碎石挤密（共5篇）
碎石挤密 篇1
1 项目概况
益民路起点接现状吉祥路, 线路往南与怡熙路 (规划支路) 相交后, 终点接现状兴华路, 本次设计长约322.327m, 为城市次干道路, 双向4车道, 道路红线宽30m, 设计行车速度40km/h。
根据拟建项目现场及周边的环境、地质条件, 从满足质量可靠、施工可行、经济合理的角度出发, 设计采用挤密碎石桩法及换填碾压法进行地基处理。其中K0+007.668~K0+220路段, 软弱土层较厚, 采用振动挤密碎石桩法;K0+220~K0+314.327路段, 软弱土层小于3m, 采用换填碾压法。
挤密碎石桩桩径为500mm, 采用正方形布置, 机动车道及雨水箱涵范围内处理间距为1.1m×1.1m, 非机动车道处理间距为1.3m×1.3m, 根据地质情况软基处理深度 (或桩长) 5~10m不等, 处理面积约6024m2, 桩长总计约30500m。
2 施工工艺流程
2.1 清理平整场地
在收到施工许可及开工指令后, 项目部随即进场开展场地清理、平整工作, 根据设计施工图、碎石桩专项施工方案及现场实际情况, 按照施工进度计划划分作业段, 同时熟悉了解管道工程分布及设置情况, 做好施工部署安排及相关施工准备工作。
2.2 测量放样、确定桩位
施工控制桩放线测量, 建立测量控制网, 恢复中线, 放出道路两侧边线桩, 建立标高控制点, 做好临时排水沟, 保证排水顺畅;根据设计施工图纸要求进行布桩, 绘制测量放线布桩图, 须将桩号、桩长深度、根数 (工程量) 标注清晰明确, 施工前须提交项目部及监理审核确认后, 方可开始施工作业, 根据图纸设计的桩间距, 用经纬仪配合钢尺, 将桩位准确标定于地面上, 每个桩位均用木桩固定, 并做醒目标记桩号。
2.3 材料进场、桩机就位
材料及设备进场前应有报验审批手续, 材料采用级配良好的碎石, 粒径为20~40mm, 含泥量不得大于5%, 工后桩孔内填料充盈系数1.2~1.4, 主要施工机械设备如表1。
2.4 临时用电设施及线路布设
本分部分项工程采用柴油发电机供应施工用电, 发电机四周须做好围挡、安全防护及警示标志设置工作, 临建区由附近电源接驳, 临时用电线路根据临时用电方案进行布设, 专人负责日常管理维护保养及巡查记录。
2.5 施工设备组装调试
将发电机、沉管机等施工设备组装完毕, 吊机就位, 连接振冲器和导杆, 确定振冲标尺, 连接控制电路, 吊起振冲器, 接通电源, 开启振冲器, 记录空载运行参数, 检查各连接装置, 确保运行状况良好, 按试桩确定的各项施工技术参数, 调整电控系统到正式开工状态。
2.6 试桩试验
正式施工前根据设计要求进行成桩工艺和成桩挤密试验, 在K0+007.668至K0+220选取7~9根桩进行试桩, 由计算机控制和数据采集系统记录施工时各种参数, 并经设计、监理审核后, 作为正式施工依据。试桩确定的参数包括造孔电流、造孔压力、加密电流、振冲器的留振时间、填充碎石量和加密长度等。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。
2.7 挤密碎石桩正式施工
桩管端部为四瓣活瓣桩尖, 施工时, 将桩尖对准桩位, 在振冲器的振动下 (振动沉桩) , 使桩管沉入到软基处理设计深度, 通过位于沉管上方料斗向管内加入碎石, 边振动边缓慢上提桩管, 然后反插桩管留振, 重复装料、振动提管、反插桩管留振至桩顶出地面。
3 质量控制
(1) 技术交底:开工前, 项目技术负责人根据获准的施工方案对承担施工的负责人及分包方全体工作人员进行书面技术交底, 强调工程难点、技术要点、质量要求、安全措施, 使作业人员掌握要点, 明确责任, 技术交底资料应办理签字手续并归档。
(2) 施工顺序:施工顺序采用围幕法, 先打外围桩再打内圈桩, 由外缘或两侧向中间进行, 同一排相邻两根桩必须采用跳跃间隔施打, 当临近有构造物时, 宜先从毗邻构造物的一侧开始施打。地基处理施工完毕后方可进行管沟基坑开挖施工。
(3) 桩机水平偏差、垂直度控制:桩管中心对准桩中心, 桩位水平偏差不应大于0.3倍桩管外径;桩管垂直度偏差不应大于1.5%;校正桩管长度, 使之符合设计桩长。相关质量控制标准如表2:
