铁路地基（精选9篇）
铁路地基 篇1
摘要：铁路荷载大, 故而对地基要求高, 由于软土地基具有含水量高, 透水性差, 强流变性和压缩性等特性, 容易沉降变形, 影响轨道结构的安全和稳定, 甚至威胁铁路安全运营。因此, 针对软土问题, 必须采取有效措施保证施工质量。本文概述了软土地基和地基工程特点, 并针对不同土层提出了相应的软土地基处理技术, 有利于提升施工管理水平。
关键词：铁路,软土地基,处理技术
1 铁路地基特点
近年来, 随着技术的进步, 铁路建设进入黄金发展期, 同时铁路建设标准和工程质量要求也越来越高。铁路地基工程主要特点如下:地基结构:一般情况下, 铁路地基结构是轨道-基层-土地基结构。
控制变形:控制变形是地基设计的关键, 地基设计的目标是实现稳定和平坦的地基, 由于有碴轨道由散体材料构成, 稳定性差, 容易下沉, 导致不平坦, 属于残余变形。另外, 材料的刚度对变形也有很大的影响。列车-线路匹配:由于变形在所难免, 铁路修建完后, 还需要强化线路。车轮、轨道、道床和地基相互作用, 很容易出现变形问题, 因此, 需要综合考虑这些因素, 尤其是地基因素影响很大。
2 软土的成因类型及工程性质
软土是沉积形成的细粒土, 厚度在几米到几十米之间, 我国软土主要是湖相和海相沉积, 具有孔隙比大、低强度、高含水量和压缩性等特点。
1) 软土的成因类型。软土在我国分布范围广, 软土上修建地基容稳定性差, 且容易沉降, 使得影响铁路运行。软土空隙比e≥1.0、含水率大于液限、压缩性高、强度低。按照孔隙比及有机质含量, 软土可分为软粘性土、淤泥、淤泥质土、泥炭和泥炭质土。按照沉积环境, 软土可分为滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积和沼泽沉积。滨海沉积是与海浪岸流或潮汐形成的颗粒相混合, 极其松软, 透水性强, 容易压缩固结。湖泊沉积咸水和淡水盆地的沉积。沉积具有显著的层理, 含有粉砂, 结构松软, 厚度在10~25米。河滩沉积成层复杂, 厚度变化大, 分布不规则, 呈带状, 厚度不超过10米。沼泽沉积分布在地表水和地下水流动不畅的低洼地区, 主要是泥炭, 经常暴露在地表。
2) 软土工程性质。软土由于成因和环境的不同, 成层和粒度也有很大的区别, 使得工程性质也有将较大的差异。有时物理性质相似的软土, 工程性质区别较大。通过分析可以发现, 含水量高、孔隙比大、压缩系数高、抗剪强度低和渗透系数小是软土最显著的工程性质。概括如下:孔隙比大、含水量高:孔隙比是指单位体积土中孔隙体积与土颗粒所占体积之比, 孔隙比显示了土中孔隙数量和松密程度, 孔隙比越大, 土质越松, 越容易被压缩。含水量!w"是指单位体积土中水的重量ww与干土重量ws的比值, 即。含水量与液限wL呈正比, 含水量随着液限增而增加。压缩性高:压缩性随着液限和含水量的增加而增高, 松软土地基沉降量大就是因为松软土的高压缩性, 往往导致松软土上的建筑物出现明显的沉降和倾斜。与此同时, 松软土渗透性差, 孔隙水很难排出, 因此建筑物沉降达到稳定需要很长时间。强度低:松软土的抗剪强度低, 与加荷载速度和排水条件有很大关系, 这是因为土受到负荷后, 孔隙水容易排出, 使土固结, 从而加大抗剪强度。反之, 若在加负荷后, 马上剪切, 孔隙水不易排出, 使得强度不高。渗透性差:淤泥和淤泥质土的渗透系数很小, 一般在k=i×10-6~i×10-8cm/s, 因此, 需要很长的固结时间;在加荷前期孔隙水压力高, 不利于地基强度。建筑物建在松软土地基上, 五年后地基仍然不够稳定, 且每年沉降量仍大于1cm。
3 软土地基处理技术
软土地基的处理技术是根据土层性质确定的。若土层厚度薄, 可以采取浅层处理;若土层较厚, 可以采取排水固结法;若施工条件复杂, 可以使用水泥搅拌桩和粉喷桩等, 以此实现强化加固。路堤高于临界值, 必须对地基进行加固。加固方法大致有三种:改善结构, 人工地基和排水固结。
1) 改善结构。反压护道:反压护道在路堤两侧建立起反压作用的护道, 以防地基出现破坏, 是一种有效的地基稳定方法。而且护道容易施工, 不需要特殊的材料和机械, 适用于非耕作区。铺设土工合成材料:将土工材料铺设在路堤底部, 起柔性柴排作用。土工材料具有耐酸碱, 耐腐蚀和抗拉强度高等特性。根据工程需要采用不同的土工材料, 铺设土工材料于的路堤, 强度和韧性非常好, 使得上部的荷载均匀分布, 有效防止滑坡, 提高承载能力, 加强路堤的稳定性。
2) 人工地基。人工地基是指在软土地基内设置桩结构, 或选用性能好的土料替换地基土, 实现地基稳定。人工地基借助垫层、挤密、加速固结和加筋等达到密实强化作用, 主要有水泥搅拌桩、粉喷桩和碎石桩等。水泥搅拌桩处理技术:水泥搅拌桩通过向软土层中注入水泥浆液, 使得水泥土充分搅拌, 改善土质, 从而加固地基。该技术具有经济高效、无污染等优点, 在铁路工程中被广泛采用。粉喷桩处理技术:粉喷桩将粉体固化材料和压缩空气送到搅拌叶片, 叶片旋转使压缩空气压力快速下降, 使土和粉体固化材料充分混合。该技术可以有效减少侧向移动和沉降量, 填土快, 施工简单。碎石桩:碎石桩是碎石制成的加固桩, 通常也称为散体桩, 指无粘结强度的桩, 由散体桩和土构成的复合地基为散体桩复合地基。目前, 碎石桩、渣土桩和砂桩等散体桩复合地基应用非常广泛。
3) 排水固结。排水固结通过铺设砂垫层缩短孔隙水流动距离, 加快地基固结, 该技术可以有效提高地基承载能力, 增强路基稳定性。排水固结减少排出孔体积, 使地基固结变形, 主要有排水砂井、袋装砂井和堆载预压等方法。排水砂井:软土地基的孔隙水在荷载压力下逐渐排出, 孔隙水压力慢慢变小, 孔隙体积慢慢减少, 地基固结沉降增大强度。固结理论表明粘性土固结时间与排水距离的平方成正比。因此, 土层愈厚, 固结时间愈长。为了加快固结, 可以增加土层的排水通道, 缩短排水距离。袋装砂井:袋装砂井是向编织袋装入中粗砂, 置于地基孔内, 加快排水固结, 袋装砂井的直径根据施工工艺确定。袋装砂井的编织袋最好具有足够的透水性, 良好的抗老化和抗腐蚀, 且袋内的砂不易流失。
4 总结
随着地基处理技术的不断进步, 新的方法不断出现, 旧的方法不断被改进。但在实践过程中解决问题的同时也获得了不少经验。因此, 为了达到更好的软土地基处理效果, 提出几条软土地基处理过程中的建议:在施工过程中, 必须充分认识到各种软土地基加固原理, 以便根据加固原理进行有效的质量控制, 适当调节技术指标, 节约成本。加强软土地基处理技术学科研究, 需要国内外软土地基处理技术已有很多理论成果, 但准确性和确定性还有待提升。在实际软土地基处理过程时, 可以采用多种方法相结合, 往往能起到很好的效果。
参考文献
[1]王炳龙, 周顺华, 杨龙才.高速铁路软土路基工后沉降试验研究[J].同济大学学报, 2003.
[2]陈廷清.地质学基础.石油工业出版社, 2009.
铁路地基 篇2
铁路客运专线CFG桩复合地基路基稳定性分析
在对CFG桩复合地基对路基稳定性作用原理分析的基础上,假定地基土体本构模型为理想的弹塑性模型,屈服准则采用广义摩尔-库仑准则,其他采用线弹性模型模拟,采用平面应变单元进行计算,得出了不同柱长和桩间距对路基稳定性的影响.
