运转和输浆管畅通情况。待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电动机,根据土质情况计算速率,放松起重机(或卷扬机)钢丝绳,使搅拌机沿导向架自上而下搅拌切土下沉,下沉的速度可由电动机的电流监测表控制。直到钻头下沉钻进至桩底标高。
3.3.1.3提升喷浆搅拌:搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷浆边旋转,使水泥浆和原地基土充分拌和,同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。直提升到离地面50cm处或桩项设计标高后再关闭灰浆泵。
3.3.1.4重复上、下搅拌:搅拌机提升至设计加固探度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌提升出地面。
由于搅拌桩顶部与上部结构接触部分受力较大,因此通常还可对桩顶1.0~1.5m范围内再增加一次输浆,以提高其强度。
3.3.1.5清洗:集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中的残存的水泥浆,直至基本干净,并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净。
3.3.2粉喷桩
3.3.2.1启动空压机送气,钻机正转并垂直钻进。当控制双螺旋搅拌头到达设计桩底以上1.5米时,应即开启喷粉机提前进行喷粉作业,根据电子称重装置显示的喷灰量调节调速电机,这样边喷粉,边搅拌,边提升,边压实。
3.3.2.2当搅拌头提升至地面下0.5米时,喷粉机应停止喷粉。此时钻机迅速换档,重复搅拌,直至电流表达到100A以上停止复搅。成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1米处,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。
3.3.2.3复搅结束后,关闭空压机,消散所有管道压力,钻机主电机停机。
3.3 检验方法
试桩检验采取15d、28d钻芯取样和单桩静载试验并推算出90d强度指标,桩身无侧限抗压强度不小于1.2MPa。在检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。
经对12根粉喷桩和12根浆喷桩检测结果为:PO32.5普硅水泥采用16%,18%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为53kg、60kg;PO42.5普硅水泥采用15%,16.5%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为50kg、55kg的16根属Ⅰ类优良桩,其余8根均属Ⅱ类桩。
4、经济技术比较
4.1采用浆喷桩施工工艺,PO32.5普硅水泥16%,18%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为53kg、60kg,技术经济比较。(如下表)
注:单位m3
通过对浆喷桩两种水泥掺入量技术经济比较,建议采用水泥掺入量为16%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为53kg方案,经济合理。
4.2采用粉喷桩施工工艺,PO42.5普硅水泥采用15%,16.5%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为50kg、55kg,技术经济比较。(如下表)
通过对浆喷桩两种水泥掺入量技术经济比较,建议采用水泥掺入量为15%,即每加固1米桩身土体掺入水泥分别为50kg方案,经济合理。
篇2
关键词:粉喷桩加固技术;公路工程;软基处理
目前公路建设在软土地基上的越来越多,为确保公路的施工质量,就要对软土地基的特征及施工现场的环境进行综合考虑,选用最佳的施工方式。现阶段在高速公路软基处理中主要应用的方式有:化学加固法、深层密实法、换填垫层法、加固路基法、反压护道法、排水固结法等。各个处理技术都有自己的特点及不同的适应范围,在施工过程中应依据实际情况选用与之相适应的软土处理技术。粉喷桩加固技术是一种化学加固法,其固化剂主要选用水泥,在搅拌后可以硬化软土,在强化其整体性及水稳性的时,一定要具备较高的强度。基于此,在公路软基处理中粉喷桩加固技术得到了广泛地应用。
一、粉喷桩加固技术的概况
粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式,也叫加固土桩,是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。最适合于加固各种成因的饱和软粘土,利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。目前国内的粉喷桩检测主要有浅部开挖、轻型动力触探、瑞典贯入法、标准贯入试验、静力触探试验、取芯检验、截取桩段做抗压强度试验、静载荷试验、反射波动测法检验、袖珍贯入试验、电阻率法等。
二、公路施工中粉喷桩加固技术的施工准备
1、施工现场配备各种计量仪器设备,做好计量装置的标定工作。对现场的水泥等原材料进行试验工作, 施工前根据每个断面的实际状况进行室内配比试验,确定每延米的喷粉量。根据施工图纸画出桩位平面布置图,并报请测量工程师批准。
2、根据桩位平面布置图,在施工现场用钢尺定出每根粉喷桩的桩位,并用竹签插入土层做好标记,每根桩的桩位误差不得大于5cm。同时做好复测工作,在以后的施工中应经常检查桩位标记是否被移动,确保粉喷桩桩位的准确性。在施工现场搭设水泥棚,水泥棚的底部用土填高,使之比周围地面高出30cm~50cm,并铺设一层木板,然后铺设一层彩条布,最后再铺设一层塑料薄膜,以确保水泥不受潮变硬。对进场的机具设备进行组装和调试,确保机具的完好率,保证满足施工要求。
3、一切准备工作结束后,提出书面开工申请,并请监理人员到场进行试桩,以确定成桩的各项技术参数。一般试桩应达到以下要求:
第一,工艺试桩:每台粉喷桩机施工前应按规定进行工艺试桩,确定好各项技术参数(钻进速度、喷粉提升速度、提升时的管道压力、复搅下沉速度等),并将试桩报告上报监理组。
第二,水泥搅拌的均匀程度,掌握下钻及提升的困难程度,确定合适的技术处理措施。成桩试验的桩数不应少于5根。当遇到新的施工段落时应重新进行试桩工作。在试桩5~7天后随机选择桩位进行全程取芯,取芯时有业主及监理工程师在场。工艺性试桩结束后时整理各种技术参数,资料上报至监理工程师,得到认可后再全面开工。
三、公路施工中粉喷桩加固技术的施工流程
1、表面清理
在公路工程施工前期,施工企业必须将地面表层的杂物清理干净,将低洼路段进行粘土回填,同时进行平整碾压,确保其压实效果。在地质条件不好的路段可以进行碎石垫层及砂土的设置,在较软地表的路段施工企业可以选取符合施工规范的技术进行有效处理,避免机械设备出现下沉现象。
2、测量放样
在放样过程中必须确保全部桩位的准确性,同时对桩位进行准确标识,确保桩位偏差要在5厘米以下。
3、定位
遵循设计规定,通过钢尺在施工现场将粉喷桩桩位进行准确确定,并在土层内插入竹签进行标记,一般误差控制在5厘米以下。随后机具向桩位移动,确保钻头与竹签相对,对机架垂直度进行复核,确保钻杆倾斜度在1%以下,钻尖与桩位相对。
4、空压机启动
双螺旋搅拌头高度与设计桩底标高相符后,则停止钻进。钻头可原地旋转,不能停钻。钻机反向转动,送灰机启动后开始送灰施工,钻头提升作业可在水泥到达喷灰口进行,遵循相关规定,对电机速度进行调节,可同时进行喷粉、搅拌及提升工作,确保充分搅拌软土与固化材料。
5、搅拌
送灰停止时,应确保提升钻头高度与设计标高相符,正向旋转钻头,进行复搅、复喷作业,遵循施工要求确定复搅、复喷深度。当提升钻头高度与地面距离在30到50厘米时,发送器孔内喷射粉料作业可停止,完成成桩作业。此时因装置属于封闭回路,施工中不会出现空中喷射、飞散粉体的现象。在喷射土体的最后环节,喷粉作业可在搅拌钻头与地面距离30厘米的位置停止施工,避免地面有粉粒溢出。
6、空压机关闭
完成复搅施工后,应及时将空压机关闭,将全部管道压力消除,钻机主电机停机,移位钻机,根据以上施工流程,进行下一桩位施工。
四、公路施工中粉喷桩加固技术的质量控制
1、施工机具设备性能及工艺应满足喷粉(浆)均匀性、桩的连续完整性及加固深度的要求。搅拌机械应配置灰度自动记录仪,且处于检定有效期内。成桩过程中,如因故停浆,继续施工时必须重叠接桩,接桩长度不得小于0.5m。若停机超过3h,应拆卸输浆管路,清洗干净,在原桩位旁边补桩。
2、不能随意将施工过程中出现的不合理加固料进行排放。必须立即回收处理施工过程中浆体喷射搅拌桩漫出的浆液,避免对环境造成严重污染。如桩头位置出现破损情况,为避免对桩完整性造成影响,必须将桩头切除,其机械一般选用截桩机等。
3、当软土地基的含水量在30%以下时,土中水分将不足以粉体水化;当含水量过高在70%以上时,水分又太多造成桩体强度的严重不足。采用搅拌的方式将黏土、粉体及水三者进行充分搅拌,促使其最大作用的发挥,形成桩体。如果不实行复搅作业,粉体喷出后其形状不能呈现出的脉冲状,而是层状,这样极大地降低桩体强度并损坏桩体。粉体掺入量对着桩质量有着直接影响,进行粉体量计算是其施工的关键,现阶段采用的电子称称重法及灰罐体积法都具有一定局限性,至于计算方式还需要相关研究人员继续探索。
五、结束语
综上所述,公路工程是经济发展的基础产业,其行业的发展对国民经济的发展具有极大的影响力。粉喷桩加固技术具有施工速度快、沉降小等特点,并有对地基承载力增强的效果,将地基下沉情况进行最大限度的降低。同时要尽可能避免路基失稳现象的发生,对土体的侧向形变进行有效控制,基于此,在公路软基处理中粉喷桩加固技术得到了广泛地应用。
参考文献
[1] 蒋立志;;粉喷桩在高速公路软土路基处理中的分析应用[J];中外建筑;2011年07期.
[2] 周利金,傅鹤林,万剑平. 粉喷桩处理软基方案设计及施工[J]. 湖南交通科技. 2006(03).
[3] 邵桂彬. 浅谈水泥粉喷桩和土工格栅联合加固技术在高填土路段的应用[J]. 科技视界. 2012(18).