(4) 振动沉桩:开启振动器, 利用振冲器自重和激振力将桩管沉入至设计标高, 并在沉桩过程中及时检查桩架是否水平, 如有跑动或倾斜要及时进行调整, 并随时跟踪检查桩管的垂直度。
(5) 装料:稍微提升桩管使桩尖活瓣打开, 把装好碎石料的料斗吊起插入桩管上口, 根据桩长分次及时向管内灌注桩料, 灌注碎石量根据单桩的设计用量, 一般为桩体积的1.2倍。整个施工过程中, 应保证碎石料不被污染, 含泥量不得大于5%。
(6) 振动拔管:振动机保持开启, 留振1min后, 启动拔管, 边振动边拔管, 拔管速度须均匀, 防止对桩周土层过分扰动, 速度控制在1~1.5m/min范围内。拔管时须保持管内碎石料高于成桩顶面位置, 缺料时随时从加料口加料, 控制充盈系数, 以确保挤密均匀, 避免桩身中段、缩颈情况发生, 使其成桩密实。
(7) 反插桩管留振:每提升1m左右, 桩管反插30cm, 留振10~20s, 使桩料对桩身周围土体颗粒产生挤密, 同时形成密实的桩体。提升和反插速度必须均匀, 启动反插时, 反插深度应由深到浅, 桩底1.5m范围内宜多次反插, 以扩大桩的端部断面, 充盈系数的控制和桩的均匀程度与桩管的反插深度, 反插次数有较密切的关系, 反插总次数根据设计桩长、承载力要求及现场施工具体情况确定。
(8) 重复以上5~7步骤, 直至形成碎石桩柱, 然后移位, 进行下一孔施工。
(9) 桩体全部施工完成后, 清除桩顶50cm土层 (包括碎石) , 然后铺设30cm碎石垫层, 碎石垫层用碎石粒径应不大于30mm, 采用静力压实法, 使用压路机碾压3~5遍, 碾压后再回填粘土并分层碾压至交工面标高, 交工面标高为路面结构底标高。
(10) 在施工中, 发现地质条件与设计情况不符时, 及时会同有关部门研究处理。
(11) 雨季施工措施:加强与气象台站联系, 掌握天气预报, 尽量避开雨季施工, 做好防雨准备, 雨季来临前, 对所有用电设备进行安全检查, 落实防雨措施, 对现场机械设备的停放做出安排, 确保施工工序不因雨患影响正常施工。做好施工现场排水沟, 特殊地点配置专用排水设备, 降雨前后进行巡查排险, 加强对施工现场管理, 确保雨季施工安全。
(12) 质量资料管理:施工过程要做好详细记录, 沉桩深度、制桩时间、碎石灌入量、反插次数, 反插深度、工作电流的变化瞪各种原始资料须收集齐全, 用以后期施工、编制竣工文件, 并进行施工技术总结, 做好施工技术档案等资料管理。
4 质量检验
(1) 挤密碎石桩在施工28d后进行施工质量检验, 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正方形的中心, 检测数量不应少于桩孔总数的2%。
(2) 施工后应间隔一定时间后方可进行质量检验, 对饱和粘性土, 应待超孔隙水压基本消散以后进行, 时间间隔宜为1~2周, 对其他土可在施工后2~3d进行。
(3) 挤密碎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, 试验数量不应少于总桩数的0.5%。
(1) 路基必须分层填筑压实, 表面平整坚实, 无松散、软弹、翻浆等现象。
(2) 路基宽度、标高、横坡、平整度、压实度、回弹模量等参数均需满足设计要求。
(3) 路基压实度须分层检测, 每2000m2每压实层测4点。密度试验方法可采用灌砂法, 对于细粒土也可采用环刀法。
(4) 回弹模量、路基承载力等检测按国家相关规范要求进行。
(5) 采用经纬仪、水准仪、3m直尺、米尺等仪器检查宽度、平整度、坡度、中线偏位等项目, 均为每200m测4点。
5 结语
近年来, 挤密碎石桩施工技术在市政道路工程软基处理中运用越来越广泛, 振动沉管挤密碎石桩加固地基的机理, 主要是靠桩管打入地基, 将碎石挤入土层, 对土体颗粒产生挤密作用, 同时形成密实的桩体, 由碎石桩体与周围的土层形成复合地基, 提高地基承载力。
摘要：结合工程实际, 对振动沉管挤密碎石桩的施工工艺及质量控制进行详细的阐述。
关键词：振动沉管挤密碎石桩,施工工艺,质量控制
参考文献
[1]王明远.城镇道路工程施工工艺手册[M].北京:机械工业出版社, 2009