作 者：黄大春 HUANG Da-chun 作者单位：中铁十七局集团第二工程有限公司,陕西西安,710043刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：36(10)分类号：U213.1关键词：CFG桩复合地基 稳定性 分析
铁路地基 篇3
CFG桩是客运专线铁路采用的主要软土地基处理方法之一，是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由石屑、粉煤灰、碎石、砂掺水泥加水拌和，使用各种成桩机械制作成的具有一定强度的可变强度桩。一般调整水泥掺量及配合比，使桩体强度等级在C5～C20之间变化。CFG桩和桩间土、海垫层一起形成复合地基，CFG复合地基在软土中应力比n大约可达到100，桩承担的负载一般占总负载的40%～70%。而且CFG桩控制沉降的效果明显，所以广泛应用于铁路地基施工。总之，CFG桩承载力强，沉降控制效果不错的软土地基处理方法。
二、工程概况
京沪高铁DK531+971.43～DK534 +437，所处地区主要为粉质粘土、粘土及中砂地基路基，地基加固方法选用CFG桩复合地基。设计CFG桩共129.092万米，桩长15～30米，桩径0.5米，桩体强度C20，采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩法。
三、CFG桩施工工艺
工艺流程：施工准备、测量放样→桩机就位（控制垂直度）→试桩→修正工艺参数，调整配比→钻机就位→钻孔至设计深度→停钻→检查孔深和质量→泵送CFG桩混合料→灌注满后，按照规定速度边泵送边提升钻杆→压桩→成桩检查→终孔→移位施工下一根桩→桩顶封囤保护→挖槽→剔除桩头、整平桩顶
四、CFG桩的质量控制技术
1.材料严把关，保证水泥、碎石、啥等材料复合规范，并且按照规定作好进场检验，出具相关报告。2.严格按照施工布置图施工，不可以少打漏打。3.施工前，应该按照设计要求进行配合比试验。施工过程中按照配合比设置CFG桩混合料。如果配合比不合适，将会影响桩体强度。4.成桩工艺试验。施工前选取有代表性的地点进行工艺试验，试桩最少2根，用来确定最合适的坍落度、拔管的速度及恰当的机械组合等参数，为以后施工做准备。5.注意施工顺序。当混凝土未全部凝结时连续捶打，有可能会造成相临的桩直径缩小或者挤扁，对孔的影响比较大。而且，以前的案例中有发生灌注时，地步流塑层被破坏，反而影响到相临桩。所以一定要选择合理的施工顺序。6.控制拔管速度。在施工工序到达钻孔至设计深度后，需要把握好拔钻杆的时间，掌握泵送混合料的量与拔管速度保持匹配。限制拔管速率，否则太慢，桩顶浮浆偏多，太快则桩径缩小甚至导致断桩。7、桩长是质量控制的核心问题。因此为了保证CFG桩到达了规定持力层，必须明确桩长控制指标，首先要求桩底穿透软弱土至硬底。其次施工时，施工桩长应大于设计桩长，确实到达硬层。8.打桩顺序要正确。为了保障相邻CFG桩的桩身质量，施工中根据地质条件，必要时采取隔排、隔桩的跳打方式施工。9.保护成品桩。为了保证桩头质量，防止浮浆影响，成桩的时候应该在地表上面预留0.5米桩长。10.夯实桩间土。CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间土和褥垫层构成，所以夯实桩间土是十分重要的。桩间土夯实方法采用震动夯，夯实结束检测压实系数，这个值应该不小于0.9.11.严格掌握褥垫层技术。褥垫层技术是CFG桩复合地基的核心技术，地基的大部分特性都与褥垫层相关。为了保证褥垫层施工质量，首先确定好褥垫层的材料配合比，认真选取原材料，把握好褥垫层铺设厚度，铺设双向土工格栅并进行质量抽查，根据工艺试验确定碾压工艺，多多对褥垫层检测验收。12.选择合适的截桩处理方法。在不损伤设计桩顶标高一下部分的桩体时，保证桩头表面平整，不凸头，先使用手提切割机清凿，最后留大约0.1米高人工用簪子弄平整。水平方向清除桩头时，控制水平力，预防断桩。桩头部分的浮浆或者松散砼清理干净至密实部分。
五、常见问题成因及处理方法
1、导管堵塞问题
CFG桩施工时，堵管是最常见、最主要的问题之一。会影响施工效率，造成材料浪费，增加劳动强度。更甚者，故障解决不畅，会使搅拌好的CFG桩混合料结硬或者失水，再一次增加堵管机率，给施工带来不便。堵管原因：混合料配合比设置不合理，搅拌质量不过关，坍落度控制不恰当，造成堵管；另一方面施工操作不当，注满混合料之后不及时提钻，导致堵管；设备的弯头曲率半径不合理，弯头钻杆垂直连接，导致混合料输送受限，引起管路堵塞。
2、偏桩问题
通常会有桩平移和垂直度偏差两种。一般由于场地原因，桩机没有仔细对位，使得钻杆跑偏等原因造成。控制办法是：首先施工前地下障碍清除完毕，场地夯实平整，防止钻机偏斜；其次桩位放设到位，设有标志，并且控制误差；最后开钻前和钻孔过程中，要注意检查桩机的垂直度和水平度。
3、断桩问题
这个是施工中会遇到的问题，发生的原因可能是：1）提钻太快，导致泵送混合料无法与提钻速度匹配，空气未全部释放；2）混合料搅拌不到位，和易性不好，导致蜂窝麻面桩出现；3）施工的时候挖基坑和平整土方时，被机械设备碰断。控制措施是：浅部断桩，单独处理断桩，清除断桩部分，然后按照设计要求，使用和桩身相同的混合料补桩；如果是机械施工导致断桩，应该与设计、监理单位制定桩的恢复方案；CFG桩施工，一定要注意浅部施工质量，开挖基坑的时候，桩顶标高1米以上部位，采用人工挖坑方法，保证桩身质量。
4、桩身混凝土收缩问题
这是工程中的一般现象，可以通过添加外加剂和超灌方式解决。桩顶超灌超过0.5米，禁止混入孔口位置的土；保证充盈系数不小于1；选择减水剂，减水效果好。
5.窜孔问题
在饱和粉土以及细砂层施工成桩时可能会发生窜孔，可能是以下原因造成：加固土层中有饱和粉土、粉细砂；竖直方向上，相临桩有连通的裂纹、空洞，形成“连通器”；还有就是垂直度偏差超标并且桩长大于10米。控制措施：采用隔桩隔排跳打方法；根据实际工程情况，使用大桩距方案，避免剪切扰动；钻进速度适当调整，使之合理；在窜孔范围，减少打桩推进拍书，降低对已打桩能量扰动。
结语
客运专线铁路软土地基采用CFG桩复合地基加固，通过京沪高铁CFG桩的施工，积累施工经验，掌握长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩法的施工技术和质量控制方法，熟悉常见问题及有效预防处理方法，确保CFG桩复合地基的施工质量。
铁路地基 篇4
1 研究目的及意义
首先, 针对戈壁地区以圆砾、卵石土等粗砾土地层为主的地基, 采用重锤夯实、冲击碾压、重型碾压三种加固处理方式, 对其施工工艺进行试验研究。其次, 对三种不同地基加固处理效果进行对比分析, 为后期推广应用提出建议。
2 试验段项目概况
试验段位于酒泉市境内, 地形相对平坦, 地面高程1535.1~1550.5m, 全长500m。重锤夯实100m, 约3934m2, 冲击碾压200m, 约8090m2, 重型碾压200m, 约8394m2。由于研究需要, 试验选在冬季进行, 期间最低温度-23℃, 最高气温8℃, 下雪5次, 积雪厚度为2~8cm, 最大风速6级。2009年11月22日进场开工, 12月28日完工。历时34d, 期间主要开展了地基处理, 质量检测及数据分析研究。
3 研究方法与技术途径
3.1 研究方法
在戈壁地区选500d做为路基试验段, 分段采取重锤夯实、冲击碾压、重型碾压三种不同地基处理方法, 对比加固戈壁土的适用性与加固效果。
3.2 技术途径
在施工过程中通过动力触探等相关试验, 确定加固处理效果, 在地基处理完成后按《验标》进行检测。
4 地质核查
4.1 核查内容
分层定名, 确定土的类别以及物理力学性质。
4.2 核查方法
地质钻探及动力触探。按照验收暂行标准要求对地基地质资料进行核查, 即在路基中心位置处用钻机打7m深孔进行地质核对。
4.3 核查结果
浅层0~0.4m, 主要为细圆砾土, 回填碾压, 密实度达中密状态。
0.4~7.3m, 细圆砾土, 青灰色, 级配中等, 含粘粒成分少, 次圆状, 石质坚硬, 成分主要为石英岩类。粒径大于20mm约占20%, 10~5mm约占35%, 5~2mm约占25%, 其余为杂粒砂, 密实, 干燥, 层位稳定。
试验段原地面经清表处理后, 表层取样土工检测该段为砂砾土 (属于B类料) , 最大干密度2.32g/cm3, 最优含水率5.6%。
5 地基加固处理
5.1 重锤夯实
5.1.1 试验方案
选100m做试验段, 用10t起重机, 锤重采用3t、底面直径为1.5m, 落距为4m, 每夯击一次, 测量其下沉量, 夯击采用满夯方式, 遍数为8遍, 处理宽度至路堤坡脚外3.0m。