篇3
关键词: 粉喷桩, 弱膨胀土, 地基承载力
水利工程大多为软土地基,而建筑物直接置于这种天然地基上,多数都会出现较大的不均匀沉降,建成时间不长即成为病险建筑物。南水北调中线一期引江济汉工程渠道4标穿海子湖段淤泥质土地基加固(粉喷桩施工)。勘探揭示穿海子湖段地层从上至下为:①淤泥(Q3al)、②淤泥质粘土、③粘土、④壤土、粉质壤土(Q3al)、⑤砂壤土(Q3al)和⑥粉细砂(Q3al)。海子湖倒虹吸进出口建筑物地基持力层为③粘土,fk=170kPa。平管段地基持力层为④壤土,fk=240kPa。工程区为弱膨胀土。因此,依托我局承建的南水北调中线一期引江济汉工程渠道4标土建及金结设备安装工程,开展穿湖段淤泥质土地基加固施工技术研究,不仅对依托工程施工过程有重要的指导,对依托工程运行安全有重要的参考,也必将提升我局在地基加固施工的技术水平和理论水平,并在拟建类似项目地基加固施工中有广阔的应用前景。
一:粉喷桩软基处理技术简介
1.粉喷桩对地基的改善和加固机理。粉喷桩是通过深层搅拌机械,利用水泥或石灰作为固化剂与软土强制搅拌所形成的水泥土桩或石灰桩。由于水泥强行喷入软土以后很快与软土中的水发生水化反应,生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙及水化铁酸钙等化合物,这些化合物中的钙离子与黏土中的矿物质二氧化硅和三氧化二铝进行化学反应,逐渐生成不溶于水的结晶化合物,使土颗粒集结胶合成较大的团粒,进而改善土的物理力学性能;粉喷桩的桩体界于刚性桩与柔性桩之间,它与桩间土形成复合地基,可以大大提高地基承载力,有效地减少地基沉降,从而达到加固处理软土地基的目的。
2.粉喷桩软基处理技术的优点。该技术具有良好的整体稳定性、防渗性、施工速度快和造价低等优点,被广泛应用在水利工程的施工中。
(1)整体稳定性和防渗性。粉喷桩由于其桩身强度不是很高,仅相当于C5~C10的混凝土强度,故能与桩间土体共同作用形成复合地基,使其表现出良好的稳定性。同时,由于粉喷桩的置换效率比刚桩性要高,且具有较好的防渗效果,故比较适宜在水利工程中应用。
(2)施工速度快、造价低。由于粉喷桩特殊的施工工艺,保证了其较快的施工速度,每天每台机械可成桩500~800m,比普通混凝土桩机进度快得多。施工中使用的原料价格低廉,使工程造价低,具有较好的经济效益。
二:工程水文地质条件
1水文气象
引江济汉工程区域属亚热带季风气候,四季分明,具有霜期短,日照长,雨量充沛等特点,区内多年平均降水量1042.4~1079.7mm,多年平均蒸发量1285.8~1314.5mm左右,多年平均气温16.2~16.5℃,极端最高气温38℃以上,极端最低气温为-15℃左右,风向以东北风及偏北风为主,夏季以偏南风为主,年平均风速2.3~2.4m/s。
2地形、地质
海子湖倒虹吸处渠底高程约26.3m,勘探揭示此处地层从上至下为:①淤泥(Q3al)、②淤泥质粘土、③粘土、④壤土、粉质壤土(Q3al)、⑤砂壤土(Q3al)和⑥粉细砂(Q3al)。
倒虹吸进出口建筑物地基持力层为③粘土,fk=170kPa。平管段地基持力层为④壤土,fk=240kPa。
三:设计方法
1.水泥土参数选择。在决定采用粉喷桩处理时,要对原状土的化学成分、天然含水量、黏粒含量、有机物质含量以及pH值进行测定,并对不同水泥类型和掺入比的水泥土进行无侧限抗压强度、抗折强度、抗剪强度和压缩模量等试验,据此确定水泥土渗入比。
2.单桩容许承载力、水泥掺入比和桩长的确定。单桩承载力应根据室内配方试验提供的桩身强度及地质报告提供的土层摩阻力按下列公式估算,取其最小值。有其他条件限制时,可通过单桩荷载试验验证。
P=η×Pf×Ap, (1)
P=Up×Σfi×Li+α×Ap×qp。 (2)
式中,P为单桩容许承载力(kN),Pf为桩身强度(kPa),η为桩身强度折减系数(可取0.3~0.4),Ap为单桩截面积(m2),Up为桩周长(m),fi为桩周围第i 层土的容许摩阻力(淤泥取5~8kPa,黏性土取12~15kPa),Li为桩在第i 层土中的长度(m),α为桩尖天然地基土的承载力折减系数(可取0.4~0.6),qP为桩尖天然地基土的容许承载力(kPa)。
3.桩位平面布置及置换率计算。粉喷桩平面布置以桩距最大和便于施工为原则,可采用桩式加固、格子式加固、壁式加固和块式加固等布置。
αs=(σsp-β×σs)/(P/Ap-β×σs), (3)
n=A×αs / Ap。(4)
式中,σsp为设计要求的地基承载力(kPa),σs为桩尖土天然地基容许承载力(kPa),β为桩尖土承载力折减系数(软弱土层取0.5~1.0,硬土层取0.1~0.4),αs为置换率,P为单桩容许承载力(kN),Ap为桩断面积(m2)。
4.复合地基承载力计算。用粉喷桩技术形成的复合地基,其承载力要按式(5)估算,有条件时宜通过复合地基荷载试验验证。
σsp=αs×σp+(1-αs)×σs× β。(5)
式中,σsp为复合地基容许承载力(kPa),σp为桩身容许承载力(kPa),σs为桩尖土天然地基容许承载力(kPa),β为桩尖土承载力折减系数(桩尖为软弱土层取0.5~1.0,为硬土层取0.1~0.4);αs为置换率(αs=n×Ap / A,n 为桩根数,Ap为加固总面积)。
四:施工应用中应注意的问题及建议
1.工程适用范围。粉喷桩软基处理技术加固较弱土层并不是适用于所有类型的工程,对于沉降变形要求较高的建筑物不宜采用,尤其是淤泥质土层较厚时,最好不要采用粉喷桩加固。因此,要有充足的把握不会产生超规范的沉降变形时才可采用。有些地区的有关规范规定6层以上建筑物不宜采用粉喷桩加固。
2.土层的选择。粉喷桩软基处理技术适合应用在加固天然含水量大于30%的淤泥质土、黏性土和粉质黏土,但并不是适合于所有的淤泥土层,当地基土pH值大于4或天然含水量大于70%时不宜使用。如,古河道中淤积的含有大量有机物或者是悬移游动性的淤泥,水泥不易与其产生水化作用硬结一体,有的根本形不成柱体,有的虽呈柱体但非常松软,承载力极其低下。还有垃圾土,也不适合采用粉喷桩进行处理。因此,设计人员在设计前应仔细研究土层的地质条件和土质特征。
3.固化剂的选择。施工规范中规定水泥和石灰都可作固化剂,水泥建议采用矿渣水泥。根据试验结论,矿渣水泥的前期强度低于普通硅酸盐水泥,而后期强度则相反。所以,从经济后期强度方面考虑应用矿渣水泥。
4.计算中应注意的问题。考虑到粉喷桩端部喷粉量较小,且原状土已被扰动,故一般不计粉喷桩端部的支承力,但对长度小于10m的桩,则应计及粉喷桩端部的支承力,粉喷桩设计时通常应使土对桩的支承力与桩身强度所确定的承载力相近,并使后者略大于前者。设计时应注意:当地质条件、施工条件等限制粉喷桩加固深度时,可先确定桩长L,再按式(2)计算单桩容许承载力P,然后根据P再求水泥掺入比;当加固深度不受限制时,可根据室内强度试验先确定水泥掺入比,求得水泥土强度即桩身强度Pf,然后按式(1)计算P,最后按式(2)计算桩长L。在实际工程中,一般均取水泥掺入比为15%,这样可先拟桩长,然后根据式(2)求出P,再根据式(1)求P,取其小者,一般式(2)求出的P应小于式(1)求出的P,再根据P计算置换率。
五:施工场地应注意的问题。
(1)施工机械进出场的道路及桥梁,必须满足10t加长卡车及10t吊车的行走要求。
(2)地下、地表障碍物必须清除。地下障碍物(如大石块、树根、地下管线)会使粉喷机无法下钻,甚至损坏钻头。粉喷钻机井架高10~20m,与高压线的距离应符合安全规定。
(3)粉喷钻机在场地上行走的接地压力为34kPa,场地上土质较差时,应铺设垫层。
6.操作人员注意事项。
(1)应控制钻机下钻深度、喷粉高程和停灰面,确保粉喷桩长度,严格禁止没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。
(2)应定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度,对使用的钻头应定期复核检查,其直径磨耗量不得大于20mm。
(3)在喷粉成桩过程中,遇有故障而停止喷粉时,第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小于lm;粉喷桩桩长大于10m时,其底部喷粉阻力较大,应适当减慢钻机提升速度,以确保加固料的设计喷入量。
(4)施工中要注意调压,当在软弱淤泥土层中喷灰风压过大时,会把水泥吹向边缘,导致桩身四周呈水泥硬壳,质地坚硬,而桩的内部则松软不成形。
六:粉喷桩的检测
粉喷桩施工的检测主要注意2个方面:
一是施工中的检测。施工中检测主要是检查桩位、桩长、喷灰量、复搅长度以及是否进入硬土层等。对进场水泥,一般每100t抽检一次。
二是成桩后的检测。对成桩的检测一般是在成桩28d后,在桩体上部开挖截取3段进行桩身无侧限抗压强度试验及检查桩径。检查频率为1‰~2‰。在桩中心用钻机采取岩芯,检查桩身的连续性和桩长,对每个场地可进行2~3个原位静载荷试验,检测复合地基的承载力。
七 结束语
篇4
【关键字】建筑工程;水泥粉喷桩;施工方案
1 概述
