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        振動(dòng)沉管CFG樁的施工工藝及質(zhì)量控制

        2014-08-30 22:56:56王國寧
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年27期
        關(guān)鍵詞:CFG樁施工工藝質(zhì)量控制

        王國寧

        摘 要:通過在甘肅省臨洮至渭源高速公路YK133+300、ZK133+288.74通道涵基底軟基采用CFG樁振動(dòng)沉管法進(jìn)行加固處理的應(yīng)用實(shí)例,總結(jié)振動(dòng)沉管CFG樁的施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:CFG樁;施工工藝;質(zhì)量控制

        臨洮至渭源高速公路是蘭州至??趪腋咚俟返闹匾M成路段。該項(xiàng)目線路沿洮河支流漫壩河、渭河支流禹王溝的兩岸階地布設(shè),路線經(jīng)過區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜,存在滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害和濕陷性黃土、軟土等特殊性巖土。YK133+300、ZK133+288.74通道涵基坑開挖后基底為軟基,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的200KPa,需進(jìn)行加固處理。

        1 軟基地質(zhì)情況及加固處理方案介紹

        臨渭高速公路YK133+300、ZK133+288.74通道涵處的軟基主要為沖洪積堆積體,原河道內(nèi)水流受到K133+370處土壩截流,土體受流水長期浸泡呈軟塑狀,淤積大量粉質(zhì)粘土,含腐殖質(zhì)較多,局部夾細(xì)砂層。經(jīng)鉆探,該涵水穩(wěn)層底面以下0~1.5m土體呈軟塑狀,稍濕,承載力75KPa,1.5~6.5m土體呈軟塑狀,潮濕,屬高壓縮性土,承載力62~105KPa;6.5m以下土體呈可塑狀,稍濕,屬中壓縮性土,承載力140KPa。設(shè)計(jì)采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行軟基加固處理,設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高要求嵌入上述中壓縮性土層內(nèi)1.5m,樁徑采用40cm,樁間距按1.6m等邊三角形布設(shè),樁長8m,設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號C15,樁頂設(shè)碎石褥墊層40cm,與CFG樁共同承受上部荷載。要求CFG樁施工完成后,其復(fù)合地基的承載力不小于250KPa。由于YK133+300、ZK133+288.74通道涵基底軟基屬粉質(zhì)粘土沉積而成,在施工工藝上,考慮采用振動(dòng)沉管工藝,在施工順序上,采用從涵洞進(jìn)口至出口段順序依次施工,后樁施工時(shí)需待前樁混凝土澆筑完成3小時(shí)以上再進(jìn)行,避免后樁施工振動(dòng)造成前樁斷樁。振動(dòng)沉管法對粉質(zhì)粘土擠密效果明顯,先打樁施工完后,土體密度會(huì)有顯著增加。而且打的樁越多,土的密度越大。如采用隔樁跳打,在補(bǔ)打新樁時(shí),一是加大了沉管難度,二是非常容易造成已打樁斷樁,故隔樁跳打不宜采用,只能采用依次按順序施工的方法。

        2 振動(dòng)沉管CFG樁施工工藝流程

        2.1 施工準(zhǔn)備

        對需要進(jìn)行加固處理的地基范圍進(jìn)行整平,并確保滿足振動(dòng)沉管機(jī)的工作需要。根據(jù)圖紙要求放樣出樁位中心點(diǎn),由于振動(dòng)沉管機(jī)的沉管裝置在工作時(shí)位于機(jī)械行走系統(tǒng)側(cè)面,CFG樁的施工順序?yàn)檠睾催M(jìn)口至出口方向依次施工。機(jī)械就位后,要接通電源并調(diào)試,檢查機(jī)械是否能運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

        2.2 沉管

        根據(jù)設(shè)計(jì)樁長、樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高等參數(shù)計(jì)算出沉管入土深度。根據(jù)沉管入土深度計(jì)算確定所需沉管的長度、根數(shù)和機(jī)架高度,進(jìn)行設(shè)備組裝,要求沉管垂直度偏差小于1%。為避免振動(dòng)對鄰樁的影響,沉管時(shí)間應(yīng)盡量短。根據(jù)沉管下降的速率判斷地層變化位置,檢驗(yàn)是否與地質(zhì)鉆探資料相符,并做好記錄。

        2.3 混凝土灌注

        由于是干硬性混凝土,混凝土從拌合站至施工地點(diǎn)采用農(nóng)用三輪車運(yùn)輸?;炷凉嘧⒗谜駝?dòng)沉管機(jī)上部的投料口和自帶的投料斗進(jìn)行。先將混凝土傾倒在料斗內(nèi),在利用沉管機(jī)將料斗提升至投料口投料。待沉管沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置且停機(jī)后,應(yīng)盡快完成投料,投料數(shù)量要根據(jù)計(jì)算確定,一般要較設(shè)計(jì)樁長高50cm左右混凝土用量。工地試驗(yàn)室要在施工現(xiàn)場實(shí)測混凝土坍落度,合格后方可投料,并抽樣做混凝土試塊。

        2.4 拔管

        投料完成后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)開始拔管。為確保混凝土密實(shí),開始拔管時(shí)應(yīng)留振5~10s,拔管速度要均衡,拔管過快易造成局部縮頸或斷樁,拔管太慢振動(dòng)時(shí)間過長,會(huì)使樁頂浮漿增厚,易使混合料離析。根據(jù)以往項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn),我部將拔管速率控制在1.3m/分鐘左右。成樁后樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁長0.5米。