5.1.2 施工工艺及方法
(1) 测量放样。用全站仪测量出路基中线, 并准确定位路基基底处理范围, 并用白灰洒出路基基底处理边线。
(2) 清表。施工前将地基处理范围内原地面杂草、积雪、粉砂土层及砂粘土全部清理干净, 直至露出粗、细圆砾土。
(3) 按试验方案进行施工, 重锤夯实后, 表面沉积土被夯松, 经现场测量有40cm松土, 施工时将夯松的40cm土清除外运, 同时用B类填料回填。
5.1.3 施工设备及劳动力配置
施工设备:10t起重机、3t吊锤、装载机2台、平地机1台、洒水车1台。
劳动力配置:吊车司机3名, 技术试验人员5名, 配合人员10名。
5.1.4 质量控制及措施
(1) 控制每击的夯击位置、落锤高度、夯击次数, 并控制好搭接面积不小于1/4夯锤直径。
(2) 发现因坑底倾斜造成夯锤歪斜时, 应及时将坑底填平。
(3) 采用动力触探和静载试验检查地基承载力及加固深度以满足设计要求。
5.1.5 检测数据分析及效果评价
(1) 重锤夯实前后K30检测结果:处理前平均123MPa/m, 处理后平均139MPa/m, 可以看出, 重锤夯实后K30值比处理前提高了13%, 并且满足规范130MPa/m的要求。
(2) 重锤夯实前、后孔隙率n的检测结果:孔隙率n是反映土体密实程度的重要指标, 测试6个点, 重锤夯实前、后孔隙率n的平均值由处理前的26降低到处理后的14, 由此可以看出, 夯实后的孔隙率减少46%, 表明夯实后土体的密实程度提高。
(3) 重锤夯实前、后动力触探试验结果:重锤夯实前、后分别对0~6m范围地基土进行了重型动力触探试验, 试验结果表明, 在浅层0~0.6m范围内, 由于重锤夯实使土体结构破坏, 土体表面松软, 大部分点锤击数有所下降。中间0.6~1.7m范围内锤击数有一定的提高, 深层1.7~6m范围内, 夯实前后动力触探锤击数基本无变化, 即土体密实度未得到提高。说明重锤夯实的影响深度非常有限, 主要原因是夯实过程中表层土被夯松, 缓解了夯击能量的传递, 经检测分析, 影响深度在1.7m深度以内。
(4) 重锤夯实前、后载荷试验结果:重锤夯实处理前在该区段进行了2组载荷试验, 施工结束后在该区域进行了3组载荷试验, 试验结果见表1所示。
从表1中可以看出, 重锤夯实处理前地基承载力特征值为190k Pa, 处理后地基承载力特征值为207k Pa, 提高量数值较小, 但满足规范要求, 主要原因是重锤夯实使地表40cm深度范围内的土体被振松, 缓解了夯击能量的传递, 故影响深度较浅。
5.1.6 工效分析
重锤夯实从移机、就位、准备到夯击, 平均每击需3分钟, 施工进度较慢, 表层的粗圆砾土被夯松, 松散土外运或洒水碾压, 增加了施工工序, 而且影响深度只有1.5m左右, 每天完成约200m2, 需10人配合, 工效较低。
5.2 冲击碾压
5.2.1 试验方案
根据路基面宽度, 确定循环冲击碾压的轮迹走向, 洒出灰线, 之后用冲击式压路机进行冲击碾压。碾压行进速度应控制在11.5km/h左右, 冲压时自坡脚一侧开始, 顺 (逆) 时针行驶, 以冲击面中心线为轴转圈, 而后按纵向错轮冲碾、全幅冲碾后, 再自外向内冲碾。冲碾顺序应符合“先两边、后中间”的次序, 以轮迹搭接但不重叠铺盖整个路基表面为冲碾一遍。
冲击碾压过程中, 如果因轮迹过深而影响压实机的行进速度, 可用推土机平整后再继续冲碾。若冲击碾压过程中路基表面扬尘, 可用洒水车适量洒水后继续冲碾, 连续冲击碾压20遍以后, 进行地面标高值的测定及其他相关设计要求的检测项目;冲碾结束, 用平地机整平施工冲碾路段, 用光轮压路机碾压1~3遍, 把冲击碾压后的路基面碾压至平整。
5.2.2 施工工艺及方法
(1) 测量放样。用全站仪测量出路基中线, 并准确定位路基基底处理范围, 并用白灰洒出路基基底处理边线。
(2) 清表。施工前将地基处理范围内原地面杂草、积雪、粉砂土层及砂粘土全部清理干净, 直至露出粗、细圆砾土, 通过测量现场清理粉砂土的厚度在40~80cm之间。
(3) 碾压方法。按试验方案选用25t冲击式压路机, 连续冲压20遍。
5.2.3 施工设备及劳动力配置
施工设备:主要包括YCT25型冲击式压路机、YZ20吨压路机、平地机、洒水车。
劳动力配置:司机2名, 施工技术人员5名, 配合人员8名。
5.2.4 质量控制及措施
(1) 冲击碾压前做好清表工作, 合理布置沉降观测点以便计算冲击碾压后的沉降量。
(2) 冲击碾压后若地面呈波浪状, 用平地机进行整平处理。
(3) 严格控制冲碾路段的含水量。冲击碾压前, 首先检测该段路基的含水量, 在最佳含水量附近时 (应控制在wopt%±2%) , 进行冲击碾压。
(4) 冲击碾压时必须保证机械配套, 平地机、洒水车配合到位。冲击碾压完成后, 再用光轮压路机再次碾压整平, 以提高土层表面的密实度。
(5) 由于冲击碾压会造成粗细圆砾土层表面松动, 检测压实度时应在检测处挖去20~30cm深的表层土样, 再按正常检测方法进行。
5.2.5 检测数据分析及效果评价
(1) 冲击碾压前、后K30检测结果:处理前平均127MPa/m, 处理后平均162MPa/m, 可以看出, 冲击碾压后K30值比处理前提高了27.6%, 并且满足规范130MPa/m的要求。
(2) 冲击碾压前、后孔隙率n的检测结果:根据冲击碾压前、后孔隙率n的22组测试数据分析, 平均值由处理前的26降低到处理后的12, 可以看出, 碾压后的孔隙率降低了54%, 表明冲击碾压后土体的密实程度提高, 且满足基床以下路基的压实标准。
(3) 冲击碾压前、后地基动力触探试验结果:冲击碾压前、后分别对0~6.2m范围内地基土进行动力触探试验, 试验结果表明在浅层0~1.5m范围内, 冲击碾压后动力触探锤击数比夯实前有所变化, 即土体密实度在浅层得到一定程度提高。深层1.5~6.2m冲击碾压前后动力触探锤击数基本无变化, 即土体密实度未得到提高。
(4) 冲击碾压前、后地面下沉量:从现场冲击碾压前后高差统计结果可以看出冲击碾压前、后地面下沉量平均值为64mm, 下沉量明显, 说明该种处理方式效果较好。
5.2.6 工效分析
冲击碾压平均每小时碾压110m2, 施工进度相对较快, 土体能够冲碾密实, 影响深度1.5m左右, 需重型压路机和平地机配合, 使用机械YCT25型、配合人员8人。
5.3 重型碾压
5.3.1 试验方案
根据路基面宽度, 确定碾压的轮迹走向, 洒出灰线, 然后用20t重型压路机进行碾压。压路机的行进速度应控制在4km/h左右, 碾压时自坡脚一侧开始, 顺 (逆) 时针行驶, 以碾压面中心线为轴转圈, 然后按纵向错轮全路幅碾压后, 再自外向内碾压。碾压顺序应符合“先两边、后中间”的次序, 以轮迹搭接但不重叠铺盖整个路基表面为碾压一遍。连续碾压8遍 (静压一遍, 强振三遍, 弱振二遍, 静压二遍) 以后, 进行地面标高值的测定及其他相关检测项目。
5.3.2 施工工艺及方法
(1) 测量放样。
用全站仪测量出路基中线, 准确定位路基基底处理范围, 并用白灰洒出路基基底处理边线。
(2) 清表。
施工前将地基处理范围内原地面杂草、积雪、粉砂土层及砂粘土全部清理干净, 直至露出粗、细圆砾土, 通过测量现场清理粉砂土的厚度在40~80cm之间。
(3) 碾压方法。
按试验方案碾压后地基符合无砟轨道地基条件, 处理宽度至路堤坡脚外3.0m。
5.3.3 主要施工设备及劳动力配置
施工设备:YZ20t压路机2台、ZL50装载机2台、平地机1台, 洒水车2台。
劳动力配置:司机2名, 施工技术人员5名, 配合人员10名。
5.3.4 质量控制措施
一是碾压前做好清表工作, 合理布置沉降观测点以便计算碾压后的沉降量;二是严格控制含水量。碾压前, 首先检测该段路基的含水量, 在最佳含水量附近时 (控制在wopt%±2%) , 进行碾压;三是碾压时必须保证机械配套, 平地机、洒水车配合到位。
5.3.5 检测数据分析及效果评价
(1) 重型碾压前、后K30检测结果:共24个点, K30处理前平均值124MPa/m, 处理后平均值142MPa/m, 可以看出, 碾压后K30值比处理前提高幅度为14.5%, 满足设计的130MPa/m。
(2) 重型碾压前、后孔隙率n的检测结果:根据重型碾压前、后孔隙率n的22组测试数据分析, 平均值由处理前的24降低到处理后的15, 可以看出, 碾压后的孔隙率减少了38%, 表明碾压后土体的密实程度提高, 且满足路基基底的压实标准。
(3) 重型碾压前、后动力触探试验结果:重型碾压前、后分别对0~6.5m范围内地基土进行了动力触探试验, 试验结果表明, 在浅层0~1.5m范围内, 碾压后动力触探锤击数比碾压前有一定的提高, 深层1.5~6.5m范围内, 重型碾压前后动力触探锤击数无明显增大, 即土体密实度未得到提高。