水泥粉喷桩施工工艺是一种新型的地基处理技术,是通过各种科学技术的不断利用和发展来实现对各种软土地基进行良好施工处理的过程。在软土地基的施工过程中,其软土地基的处理是一个繁琐的过程,是一个施工缓慢且常见的地理特性。在我国沿海和沿河地带,建筑施工过程中由于软土地基的影响而造成建筑施工成本高是主要的施工困难。在这种处理和施工的过程中,水泥粉喷桩施工技术通过其施工手法,有效的对各种软土地基进行加固处理,其在施工的过程中投资少,效率高为主要的施工优点。不过其在施工的过程中由于缺乏各种具体数据使得其在施工中存在着承载能力估算不准的缺陷。通过当前施工技术的不断发展,各种手段和科学手法不断的应用,水泥粉喷桩施工出现了良好的发展过程,其在施工的过程中现场试验简单,检测技术日趋成熟,成为当前软土处理过程中的主要方法。
2 软土地基的特点
软土地基是指压缩层有淤泥或其他高压缩性土构成的地基,其承压能力低是主要特点。软粘土也叫软土,中最常见的、工程地质性质最差的要数淤泥或淤泥质土,渗透系数小则固结速率就很慢,有效应力增长缓慢,从而沉降稳定慢,地基强度增长也十分缓慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理效果的重要方面。通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土称为淤泥,而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土称为淤泥质粘。是当前建筑施工中的主要难点,更是影响建筑工程使用质量的前提与基础。
3 技术要求
3.1 粉喷桩施工前应根据设计进行成桩试验,并根据试验成果,确定粉喷桩的施工工艺。根据地质资料初步确定粉喷桩施工工艺为全程复搅。有效桩长暂定为7m,桩径500mm。桩距按中心距离纵横间隔均为1200mm。
3.2 粉喷桩全程复搅主要施工步骤为:预搅下沉至桩底连续喷粉搅拌提升复搅下沉至桩底复搅提升。
3.3 施工现场开挖后应予以平整,对水塘及洼地应加强抽水及清淤,回填粘性土料并予以压实,不得回填杂填土。在各断面设计基准面以上应预留不小于1.0m的土层作为粉喷桩的施工面。
3.4 粉喷桩搅拌头翼片的枚数、宽度、搅拌头翼片与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的转数、提升速度应相互匹配,以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。
3.5 喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气(粉)管路的长度不宜大于60m。
3.6 粉喷桩的水泥掺量按设计要求暂定为50Kg/m,施工中水泥干粉泵送必须连续,喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。
3.7 粉喷桩预搅下沉过程中,当搅拌头到达设计桩底以上1.5m时,应即开启喷粉机提前进行喷粉作业;当搅拌头提升至地面下500mm时,喷粉机应停止喷粉。
3.8 搅拌头每旋转一周,其提升高度不超过16mm;控制粉喷桩每米下沉及提升速度小于0.8m/min。粉喷桩提升前应在桩底停留一定时间,停留时间根据工艺桩确定。
3.9 粉喷桩施工时,停灰面应高于设计桩顶高程500mm。在建筑物浇筑前的基坑开挖中,将设计桩顶以上部分人工凿除,严禁采用挖掘机等机械凿除,以免破坏桩身。对于建筑物底板设混凝土垫层的部位,粉喷桩桩头保留50mm浇入垫层内。
3.10 成桩过程中,因故障停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1.0m处,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升
3.11 搅拌头的直径应定期复查,其磨耗量不得大于10mm。
3.12 施工中应随时校正机械设备的的垂直度和平整度,保证成桩质量。粉喷桩的垂直度偏差不得超过1%,桩位偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值。
3.13 施工过程中必须随时作好施工记录和计量记录。并经常检查施工记录,对每根桩进行质量评定,对不合格桩应与设计单位联系,根据其位置和数量等具体情况采取补桩加强等措施。
4 工艺桩试验基本要求
4.1 粉喷桩施工前,应在工程桩范围外适当位置,根据设计先行进行工艺桩试验,工艺桩数量为4根,每2根为一组,进行全程复搅。
粉喷桩在桩底停留时间与喷灰口打开时间和喷灰管长度有关,工艺桩试验时,应确定在桩底原位旋转时间,确保提升时水泥干粉从桩底喷出。预搅下沉过程中当电流达60A时,再钻进1.0m,可提升喷粉。
4.2 工艺桩的水泥掺入量暂定为每米长度50Kg,然后根据成桩情况,选择合理的搅拌时间、次数、喷粉提升速度等技术参数,确定粉喷桩的成桩工艺。
5 桩体检测与复合地基试验
5.1 粉喷桩的质量控制应贯穿在施工的全过程,并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录,并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检点是:水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理办法等。
5.2 粉喷桩应在成桩后3d内,采用轻型动力触探(N10)检查每米桩身的均匀性,检查数量为施工总桩数的1%,且不少于3根。
5.3 粉喷桩应在成桩7d后,及时检查桩身的完整性,检查数量为施工总桩数的5%。检测方法为:浅部开挖桩头(深度宜超过停灰面下500mm),目测检查搅拌的均匀性,测量成桩直径。
5.4 粉喷桩承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时,并宜在成桩28d后进行。在渠道两侧各随机取样20根进行桩体试验。
5.5 经触探和载荷试验检验后,对桩身质量有怀疑时,应在成桩28d后,用双管单动取样器钻芯作抗压强度检验,检验数量为施工总桩数的0.5%,且不少于3根。在桩体质量进行检验评价合格后,再将基坑开挖至设计建基面高程并检验桩位、桩数与桩顶质量。符合要求后,方可进行下一部施工;如出现不符合设计要求,应及时与设计单位联系,以便采取有效的补救措施。
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【关键词】粉喷桩;软基加固;质量控制措施
1 工程概况
某高速公路施工标段全长约4.6km,其中软土路基长约560m,多属冲洪沉积和湖海积土层。其表层土体主要为黄褐、灰黄色的亚粘性土和粉土层,局部区域内分布有中粗砂、砾砂混粘土层;上部土体为湖海积层的淤泥质软土和粘性土,含水量相对较高,局部范围内夹杂有砂土层,该土层厚度相对较大,最厚处达35m左右;下部土体主要为冲洪积相的亚粘土层和黏土层,小范围内还分布有砂砾、卵石夹土层,且砂砾、卵石夹土层呈带状断续分布,土层厚度变化相对较大;底部土体则主要分布有坡洪沉积形成的碎石土层。为避免该高速公路施工及后期使用期间路基的不均匀沉降或沉降不稳定等问题,在路面施工前对区段内的软土路基进行了相应的加固处理。
2 加固方案选择
通过对比分析各种软土地基加固处理施工技术,从技术先进性、投资成本、施工进度以及环境友好性等方面综合考虑,拟采用水泥粉喷桩对该公路区段内软土路基进行加固施工,其造价稍高,但施工进度相对较快,短期内能够达到较好的加固效果,综合效益相对较好。实际设计与施工过程中,水泥粉喷桩设计直径为400mm,桩长6~9m,以粉喷桩桩身穿过地基持力层为标准,整个施工场地范围内桩身间距为1.2m,并采用平行方式进行布置。
粉喷桩加固原理及设计粉喷桩就是在软土地基中强制喷入粉体加固材料(水泥或石灰),通过搅拌机器与原位地基土强制性的充分搅拌混合(类似三合土地基),使地基土和粉体加固材料胶结,产生一系列的物理化学作用,硬化后即可形成具有整体性,水稳性和一定强度的柱状固结体,即粉喷桩。其强度明显大大高于原土层的强度。粉喷桩与桩间土组成复合地基,达到加强地基的作用。
3 粉喷桩关键施工技术
粉喷桩利用喷粉搅拌机钻进软弱土层进行土体切割搅拌压缩空气将粉体固化剂从钻头上的喷嘴向四周土体选装喷射,钻头上的叶片切割四周土体使其他固化剂搅拌混合胶结硬化后形成一定直径的粉喷桩体,桩体于桩间土形成复合地基,共同承担外部荷载。
3.1施工设备的选择
施工过程中,采用2台额定功率为55kW的液压步覆式PH-5粉喷桩机,以及2台空气压缩机,其额定功率为30kw,能提供的最大压力为0.6MPa,风量控制在3~5m3 /min,其他施工设备还包括灰罐机(2台)、氧割机、电焊机、经纬仪、全站仪等。
3.2施工前期准备
按设计桩位布置图预先排列粉喷桩的施工编号(实际施工中每20m为一个施工区段),将表层土体的杂物清理干净并整平地面后,每一施工区段的施工桩位按等间距平格网放样定位,放样完成后,用石灰粉标记各桩身的位置,并用棍棒插记准确的桩身中心位置。
3.3钻机就位
先初平移动钻机机身,再微调钻机钻头,确保钻头对准标定的桩位中心,对孔误差应控制在3cm范围内;调整钻机机身平台,通过钻机上的水平测定装置来控制机身的平整度;调整钻机机身井架及钻杆的竖向垂直度,调整钻机的主轴垂直度,其倾斜度应控制在1%范围内,以确保钻杆的入孔倾斜度在1%范围内;同时连接安装相应的电脑记录仪,通过电脑记录仪可以实时掌握每根桩的钻进深度、瞬时喷灰量、总喷灰量、复搅深度、复搅时间等施工技术指标,使整个粉喷桩施工过程由电脑控制,实现信息化施工。正式施工前,还应开机检查所有的连接管线是否联通密封,以及调配的储灰量是否足够。