[2]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.市政公用工程管理与实务[M].北京:中国建筑工业出版社, 2011
[3]皮振益.公路工程质量检查验收一本通 (第二版) [M].北京:中国建材工业出版社, 2011
碎石挤密 篇2
随着我国经济飞速发展, 高速公路的建设也日新月异, 公路工程在国家基础设施建设中的地位越来越重要, 对带动经济发展, 满足交通运输的增长, 增强城市之间的经济、文化交流起着极其重要的作用。在高速公路的设计和施工过程中, 常常会遇到各种各样的软土地基, 而软土地基处理的好和差直接影响到高速公路的质量, 是高速公路质量控制的一个关键。软土地基常常采用挤密碎石桩, 水泥深层搅拌桩, 塑料排水板, 砂砾垫层, 铺设土工合成材料, 堆载预压等方法进行处理。挤密碎石桩对砂性、和粉砂土以及可液化土等软土地基有良好的加固作用, 通过对软土地基的挤密、置换、竖向排水, 加快地基土固结, 形成稳定的复合地基, 大大增强地基的承载能力, 减少软土地段路基的工后沉降等特点, 并且具有施工设备投入少, 材料易于购买, 施工工艺成熟可靠, 进度快等优点, 广泛在高速公路软基的设计和施工中被采用。碎石桩施工方法有干法 (震动沉管) 施工和湿法 (水振冲) 施工, 本文主要阐述干法施工的工艺, 并结合通启高速公路TQ-02标段挤密碎石桩的施工方案和工艺, 以供读者参考。
1工程简介
通启高速公路工程TQ-02标段由南京市交通工程有限公司承建, 西起通州市平潮镇, 东至通州市兴仁镇, 全线总长15.34公里 (K122+100～K137+440) , 软地基处理路段3880米, 各种处理方法总计达89万延米, 其中碎石桩30万延米, 主要分布在桥头和填塘路段, 试验段在通扬运河大桥桥头, 长度15米, 碎石桩长8米, 桩径0.5米, 桩距1.3米。
2施工方案
施工方案采用两种施工工艺进行首件工程的施工, 通过对碎石桩检测结果的对比, 得出最佳施工方案。
2.1第一种施工方案:
桩管振动下沉至设计深度, 略提升桩管, 打开沉管底部活页瓣, 留振60秒, 提升桩管, 在提升过程中每提升1米, 反插两次, 留振60秒。用此方案施工成桩20根, 平均每延米碎石用量0.28方, 多于理论用量, 充盈系数1.426, 高于规范中的充盈系数。但在施工过程中发现, 在打已施工完成的碎石桩相邻的桩时, 电流表的读数明显增大, 桩管下沉困难。
2.2第二种施工方案:
桩管振动下沉至设计深度, 略提升桩管, 打开沉管底部活页瓣, 留振60秒, 提升桩管, 在提升过程中不留振, 每提升1米, 反插两次。用此方案施工成桩20根, 平均每延米碎石用量0.228方, 多于理论用量, 充盈系数1.16, 高于规范中的充盈系数。施工过程进展顺利, 电流稳定。后经检测各项指标达到设计要求, 最终决定后续施工采用此方案。
3碎石桩施工工艺
3.1施工准备
3.1.1场地准备
清理平整场地至碎石桩施工高程, 清除施工区域内地上、地下及空中的一切障碍物 (包含石块、树根、垃圾及杆线等) , 低洼或水塘地段应先排水清淤后再回填粘性土 (不得回填杂土) 至施工高程处, 整平后压实。
3.1.2测量放样
测量地面整平后的标高, 绘制桩位点状网格图。根据设计要求, 组织技术人员测量放样, 测量地面整平后的标高, 并绘制桩位点状网格图, 报监理审核。依据审批后的桩位图及路线中桩、控制布设桩位, 桩间距1.3m, 平均桩长8m, 桩径0.5m, 采用梅花型布置, 布桩时现场用钢卷尺定出每一根桩的桩位, 用不易损坏的竹签插入土层标定位置 (桩位误差不得超过5cm, 桩间误差不得超过10cm) 。在钻孔灌注桩两侧布设桩位时, 预留钻孔灌注桩施工位置, 预留净距应不小于140cm (实际布桩时应保证碎石桩桩位距钻孔桩桩位的距离R≥R钻孔桩+R碎石桩+50cm) , 以确保将来不影响钻孔桩的施工。
3.1.3械设备进场、安装调试
碎石桩采用DZ-60型碎石桩机, 配套发电机功率为120KW, 小推车6个。每台桩机配备性能良好的能显示沉管钻进时电流变化的电流表, 且必须经过检验钻机能正常运转。