(4) 重型碾压前、后地面下沉量结果:现场重型碾压前后高差统计结果显示在重型碾压前、后地面下沉量平均值为41mm。地面下沉量比冲击碾压小23mm, 说明该种处理方式从地面下沉量来看效果不如冲击碾压。
5.3.5 工效分析
重型碾压施工进度较快, 平均每小时碾压750m2, 强振后影响深度在1.5m左右, 建议施工时压路机选用≥20t碾压效果更好。
6 结束语
对粗、细圆砾土采用三种不同地基处理加固后, 采用K30、孔隙率n、重型动力触探等手段进行检测, 并在相应断面埋设测试元件进行沉降观测后, 通过对比, 得到以下初步结论:
三种地基处理方式加固效果对比。
(1) K30的对比。
三种地基处理后地基系数K30均比处理前有所提高, 重锤夯实比处理前提高了13% (清除表层30cm松散层后测试所得) , 冲击碾压比处理前提高了27.6%, 重型碾压比处理前提高了14.5% (碾压面测试所得) , 说明三种加固方式都能提高地基的承载力, 相比较冲击碾压提高较大。
(2) 孔隙率n的对比。
重锤夯实地基处理前测得孔隙率为26%, 处理后为14%, 处理后比处理前降低46%。冲击碾压处理前孔隙率为26%, 处理后12%, 处理后比处理前降低了54%。重型碾压处理前孔隙率为24%, 处理后为15%, 处理后比处理前降低38%, 从以上检测结果看出, 加固后地基土的密实度均有所提高, 其中冲击碾压比重锤夯实和重型碾压提高明显。
(3) 动力触探锤击数的对比。
重锤夯实、冲击碾压、重型碾压三种方法地基处理后在浅层 (0.6m、1.2m) 范围内重型动力触探锤击数均有所提高 (重锤夯实段清除表面40cm松土后测) , 深层锤击数基本无变化, 说明三种地基加固处理方式的影响深度均不深, 基本上都在1.5m深度范围以内。
(4) 重锤夯实后地基系数K30提高比例较小。
原预计重锤夯实影响深度较深, 但通过本次试验段发现, 粗细圆土的离散性较大, 经重锤夯实后, 表层的土层经过夯实后, 原有土层结构遭到破坏, 表层土被夯松, 大大减弱了夯击能量的传递。经载荷试验证明, 处理前其地基承载力特征值为190kpa, 处理后为207kpa, 承载力提高了8.94%, 提高量值较小, 故影响深度较浅。
通过对三种地基处理方式加固效果的对比, 均能满足规范要求。但结合现场施工情况来看, 冲击碾压、重型碾压施工工艺简单, 施工进度快, 工效高。而重锤夯实施工进度慢, 地基处理效果相对较差, 且施工成本高。综合三种地基加固效果、各项检测指标和施工工艺, 采用冲击碾压处理方式效果最好。
参考文献
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铁路地基 篇5
客运专线地基处理的方法与客运专线的类型、行车速度及工后沉降标准有关。根据有关客运专线的设计暂行规定, 现在客运专线分有砟轨道和无砟轨道结构, 行车速度为200~250km/h和300~350km/h及以上, 工后沉降标准有15cm、10cm、5cm及15mm等。客运专线地基处理的原则是:
(1) 按照客运专线的轨道类型、设计速度及工后沉降标准进行设计选择。针对有砟轨道、速度为200~250km/h的客运专线, 地基处理可采用排水固结、挤密桩、搅拌桩等复合地基的方法;针对无砟轨道、速度为300~350km/h及以上的客运专线, 地基处理一般不采用排水固结的方法, 而采用CFG桩和预制混凝土打入桩的方法。
(2) 对于湿陷性黄土地段, 采用消除地基湿陷性的方法, 6m以内可采用强夯、6~20m可采用水泥土挤密桩, 大于20m可采用CFG桩或钻孔桩桩板结构等措施。
(3) 对于膨胀土地段, 采用消除地基遇水膨胀的封闭或加压的方法, 对于路堑段采取换填1.5~2.5m改良土封闭处理的措施, 对于路堤段采取地基换填深度加改良土填筑高度大于2.5m加压处理的措施。
(4) 对于浅层松软土采用挖除换填、强夯及冲击压实的方法, 对于深厚软土采用CFG桩和预制混凝土打入桩的方法。
(5) 对于岩溶地段采用注浆、灌砂、回填片石等方法。
(6) 对于砂土液化地段, 采用消除地基液化的挤密砂桩或挤密碎石桩的方法。
2 高速铁路地基处理方法
2.1 原地面处理
(1) 做好排水工作和清表后的晾晒工作; (2) 换填材料是否符合设计要求 (每5000m3做一组土工试验, 包括液塑限、击实等) ; (3) 压实度能否满足设计要求; (4) 路基宽度是否符合设计要求。
2.2 排水固结法
排水固结法适用于饱和软粘土层的加固处理。排水固结的方法和原理是:首先在饱和软粘土层表面填筑路拱、铺设排水砂垫层、再在饱和软粘土层中插设竖向排水通道, 然后通过路堤填土和预压荷载对饱和软粘土层施加压力, 使软粘土孔隙中的水挤排出来, 软土地基产生固结变形。随着排水固结变形的发展, 软土中有效应力逐渐提高, 地基土的强度逐渐增长, 地基承载力得到提高。排水固结法, 通过施工期间使饱和软粘土层产生快速固结沉降, 可控制路堤的工后沉降和路堤的整体稳定性。排水固结法的砂垫层应采用透水性好的中粗砂, 含泥量不大于3%, 其渗透系数一般不低于10-3cm/s。排水砂垫层应具有一定的厚度和坡度, 为使其在地基沉降变形后不产生反坡, 按设计要求填筑路拱。排水砂垫层当起持力层作用时, 可在砂垫层中加设土工合成材料。排水固结法的竖向排水通道一般采用塑料排水板或袋装砂井。塑料排水板是厂家专门生产的厚度4.5~6.0mm, 宽度100mm的高压聚乙烯芯板外包无纺布滤膜的成卷板材。袋装砂井是用具有一定抗拉强度的直径7~12cm聚丙烯或聚乙烯编织长袋, 装满含泥量不大于3%的中粗砂, 形成袋装砂井。塑料排水板或袋装砂井采用专用的打设机械, 按设计深度插入软土, 为保证排水通道畅通塑料排水板或袋装砂井的出露部分或埋入砂垫层长度不少于30cm。
2.3 挤密砂 (碎石) 桩复合地基
挤密砂 (碎石) 桩适用于松散砂土、粉土、粘性土、素填土及杂填土地基加固, 主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大, 从而使地基的承载能力提高, 压缩性降低。在松散砂土和粉土地基中起挤密、振密和抗液化作用。在粘性土地基中起置换和排水作用。挤密砂 (碎石) 桩的用料, 最好用级配较好的中、粗砂, 当然也可用砂砾及碎石。对饱和粘性土因为要构成复合地基, 特别是当原地基土较软弱、侧限不大时, 为了有利于成桩, 宜选用级配好、强度高的砂砾混合料或碎石。填料中最大颗粒尺寸的限制取决于桩管直径和桩尖的构造, 以能顺利出料为宜, 规定最大不应超过50mm。考虑有利于排水, 同时保证具有较高的强度, 规定砂石桩用料中小于0.005mm的颗粒含量 (即含泥量) 不能超过5%。挤密砂 (碎石) 桩施工采用振动沉管的方法将桩管打入设计深度, 桩管内填砂或碎石, 振动提拔桩管, 砂或碎石振出, 向下挤压桩管, 再提拔桩管再向下挤压, 反复作用形成挤密砂 (碎石) 桩, 挤密砂 (碎石) 桩根据施工设备和地基土条件, 其桩管直径一般为300~800mm, 桩间距一般可控制在3~5倍桩径之内较合理。
2.4 半刚性桩复合地基
半刚性桩复合地基这里特指粉体喷射搅拌桩、浆体喷射搅拌桩、高压旋喷桩。这三种地基处理方法是通过机械对加固土体喷射粉体或浆体加固材料 (水泥或石灰) , 并强制搅拌, 使土体与加固材料发生化学反应形成加固桩体, 提高土体的强度。采用粉体喷射搅拌桩、浆体喷射搅拌桩、高压旋喷桩进行地基处理时, 主要考虑在对地基沉降、承载力和稳定性有较高要求的结构部位, 如公路、铁路的路桥过渡段、涵洞基础、房建结构基础等的地基处理, 以半刚性桩复合地基的形式承受荷载作用。半刚性桩复合地基的沉降计算应考虑复合地基桩体的压缩变形s1和桩底以下未加固土体的压缩变形s2。s1的计算一般可采用复合模量法、应力修正法、桩身压缩量法等。S2的计算一般可采用应力扩散法、等效实体法、当层法等。
2.5 土工格栅碎石垫层施工质量控制要点
(1) 材料控制 (碎石、土工格栅等) ; (2) 土工合成材料和碎石之间设置5cm的中粗砂保护层; (3) 对出库的每卷土工格栅都由施工单位进行质量检验并填写出库检验单, 随材料一同进场, (按《验标》要求检查) ; (4) 施工中需要经常检查的项目。
2.6 灰土挤密桩