3.4钻进施工
启动空气压缩机,确保钻机在持续稳定地送风状态下进行钻进施工。根据粉喷桩施工技术要求,钻机应正向逐级加速转动并边搅动边下沉。随着钻机钻杆的不断深入,土体在孔内被原位切碎搅拌。当钻入至设计深度时,应逐渐降低转速,并使钻机原位低速钻动2~3min。实际钻进施工时,应根据连接电脑显示的施工信息并结合施工经验,确定钻入地层的土体结构以及钻杆钻进深度。
3.5成桩
当钻头钻进至持力层设计深度后,暂停钻杆转动并开启灰罐机进行水泥浆送粉施工,同时缓慢提升钻头并使钻头呈反向旋转状态,通过灰罐机发送器将水泥浆体喷入正在被搅动施工的孔内土体中,并确保土体和水泥浆体充分拌和均匀。整个粉喷桩的成桩过程,即为喷注水泥浆、钻头搅动、钻杆提升的连续操作过程。当钻头提升至距离地表约30~50cm时,可停止水泥浆送粉施工,使钻头在孔内原位搅动约1.5min后再重复正向钻进至桩身设计深度位置。
3.6施工影响因素
根据大量粉喷桩施工实践经验,影响粉喷桩施工的主要因素如下:
1)钻杆钻进和提升速度的控制
当采用较慢的钻进速度施工时,孔内土体搅拌的均匀程度和捣碎程度均较好,水泥浆的加固效果优异,但钻进速度过慢时,容易导致项目施工进度延后,影响工程的综合效益。所以,应综合考虑,寻找加固效果和施工进度二者之间的平衡点。
2)灰罐注浆压力和送风气流压力的控制
连接管道内的压力由灰罐注浆压力和送风气流压力组合形成,钻杆下钻过程主要由送风气流压力辅助控制,钻杆提升喷粉成桩过程则由灰罐机送粉器和气流阀控制,并保持适当的压力进行喷粉注浆施工。当灰罐机喷注水泥浆压力不足时,则容易产生停灰现象,导致粉喷桩身的结构连续性问题,最终造成使用期间地基的不均匀沉降;当灰罐器喷注压力过大时,则不易控制连接管道内的送风气流压力。当送风气流压力过大时,可能导致孔内水泥土向孔壁周围过度挤压,从而破坏桩孔周围土体的初始结构状态,甚至可能引起局部空间形成空洞,导致土体强度骤降;当送风气流压力过小时,则易产生喷灰口堵塞现象。
3)钻头类型和形状的选择
选用螺旋式钻机钻头。在钻进施工过程中,当出土口位置的螺纹距离小于螺纹中上部的螺距,且其螺片尺寸相对较小时,容易产生出土不畅现象。尤其在淤泥质土层进行钻进施工时,钻头容易将孔内桩周土体搅成空腔而使桩孔呈蒜头形状,从而引起上部桩身整体下沉。在后期钻孔成桩施工过程中,如选用改进的开口螺片状钻头进行钻进施工,桩身下沉现象则基本消除。
4 施工质量控制
1)确保粉喷桩测量定位的精度。在桩机调整就位后,应先进行桩机的水平调整操作,避免施工过程中发生桩身过度倾斜的现象。由于水泥粉喷桩施工属于隐蔽工程,一旦工程结构存在缺陷,则难以开展补强施工,因此必须严格按照设计及规范要求,并结合试验桩的施工技术及工艺参数进行施工,同时应严格控制桩机的钻进速度、钻杆提升速度、水泥浆喷灰压力、送风气流压力、单位桩长水泥用量、复搅时间和深度等关键工艺参数。
2)必须加强施工现场管理,施工选用的机械设备必须根据施工技术要求配备完整,所有的机械设备应具有足够的可靠性及配有熟练的操作师,设备的各项功能指标应符合设计要求。
3)成桩施工过程中,应一次连续完成成桩操作。若因特殊原因中断施工,当搅拌机重新起动时,为防止断桩,应将钻杆先下沉0.5~1m后再提升钻杆进行成桩施工,且该段喷注水泥浆量应≮50kg。
4)在进行重复搅拌时,应该控制提升及下沉速度,确保地基加固处理的深度范围内每一个位置都有得以充分的搅拌。
5)原始施工记录应对每桩的深度、加灰量等情况及时、准确进行现场记录,严禁事后补 记,并及时移交给施工技术负责,施工技术负责应及时汇总、登记。施工技术人员负责人应随 时检查施工记录,并对每根桩进行质量评定。对于不合格桩应根据其位置和数量等具体情况, 分别采取补桩或加强邻桩等措施。
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关键词:道路;粉喷桩;施工;质量控制
1、工程概况
某工程是一条南北向道路,现状基本为河塘和农田,地面高程一般在2.4 m左右,根据地质钻探资料,沿线有0.6 m~4.1m深的淤泥质土下卧层,工作性能差,设计对淤泥层较浅段落采用翻挖换土处理,淤泥层较深段落采用粉喷桩加固处理。
2、粉喷桩施工质量的控制
2.1 施工准备――事前控制
1)熟悉施工场地,查阅地质勘探报告。该工程北延沿线2.4 m~一0.4 m一般都是素填土、亚黏土、淤泥质土、黏土,依据设计要求,加固料采用P.0425水泥,90 d龄期试块无侧限抗压强度大于1.0 MPa,室内试验配方喷灰鼍为41 kg/m。
2)路幅范围内水准测量,因是填土地块,地面高程在2.6 m左右,依据道路设计高程推算出停灰面高程,加固深度。
3)施工技术交底,总包单位根据《粉喷桩搅拌加同软弱土层技术规范》,设计要求及机械安全操作规定对施工人员进行全面而详尽的交底,并做好交底书面记录。
4)机械设备安装调试,粉喷桩施工机械型号为GPP-7,PJZ-II型粉喷桩机,配备PJ4一I型电脑喷粉记录仪,配套发电机功率为75/120kW,每台桩机配备储灰罐2个,空压机1台,储气罐1个,进行组装调试,确保一切正常。
5)备好加固料,水泥进场分批号,分批量经见证员见证取样,送至由业主指定的试验室复试(主要是强度和安定性),合格后方可使用,严禁使用不合格的水泥和未经复试的水泥。
2.2粉喷桩施工――事中控制
2.2.1试桩确定技术参数
施工前,施工队必须会同勘察、设计、监理及业主等各方代表进行试桩,试桩位置紧靠地质钻探处及有代表性的部位,数量为3根,以便核对地下土层是否与工程地质勘察报告相符,检验施工机械设备、施工工艺流程等是否符合设计要求。试桩时,监理要旁站,并做好试桩记录,详细记录有关的技术参数,作为施工质量控制的依据与参考。观察压力表读数的变化,随钻杆下钻压力增大而调节压力,使后阀较前阀大0.02 MPa~0.05 MPa压力,钻头钻到设计高程后,通知送灰人员送灰,空钻1min,提升钻头至停灰面顶旋转1 min,将钻头提离地面20cm 读数,粉喷桩钻机钻到桩底标高时,电流表读数不小于65 A,但千万要小于75 A。
2.2.2施工过程控制
1)桩机就位检查。从现场实践总结来看,检查桩位,平面偏差,柱轴线偏移(纵横方向)不大于100,钻杆倾斜度不大于1%,平面尺寸直接用钢尺丈量,倾斜度可采用钻架正面与侧面两面挂重线锤控制,或在不受机械施丁影响范围内成90。方向各设置一架经纬仪控制,凤里街桩位是三角形布置,间距50cm ,有效桩长5m~7m,停灰面在6%灰土路基下。
2)成桩深度、孔径的检查。粉喷桩机一般都配有深度计,监理必须检查其准确性,对使用的钻头应定期复核检查,其直径磨耗量不得大于20mm,大于20mm的应换钻头,以保证桩径满足设计要求。桩长应根据场地的标高调整,以保证有效桩长和桩顶标高的准确性。
3)喷粉量的控制。根据地质勘察土质情况,设计者依据道路设计等级要求,确定粉喷桩的桩体90d无侧限抗压强度,凤里街大于10 MPa,试验中心根据送样土质进行试配,桩长喷灰量为41kg/m,桩机一般配有流量计和电脑自动记录仪,监理应检查计量部门校核合格证和施工过程中定时抽查,保证喷灰量满足设计要求,规范规定单桩喷粉量允许偏差不大于8%。旁站现场,每天统计水泥实际用量和施工桩数,算出每根桩的平均喷粉量,误差应在允许偏差范围以内,否则应及时查找原因,以保证每根桩的喷灰餐满足设计要求。
4)复搅长度的检查。在正常施工情况下,规范要求复搅长度应为有效桩长的1/3,以求得最佳经济效果及加固效果。一方面,可通过电脑显示器看出;另一方面,可通过观察钻杆钻入的长度来检查。
2.3粉喷桩的检测和验收
2.3.1 无侧限抗压强度的检测
成桩28d后在桩体上部(停灰面以下0.5 m,1.0 m,1.5 m)挖取三段柱体,每段长度约为500mm,进行现场足尺柱身无侧限抗压强度试验,检查频率为2‰,每一工作点不得少于2根。
在实际施工过程中,设计通常以90d强度为判断依据,这样对工程工期就产生一定影响。为不影响工期,通常做法是通过7d,28d强度来推算90d强度,这里推荐工程中常用的两种方法:
1)瑞典S.G.I.方法。
2)在国内室内水泥土的一般规律。
2.3.2静载试验
对于重要工程或有特殊要求的工程应做单桩及复合地基载荷试验。该试验是检测粉喷桩加固效果最可靠的方法之一,但往往因试验费用高,且检测深度受承压板宽度限制,因此,一般只在重要工程或有特殊要求的工程中采用。
2.3.3有效桩长的枪测
1)通过粉喷桩施工过程,在现场观测钻杆长度和电脑显示屏来控制;
2)通过取芯取样时一并钻到底来最测有效桩长。
3、常见问题处理
3.1 桩位垂直度,即钻杆倾斜度
规范规定,倾斜度允许偏差不大于1%,正常施工时,桩机在平整的场地上调整整平后就开始施工,而在实际施工过程中,随着桩机的移动,场地因土层局部软硬不均,地下障碍物未清除以及工人的操作不当等都会导致钻杆倾斜。下钻施工时,发现超过允许偏差范围,必须重新就位开钻,如偏差仍较大,则需清除地下障碍物。
3.2桩身缩颈
一方面是由于钻杆提升速度过快,喷灰不均匀,另一方面是由于土质差异性太大而致。这就要求工人在操作喷灰时,提升要均匀,速度不大于0.5 m/min,喷灰空气压力要恒定,或采用通常所说的“四搅两喷”施工工艺,来确保喷灰匀质性,避免桩身缩颈现象。
