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        高速公路粉噴樁施工工藝及處治方法

        2009-07-28 08:00:22胡藝兵
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2009年11期
        關(guān)鍵詞:施工設(shè)計(jì)

        胡藝兵

        摘要:高速公路軟土地基,經(jīng)粉體攪拌樁處理后,樁體范圍內(nèi)土體沉降減少較多,路基土側(cè)向位移量減少,能承受較快的加荷速率,對解決軟土地基高填地基的穩(wěn)定、沉降及加快施工進(jìn)度等很有裨益。

        關(guān)鍵詞:樁;基礎(chǔ);施工

        1 什么是粉噴樁

        粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式,也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法,它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑,通過特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑(漿液狀和粉體狀)強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理一化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地墓。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。

        粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土,目前國內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。

        2 設(shè)計(jì)要求

        粉噴樁的設(shè)計(jì)樁徑為50cm,樁邊距1.0m,在平面上呈梅花形布置(詳見附件),不采用正方形布置。粉噴樁樁頂鋪設(shè)50cm厚砂礫石墊層,樁頂不需伸入墊層內(nèi)。持力層深度除根據(jù)地質(zhì)資料外,還應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數(shù)值來確定,當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)時(shí)電流表讀數(shù)明顯上升,說明已進(jìn)入持力層,樁長須穿透軟土層并深入持力層內(nèi)50cm.粉噴樁處理后的單樁承載力須大于250KN,地基承載力不小于250KN。

        3 粉噴樁的施工

        3.1 施工設(shè)備

        嚴(yán)禁使用非定型產(chǎn)品或自行改裝設(shè)備;進(jìn)場設(shè)備必須配備性能良好的能顯示鉆桿鉆進(jìn)時(shí)電流變化的電流表,顯示管道壓力的壓力表和計(jì)量水泥噴入量的電子秤或流量計(jì)。

        3.2 室內(nèi)配比實(shí)驗(yàn)

        粉噴樁處理軟基效果為何,很大程度上取決于配比的選擇是否適合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件。各標(biāo)段承包人和監(jiān)理單位在施工前必須根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料和動(dòng)力攪拌資料,按有關(guān)規(guī)范要求做室內(nèi)配比試驗(yàn)。

        ① 粉噴樁加固料宜采用425#普通硅酸鹽水泥,水泥用量因天然含水量而異,按以下方法配比:W1≤50%,水泥用量50kg /m;50%<W1≤70%,水泥用量為55kg/m;W1>70%,水泥用量為60kg/m~65kg/m。

        ② 加固處理的強(qiáng)度,應(yīng)以無側(cè)限抗壓強(qiáng)度衡量,試件養(yǎng)護(hù)齡期為7d,28d,90d,要求R28≥0.8MPa,R90≥1.2MPa。

        3.3 現(xiàn)場工藝性試樁

        根據(jù)室內(nèi)配比進(jìn)行工藝性試樁,試樁應(yīng)達(dá)到下列要求。

        ① 鉆進(jìn)速度V≤1.5m/min;平均提升速度Vp≤0.8m/min;攪拌速度R≈30轉(zhuǎn)/min;鉆進(jìn)、復(fù)攪與提升時(shí)管道壓力:0.1MPa≤P≤0.2MPa;噴灰時(shí)管道壓力:0.25MPa≤p≤0.40MPa。

        ② 確定合適的技術(shù)處理措施,掌握水泥攪拌的均勻程度,掌握下鉆及提升的困難程度,成樁試驗(yàn)的樁數(shù)不少于5根。

        3.4 施工工藝

        進(jìn)行粉噴樁的場地需清表處理,做好抽水、清淤及整平工作。主要施工工藝為:放樣→粉體噴射攪拌機(jī)械就位→預(yù)攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面30cm處→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升至離地面30cm處→關(guān)閉攪拌機(jī)械→鋪筑砂礫墊層→鋪設(shè)土工布→填筑路堤。路面工程在完成粉噴樁施工不少于60天后才能進(jìn)行。攪拌機(jī)每次下沉或提升的時(shí)間必須有專人記錄,時(shí)間誤差不大于5秒,提升前要有等待送粉到樁底的時(shí)間,防止出現(xiàn)提升卻未噴粉的情況。

        4 施工質(zhì)量控制注意事項(xiàng)

        關(guān)于復(fù)攪與提升:在樁頂部1/3范圍內(nèi)應(yīng)重復(fù)攪拌一次,高度至少大于5m.鉆進(jìn)提升時(shí)管道壓力不宜過大,以防淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。

        關(guān)于補(bǔ)噴和廢樁問題:如發(fā)生意外影響樁身質(zhì)量時(shí),應(yīng)在水泥終凝前采取補(bǔ)噴措施,補(bǔ)噴重疊長度≤1.0m.補(bǔ)噴無效時(shí)須重新打樁,新樁與廢樁的間距≥20cm。