3.1.4材料进场
施工材料选用粒径20～50m m规格碎石, 含泥量不大于10%, 并经检验合格。
3.1.5
桩机就位, 校正桩架垂直度误差<1.5%;丈量沉管长度, 使之满足设计要求并保证3m左右的预留长度, 在桩位处铺设少量碎石, 开始打桩。施工时从四周边向中心打桩, 相邻两根桩必须跳跃间打, 用大于60吨振动锤边振动边下沉至设计深度。稍稍提升桩管使桩尖活瓣打开, 停止震动, 立即往桩管内装入碎石, 直至灌满为止。启动拔管, 拔管前留振1分钟, 以后边振动边拔管, 拔管速度需均匀, 每拔管1m反插2次。根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度, 当拔出桩管二分之一长度进行空中加料直至达到设计用量。启动拔管, 边振动边上拔, 每拔管1m反插2次, 直至管内碎石全部投出。提升桩管高出地面, 停止振动。启动反插, 并及时补料, 孔口加压至桩机前架抬起, 完成一根桩施工, 并做好施工记录。桩机移位, 进行下一根桩施工。
3.1.6施工中质量控制要点
(1) 碎石灌入量不小于设计计算用量。 (2) 桩管提升和反插速度必须均匀。 (3) 施工过程中及时挖除桩管带出的泥土, 孔口泥土不得掉入孔中。 (4) 施工过程中必须连续记录:打桩时间, 沉桩深度, 每次碎石入管量, 反插次数, 桩位偏差等。 (5) 施工过程中如发现土层有较大变化, 投料量或沉桩速度异常, 等情况应立即停工, 并报告监理, 并研究问题原因及处理方案。 (6) 施工完毕, 整平场地, 铺砂砾垫层, 测量标高, 进行沉降观测。 (7) 成桩后进行质量检测, 确保碎石桩的施工质量符合设计要求。
4检测结果和结论
在施工结束成桩后对两种方案施工的碎石桩进行检测, 结果如下表。
由以上检测数据可得两种施工方案施工的碎石桩质量均满足设计要求, 第二种施工方案的桩长、桩径、和密实程度更均匀, 通过单桩和复合地基承载力试验, 各项指标均能满足设计和规范要求, 施工方法更加快捷方便, 最终采用第二种施工方案。
5结语
碎石桩的工艺现在虽然已经比较成熟, 但在施工过程中还需要严格控制各个关键工序, 确保碎石桩以及复合地基的工程质量, 保证路基的施工质量, 减少地基沉降和桥头跳车, 从而提高高速公路的施工质量。
摘要：探讨碎石桩的施工工艺, 研究碎石桩的施工方案, 进行碎石桩试验段施工, 并检测碎石桩质量, 指导工程施工。
碎石挤密 篇3
液化指的是饱和状态的粉土或砂土在地震水平力的作用下,土的有效应力降低,孔隙水压力增大,大于土粒的自重,使土颗粒呈悬浮状态,从而产生喷砂冒水现象。松散至稍密状态的砂土容易液化。
实践表明:砂土的抗液化能力与其密实度有关,相对密实度高的砂土抗液化能力也相应增高。等能量等变形挤密碎石桩复合地基以重锤做自由落体运动所形成的强大夯击能量成孔到设计标高(一般锤重3.5t、落距6m),使桩端及桩身周围土体得到第一次挤密;填碎石料后,以填料为介质,通过柱锤对填料的夯击作用,排出原状松散或软弱的土体中的空气和孔隙水,使土体结构重新固结,实现土体的第二次挤密。在填料夯击的过程中,振动和填料使砂土的颗粒重新排列,其密实度增加。等能量等变形挤密碎石桩桩身在受力过程中既起到分担荷载作用,又能作为孔隙水消散的通道的作用,并且在成桩过程中振动和挤密作用下土颗粒重新排列,土的密实度增加,从而可有效消除砂土液化可能性,提高地基土的承载力和压缩模量,减少地基土的压缩变形。
2 工程概况及工程地质条件
沿海公路唐山段高速公路为秦、唐、沧渤海公路的一部分,是2020年河北省高速公路布局规划“五纵、六横、七条线”的重要组成部分,是沟通沿海地区联系的主要通道。其中T2标段地处乐亭县境内,根据《中国地震动参数区划图》(GB8306-2001),乐亭县为7度区,地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.4s,设计地震第一组。项目区设计基准期内年平均最高水位浅,松散到稍密状态的砂土发育广泛,极易发生砂土液化。通过对该区段20m以上砂土进行的判定,结果液化现象较为普遍。经方案论证,对于大、中型桥头路基中等以上液化段,拟采用等能量等变形挤密碎石桩进行地基处理。