3.3断桩
在喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,导致桩身不完整,第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小1 m。
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关键词:粉喷桩,复合路基,数值模拟,沉降计算
1.模型的建立
本次模型选取在建的大庆至广州高速公路湖北省麻城至浠水段第四合同段断面K40+500断面处,根据设计资料,填土高度为6m,断面路堤坡度为1:1.5,填土完毕后的路面宽度为26m,路堤两坡脚之间间距为44m,选取5倍路面宽为路基横断面总长,即130m。由于路堤具有几何对称性,可以采用一半模型来进行计算分析。路基模型根据勘察静力触探资料,自上而下分为四层,第一层为亚粘土,厚4m;第二层为淤泥质土,厚2.5m;第三层为亚砂土,厚1.5m;第四层为粗砂,厚2m。粉喷桩复合路基模型以原状地基为基础,在路堤范围内采用粉喷桩加固,等边三角形布置,桩间距1.5m,加固宽度为路堤坡脚外一排桩,桩长7m,穿透软土层,进入粗砂层。
1.1 路基模型分析步骤
(1)生成原状路基几何模型,对路基各层土进行赋值;
(2)初始应力计算,将路堤网格设置为空单元,地基单元赋值为Mohr-Coulomb模型,清除初始应力后填土时采用“group”命令进行激活填土。
(3)每步按0.6m分层,由“step”命令来控制填土加载时间。
(4)路基竖直沉降、水平位移状态分析。
12 模型及结构单元的选择
1.2.1 模型的选择
(1)本构模型
原状路基采用摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)为本构模型,路堤填土采用弹性模型进行加载。当路堤未进行填筑时采用空单元模型(null),当进行填土加载时使用“group”命令即可进行路堤的加载填筑。
(2)计算模型
路堤填土施工计算采用分阶段的弹塑性求解方法。在填土加载前,将路堤部分设置成空模型(null),将原状地基赋值为Mohr-Coulomb模型,先将Mohr-Coulomb模型的粘结力c值和抗拉强度赋值为无穷大进行求解,保证在重力作用下单元不至于发生屈服,再将Mohr-Coulomb模型参数赋值为真实值,进行求解计算。在填土加载模拟施工时要讲初始应力计算过程中产生的节点位移和速度进行清零处理,保证与实测值的可比性。
1.2.2 结构单元的选择
原状路基土和路堤填土都采用六面实体单元(brick)进行模拟。
粉喷桩采用桩单元(pile)模拟,pile单元属于二维单元,可在网格单元间传递剪切力、法向力及弯矩,能够承受点荷载和分布荷载,因此用pile单元模拟与地基块体既有切向力及法向力的相互作用的结构物。
1.3 模型参数
原状路基土采用Mohr-Coulomb模型,所需要进行计算的参数有体积模量K、剪切模量G、粘结力c、摩擦角以及密度p;路堤填土采用弹性模型,所需要进行计算的参数有体积模量K、剪切模量G及密度P。其中粘结力、摩擦角及密度都可以根据实验数据得到,体积模量和剪切模量根据下式得到:
体积模量:(2-10)
剪切模量:(2-11)
式中:E为弹性模量,在此处使用压缩模量进行计算比较,为泊松比。
所有模型参数如下表1-1所示:
表1-1 土层计算参数
复合路基中粉喷桩采用结构桩单元pile,计算所需要的参数有:桩横截面积、截面惯性矩、外周长、桩密度、弹性模量、泊松比、切向耦合弹簧刚度、切向耦合弹簧刚度的粘聚力、切向耦合弹簧的摩擦角、法向耦合弹簧刚度、法向耦合弹簧的粘聚力、法向弹簧的摩擦角。
2.粉喷桩复合路基成果计算分析
2.1 竖向沉降变形分析
图1-1现场实测沉降值与数值模拟值对比图
从图1-1看到,数值模拟软件有效地模拟了填土加载过程,在开始和结尾沉降值基本一致,中间过程值稍许偏大,与模拟计算时步和计算沉降结果取值有关,数值计算一直处于差分的平衡计算过程中。总体来说,计算沉降值与实测现场实测值较为吻合,说明将此数值计算方法应用于复合路基沉降计算中,可达到良好的效果,与实际情况吻合。
2.2 水平位移变形分析
从图1-2可以看出:
(1)随着填土加载的进行,路堤在发生竖直沉降的同时,由于上层加载填土对下部软卧层的压力,使得整个路基土向两边挤压膨胀,产生水平位移,并且随填土高度增加而不断增加,水平位移沿远离路基方向逐渐变大;
(2)由于粉喷桩水平刚度具有抵抗侧向变形的能力,所以在加固后的复合路基在水平位移方面明显减小;
(3)复合路基的最大水平位移发生在距离地面的一定深度位置,而且整个水平位移随着深度的增加而增加,当到达一定的深度,达到其最大水平位移值,之后位移值随着深度的增加而减小;
(4)填土加载时的水平位置逐渐增大,在填土完成时达到最大值,随着时间的推移,路基的不断固结,水平位移减小并且逐渐稳定。
2.3 粉喷桩复合路基沉降影响因素分析
复合路基的沉降影响因素很多,包括土的物理力学性质、外加填土荷载、土的应力历史及填土速率等,根据现场实测数据和数值模拟结果,主要影响因素分析如下:
(1)填土速率与加荷速率的关系:填土速率越大,加荷速率越快,沉降越大;
(2)填土高度、压缩层厚度与沉降的关系:路基沉降与填土高度、压缩层厚度关系密切,如下图1-3所示,三者之间的关系接近线性关系,即填土越高,沉降越大;在填土高度不变的情况下,压缩层的厚度与沉降也呈现线性关系,压缩层厚度越大,沉降越大。
(3)复合路基总沉降随着桩长的增加而减小,当桩长增加到一定的值以后,总沉降随着桩长的增加而逐渐稳定,对复合路基而言,建议可在以后工程中采用长短桩的形式来布置,即在路基沉降较小的采用不同长度的桩长或者不同桩距,差异沉降更为稳定,桩基处理上更为合理、经济。
3.结论
(1)利用有限差分法软件FLAC3D对复合路基沉降进行了计算,计算结果与现场实测结果较为吻合,说明可将此方法应用与复合路基沉降计算中,并对整个复合路基的工作状态进行了位移分析;
(2)对复合路基沉降影响因素进行了分析,主要影响因素有填土高度、填土加载速率等。
参考文献:
[1]《公路软上地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017一96)》中国建筑科学研究院[S].北京:中国建筑工业出版社,1996
1.前言
随着科技的发展与创新,越来越多能耗问题引起了人们的关注,目前我国已不折不扣的成为世界能耗大国,随之而来的温室效应、气候变暖等现象也在步步逼近我们的生活。因此,在市场经济飞速发展的今天,节能减排已成为我们为之奋斗的又一可持续发展目标。纵观我国的能耗现状,其中以建筑耗能最为庞大,约占总能耗的33%,而大型商业建筑成为建筑能耗之最。众所周知,商业建筑的成功离不开优质化的服务与人性化便利设施的设计规范,而这些又是以牺牲大量能耗为前提的,暖通设备、中央空调的大肆使用形成了建筑能耗的主要来源,尤其对于能耗较低的夏季来说,空调系统则占据了建筑能耗的“半壁江山”,其中以水泵输送能耗最为显著。综上所述不难看出,我们迫切的需要一种全新的设计理念来解决空调泵循环系统高能耗、低能效的现状。笔者根据多年在设计院从事设计工作的经验认为,空调一次泵变频系统的应用尤为重要,该系统采用变频调速水泵进行流量调节,能有效的降低空调系统无法随负荷变化带来的巨大浪费,因此本文主要展开对空调一次泵变频系统的分析与设计。
2.一次泵变频系统的运行原理分析
在空调系统的设计中,中央空调的参数均是按照最高温的气候进行编排的,因此其最大负荷必定会增加一定的余量设计。而这种极限设计的方式却导致其参数很少能在实际的空间中发挥真正的作用,往往是形同虚设。为此,中央空调的主机做出了设计上的一些调整,它能在特定的范围内随负荷的变化而变化,例如环境条件的变化、温度湿度的变化、房屋结构的变化、采光的变化、人员密集程度的变化等。然而,空调循环系统的冷却泵却不能简单的做出相应的调整,而是始终处于高负荷的工作状态,这种现象势必造成极度的能耗浪费。因此我们只有采用变频调速的思想,根据流体力学知识原理,才能最终使冷水泵随着主机负荷的变化进行自动的变速调整,达到节电节能的目标。
一次泵变频系统主要包括可变流量的冷水机组、旁通阀、流量传感器以及变频水泵等。
在中央空调中,一次水泵变流量水系统通过末端盘管使用电动二通调节阀,并根据室温的变化进行开度和状态的调整,从而引起冷水系统流量的变化。当分配环路的流量变化时就会形成供、回水干管之间的压力差,利用压差控制器调节旁通阀则可补偿通过冷水机组蒸发器的冷水流量,使之保持不变。而一次泵变频系统则正是利用了这一工作原理将一次泵变流量水系统中的水泵改为变频调速,旁通阀则变为辅设备,相应的通过冷水机组蒸发器的冷水量则成为变流量。在这样的工作方式中,当冷水机组没有满负荷时,其冷水流量则会随负荷的降低而减少,最终实现降低水泵动力消耗的目的。
3.一次泵变频系统的能效设计及特点分析
3.1可变流量的冷水机组