        輸灰管須經(jīng)常檢查,不得泄漏及堵塞,管道長度以60m為宜。對鉆頭定期檢查,直徑磨耗量≤1cm,鉆頭直徑≯ 53cm。

        在灌注樁兩側(cè)布設(shè)粉噴樁位時(shí),應(yīng)預(yù)留鉆孔灌注樁施工位置,預(yù)留凈距為140cm。

        成樁施工順序從四周邊開始向中心進(jìn)行,相鄰兩根樁必須跳躍間打。

        砂礫墊層必須在樁體強(qiáng)度達(dá)到70%時(shí)方可鋪筑。

        監(jiān)理處必須對粉噴樁施工進(jìn)行全過程旁站,按實(shí)際發(fā)生數(shù)量進(jìn)行計(jì)量。

        5 方案的實(shí)施

        5.1 軟土基底處理準(zhǔn)備工作

        處理前,事先開挖臨時(shí)排水溝,縱向開挖臨時(shí)降水溝,用以降低地表水,便于基底草皮清除施工,草皮清除完畢后,整個(gè)軟土處理區(qū)填筑80em山砂土, 整平并輕度碾壓,以保證粉噴樁機(jī)及其配套設(shè)施的進(jìn)場,以及所需材料的進(jìn)場、堆放。然后根據(jù)設(shè)計(jì)需要,進(jìn)行處理面積等放祥和樁位布點(diǎn)。

        5.2 粉噴樁施工

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求,樁位呈等邊三角形布置,中心間距1.5m,樁徑為50em,樁長為6m.設(shè)計(jì)噴粉量為 36kS/m-58kS/m.根據(jù)路基平均填土高度自重計(jì)算天然土重,經(jīng)室內(nèi)配合比選定,按50k9/m噴粉量施工。

        施工前首先要進(jìn)行成樁試驗(yàn),數(shù)量不宜少于5根,以取得滿足設(shè)計(jì)噴人量的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),掌握下鉆和提升的阻力情況。施工中要控制瞬時(shí)噴粉量和攪拌均勻性,且一氣呵成,每根樁開鉆后連續(xù)作業(yè),不得中斷噴粉。為滿足攪拌達(dá)到強(qiáng)度均勻性,上部3m進(jìn)行復(fù)攪,速度控制1.0m/min-1.2m/min,樁頭攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長,以保護(hù)樁頭均勻密實(shí),地面80cm填土不計(jì)人樁長。

        粉噴樁施工過程中,還要注意樁距、垂直度控制,施工完畢后分別進(jìn)行一定數(shù)量的樁體開挖,取芯進(jìn)行抗壓檢驗(yàn),必須滿足設(shè)計(jì)要求。

        5.3 路基填筑施工

        填筑前鋪設(shè)一層50cm砂礫墊層并碾壓密實(shí),路基填筑所需土石方材料來自附近山頭路基挖方段,每層不超過30em,為確保沉降后的路基寬度和設(shè)計(jì)邊圾跋卑,施工時(shí)兩側(cè)加寬各50tm,并留出路。拱和橫坡,采用40t重型壓路機(jī)震動(dòng)壓實(shí)。

        6 沉降和穩(wěn)定觀測

        在路基設(shè)計(jì)中心線和路肩基底同時(shí)埋設(shè)沉降杯,沉降和穩(wěn)定觀測同步進(jìn)行。在施工期間,每填筑 一層,觀測一次,填土間歇期間每天觀測一次,每一區(qū)域填筑完畢后每周觀測二次,在整個(gè)觀測期間,要注意觀測樁的保護(hù),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,確保測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性,觀測數(shù)據(jù)可直接用于計(jì)算由于沉降而補(bǔ)加的填方量。

        結(jié)束語

        粉體攪拌樁可以有效地減少被加固土體的壓縮量,而當(dāng)下部尚存在的軟土厚度較大,其沉降量并不能減少;粉體攪拌樁能有效地調(diào)整橫斷面差異沉降,有助于控制不均勻沉降;粉體攪拌樁有較高的剛度,抗側(cè)向變形能力較強(qiáng),對本例中山間的軟基尤為適用;粉體攪拌樁處理過的路基能承受較快的加荷速率,能較好地滿足工期較嚴(yán)的要求;路基填土過程中,在滿足取土場土質(zhì)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度的情況下,在基底天然承載力所要求的填土高度內(nèi),不宜使用沖擊力過大的壓路機(jī),可適當(dāng)增加碾壓遍數(shù),盡量使處理后的基底樁間土相對固結(jié)穩(wěn)定,增加抗剪能力。粉體攪拌樁不能改善地基排水條件,但通過吸水固結(jié)可提高樁間土的結(jié)構(gòu)性,同時(shí)樁頂鋪墊砂層可便于地基排水,從而可適當(dāng)加速樁間土的固結(jié),減少工后沉降。

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