其中T2标段,K93+579中桥桥头地基土工程物理力学参数如下表,该桥头设计要求消除砂土液化,其复合地基承载力特征值达到150kPa。
3 等能量等变形挤密碎石桩设计
3.1 设计计算
本工程基础底标高为-1.5m,则fk为110kPa,不满足设计要求,且由于地层中存在有液化特性的砂土,故必须进行地基处理。原设计振冲碎石桩,桩径为800mm,桩长8m,桩距为2.0m。正三角形布置。等能量等变形挤密碎石桩,桩径为550mm,桩距为1.8m。正三角形布置。因等能量等变形挤密碎石桩在桩底以巨大能量夯击,有效加固深度在桩底以下3m,结合地质条件桩长确定为5m。
等能量等变形挤密碎石桩复合地基承载力计算公式:fspk=mfpk+(1-m)fsk
其中:fpk为桩体材料的承载力特征值,取500kPa,fsk为处理后桩间土承载力特征值取130 kPa(考虑桩间土承载力的提高,提高系数取1.2),则等能量等变形挤密碎石桩复合地基承载力为
fspk=mfpk+(1-m)fsk=0.085×500+(1-0.085)×130=162 kPa
承载力大于150kPa,满足要求。
变形计算公式:
复合地基的压缩模量采用Esp=[1+m (n-1)]Es,经沉降计算对比,发现处理后的沉降比天然地基沉降减少25%。
3.2 经济技术比较
振冲碎石桩其原理是利用振冲器的水平振动,使得桩间砂土颗粒重新排列,变得密实,填料再振冲具有挤密作用,振冲器下沉时,需要高压水射流,而在施工现场附近水资源缺乏,须外接水源,难度大,且该工法在施工过程中产生泥浆,污染环境;等能量等变形挤密碎石桩利用柱锤夯实成孔,通过巨大能量夯击填充料,对桩间土施加挤密和振动,施工过程不用水,不产生泥浆,故不会污染环境,且该技术造价低廉,质量有保证。振冲碎石桩和等能量等变形挤密碎石桩的经济比较如表2。
4 等能量等变形挤密碎石桩的处理效果
为检查等能量等变形挤密碎石桩处理后复合地基的处理效果,分别对桩间土进行标准贯入试验和复合地基的承载力检测试验,同时对桩体进行了超重型动力触探检测。
4.1 复合地基静载荷试验
经对试验桩进行检测,所有试验曲线都呈缓变型,在2倍设计荷载下最大变形为14mm,图1为部分试验点的载荷曲线Q-s曲线,从载荷试验分析发现:沉降量很小,承载力提高明显。
4.2 标准贯入试验(SPT)
液化判别最直接的方法就是标准贯入试验,施工完毕后对整个场地砂土进行原位标贯试验,处理完毕后桩间砂土标贯击数都明显提高,图2为标准贯入锤击数随深度变化的曲线,处理后的曲线均在处理前(SPTO)的右侧,提高幅度在30%以上,越靠下部加固效果越明显,这是因为上覆压力对加固有益处,压力约大,约束越大,挤密效果就越好。由此可见桩间土重新排列,密实度提高,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)判定,砂土不发生液化。
4.3 桩体检验
完工后,进行了桩体超重型动力触探,以检验桩体的密实度,超重型动力触探随深度的变化曲线如图3,桩体强度也达到了中密以上。
5 结语
通过工程实践表明,等能量等变形挤密碎石桩工法处理砂土地基是可行的,既可提高砂土承载力和压缩模量,还可消除砂土液化。由于其工艺简单,施工质量易保证,环保性能好,同时比振冲碎石桩节省造价20%,因而在公路路基工程的地基处理上,具有广阔的应用前景。
摘要：等能量等变形挤密碎石桩是用相同的夯击能量和相同的贯入度控制桩体质量,使处理深度范围内地基土上下均匀。由于施工设备采用高能量实现孔内夯击填料,对桩底和桩间土施以振动和挤密,使松散砂土颗粒重新排列,可提高砂土的承载力和压缩模量及消除砂土的液化可能性。本工法在沿海高速路基工程的成功应用开辟了砂土液化处理的新途径,与振冲碎石桩的相比,该技术工艺先进、地基处理效果好、经济效益明显。
关键词：碎石桩,复合地基,承载力
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]叶书麟等.地基与基础施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.