确保一次泵变频系统的畅通运行,重点就在于如何根据冷水机组及其控制器的特性进行稳定控制。为适应不同的气候、环境变化,蒸发器的水流量需作出相应的变化,这一变化有时会引起一系列连锁反应,例如冷水机组的水温明显波动,甚至会导致其运行过程的不稳定。机组流量变化是与冷水机组的加、减控制成正比的,在允许条件下变化范围越大节能效果越明显。因此一般我们将冷水机组的流量变化控制在30%-130%之间为宜,此时机组允许的流量变化率越大,则出水温度波动越小,每分钟30%-50%的流量变化率是推荐的机组承受范围。由此,我们可以得出这样的结论,冷水机组的允许流量变化率与机组控制器特性相关,我们不仅可根据冷水机组出水温度变化调节机组负荷,还能根据冷水机组的进水温度变化进行空调负荷变化对出水温度影响的预测和补偿。
3.2旁通阀及流量传感器
合理的冷水机组变流量范围会产生节能效应,而当流量低于冷水机组最低允许的界限时,我们则需要旁通阀进行流量补充。而补充多少流量才能达到既定的标准则需要流量传感器的辅助。该设备通过测量水系统的总流量来控制旁通阀,使负荷侧流量与旁通流量的总合不低于冷水机组最低的设置流量范围。
3.3变频水泵的运行控制
在变频工作中,水泵的数量不必与冷水机组的数量相同,这是由于两者的启停控制相对独立,变频水泵的水流量是由环路的末端压差来控制的,这种方式将满足负荷侧流量的需求;同时冷水机组的启停则由担负开启功能的运行电流来控制,这种互不干扰的独立控制方式成为一次泵变频系统的鲜明特点。另外与二次泵变流量系统相比,一次泵的工作方式相对节省了初期投资,起到了节约、高效的作用。
下面我们通过一个简单的实例说明一次变频系统的节能设计。该系统由四台冷水机组与三台变频水泵组成,当系统开始工作时,一台冷冻水泵首先以最低的频率启动,当无法满足末端压差设定值时,第二台水泵则依次启动,频率依然是最低,倘若还是无法满足压差,则第三台水泵仍旧重复以上的工作步骤,还是无法满足既定标准时,则三台水泵通过同频上升的方式来加大流量,以达到压差设定值的标准。随着末端负荷的减少,水流量必然会相对过剩,这时末端压差也会高于标准值,因此三台水泵还将以同步减频的方式来控制合理的压差范围。当负荷一降再降时,为了调节水泵的低频率及减少流量,该系统则会自动关闭一台水泵以达到持续低频的目的。从以上的设计流程不难看出,一次泵变频系统具有根据末端负荷变化自动调整流量及变频水泵能耗的特性,同时还可消除一次泵定流量与二次泵系统的“低温差综合症”,使冷水机组始终保持高效、快速运行,在总量上有效的控制冷水机组与水泵的能耗。
4.一次泵变频系统的概要设计
鉴于以上的工作原理、能效控制设计及特点分析我们不难看出一次泵变频系统的概要设计应秉承流量严格控制、压差精度提高、遵循系统特征的原则实施科学的设计与管理。首先对于冷水机组的设计我们应严格的选取对蒸发器下限流量限制低的冷水机组,从而使之受流量变化引起的不稳定性降到最低,形成水温波动变化不大的效果,以达到节能减排的目的。
对于旁通阀的设计我们应充分考虑到其工作环境的高压差现状,遵循等比例的原则,尽量选取公称压力较高的阀门;同时对于流量传感器的选取也要本着高精度的要求,尽量避免其滞后控制现象的发生。为了精确的补给冷水机组流量,旁通管道的设计应尽可能的缩短,以减少流量阻力。同时,本着节能、便利的原则,避免系统流量变化过大的现象发生,水泵与冷水机的设计则不必一一对应,仅由一根共用集管连接,两者进行分别控制、空调机组分组错开启停即可,这种控制方式也有利于系统环路的动态平衡控制,提高其长久的服务效能。
5.结语
总之,一次泵变频系统的应用担负着建筑空调循环系统节能减排的重任,根据详细的论述我们不难看出,只有本着科学的原则严格的遵循系统的设计原则、对工作原理了如指掌、对系统特点明确、熟悉,才能使系统的能效设计与概要设计严密符合节能的思想、可持续发展的思想,使有限的建筑设计投资产生最大化的服务效能。
参考文献:
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关键词:高压旋喷桩 基坑支护技术 应用
中图分类号:TU753.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(c)-0072-01
我国的住宅区主要包含住宅楼和地下车库。目前,大多业主为了融资,先进行住宅楼的施工和预售,后进行地下车库工程施工,这样的施工顺序在进行后主体施工时,会存在悬置土层。若悬置土层控制不当,则会导致高层结构地基稳定性较差,从而引起高层建筑的位移或倾斜现象。因此,为避免此种情况的发生,在建设时需要考虑建筑基础悬置土层支护结构的设置。本文将结合以上问题,讨论在此建筑中高压旋喷桩基坑支护技术的运用。
1 高压旋喷注浆技术成桩技术的工作机理
拉伸―水楔破岩机理。此机理认为高压旋喷注浆的冲击力可以简化为作用于岩石半空间弹性体平面上的集中力。当高压旋喷的拉应力和剪应力超过岩石的抗拉和抗剪力的极限时,岩石就会出现裂缝,裂缝形成后,把浆液通过岩石的缝隙注入进去,浆液在缝隙的尖端形成拉应力集中并逐渐扩大裂缝,最终破坏岩体。
密核―劈拉破岩机理。首先同拉伸―水楔破岩机理相同的是通过极限拉应力和剪应力的作用在岩体上形成裂缝。其次,在高压旋喷注浆的冲击力作用下,被剪切破坏的岩石细粉组成了球形的密实核。最后,在密实核的能量到达一定程度后,密实核开始膨胀至能量的释放,随密实核能量的释放而导致周围岩石产生切向的拉应力,当此拉应力超出岩石的承受强度时,就会使岩石出现径向裂缝,并逐步扩大至岩石被破坏。
高压旋喷技术注浆成桩机理。高压旋喷注浆成桩技术是先通过钻机钻孔把注浆管放置在土层中设定的位置,然后在高压脉冲泵的作用下把水泥浆液向四周高速喷入土体,再以一定的速度由下向上提升,在此过程中土体和水泥浆充分混合凝固,横断面上的土粒在旋喷动压力、重力和离心力的作用下按质量大小进行规律的排列,在一段时间的胶化硬结后形成一个较为均匀且具有一定强度的圆柱体。现利用这样的注浆成桩原理,把众多的圆柱体通过交错相切连为一体,即形成一道墙体,也成为防渗墙,在建筑工程中把地下水阻与工程之外。
高压旋喷桩的竖向承载力。高压旋喷桩单桩的竖向承载力可通过现场单桩荷载试验进行确定,它的较小值计算公式如下:
2 工程概况
某建筑工程中包含1#、2#、3#、5#、6#、9#楼以及相应楼下的地下室工程,总建筑面积约为168029.26 ,地下室建筑采用框架剪力墙结构。基础结构采用机械冲孔灌注桩,桩直径为800~1600 mm。地质勘查报告显示该地区的地质特征主要是灰岩,质地坚硬,隐晶结构,块状构成,区域的地下水主要是上层滞水和大气降水。
3 高压旋喷桩的支护技术
此建筑设计采用的是框架剪力墙,具有灵活的空间分割。在这样的情况下利用高压旋喷技术进行喷浆支护以增加建筑基底的稳固性(此句话的目的是什么)。
框架剪力墙和与高压旋喷桩的结合。在框架剪力墙基岩上部进行高压旋喷施工,以在此基岩上形成具有防渗作用的高喷围护筒式墙,起到隔绝地下水的作用以保证挖孔桩工作的正常进行。
框架剪力墙和与桩基高压旋喷桩的结合。对于桩基下的溶洞采用旋喷注浆的方法来处理。在高压泵冲击力的作用下把水和水泥浆从泥浆管中喷射出来,对那些溶岩缝隙中的后期填充物和弱胶结物进行冲击使其中的部分颗粒溢出地面,其余部分则结合浆液进行充分的搅拌,使之进行规律的排列之后与坚硬岩石骨架进行紧密的胶结,最终得到密实的复合地基。
此外,若是经旋喷桩处理后的桩基仍与设计要求存在差距时,可以在桩基的孔桩基础上设置等角分布的三个钻孔,使其穿透溶洞形成完整的基岩,进行注浆,放置钢轨或无缝钢管等构件,使框架剪力墙、完整基岩和高压旋喷桩连为一体,这样可以有效的将主体载荷传递至基岩,使地基的强度增加。其中钢质构件放置的规格数量可以用下列计算式,先计算出其截面积,再由截面积来确定其规格和数量。
备注:Ag为钢质构件的截面积;A为旋喷桩体的截面积;Ra为单个旋喷桩的极限抗压强度;K为安全系数;Rg为的是钢质构件的设计强度;F为工程的设计载荷;高压旋喷桩基坑支护施工过程。
旋喷桩工程。(1)钻机就位。把钻机设备安装在设计的位置上,要把钻杆头和孔的中心位置相对,在实际安装过程中钻孔的位置与设计方案的位置偏差要≤50 mm,其校准的标准为钻孔要保持一定的垂直度允许的倾斜范围≤1.5%。(2)钻孔过程。此工程的旋喷桩我们采用的是三重管钻机的方法,因为在此过程中喷管是和钻机是同时进入钻孔内的,同时,在钻孔时还要进行射水处理,防止喷嘴被泥沙堵塞。(3)旋喷作业。当钻孔达到设计深度后,接通高压水管、空压管,启动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,通过仪表来控制压力、流量和风量,使它们分别达到预定值后开始上升,之后继续旋喷,直到上升至预定的值。最后形成封闭圆筒状防渗帷幕墙。
穿透溶洞至基岩面,再进行等角分布的钻孔,之后是放置钢质构件,最后浇筑桩芯泥浆。
在孔桩基岩的厚度不能满足设计需求时,进行孔桩基旋喷桩施工,从中心桩的施工入手,然后再对孔进行复喷,以增加孔桩基的直径。
对施工旋喷桩进行抽芯检测。等到各工序的施工桩达到养护时间后对各桩体进行抽芯检测。
4 结语
高压旋喷桩基坑支护方法能够在此项工程中增加工程支护的强度,同时起到防水作用。在现代高层建筑中基层部分承载着较大的载荷强度,对此建筑工程的支护工序是必要的。目前的各种支护技术中,高压旋喷桩支护技术相对比较适用。随着现代施工技术的不断进步,高压旋喷支护技术将会得到更好的发展和使用。
参考文献
[1] 李江.高压旋喷桩在基坑支护中的应用探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2013(2):79-80.