        2.5 封頂

        沉管拔出地面,確認(rèn)成樁標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求后,用濕粘性土封頂。增大孔內(nèi)混凝土表面的高度即增加了自重壓力,可提高混凝土抵抗周圍土擠壓的能力,避免新打樁振動(dòng)導(dǎo)致已打樁受振動(dòng)擠壓而混凝土混合料上涌使樁徑縮小。

        2.6 移機(jī)

        上一根樁施工完畢,對沉管機(jī)鉆頭進(jìn)行檢查和保護(hù),鉆機(jī)移位進(jìn)行下一根樁的施工。

        2.7 開槽及樁頭處理

        CFG樁施工完成后7d即可開槽,若基坑深度不大于1m,可采用人工開挖;當(dāng)基坑深度大于1m時(shí),可考慮人工和小型挖掘機(jī)聯(lián)合開挖,避免開挖時(shí)對樁間土及樁產(chǎn)生不良影響。

        2.8 褥墊層鋪設(shè)

        根據(jù)設(shè)計(jì)厚度進(jìn)行褥墊層的鋪設(shè),鋪設(shè)時(shí)要考慮鋪設(shè)寬度和壓實(shí)系數(shù)等指標(biāo)。

        3 CFG樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

        3.1 從原材料質(zhì)量上保證工程質(zhì)量

        混凝土中所用水泥采用天水祁連山水泥有限公司P.O42.5水泥,初凝時(shí)間為147min,終凝時(shí)間為201min,安定性煮沸法試驗(yàn)合格。粉煤灰采用蘭州西固熱電廠生產(chǎn)的II級粉煤灰,其需水量比為91.2%,燒失量為6.97%。細(xì)集料采用渭源縣新農(nóng)石料廠生產(chǎn)的水洗河砂,級配符合要求,為II區(qū)中砂。粗集料采用天水武山鴛鴦鎮(zhèn)邱家峽石料廠生產(chǎn)的碎石,級配符合要求。

        3.2 從施工工藝上保證工程質(zhì)量

        做好配合比的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工作。由于采用振動(dòng)沉管工藝,混凝土按照干硬性混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C15普通混凝土,設(shè)計(jì)水膠比0.56,砂率41%,設(shè)計(jì)坍落度30-50mm。

        從施工順序上保證質(zhì)量。在施工順序上,采用從涵洞進(jìn)口至出口段順序依次施工,后樁施工時(shí)需待前樁混凝土澆筑完成3小時(shí)以上再進(jìn)行,避免后樁施工振動(dòng)造成前樁斷樁。

        嚴(yán)格控制拔管速率。拔管速度要均衡,拔管過快易造成局部縮頸或斷樁,拔管太慢振動(dòng)時(shí)間過長,會(huì)使樁頂浮漿增厚,易使混合料離析。

        控制好混凝土的坍落度。大量工程實(shí)踐表明,混凝土坍落度過大會(huì)形成樁項(xiàng)浮漿過多,樁體強(qiáng)度也會(huì)降低。在施工中要求對每班混凝土的坍落度均進(jìn)行抽檢,確保坍落度在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。在運(yùn)輸工具的選擇上,考慮混凝土運(yùn)輸車對干硬性混凝土運(yùn)輸、卸料困難,采用農(nóng)用三輪車進(jìn)行運(yùn)輸。

        設(shè)置保護(hù)樁長。灌注成樁加料時(shí)要比設(shè)計(jì)樁長多考慮0.5m,在施工褥墊層之前鑿除,避免樁頂浮漿過多影響樁基質(zhì)量。

        在拔管過程中避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插,由于樁管垂直度的偏差,容易使土與樁體材料混合,導(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量。

        3.3 加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測

        施工場地標(biāo)高觀測。施工前要測量場地的標(biāo)高,并注意測點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。打樁過程中則要隨時(shí)測量地面是否發(fā)生隆起。因?yàn)閿鄻冻:偷乇砺∑鹣嗦?lián)系。

        已打樁樁頂標(biāo)高的觀測。施工過程中注意已打樁樁頂標(biāo)高的變化,尤其要注意相鄰樁的觀測。因?yàn)樵诖蛐聵稌r(shí),量測已打樁樁頂?shù)纳仙?,可估算樁徑縮小的數(shù)值,以判斷是否產(chǎn)生縮徑。

        對有懷疑樁的處理。對樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看,并做出必要的處理。

        4 結(jié)束語

        CFG樁提高了傳統(tǒng)的碎石樁的復(fù)合地基承載力4倍或更多,CFG樁機(jī)設(shè)備簡潔,施工過程無泥漿污染,噪音較小,更加適合城市基礎(chǔ)建設(shè)。從施工成本分析,40cm直徑的CFG樁與40cm直徑的預(yù)應(yīng)力管樁相比,每米節(jié)省成本100元左右,工程成本大幅降低。正是因?yàn)镃FG樁有以上優(yōu)勢,其大面積推廣應(yīng)用具有廣泛前景。

        參考文獻(xiàn)

        [1]許欽達(dá).CFG樁在軟土地基中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2013(12):12.

        [2]苗壯.CFG樁在地基處理中的應(yīng)用[J].四川建材,2013(5):104.

        [3]梁思鋒.CFG樁施工技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)[J].技術(shù)與市場,2014(7):176.

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