灰土挤密桩施工方法和加固原理:灰土挤密桩包括石灰土挤密桩、水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩等, 适合对松软非饱和土的加固处理, 如湿陷性黄土消除其湿陷性的加固处理。郑西客运专线对地基处理深度为22米以内的湿陷性黄土采用了水泥土挤密桩或柱锤冲扩桩的方法进行消除其湿陷性的加固处理。施工前应进行成桩试验, 确定成孔设备、灰土拌和设备、施工工艺参数。灰土挤密桩施工, 首先 (1) 成孔, 成孔方法可采用振动挤密、长螺旋或机械洛阳铲掏土成孔, 然后 (2) 人工向孔内充填机械拌合好的水泥土料, (3) 重锤分层夯实, 重复 (2) (3) 工序直到挤密成桩。
2.7 CFG桩
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称 (即Cement FIying-ash Grave Pile) 。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。
CFG桩适用于粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基加固处理。对于淤泥质土及流塑状软土应慎用。CFG桩可用振动沉管机施工, 也可用长螺旋钻机。而选用哪一类成桩机和什么型号, 要视工程的具体情况而定。振动沉管成孔对周围原状土有挤密作用, 长螺旋钻机成孔对周围原状土没有挤密作用。对于成孔要求质量高的地区, 使用长螺旋钻孔管内泵压成桩工艺。长螺旋钻机施工, 首先 (1) 定位, (2) 钻孔到设计标高, (3) 提钻并泵送CFG料, (4) 到地面成桩性的承载板直接与桩土接触, 实际测到的是单桩承载力。
2.8 混凝土打入桩
高速铁路在通过深厚软弱土层, 当地基处理大于30m, 采用CFG桩不经济时, 一般采用混凝土打入桩进行地基处理。对于津京城际、沪宁城际、京沪高速铁路, 采用了大量的混凝土打入桩进行地基处理。打入桩地基处理地段一般采用桩板或桩筏的承力结构。打入桩一般采用预制钢筋混凝土管桩或方桩, 根据地质条件、桩型和桩体承载力可采用锤击法、振动法或静压法打入。
2.9 桩板、桩筏、桩网结构
高速铁路由于采用了无砟轨道结构, 速度达到350km/h及以上, 对路基平顺性和工后沉降有较高的要求, 所以对通过的软弱土地段大量采用了CFG桩、混凝土打入桩或钻孔桩进行地基处理, 并采用桩板、桩筏或桩网的承力结构, 以保证高速铁路路基的安全可靠。
2.1 0 混凝土薄壁筒桩
混凝土薄壁筒桩是在软基加固现场直接浇灌制成的混凝土桩。其桩外径为0.8~2.0m, 壁厚120~250mm, 中心充满地基土。其具有桩帽, 与桩间土、垫层一起形成复合地基。
薄壁筒桩多用振动沉管机施工, 其工艺为———双层钢护筒沉入地下———向夹层中灌入混凝土———启动振动锤拔出双层钢护筒———形成一根薄壁筒桩。适应于深厚淤泥质粘性土加固。
成桩质量检测同混凝土桩。
3 高速铁路地基处理存在的技术问题
我国幅员辽阔, 地质条件复杂, 各客运专线遇到的地基处理问题各不相同。但由于工期紧任务重, 对于设计、施工和建设单位来说, 没有时间和精力进行前期的试验研究工作, 地基处理的设计一般是简单化、保守化、经验化。有些地区可能是地基处理过强, 存在保守浪费现象;有些地区由于对复杂地质的认识有限, 看似地基处理较强, 但还出现了失稳破坏的现象。从大规模的客运专线建设过程中出现的技术问题有:
(1) 地基处理大量采用CFG桩, 存在简单化、经验化、万能化的现象, 对其适用条件没有进行深入研究。现场出现掉桩头、断桩、串桩、充盈系数偏大、局部断桩等情况, 这与流塑状软土的不排水抗剪低、触变灵敏度高有关。
(2) 对深厚及流塑状软土的地基处理简单化、经验化, 一般采用CFG桩和预制混凝土打入桩。现场除出现上面的现象外, 还出现使加固区以外建筑物外挤、隆起的现象, 影响建筑物的使用安全。
(3) 对个别客运专线, 设计采用了合理的地基处理方法, 施工质量经检验合格, 路基填筑后出现失稳破坏的情况, 应从技术及认识角度认真分析原因、总结经验, 这样才对今后有借鉴作用, 不要只说是施工单位质量问题或推脱为自然灾害等。
(4) 地基处理只考虑了路基荷载的影响, 还应考虑运营过程中, 路基附近一定影响距离内水塘、基坑等开挖 (偏载) 对路基安稳定的影响。
(5) 路桥分界处的桥头锥体部位地基处理有局部漏的, 使锥体部位出现下沉开裂。
(6) 地基处理深层检测技术有局限性, 实际施工质量的过程控制尤为关键。但施工队伍的技术水平是有差别的, 所以设计上可能会加大安全系数, 对于间距减小、桩径和桩长的加大, 势必又会给施工增加技术难度。
(7) 各客运专线出现的地基处理问题有重复性, 设计、施工和建设单位应及时交流并引起足够的重视。
(8) 各客运专线进行的地基处理科研试验段, 个别存在简单化、重复性、全线指导性滞后等问题。
4 高速铁路地基处理的建议
针对客运专线地基处理存在的技术问题应加大前期研究工作, 建议对流塑状软土抗剪强度及触变特性、地基处理不同形式的组合、工艺及模式进行研究。
(1) 研究流塑状软土的抗剪强度及触变特性对CFG桩、混凝土打入桩的影响机理。
(2) 研究排水固结+CFG桩的地基处理组合形式, 用排水固结预加固流塑状软土, 以解决CFG桩掉桩头、断桩、串桩、充盈系数偏大、局部断桩等技术问题。
(3) 研究强夯+CFG桩的地基处理组合形式, 用强夯解决表层湿陷性黄土的湿陷性和变形, 用CFG桩解决路基的持力和变形问题。
(4) 研究挤密土短桩+CFG长桩的地基处理组合形式, 用挤密土短桩解决表层湿陷性黄土的湿陷性和变形, 用CFG长桩解决路基的持力和变形问题。
(5) 研究CFG桩加钢筋的工艺形式, 提高CFG桩的强度, 可加大桩间距, 减小地基处理工作量。S
摘要：随着铁路速度标准的提高, 发现排水固结虽然解决了路基稳定问题, 但工期长沉降大。所以对于路桥、路涵等平顺及沉降要求严格的过渡区段, 采用挤密桩、搅拌桩等复合地基的方法处理软基, 可大大减少地基的沉降量。随着客运专线的大量建设, 时速350公里、无砟轨道结构的客运专线对路基工后沉降提出了更高的要求, 要求路基工后沉降值小于15毫米。这样采用常规软基处理的方法已无法满足高速化、平顺性的设计要求, 则客运专线的软基处理采用CFG桩或混凝土打入桩的桩网、桩板结构等较强的地基处理形式。本文主要探讨高速铁路地基处理施工工艺及方法。
关键词：高速铁路,地基处理,原则,方法,要求
参考文献
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[2]卢祖文.铁路轨道结构及修理[M].北京:中国铁道出版社, 2002.
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铁路地基 篇6
1 管桩处理软基技术
1.1 预应力混凝土管桩工艺原理
预应力混凝土管桩是属于打入土里面且横截面面积和它的长度比起来更加之小的管状细长构件之一, 它的关键价值在于增强地基承载水平, 其支撑力主要包括的时桩侧摩阻力与桩端阻力。浇筑结束桩帽混凝土基础之上, 安置土工格栅, 通过土工格栅优质的延展性与全面抗剪性, 均衡的水平与竖直的抗拉性, 较强的抗疲劳性的属性, 进一步提升路基的不变的力矩, 增强软基的综合的稳定性, 提升了路基的填筑的脚步。
1.2 适用范围
预应力管桩可以被广泛运用到湿陷性黄土于膨胀土范围里, 地基具有极其明显的湿陷量与膨胀量的时候;在建筑物具有极大的荷载时, 地基软弱且有很高的地下水位, 需选择明挖基础具有很多的沉降量, 建筑物还禁止具备极其大的沉降环境基础之上;在建筑物内外地面具有很多的堆载, 让软弱地基出现了明显的变形, 还可以使当基础会发生不均匀沉降而严重影响到建筑物的时候;在建筑物承载极其大的竖直荷载与横向荷载, 对建筑物提出严格规定的情况下。当地具有很厚的表软土层, 不能被当成是基础持力层, 还有地基中有暗沟等一系列的状况。
1.3 技术特点
上端荷载根据桩基础转移至土层, 它属于深基础里极其普遍的模式之一, 可以进步达到一系列的软弱地质环境和荷载状况的需求, 展现出了较强承载水平与稳定性等优势, 同时可以选择机械化施工, 在很大程度上增加了放工进度。
1.4 施工设备选型
预应力管桩施工选的是锤击的措施。锤击机的好处在于嵌岩水平高, 体积不大行走方便, 能被用在打设处理深度极其大的桩, 对场地的标准同样不是很高。静压机展现出了没有噪音、振动以及污染的特点, 可以被运用到临近居民区的场地进行施工;不好的地方在于装置体积大, 规定施工场地需平整, 同时具备适当的承载力。
1.5 施工操作要点
1.5.1 平整场地
把施工场地里的杂物彻底清除, 高低不平的位置推土机推平, 建立一个全面工作面供机械施工的环境。
1.5.2 施工放样
第一参考设计方案设置施工放样平面图, 监理验证达标基础之上测量组通过全站仪明确放样出管桩处理领域的边线控制桩。中间桩地点拉钢尺需进行清楚的定位, 并插竹钎进行标识。