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【摘要】 目的 评估阴道部分封闭加会阴体修补术对盆腔脏器脱垂患者症状和生活质量的影响。 方法 2007年12月~2009年6月本院采用阴道部分封闭加会阴体修补术治疗24例盆腔脏器脱垂患者(3例同时进行了经闭孔无张力尿道中段悬吊术手术),术前及术后填写生活质量调查问卷( PFDI20短表)进行生活质量评价。 结果 24例均为盆腔脏器脱垂定量分期法(POPQ)评分为IIIIV期盆腔脏器脱垂患者。平均年龄为69.8岁(60~82岁)。24例均术后随访4~21个月,平均随访时间为(10.3±5.4)个月。PFDI20总评分以及盆腔脏器脱垂量表(POPDI6)、肠道脱垂量表(CARDI8)和排尿相关症状量表(UDI6)术前评分分别为(77.4±34.2)、(38.7±16.2)、(1.2±1.4)和(37.5±23.5)分,术后分别降为(9.2±14.3)、(2.1±4.1)、(0.3±0.5)和(6.8±11.2)分,差异均有统计学意义(P
【关键词】 盆腔脏器脱垂;阴道部分封闭术;会阴体修补术;生活质量
【Abstract】 Objective To evaluate the effect of Le Fort partial colpocleisis on patients’ clinical symptoms and quality of life (QOL). Methods From December 2007 to June 2009, twentyfour women with pelvic organ prolapse (POPQ stage IIIIV) who underwent Le Fort partial colpocleisis and perineoplasty in our department were included in the analysis. QOL was evaluated before and after operation using the Pelvic Floor Distress Inventory short form 20 (PFDI20). Results The mean age of 24 patients was 69.8 years (60-82 years). All patients were followed up, with a mean of follow up months of (10.3±5.4)m(4-21 m). PFDI20 score, pelvic organ prolapse distress inventory (POPDI6), colorectal anal distress inventory 8 (CARDI8) and urinary distress inventory 6 (UDI6) scores were (77.4±34.2),(38.7±16.2),(1.2±1.4)and(37.5±23.5), respectively before operation. These scores decreased significantly after the operation,( 9.2±14.3) ,(2.1±4.1) ,(0.3±0.5) and(6.8±11.2), respectively (all P
【Key words】 Pelvic organ prolapse; Le Fort partial colpocleisis; Quality of life
盆腔脏器脱垂已成为困扰老年女性的常见疾病,严重影响老年患者的生活质量。阴道部分封闭术(Le Fort阴道半封闭术)简单易行,疗效确切,适用于老年无性生活要求的盆腔脏器脱垂患者。然而,目前对于阴道部分封闭术术后生活质量的系统评估文献报道较少[1]。本院从2007年12月在知情同意后对无性生活要求的老年盆腔脏器脱垂患者开展了阴道部分封闭术加会阴体修补术,通过对患者术前和术后定期生活质量问卷随访调查,探讨该术式对患者症状和生活质量的影响。
对象与方法
一、对象
2007年12月~2009年6月在本院开展阴道部分封闭术加会阴体修补术患者共24例。患者平均年龄为69.8岁(60~82岁);平均体重指数24.1 (20.0~31.6);平均绝经年龄48.75岁(41~55)岁;平均产次(3.0±1.6)次(2~9次),均为阴道分娩,其中4例有产钳助娩史,3例有巨大儿分娩史。24例患者从出现明显临床症状到最终选择手术治疗的间隔时间平均为(65.2±126.0)月(1月~50年),延迟治疗2年以上者占62.5 %(15/24),1年者占25.0 %(6/24),不足1年者占12.5 %(3/24)。17例患者具有内科合并症,其中高血压占58.3 %(14/24)和糖尿病占29.2 %(7/24)为主。
二、方法
1.手术指征:手术指征均为有症状的盆腔脏器脱垂定量分期法(plevic organ prolapseQ,POPQ)评分为 Ⅲ~ Ⅳ期子宫脱垂、阴道前壁膨出或阴道后壁膨出,患者要求手术治疗。 患者无性生活要求,且患者及家属对选择该术式充分知情并同意。
2.手术方法:手术基本术式为阴道部分封闭加会阴体修补术。术后患者会阴体延长至5~6 cm,生殖道裂隙长2 cm,阴道内形成一纵隔,两侧腔隙容1指紧,可达阴道残端或宫颈。其中3名患者因张力性尿失禁同时进行了经闭孔无张力尿道中段悬吊术(TVTO)手术。
3.随访及生活质量问卷调查:患者术后定期随访,术前及术后填写生活质量调查问卷(pelvic floor distress inventoryshort form 20, PFDI20短表)[2],评价术后症状及生活质量变化。PFDI20 短表由20 个问题组成。包括3个分量表,盆腔脏器膨出影响量表(pelvic organ prolapse distress inventory, POPDI6)、肠道脱垂影响量表(colorectalanal distress inventory 8 , CARDI8)和排尿相关症状影响量表(urinary distress inventory 6, UDI6) 。每个问题的评分标准为患者无症状为0 分, 有症状但对生活质量无影响为1 分, 轻度影响为2 分, 中度影响为3 分, 严重影响为4 分。分量表值(0~100)为分量表各题目评分分值相加除以相应的题目数×25。总量表值(0~300)为 3个分量表值相加。分值越高, 对生活质量影响越大。24例均完成术前术后生活质量调查问卷,术后随访率100 %(24/24)。术后随访时间为4~21个月,平均随访时间为(10.3±5.4)个月。
4.统计学处理:采用SPSS 15.0统计软件,进行配对资料的秩和检验,P
结 果
一、盆腔脏器脱垂缺陷类型
POPQ评分显示24例患者中以前盆腔和中盆腔缺陷为主。24例患者均存在IIIIV期前盆腔缺陷, IIIIV中盆腔缺陷占75.0 %(18/24) , IIIIV后盆腔缺陷占20.8 %(5/24)。
二、手术前后主要症状变化
手术前24例患者均有阴道肿物脱出,术后24例患者阴道肿物脱出症状完全消失,由此产生的下腹坠胀、推压阴道协助排尿或排便症状、便秘和排便困难以及下腹和生殖道不适症状完全消失和改善。点滴漏尿有81.8 %(9/11)、排空膀胱困难有90.0 %(9/10)、尿频有88.2 %(15/17)、排尿不尽有85.0 %(17/20)、急迫性尿失禁有75.0 %(9/12)、张力性尿失禁有71.4 %(10/14)的患者症状消失或改善,见表1。其中,张力性尿失禁症状术后加重2例,新发1例,占总病例的12.5 %(3/24),但症状较轻无需治疗。3例同时行TVTO手术患者术后尿失禁症状均完全消失,无尿潴留发生。1例因配偶偶尔有性生活要求后悔选择此术式的患者术后出现新发下腹坠胀症状,并且张力性尿失禁和排空膀胱困难症状加重。
三、生活质量及临床症状评估
1.手术前后主要症状评分变化:PFDI20问卷症状评分,阴道肿物脱出、推压阴道协助排尿或排便症状术后评分均为0,便秘和排便困难以及下腹和生殖道不适,除排便疼痛外其它症状术后评分与术前相比均显著下降,差异有统计学意义(P
2.手术前后生活质量评分:与术前评分相比,术后PFDI20总表以及3个分量表POPDI6、CARDI8和UDI6评分均有显著性下降(P
讨 论
目前中国正进入老龄化社会。据统计截至目前,全国老年人口1.62亿,占总人口的12.8 %。从今年开始中国老年人口将年均增加800至900万人。预计到2050年进入重度老龄化阶段,届时中国老年人口将达到4.37亿,约占总人口30 %以上。盆腔脏器脱垂多见于老年人,严重影响老年女性患者的生活质量。美国流行病学调查显示60岁以上老年妇女约6.4 %因盆腔脏器脱垂进行手术治疗[3]。虽然中国目前尚缺乏这方面的数据,但是随着中国人口老龄化的急剧加剧,盆腔脏器脱垂将日益成为困扰社会的卫生问题。
盆腔脏器脱垂早期症状轻,患者多不重视,加之社会和心理因素,往往延迟治疗。本研究中62.5 %的患者延迟治疗2年以上。随着疾病的进展,症状逐渐加重,最终导致生活质量显著下降,成为患者求医的主要原因和治疗的主要目的。Le Fort阴道半封闭术作为传统术式,简单、安全、有效。文献报道其成功率高达91%~100 %[1]。
本研究资料目前尚无复发病例。然而,2006年Fitz Gerald等[1]对阴道封闭术文献进行系统回顾认为,既往文献缺乏对术后生活质量及功能恢复的系统评估,缺乏I类或II类循证医学证据。因此,本研究在开展LeFort阴道半封闭术时,注意进行生活质量的问卷调查。采用了PFDI20量表,它是PFDI量表的短表,专门为评价盆底功能障碍性疾病设计,由Barber 等[2]建立并改进。
通过对PFDI20量表数据统计分析显示,Le Fort阴道半封闭术加会阴体修补术能够明显提高患者术后生活质量,疗效满意。它不仅能够明显改善患者盆腔症状,而且,能够明显改善排尿和肠道症状,与文献报道一致[3,4]。
术前生活质量量表显示,盆腔症状和排尿症状是影响盆腔脏器脱垂患者生活质量的主要症状,也是盆腔脏器脱垂治疗中较为关注的问题。由于脱垂结构的复位,术后盆腔症状得以明显改善。目前,对于排尿症状中关注最多的是术后尿失禁。Hanson等[5]对早期Le Fort阴道半封闭术进行文献回顾总结发现,术后新发及加重的尿失禁的比率为7.6 %(22/288)。目前关于阴道封闭术后尿失禁的发生机制可能为,脱垂掩盖的隐匿性张力性尿失禁,由于解剖复位而出现;由于阴道封闭术中缝合阴道前后壁,造成尿道向直肠方向牵拉所致。针对这一问题,借鉴文献经验 [1,6],本研究在手术中进行有益的尝试。首先游离阴道前壁粘膜时,注意保留尿道口内3 cm阴道粘膜,以减少对尿道的牵拉造成的术后尿失禁;同时本研究为术后可能发生的张力性尿失禁预留出抗尿失禁手术的空间。另外,大的会阴体修补术,不仅可以减少术后的复发,而且可以增加对阴道前壁的支撑作用,可能对排尿症状的改善起促进作用。同时还对术前有张力性尿失禁的部分患者尝试进行了TVTO手术,术后疗效满意。研究结果也显示,术前张力性尿失禁术后可能缓解或消失。但是,对术后尿失禁的发生目前尚无良好预测方法,因此,对盆底手术中是否同时行预防性抗尿失禁手术仍存在争议。
本研究还显示,阴道半封闭术后患者肠道症状也得到明显改善。而且,值得一提的是,既往认为便秘是诱发盆腔脏器脱垂的重要因素。然而本研究发现,阴道部分封闭术后患者便秘症状得到显著改善。因此,盆腔脏器脱垂患者便秘的发生机理,很值得进一步研究和探讨。
Le Fort阴道半封闭术加扩大的会阴体修补术可以明显改善患者生活质量,缓解患者脱垂、排尿和肠道等相关症状,临床疗效确切。但是由于本研究样本量少,随访时间短,尚需进一步评估。同时,临床上选择此术式一定要慎重,尤其对配偶健在的患者,术前必须与患者及家属充分沟通,以防患者术后后悔。
【参考文献】
1Fitz Gerald MP, Richter HE, Siddique S,et al. Colpocleisis: a review[J]. Int Urogynecol J,2006,17 (3):261271.