碎石挤密 篇4
关键词：干振挤密碎石桩,作用,地基
1 概述
对于存在饱和砂土和饱和粉土 (不含黄土) 的火电厂附属及辅助生产建筑物等电力工程地基, 除6度设防外, 应进行液化判别和地基处理[1]。一般采用干振挤密碎石桩对其进行地基处理。
2 地震液化机理
对于饱和松散的砂土、粉土地基受到震动时有变得更紧密的趋势, 即具有很大的震密性。但饱和松散的砂土、粉土的孔隙全部为水充填, 因此这种震密性使得土的孔隙要减小, 同时水的超孔隙水压力骤然产生, 在地震震动的短暂时间骤然产生的超孔隙水压力来不及消散, 导致土的有效应力降低, 当超孔隙水压力达到或超过土体的上覆压力时, 土粒开始悬浮在水中, 地基土骤然丧失抗剪强度和承载力, 土体变为粘滞液体, 即产生液化。
3 加固机理
干振挤密碎石桩的施工过程:首先用振动成孔器成孔, 成孔过程中桩孔位的土体被挤到周围土体中去, 成孔后提起振动成孔器, 向孔内倒入约1 m厚的碎石再用振动成孔器进行捣固密实, 然后提起振动成孔器, 继续倒碎石, 直至碎石桩形成。干振挤密碎石桩与地基土形成复合地基, 是一种有效的处理砂土液化的地基处理方法。
3.1 桩体作用
复合地基是桩体与桩间土共同工作。在刚性基础下, 桩体和桩间土沉降相等, 由于桩体的刚度比周围土体大, 在桩体上将产生应力集中现象, 即桩体承担着较大比例的荷载。因而复合地基承载力高于原地基, 沉降量有所减少。
3.2 挤密作用
干振挤密碎石桩在成桩过程中, 将碎石桩位上的土体挤压到桩周土体中, 使得周围土体变得更加密实, 孔隙比减小, 这就是挤密作用。通过挤密作用, 消除或减小地层的液化性。但同时也使得超孔隙水压力产生, 根据有效应力原理, 地基土的有效应力会降低。
3.3 排水井作用
干振挤密碎石桩加固地基土时, 桩孔内填充碎石, 在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水井通道, 使桩间土由于振动挤密作用产生的超孔隙水压力的水迅速地由碎石桩体排出, 土中孔隙水压力亦随之减小, 有效应力增加, 地基土的强度提高, 从而消除或减小液化的可能性。
3.4 加筋作用
在复合地基整体稳定分析中, 复合地基中的桩体有加筋作用, 使复合土体的抗剪强度提高。
4 应用实例
4.1 工程概况
国电聊城2×600 MW燃煤发电工程位于聊城市以西, 馆 (陶) —聊 (城) 公路以北, 道口铺乡四甲李村与堂邑镇罗屯村之间。
4.2 工程地质条件
场地地层主要为第四纪全新统冲积层, 地层从上到下为: (1) 粉土, (2) 粘土, (3) 粉土, (4) 粘土, (4) -1粉土, (4) -2粉砂, (5) 粉土。
场地地下水水位埋深2.00 m~2.30 m, 常年最高水位1.00 m。
拟建场地内的 (1) 层、 (3) 层、 (4) -1层饱和粉土及 (3) -1层、 (4) -2层粉砂, 在地震影响烈度达7度时, 将产生地震液化, 液化等级为轻微~严重, 最大液化深度为14.60 m。因此, 对于化水地段拟建建 (构) 筑物, 采用干振挤密碎石桩法, 处理深度[2]至 (5) 粉土层。
4.3 工程设计
1) 桩间距为1 300 mm。2) 桩孔位为等边三角形布置, 桩径为500 mm, 设计投料量为桩体积的1.15倍~1.30倍。施工时保证振密电流比空载电流大15 A~20 A。
4.4 处理效果
对干振挤密碎石桩区采用钻探、取土、标准贯入试验、静力触探试验、室内试验分析、超重型动力触探试验及载荷试验等多种方法进行了综合检测, 处理效果很好, 完全达到了设计要求。
1) 桩间土经加固后其工程性质有了较明显的改善, 加固后各层地基土的重力密度、粘聚力、压缩模量及标准贯入试验击数明显提高, 天然孔隙比、压缩系数明显降低, 这充分证明挤密碎石桩对桩间土有明显的加固挤密效应。2) 加固后, 在地震影响烈度达7度时, (1) , (3) , (4) -1层饱和粉土及 (3) -1, (4) -2层粉砂不再产生地震液化, 处理后场地的地震液化现象已完全消除。3) 加固后, 根据复合地基载荷成果, 复合地基承载力达到172 k Pa, 满足160 k Pa的设计要求。
5 结语
干振挤密碎石桩能够有效地处理地基土液化的问题, 对于承载力要求不高但需要消除地基液化性的火电厂附属及辅助生产建筑物, 干振挤密碎石桩法是一种经济、有效的地基处理方法, 在电力工程中有很好的应用前景。
参考文献
[1]DL/T 5024-2005, 电力工程地基处理技术规程[S].