1.5.3 运输存放
管桩运输选择的是长挂车, 分层叠放、错位安排、捆绑稳定, 悬臂需要小于1.5m。现场堆放位置需平整, 堆高需小于5层。施工过程中, 根据“长桩管在下, 短桩管在上”的原则加以施工。
1.5.4 起吊
管桩的长细份额大且具有较强的自重, 在进行起吊的时候, 太多的动荷载会给管桩带来影响。可行的起吊方案为:两支点法还有两头勾吊法, 吊桩传输到桩机四周的情况下, 选择单点吊桩, 吊点建立在0.3倍桩长的位置, 逐步进行竖直起钩, 精准的将桩传输至打桩机夹桩器里面, 此外让桩尖与桩位中心连接起来, 逐步放下埋进土里。在吊装时候轻吊轻放, 防止影响到拖吊。
1.5.5 稳桩
在桩尖埋进土里处在300mm~500mm时, 通过经纬仪还有用支架线坠改不桩的竖直度 (测量设备普遍于距桩机超过15m位置的处架设) , 观测过程中, 上部和下部的垂直度偏差需要控制在1%范围之内 (接桩过程中, 首节桩入土时竖直度偏关需小于0.5%) 。
1.5.6 冲程
管桩施工过程中, 柴油锤上限冲程需小于2m, 施工过程中, 根据1.8m掌控, 最后1m冲程控制在1.2m。
2 工艺原理
把管桩吊进桩机压桩台中间位置, 压桩台里涵盖了上、下两组横向的夹桩钳口, 在夹桩油缸的工作基础之上, 把桩稳固, 带动压桩体系让手柄运行, 竖直的压桩油缸的活塞杆变长, 把压桩台顺着导轨竖直由上至下工作, 通过机身与配重铁块当成是反力, 把管桩填进土里。如果桩端阻力与桩附近土摩擦力不大的情况下, 压桩力则不会很大, 两者为反比关系。所以, 压桩力的最大值也就是是机身自重与配重相加的总称。在机重超过桩阻力的情况下, 桩往下沉;在二力一样的情况下, 桩不再下沉, 机身同样不会上浮;在机重超不过桩阻力情况下, 机身上浮, 全部机器受力于桩身上。所以压桩过程中需掌控好压桩油缸压力, 在压力与机重一样的情况下 (也就是长船与短船会发生上浮现象) 需要不再进行施压。桩径出现变化时, 就通过配重的改变以改变机重与压桩力的多少。机重大就会有很大的沉桩力。
3 施工工序及操作要点
3.1 施工工序
一个压桩过程伟吊桩—校桩—压桩。如果一根桩实现不了终压的要求, 则应该有二根和超过二根的管桩;则具备二个和超过二个的压桩过程, 到实现终压条件才可以。
3.2 静力压桩操作要点
3.2.1试桩、配桩
(1) 试桩的意义
参考计划单桩承载力、桩型、地质形势、压桩机的压桩力, 在试桩地点和工程桩位上实施试桩, 方便供给终压要求和单桩入土深度信息。
(2) 试桩需达到下述要求
试压桩的要求、长度和地质状况需具有典型性;试压桩需选择于地质勘探掌控孔四周;施压策略和施压环境需和工程桩相吻合;试桩结束, 停工7~15天, 实施桩审核和试验。
(3) 配桩的明确
参考地质勘探信息和试桩的入土深度与终压值以整体研究明确, 获得此点四周桩位管桩长度与总数。
3.2.2 测量定点
内业准备。参考总平面图明确坐标系与高程原点;明确建筑物在场地的位置。
外业放点。参考施工图, 明确所有桩位的地点;同时搜集所有桩位高程信息, 明确送桩深度。
桩位再次审核。
3.2.3 桩机就位
桩机就位时候明确没有地下障碍物, 地面需实现桩机机重的承载水平。
施工地点相邻的建筑物间的大小, 可以实现桩机下限的作业尺寸标准。
机重的配置需要实现成桩终压值的重量需求。
3.2.4 捆桩吊桩
钢丝绳的绑扎点需于管桩长度的75%的位置, 两根捆绑钢绳的绑扎方向需要相吻合;防止碰撞别的物体。管桩吊入钳口和下节桩保持一致, 需慢慢下落, 等到夹持工序把桩夹稳定后, 才可以脱钩。
3.2.5 校桩压桩
改变桩机让其处在横向位置;让桩位置竖直。
压桩需不间断进行, 中间持续进行。
参考施工现场的具体状况, 选择妥善的压桩步骤。
需改变和去除施工现场地上、下剩余物。
4 铁路路基管桩地基处理施工技术
4.1 桩位把关。参考工程部测量工作者测放的控制桩位, 测量好所有桩的地点, 同时维持保掌控桩还有把其运输至不被打桩破坏的位置, 方便进施工时尽快审核复核。假使找出控制桩有受到影响的痕迹, 赶紧与工程部联系尽快再次测量。
4.2 探桩。管桩入土准备阶段, 需去除桩位位置工作垫层里面具有的石块, 避免桩入土过程中偏位。桩位放样结束让人工实施探桩, 在桩位位置通过钢管检验地下是否存在障碍物。找出地下障碍物尽快清理, 从而避免引起桩偏位、管塞和桩压实不成功等施工事故的发生。
4.3 吊桩。第一把管桩由堆放处通过吊车, 横向运输至桩架四周, 随之通过桩机上独立安放的起桩重钩和卷扬机吊桩就位。管桩吊起过程中需注意它的速率, 杜绝太快吊起让管桩和桩机受到损害, 从而影响到管桩。吊车平吊传输管桩选择的是两头勾头法还有2点绑扎法。选择2点绑扎法它的绑扎起吊点地点和桩端位置保持的是0.207L。机架上建立起重勾吊桩就位过程中, 选择一点绑扎法, 它的绑扎起点地点和桩端位置是0.31L。
4.4 插桩 (植桩)
把封口型桩尖焊变为十字亦或者圆锥型时, 起吊上升维持竖直位置, 把桩上端与锤头下端独立的送桩器连接起来, 随之把桩尖清楚的摆在桩位上, 首先选择桩锤自重把桩填埋进地下30cm~50cm, 桩身不再变动时, 改变桩身、桩锤、桩帽的, 并使得三种和中心线相重合, 让其和打入方向保持水平关系。逐步施工把桩填埋进土里约为1.5m的地方, 不再进行施压。在机架准备阶段, 挑选成90的两个位置, 所有和机架保持约为25m距离的位置, 架设经纬仪, 审核调直桩身竖直度。掌控好植桩桩身竖直度确保其在允许值得0.5%之下。
结语
中国经济实力的发展和所有行业密不可分, 而铁路业属于最为关键的一项国力展现项目, 它的施工技术的安全质量在这些年中受到了高度的重视, 而铁路工程里的管桩技术同样在人民的关注之下才取得今天的成绩的。
摘要：经济社会的不断进步, 推动了铁路行业的发展。管桩属于桩基础, 随着科技发展脚步的加快, 已被广泛的应用, 也对高速铁路路基管桩施工技术的品质提出了更加高的要求, 本文对管桩在铁路路基中的技术进行了深入的研究, 供同行参考借鉴。
关键词：高速铁路,路基,管桩,施工技术
参考文献
[1]徐至钧, 李智宇, 张亦农.预应力混凝土管桩设计施工及应用实例[M].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
铁路地基 篇7
岩溶是由可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的[1]。广西是我国岩溶发育最为强烈的地区之一, 随着广西地区的高速铁路工程建设项目越来越多, 路基岩溶整治也成了必不可少的项目。通过对南广铁路岩溶路基特殊工点试验段的施工工艺及检测方案进行总结, 可对广西地区高速铁路岩溶施工提供一定的技术支撑。
2 工点情况
南宁至广州铁路D1K6+100~+600段为溶蚀丘陵地貌。覆盖层为弱膨胀土, D1K6+100~+400段厚5~22m, D1K6+400~+600段厚度2~8m。D1K6+100~+260段下伏基岩为下统岩关阶 (C1y) 灰岩、炭质灰岩夹炭质页岩;D1K6+260~+600段为石炭系中统 (C2) 灰岩、白云质灰岩, 中至厚层状, 节理、裂隙发育, 溶蚀严重, 岩层产状为N80°E/45°NW。测段钻孔见洞率约15.5%, 钻孔最大线岩溶率约24%, 溶洞高0.9~1.8m, 均为空溶洞, 物探线岩溶洞率约82%, 物探成果为岩溶强烈发育。地下水位随覆盖土层的厚度变化而变化, 水位埋深1~2m。D1K6+100~+260段属易塌陷区, D1K6+260~+600段属极易塌陷区[2]。
3 施工方案实施
3.1 施工技术要求
1) 路基采用钻孔注浆整治, 通过注浆充填土石界面附近的土洞、溶洞和溶蚀裂隙, 截断地表水与地下水之间的水力联系, 防止岩溶地面塌陷的发生。
2) 钻孔注浆整治宽度原则上路堤为坡脚以内, 路堑为侧沟平台以内;当坡脚 (堑顶) 以外有明显溶洞危及边坡稳定时, 整治宽度加宽至坡脚 (堑顶) 外不小于2m;设置路肩墙、路堤墙地段, 整治宽度加宽至墙趾以外3m。
3) 钻孔注浆整治深度原则上为基岩面以下5m。对于埋深较大的溶洞, 根据安全顶板厚度法进行判别, 若顶板厚度达不到要求, 整治深度加深至溶洞底板以下2m。
4) 施工孔序布置[2]
D1K6+100~D1K6+260段属易塌陷区, 钻孔注浆分二序 (I、II) 进行;D1K6+260~D1K6+600段属极易塌陷区, 钻孔注浆分三序 (I、II、III) 进行。Ⅰ序孔间距7m, 在整治宽度内按正方形均布;Ⅱ序孔在Ⅰ序孔正方形中心位置内插加密, I、II序孔形成菱形布置;III序孔在I、II序孔菱形中心内插加密, I、II、III序孔形成正方形布置 (如图1所示) 。