2Barber MD , Walters MD , Bump RC , et al.Short forms of two conditionspecific qualityoflife questionnaires for women wit h pelvic floor disorders ( PFDI20 and PFIQ7) [J].Am J Ob stet Gynecol,2005,193 : 103113.
3Olsen AL, Smith VJ, Bergstom JO et al .Epidemiology of surgically managed pelvic organ prolapse and urinary incontinence[J]. Obstet Gynecol,2001,89:501506.
4Barber MD, Amundsen CL, Paraiso MF, et al. Quality of life after surgery for genital prolapse in elderly women: obliterative and reconstructive surgery[J]. Int Urogynecol J Pelvic Floor Dysfunct, 2007,18(7):799806.
篇10
关键词:公路工程;粉喷桩;设计要求;软基处理
粉喷桩也叫加固土桩,它是利用粉状水泥(或石灰)等材料作加固化剂,在钻孔过程中使用特制的深层搅拌机械将固化剂喷入软土地基的深层,经搅拌使原位土与固化剂均匀混合并发生一系列物理、化学反应,使软土硬结成具有整体相互影响,共同作用承担上部荷载的粉喷桩复合地基。由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点,目前在我省的地方公路建设中得到广泛应用。
1、粉喷桩设计方法
⑴ 技术要素的选用
在进行粉喷桩的设计时,有几项比较主要的技术要素,如基准期、容许工后沉降、加载速率、预压期等,而在进行这些技术要素的标准选用时,我们必须进行严格控制,在参照相关的规范标准等要求,并结合实际应用情况之后,才能进行合理的设计。目前,我省粉喷桩采用的设计标准普遍为:
①基准期及容许工后沉降:柔性路面设计使用年限为20年,按目前通常的做法,基准期亦为20年,即从开放交通之日起至路面大修日止,所发生的沉降视为工后沉降。其容许值对于一般路段取30cm,涵洞及箱型通道处取20cm,其它结构物与路堤相连处取10cm。
②稳定验算安全系数:稳定验算安全系数一般以K≮1.2控制。
③加载速率:加载速率关系到路堤在施工中的稳定性,设计采用两种平均速率:粉喷桩处理路段及填高小于极限高度的路段取15cm/d,其余取10cm/d。施工中的速率可根据路堤稳定观测的结果予以调整。
⑵ 桩体及桩位的布设
粉喷桩的桩径一般为50cm,设计的桩长宜穿透软土层并达到持力层内50cm。桩距与路堤的稳定和沉降量有关,最小桩距宜为1.1~1.2m,桩位在平面上呈正三角形(梅花形)或矩形布置。为改善路堤底面的受力条件,粉喷桩处理段路堤下宜铺设30cm左右的砂垫层。经计算,如涵洞、通道位置工后沉降量大于30cm,则其地基宜采用粉喷桩处理,桩间距宜采用1.1~1.2m。对于工后沉降量小于30cm而大于20cm的位置,则其地基采用土工合成材料加筋配合等载预压进行软基处理。经计算,如桩基桥台位置工后沉降量大于30cm,则对其台前及台后地基用粉喷桩处理,再施工桩基础及进行台后路基填筑。
⑶ 施工沉降观测
①观测点位的布设:观测点布设在路堤中心(以距离中心线50cm左右为宜)及两侧路肩,一般软土路段每100m布设一观测断面,预压施工高度超过5m的路段上每50m设一观测断面。此外在与跨度超过30m的桩基结构物相邻的两端各设一观测断面,跨度小于30m时仅在一端设置,观测断面宜离开桥头搭板1m左右。所有涵洞(包括箱形通道)处原则上均需设置一组沉降观测点,观测点位于涵背一侧,离涵背约2m处。在粉喷桩一般处理段、过渡段、等(超)载预压段接头处,应在离开接头各10m以外的位置分别设置一组沉降观测点,以观测不同处理方案的沉降差异,距离相近、地质情况一致的可考虑统一布点。在地质情况明显变化的分界线两侧各10m处,应分别布置一组沉降观测点。
②观测频率的确定:路堤施工期:每往上填筑一层便观测一次,路堤填高超过极限高度之后,每7d观测一次,直至稳定再转入正常观测。预压期:第一个月每7d观测一次,第二个月至第三个月每15d观测一次,从第四个月起每一个月观测一次,直到铺筑路面前。
2、工艺性试桩的设计要求
为了确定各种操作技术参数,粉喷桩施工前施工单位必须考虑到不同的地质情况,根据室内配比进行工艺性试桩,试桩应达到下列要求:
(1)满足设计水泥喷入量的各种技术参数。钻进速度:参考值V≤1.5m/min;平均提升速度:参考值Vp≤0.8m/min;搅拌速度:参考值R≈30r/min;钻进、复搅与提升时管道压力:0.1MPa≤P≤0.2MPa;喷灰时管道压力:0.25MPa≤P≤0.40MPa。
(2)水泥搅拌的均匀程度,掌握下钻及提升的困难程度,确定合适的技术处理措施。成桩试验的桩数不宜少于5根。
3、施工工艺要求及注意事项
3.1 施工工艺要求
要根据工艺试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点,供现场操作人遵守。严格控制钻孔下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度和喷粉量达到规定要求。深度误差不得大于5cm,水泥损耗量平均不得大于1kg/m。粉喷桩要穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层,并深入硬土层50cm,持力层深度除根据地质资料外,还应根据钻进时电流表的读数值来确定,当钻杆钻进时电流表的读数明显上升,说明已进入硬土层,如能持续50cm以上则说明已进入持力层。搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录,时间误差不得大于5s,提升前要有等待送粉到达桩底的时间,防止出现提升却未喷粉的情况,具体时间随机械类型与送灰管长度而变化 在桩上部1/3范围内应重复搅拌一次,并且复搅长度不足5m的,按5m施工。特别需要指出的,对于软土天然含水量大于70%的地段,要求复搅长度应贯穿软土层。
3.2 施工注意事项
3.2.1 关于复搅与提升:在桩顶部1/3范围内应重复搅拌一次,高度至少大于5m.钻进提升时管道压力不宜过大,以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。
3.2.2 关于补喷和废桩问题:如发生意外影响桩身质量时,应在水泥终凝前采取补喷措施,补喷重叠长度≤1.0m。补喷无效时须重新打桩,新桩与废桩的间距≥20cm。
3.2.3 输灰管须经常检查,不得泄漏及堵塞,管道长度以60m为宜。对钻头定期检查,直径磨耗量≤1cm,钻头直径≯ 53cm。
3.2.4 在灌注桩两侧布设粉喷桩位时,应预留钻孔灌注桩施工位置,预留净距为140cm。
3.2.5 成桩施工顺序从四周边开始向中心进行,相邻两根桩必须跳跃间打。
3.2.6 砂砾垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。
3.2.7 监理处必须对粉喷桩施工进行全过程旁站,按实际发生数量进行计量。
4、质量验收标准
对成桩质量的验收办法,可通过有以下四种方式进行检测:
4.1 成桩7天内浅部开挖桩头,其深度宜为0.5 m,目测检查搅拌的均匀性,测量成桩直径。检查频率为10%。
4.2 用轻便触探仪检查桩的质量,触探点应在桩径方向1/4处,抽检频率为2%。
4.3 成桩28天后在桩体上部(桩顶以下0.5 m、1.0 m、1.5 m)分别截取3段桩体进行现场足尺桩身无侧限抗压强度试验,检查频率为1%~2‰。
4.4 必要时可安排进行全桩长取芯,以检测粉喷桩的质量。粉喷桩施工允许偏差。
结束语
从近年来软基处理方式的应用效果上看,粉喷桩处理软土地基在目前来看仍然是一种行之有效的技术手段,它与其他软基处理方式相比,具有了预应力砼管桩、砂桩等所没有的一些技术优点。但从施工操作的角度出发,其技术难度较大,如果掌握不好,极易出现偏差,且因其为隐蔽工程,易留下隐患。所以,我们只有以科学的态度,按照设计的方法、标准来严格规范施工的工艺控制,只有这样,才能确保粉喷桩施工质量。
参考文献