碎石挤密 篇5
社会科学的进步, 给交通事业带来了空前的发展, 使公路建设得以广阔的发展空间, 其他建筑行业的一些成熟的施工工艺, 广泛地运用到高速公路的建设中。例如粉喷桩、灰土桩、深度搅拌桩、CFG桩、碎石桩等等都先后在我省各条高速公路建设中软土地基的处理上发挥重要作用。本文以盘锦辽滨疏港路为例, 阐述挤密碎石桩在软土地基处理中的应用, 以此提高地基的承载力和抗滑移能力, 从而大大地减少了软土路基的沉降量。
碎石桩主要适用于不排水、抗剪强度不小于20kPa的软土地基板, 碎石桩对减少软土地基沉降量有非常明显的作用并能加固地基固解沉降, 碎石桩极为有效地防止土体液化, 控制软基的剪切变形, 增强地基的抗滑移能力, 注意断桩、瓶径, 要控制关键工序, 明确碎石量, 减少沉降, 防止跳车从而提高质量。
2 工程实例
盘锦辽滨疏港高速公路项目起点位于盘锦市大洼县田庄台镇西侧, 与国道G305相连, 途经李阳社区、张家屯村、建设村西、哈吧台村东、大房村西北、桑林子村西、腰路村东、七家村东, 终点位于大洼县西安镇西侧与盘海营高速公路 (K42+925) 形成互通立交。项目里程桩号为K0+015.684～K016+531.487, 全长16.516km。
盘锦地处辽河支流河谷平原中, 全线处在辽河三角洲平原中心地带, 底层为海路交互沉积地层, 主要由第四系粉土、粉质粘土及粉细沙为主, 地表层为0～0.3m的黑色泥炭, 向下为2～3m黄褐色粉质粘土, 下部10m左右为松散稍密的粉砂泥粉土地层。碎石桩的施工方法有干法 (震动沉管) 施工和湿法 (水振冲) 施工。因盘锦地材缺乏, 因此采用干法施工。
3 施工过程控制
3.1 施工参数控制
(1) 桩体及垫层材料:
采用碎石, 粒径2～5cm控制, 含泥量不大于3%。
(2) 粒料桩布设:
粒料桩采用振动沉管法施工, 按梅花型布置, 桩直径50cm, 桩间距1.5m和1.8m两种。
(3) 桩长:
粒料桩桩长 (H) 必须穿过粉质粘土及粉土层至下方压缩性较低的硬层内至少80cm。桩长根据现场实测的地质情况而定为12m和16m。
(4) 投石量:
为避免缩径或断桩, 必须控制每米桩长投石量, 实际每米桩身投石量不得小于计算投石量的1.15倍。
q= (πd2k) /4
式中, q—计算每米桩长投石量 (m3) ;
d—设计桩径 (m) ;
k—挤密系数, 取1.2～1.3。
3.2 施工工艺控制
(1) 桩位测量:
先进行桩位测放, 测量人员测量放出中心线及边线控制桩, 并做好控制桩保护, 标示桩点里程, 根据桩位平面布置图, 用钢尺布桩, 布桩误差控制在2cm内。
(2) 机具定位:
将打桩机就位, 合拢合瓣桩尖, 将管桩向下垂直, 使桩尖对准桩位标记, 继续向下垂移桩管使桩尖入土。调整桩机搭架, 使沉管与地面基本垂直, 一般控制在1.5%以内, 每下沉0.5m留振30s, 沉入速度2～3m/s。
(3) 碎石投注:
加压振动桩管, 沉管达到设计深度后, 开始第一次碎石 (粒径2～5cm) 投注作业, 将碎石由加料口注入桩管内, 要求投满桩管。做好现场施工记录, 严格控制每根桩的碎石充盈系数, 充盈系数一般控制在1.02。避免先期大后期小的不良现象, 以增加桩的均匀性。
(4) 桩管提升:
启动管前留振1min后, 边开桩机振动锤边均匀缓慢提升桩管, 当起拔3～5m时, 再加投剩余的投料, 边振动边提升。提升速度控制在1.0m/min, 每次拔起桩管0.5m, 停拔继振20s并反插, 直至将桩管提升到孔口。