3.2 试验段重点工程措施
3.2.1 施工顺序
试验段施工首次采用“动态勘察、动态施工”的原则, 首先对测区进行I序钻孔, 并要求I序总孔数的30%按照勘探孔要求施钻。在钻进过程中如遇到溶洞, 则优先对该孔周围的II、III序钻孔进行施钻, 以探明溶洞的走向, 宽度及充填情况。如精度不够, 则可在中间进行加密勘察钻孔, 以准确地探测溶洞的发育情况;同时勘察孔可作为加密注浆孔进行加密注浆, 保证施工质量。施工孔序严格按照每序孔注浆完后再进行下一孔序的施工。同时采用先外侧孔再中间的方式注浆, 以形成简易的帷幕, 减少浆液流失。
3.2.2 封孔方式
传统岩溶注浆施工一般采用简单的一次性封孔方式, 这种封孔方式优点是简单易操作, 缺点是在遇到注浆量很大的情况下, 无法采取其他堵漏措施, 同时由于封孔深度有限, 在带压注浆情况下, 覆盖土层容易开裂冒浆。针对试验段岩溶强烈发育、预测注浆量很大的情况下, 考虑到岩溶注浆与大坝帷幕注浆存在精度上与作用部位上的差异, 通过对水电工程大坝帷幕注浆工艺分析并加以改良, 形成了孔口管动态阻塞法这种新型的岩溶注浆封孔方法。通过对止浆塞进行了部分改进以适应路基岩溶注浆的要求, 并在覆盖层中一定深度内采用φ110PVC管进行封闭。止浆塞在PVC管内部膨胀挤压, 紧密依附在内壁上, 避免了土层中由于止浆塞的膨胀引起土体变形导致封闭失效而使浆液沿钻孔回返流出孔外。同时由于孔口管动态阻塞封孔可有效的避免垮孔, 在需要充填砂、碎石封堵溶洞时可提供最大的灌入通道, 可以灵活的处理浆液漏失, 在试验段钻探施工揭示溶洞较多的情况下大量的采用了这种改良的封孔方法。
3.2.3 注浆效果跟踪
为保证能及时准确查明岩溶实验段每一序注浆的效果, 物探检测项目与岩溶施工同步进行。在岩溶施工前, 沿中线两侧, 在Ⅰ序孔孔位上纵向布设电测深法测线两条, 在岩溶形态密集发育地段布设横向电测深法测线3~6条进行测试, 长度延伸到整治边界外5m。布置电磁波CT测线6条, 进行孔间电磁波CT测试;在Ⅰ序孔附近选12个点进行瞬态面波法测试, 测点位置距Ⅰ序孔0.5m。正式施工前, 选取代表性的工点进行试验。注水或压水试验在每序孔注浆前均进行, 每序试验孔不小于3孔。通过每序试验对比确认注浆情况。每一序孔注浆完, 浆液初凝后, 进行各项物探检测以对比各序孔注浆后的效果。通过每阶段情况分析优化下阶段注浆方案。
4 施工现场情况
4.1 岩溶发育情况分析
经现场钻探成果统计, 该段岩溶极发育, 钻孔个数1086个, 其中钻出溶洞孔143个, 多数孔揭示有多层溶洞。通过对各项数据的归纳统计与整理, 发现溶洞强发育带集中在两个段落, 分别为D1K6+100~D1K6+220段与D1K6+310~D1K6+380段, 两段钻孔共计290孔, 其中揭示溶洞孔为105个, 占全段见洞孔的73.4%。钻探揭示情况及分析结果见表1、表2。
4.2 处理措施
由于施工段落钻孔揭示溶洞极发育, 大量采用了孔口管动态阻塞封孔, 在施工时, 对充填及半充填溶洞采用压水冲洗清理软弱充填物, 疏通浆液通道, 并从孔口管内冲砂、碎石对溶洞进行充填再进行注浆处理。浆液灌注时采用先两侧后中间的顺序, 并严格遵循由稀到浓原则。在吃浆量很大的情况下, 采用间歇注浆处理, 同时添加速凝剂对浆液凝固时间进行调节, 防止浆液流失。注浆间歇时间原则上不超过2h[4]。对非正常结束的注浆孔以及每阶段物探检测结果及后序钻孔验证不合格的点, 再布置加密施工孔进行补充注浆处理。由于该工点岩溶极发育, 溶洞发育密集, 为保证岩溶注浆施工效果, 最终在D1K6+100~D1K6+220、D1K6+310~D1K6+380段内布置了116孔进行加密注浆。
5 工程质量评价
施工过程中, 监理工程师对钻探、注浆等每一道工序流程进行了全程监理, 并对施工质量进行了抽查[5]。施工方在每一孔序完成后都进行了钻孔压水试验检查, 在施工完工后同时布置了检查孔进行钻孔取芯质量自检, 通过检查孔的自检表明:溶蚀裂隙及溶洞大部分充填有块状或短柱状水泥结石体, 堵塞了土体运移的通道;注浆前后钻探循环水量对比, 注浆前各孔钻进至基岩时地层严重漏水, 孔口大部分不返水, 注浆后检查孔钻探时, 钻孔不漏水, 孔口均返水。压水实验表明:岩层单位长度吸水率大幅减少, 达到设计要求, 效果良好。第三方检测单位对于岩溶注浆每一阶段完工后都进行了综合物探测试, 对比各序注浆完工后的施工情况, 测试表明, 岩溶注浆施工达到设计要求, 效果良好。
6 结论
1) 通过经验分析与现场实践, 证明孔口管动态阻塞法这种新型的岩溶注浆封孔方法是行之有效的。由于新型孔口管动态阻塞封孔可有效的避免垮孔, 同时可以灵活的处理浆液漏失, 在岩溶强烈发育, 钻孔见洞率很高的情况下, 可以广泛地推广这种改良的封孔工艺。
2) 对于复杂地区岩溶注浆处理应遵循“动态勘察, 动态施工”的原则, 边勘察边调整边施工, 同时运用多种处理措施综合进行处理, 保证施工质量。
3) 在施工过程中同时运用物探手段进行阶段性检验并通过检验结果指导下一工序注浆是行之有效的, 可在以后的工程中推广应用。
参考文献
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铁路地基 篇8
寒冷地区桥梁软土地基加固有其独特的现实意义。若大修桥梁其软土地基不加固或者加固不利, 在冻胀力的作用下, 地基土势必结冰膨胀引起墩台冻起、倾斜、沉降等病害, 后患无穷, 定将严重影响当前高速、重载铁路运营安全。所以在勘测设计与施工过程中, 一旦发现软土地基一定要采取加固措施。可以说, 地基加固其实质是为了改变软弱土的自身特性和改善地基土的基本受力状况, 保证地基长期持续稳定, 使其抗剪抗压强度指标均能满足各项设计要求, 并降低其压缩性, 由此来减少基础的沉降或不均匀沉降, 以保证桥涵建筑结构的使用安全和施工过程的顺利进行。
2 软土地基的加固方法
软土地基加固的原理是把桥涵所在位置的地基天然软弱土层人为地部分甚至全部换掉, 以消除软弱土客观上带来的病害或者通过改变土质自身的结构成分, 以此来加速土的固结等方式来提高土的各项强度, 确保满足承载力要求, 并保证桥涵地基不受冻害的影响。根据软土地基具有触变性、高压缩性、低透水性、不均匀性等特点, 目前, 桥涵大修工程项目软土地基常用的加固方法有:
2.1 换填加固法
这是桥涵大修施工现场比较常用的一种软土地基加固方法。即把基底以下一定范围内的软弱土挖除, 换填粗砂、卵石、碎石 (在必要时掺加一定数量的片石) 等透水性强的材料, 并分层夯实成低压缩性的地基持力层, 使其具有足够的承载力。由于地基中剪切破坏是从基础底面开始的, 并随着应力的增加逐渐向纵深发展, 这样上层土强度的增大在一定条件下就可避免地基的破坏, 同时, 在软弱土上面覆有较好的土层时, 对软弱土的侧向膨胀起一定控制作用, 也间接有利于提高地基强度及减少沉降。另外, 采用粗砂等透水性强的材料作垫层, 软土中的水份可以部分地通过它排出来, 从而加速了软土的固结, 加快了地基强度的提高。寒冷地区为防止冻害发生, 换填厚度一般不宜超过1 5 0 c m.。
2.2 重锤夯实法
此法也比较常用, 它是通过绑脚手架用卷扬机把3吨重锤起到一定高度, 一般为6 m~9 m, 然后自由下落, 产生巨大的冲击能, 不断重复夯打, 以此来加固地基, 使其密实度增加, 强度提高, 压缩性减小。由于增大锤重, 提高落距, 夯击能量增大, 给地基以巨大冲击力, 可加固深层地基。夯实法要重点解决好的主要参数有:锤重、锤的落距、夯击点、夯击能、夯击间隔、夯击遍数等。
2.3 深孔挤密法
即先往软弱地基土中打入钢管桩成孔, 然后在孔内填入中 (粗) 砂、砾石、卵石、石灰等捣实而成。桩孔间距一般100cm, 布孔方式大多采用间隔梅花型设置。此法适用于含砾砂的杂填土及含砂量较多的松散土地基, 对粘性土大的饱和软土地基, 由于渗透性小, 在加固过程中不能排出过多水份, 故挤密效果不佳。
2.4 机械振动碾压法
此法是在地基表面施加振动力, 得到振实松散土的方法, 常用于处理无粘性土或粘性土含量少的、透水性好的松散杂填土地基。大多采用推土机、压路机或羊足碾、振动夯等施工机械在地基土层上来回碾压或振动, 分层把地基土压实, 以提高承载力, 需做土体密实度实验。此法对于大体积开挖的明挖扩大基础因其效率高、方法简便比较适用。
2.5 打桩加固法
此法分为打入木桩和混凝土桩两种。木桩直径一般为∮2 5 c m~3 5 c m, 长度为400cm~900cm, 间距80cm~150cm, 桩顶设桩帽, 桩长不足时可用钢夹板接桩;混凝土桩直径一般为∮2 5 c m~3 5 c m, 长度为200cm~600cm, 间距70cm~100cm。施工时需绑脚手架, 把桩锤提升到一定高度后落下, 重复夯打, 直至达到设计标高为止。
2.6 添加混合料固结法
这是一种利用地基与添加料之间发生的化学反应来提高地基承载力的方法。常用的添加料有水泥、熟石灰、生石灰、炉渣、沥青、粉煤灰等, 利用这些添加料与软土地基之间发生的化学反应 (吸水、发热、膨胀) 来加固软土地基。其中, 水泥与土中的水发生反应, 利用水泥的胶结力, 产生硬凝作用, 使土的强度提高, 而石灰与土发生化学反应, 使土中粘粒发生质的变化, 使地基土本身的强度不断增加。
2.7 井点降水预压法
即采用直径5cm, 长度为200cm~300cm的滤水管, 把这些钢管连接在直径3 c m, 长度500cm~1000cm的井点管上, 井点管间距一般为1 0 0 c, ~2 0 0 c m, 再将各井点管的端部与总集水管 (直径为1 0 c m~2 0 c m) 连结, 用离心泵或真空泵抽水。普通的井点, 排水能力可达500cm~800cm左右。这样利用小而密的井点系统, 大面积地降低软土层的地下水位, 来增大土的自重应力, 以达到加荷预压的效果。
2.8 高压旋喷法
是利用高压水射流, 向地基中灌注水泥浆液, 对于软粘土, 超高压射流破坏了土体结构, 使粘土粒与水泥浆, 在均匀旋转与缓慢提升过程中, 进行搅拌、凝固, 形成加固柱体。这样形成的混合柱状体, 体积大、重量轻、强度大、均匀性好、渗透性低, 并与柱之间的软土共同成为复合地基。此法对于防止大而深的基坑隆起及处理桥梁的不均匀沉降非常有效。
3 施工注意事项
对表层无硬壳, 软土液性指数大, 厚度较薄, 一般300cm~400cm, 片石能沉到下卧硬层者, 常用∮3 0 c m以上的片石, 抛填挤淤, 并用机械碾压法辅助配合, 以达到最佳效果。
桥涵地基加固要注意临近复线桥涵的使用安全。因建筑荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形, 在它以外一定范围内的土层, 由于受到基底应力扩散的影响也将产生压缩变形, 这样变形随着距离增加而逐渐减小, 加之软土地基的压缩性很高, 当两桥之间距离较近时, 这类附加不均匀压缩变形特别大, 若处理不当, 容易造成临线桥的倾斜或损坏。
由于各种地基加固方法都有一定的局限性, 因此, 各种加固方法的选择使用要慎重, 应周密考虑多方面的因素, 进行实际比选来最终确定加固方案, 必要时可采用多种复合加固方法, 以消耗最低的人力物力, 取得最佳的加固效果。
4 结语
铁路地基 篇9
螺杆桩全称为半螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩, 是一种“上部为圆柱型, 下部为螺丝型”的复合式地基加固桩。它通过变截面的构造形状, 调整了土体与桩之间的作用, 让地基承载力大幅提高, 有效减小路基沉降。
1 工程简介
郑州至徐州铁路客运专线全长长361.937km, 全线共设6个新建车站, 站线路基地基采用螺杆桩加固, 共计45.8万延米。螺杆桩桩径0.5m, 最大孔深不超过30m, 桩间距1.6~2.5m, 正三角形布置。
2 螺杆桩加固地基机理
2.1 工艺原理
螺杆桩将“螺丝钉比钉子牢固”的简单道理运用在桩施工中。螺杆桩是采用了螺纹形式的构造形状, 成桩后桩体混凝土形成螺纹, 而桩侧土体形成螺母, 桩体螺纹与桩侧土螺母紧密咬合。桩顶荷载使螺纹段的桩侧土“螺母”受压, 环状“螺母”的根部受剪, 而螺纹段的抗剪力远远大于同等条件下不设螺纹时的侧阻力, 满足了附加应力的分布规律和应力分担比及刚度变化的要求, 更好的发挥了桩与土之间的受力关系。螺杆桩上部直杆段在荷载传递过程中, 受压面积大, 提高了桩身刚度, 对螺纹段受力起到承上启下的作用。
2.2 工艺改进
施工时桩机钻杆采用下降或上升速度与钻杆旋转速度同步技术, 满足了螺杆桩上部为圆柱型, 下部为螺纹型的工艺和结构特点。同步技术是指将下钻速度与旋转速度进行同步匹配的一种技术, 钻头每提升或下落一个螺距, 钻杆刚好旋转一圈并挤压土体, 从而形成螺纹形状。非同步技术是指下钻速度与旋转速度不同步匹配, 即钻头每提升或下落一个螺距, 钻杆旋转多圈并挤压土体, 从而形成圆柱形状。螺杆桩机钻进时, 采用正向非同步钻进, 挤压土体以形成圆柱段, 随后钻杆采用正向同步钻进, 形成螺纹段。提钻时, 采用反向旋转同步提升钻杆至螺纹段设计高程的位置, 同时泵压混凝土, 形成螺杆桩的螺纹段。钻杆提升到螺纹段顶部设计高程时, 再采用正向旋转或直接提升, 同时泵压混凝土至桩顶设计高程成桩。
2.3 螺杆桩构造
螺杆桩是一种由上、下两部分组成的变截面异形桩。桩的上部为圆柱形, 与普通的灌注桩相同, 下部为带螺纹状的桩体。上下两段的长度分配根据地质情况不同, 经现场工艺性试验, 一般采用1:2即可满足承载力要求。具体参数为:螺纹桩体内径为260~400mm, 对应的螺杆桩桩径D为300~600mm, 螺纹高度为50mm。螺杆桩具体构造见图1。
3 螺杆桩施工工艺流程
螺杆桩采用JZU90型桩架螺杆钻机成桩, 具体施工工艺如下:施工准备→测量放样→钻机就位→钻进成孔→反转提升钻杆及泵压混凝土→移位施工下一桩基→凿桩→桩基检测。
4 螺杆桩施工技术
4.1 施工准备
①施工前应清除地面障碍物并平整场地, 按总体平面布置要求做好施工便道、用水、用电等布置。②施工前应进行图纸和技术交底, 并做好原材料进场检验工作。③桩位编号和施工顺序。施工前应根据设计图纸按行、列进行逐桩编号, 施工时由中线向两侧按顺序进行, 根据桩间距和地层情况及工艺试验结果, 确定是否采用跳桩施工方法, 以免造成相邻桩孔缩径或串浆。④施工前应做成桩工艺性试验, 以核对设计地质情况, 取得合理的施工设备配置、工艺和技术标准。同时, 研究相邻桩孔的施工顺序, 是否需要采用跳桩施工, 以确保桩体质量和工期。
4.2 测量放样
原地面处理完毕后首先进行地面复测, 记录地面高程, 复核线路中线。根据施工图用全站仪逐桩放出桩位, 在桩位处撒石灰做标记。
4.3 钻机就位
①桩机就位。螺杆桩放样定位后, 由专人指挥钻机前后移动、主机左右摆动, 直到钻头与桩位对中。钻机对中后, 将前支腿支起, 并使履带完全接触地面, 防止在施工过程中主机失稳和偏位。②调整钻杆垂直度。桩机就位后, 利用桩机塔身的前后和左右的垂直标杆校正钻杆垂直度, 确保垂直度小于桩长的1.0%。
4.4 钻进成孔
对位准确后, 即可开始钻进, 钻进前需关闭钻头阀门。钻进时应先慢后快, 以减少钻杆摇晃。在钻孔过程中, 严格控制钻杆下降和旋转速度, 使二者匹配。如发现钻杆摇晃或进尺困难, 应放慢钻进速度, 查明原因, 防止由于钻速过快造成钻孔倾斜、位移。圆柱段成孔时, 按钻杆每下降一个螺距, 钻杆旋转二周以上。螺纹段成孔时, 按螺杆桩钻杆每下降一个螺距, 钻杆旋转一周。
4.5 反转提升钻杆及泵压混凝土
螺杆桩成孔经检查合格, 即可进行混凝土泵送。螺杆桩机反向旋转提升钻杆, 提钻速度控制在1±0.2m/min, 提钻过程中钻杆旋转和提升速度应保持同步和匹配。提钻同时泵送高压细石混凝土, 填充形成螺纹段桩体。当钻杆提升至螺纹段顶面设计高度时, 钻杆再次正向旋转或直接提升, 同时泵压混凝土充填圆柱段, 直至桩顶设计高程。
4.6 移位施工下一桩基
灌注完毕后钻机移动至下一桩位继续施工, 移动时不得扰动或破坏已施工的螺杆桩, 并做好现场成品保护。
4.7 凿桩
成桩7天后进行桩头凿除, 使桩头新鲜混凝土外露。
4.8 桩基检测
成桩28天后, 采用小应变检测方法及单桩荷载试验方法分别进行桩身完整性、单桩竖向承载力检测。
5 螺杆桩质量控制
①灌注混凝土前, 严格按照验收标准对已成孔的桩中心、孔深、孔径、垂直度进行检测, 并填写相应质量检查记录。②钻进过程中对以下三个关键点对钻杆垂直度进行校对, 分别为:下钻前;下钻3~4米;钻至设计深度后。成孔后若垂直度不满足设计要求, 不得泵送混凝土, 且应回填重新成桩。③提钻泵压混凝土时, 钻杆提升速度控制在1±0.2m/min, 并保持速度同步, 严禁先提钻后泵送。④施工中每根桩的实际灌注量与理论体积的比值, 即混凝土的充盈系数不小于1.2。⑤施工完成后, 为确保桩头混凝土质量, 灌注时顶面超灌不得小于50cm。
6 结束语
由于螺杆桩施工不受地下水影响, 且具有承载力高、沉降小、工期短、施工方便、造价低、无污染、无噪音等特点, 适用于中密~密实砂层、砂砾石层等地质条件下的地基加固处理, 在客运专线铁路路基施工中被大面积推广应用。
参考文献
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