(5) 孔口反插:
投完剩余的填料, 在孔口进行反插。以此为循环周期直至到设计桩顶标高完成一根桩施工作业 (反插次数及反插深度均应满足桩身设计, 横截面积为控制依据) 。
(6) 移位:
进行下一孔施工。
(7) 碎石铺设:
待所有粒料桩处理完成、整平压实基底检验合格后, 上方铺设50cm碎石 (2～5cm) 垫层并铺设两层土工格栅, 将碎石包裹好。
具体施工工艺流程图如图1所示。
3.3 施工注意事项
(1) 桩的施工顺序应垂直路基方向, 自原路基清坡及开挖台阶后的最下一级台阶内侧开始向路基坡脚方向进行;沿路基方向, 可采用自中间某点向两侧同时施工或自一边向另一边进行施工。
(2) 桩位施工顺序按隔行隔列跳打施工。
(3) 施工前应采用原位测试方法 (静力触探、十字板剪切仪) 对拟处治区域软土层的深度及抗剪强度进行复查, 当与原地质资料有差异时, 应及时与设计代表联系。
(4) 粒料桩在大面积施工前必须在有代表性的地段进行试桩施工, 验证设计参数和施工控制的有关参数做为粒料桩施工的控制指标。在粒料桩试桩并通过检验符合设计要求基础上方可进行大面积的粒料桩施工。
(5) 施工时, 应根据沉管和挤密情况, 控制投料量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等。
(6) 桥头路段应处理至锥坡坡脚外4m, 并应平行坡脚线布置。
4 施工质量控制
(1) 严格控制碎石质量:碎石桩碎石填料应采用未风化、抗浸蚀的干净砾石或轧制碎石, 粒径20～50mm, 含泥量不得大于5%, 内摩擦角不小于38°。
(2) 试桩:试桩目的是为了验证设计桩长能否进入持力层, 确保碎石桩软土地基处理效果, 因此, 应在施工前, 根据设计要求在现场进行制桩试验和必要的测试, 便于确定主要技术参数, 以保证大面积施工质量。应选择符合设计和规范要求的石料进行试桩, 并记录制孔、清孔、制孔时间和深度、钻进速度 (m/min) 、压入碎石量及电流变化等, 以选定科学合理的施工技术参数。试桩应在勘察、设计、监理、施工单位人员在场情况下进行。
(3) 严格控制桩长:通过试桩确定设计桩长能否满足承载力要求, 在施工中, 应按照试桩结果确定的桩长进行施工。桩管贯入深度即为桩长, 应在装机机身和桩管上做好贯入到位的标记。
(4) 严格控制桩身质量:成桩过程中通过振动反插将碎石挤密, 应控制拔管高度、反插深度及挺拔振动时间。
(5) 严格控制碎石灌入量:计算出理论碎石灌入量, 严格按照理论碎石灌入量投入碎石。
(6) 为了减少对地基土的扰动影响, 严格按照“间隔跳打”的方法进行施工
(7) 根据设计要求及有关施工规范的规定, 本工程相关的质量控制标准如表1所示。
(8) 质量检验:采用Ⅱ型动力触探仪检测粒料桩桩体密实度, 检测数量不应少于桩孔总数的3%, 具体检验评定如表2所示。
5 结语
单根碎石桩的承载力可达100～180kPa, 经加固处理后地基承载力可达300～800kPa, 为纯天然地基的3～9倍, 且消除湿陷, 液化膨胀性较好, 整体刚度大, 沉降变形小, 自上而下均匀性好, 用料标准低, 地基加固深度大, 一般处理深度为20m左右, 最大可达30m左右, 处理速度快。通过对软土地基的挤密、置换、竖向排水, 加快地基的固结, 形成稳定的复合地基, 大大地增强地基承载力, 减少软土段的路基沉降。并且投入设备少, 材料易购买, 施工工艺成熟、可靠, 进度快, 广泛在高速公路软基的设计和施工中采用。