何 龍 (渝黔(渝萬(wàn))鐵路有限責(zé)任公司,重慶 400010)
渝貴鐵路重慶西站J2K1+325-J2K1+655、J2K1+740-J2K1+830等區(qū)段地貌特征為川南低山丘陵區(qū)地帶,為山地間河床沖刷堆積體,厚約5~12m,紅褐色土壤,土質(zhì)夾小顆粒砂石,表層為耕植土,較為堅(jiān)硬,Ⅱ級(jí)普通土。5m以上 σ0=128kPa,5m以下σ0=147kPa。場(chǎng)地濕陷性類(lèi)型為自重濕陷,自重濕陷等級(jí)為Ⅳ級(jí),濕陷厚度為5~12m,自重濕陷量計(jì)算值為2.5~98.58cm,總濕陷量計(jì)算值為11.5~123.5cm。該段軟體路基濕陷性厚度較大,斷面較寬(最大寬度可達(dá)48m),濕陷等級(jí)較高,采用一般性換填土和擠密樁無(wú)法滿(mǎn)足消除該區(qū)段地基濕陷性的技術(shù)要求,而且存在水土流失、沖毀農(nóng)田、產(chǎn)生糾紛而阻礙施工等外部環(huán)境問(wèn)題。為妥善解決濕陷性軟體路基沉降及阻工等外部環(huán)境問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)考慮采用柱錘沖擴(kuò)樁進(jìn)行地基處理。
根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2001),測(cè)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度等于0.05g。地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.35s。設(shè)計(jì)中,綜合考慮,在此區(qū)段采用柱錘沖擴(kuò)樁加固地基。
柱錘沖擴(kuò)樁樁徑0.6m,呈正三角形布置,其布置間距為1.4m、1.6m兩種。地基處理后復(fù)合地基承載力要求不小于180kPa。柱錘沖擴(kuò)樁樁身水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。室內(nèi)水泥塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,28d標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)立方體抗壓強(qiáng)度平均值不小于1.5MPa,90d標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)立方體抗壓強(qiáng)度平均值不小于1.8MPa。水泥摻入量擬為被加固濕土質(zhì)量的15%~20%,水泥漿水灰比0.45~0.55。
軟土地段地層自上而下依次為人工填土、松軟土、粉質(zhì)黏土、泥巖夾砂巖等。
(重慶西站及動(dòng)車(chē)所) 樁間距 樁長(zhǎng) Φ0.6m柱錘沖擴(kuò)樁 柱錘沖擴(kuò)樁填碎石段落J2K1+325~J2K1+655加固K區(qū)J2K1+740~J2K1+830長(zhǎng)度(m) 根數(shù)(個(gè))1.6 4.0~8.0 17332 2900 4476加固N(yùn)區(qū)1.4 12.0~14.0 9465 784 2385
清理平整場(chǎng)地→布置樁位→施工機(jī)具就位→鉆孔→鉆孔檢測(cè)→孔內(nèi)填料→柱錘分層沖夯→成樁檢測(cè)→施工機(jī)具移位→樁基檢測(cè)
按設(shè)計(jì)樁位布置圖進(jìn)行測(cè)放,確保間距符合設(shè)計(jì)要求?,F(xiàn)場(chǎng)樁位一旦測(cè)放,采用白灰灑線(xiàn)定位或用水泥墩標(biāo)注,標(biāo)注要求明顯、不發(fā)生偏移。
根據(jù)軸線(xiàn)標(biāo)出樁位并復(fù)測(cè)后,移動(dòng)樁機(jī)至樁孔位置,完成樁機(jī)就位。樁機(jī)就位時(shí),機(jī)身應(yīng)平穩(wěn)穩(wěn)固,使沖錘對(duì)準(zhǔn)孔中心,保持穩(wěn)定,當(dāng)加固深度較深、柱錘長(zhǎng)度不夠時(shí),也可以先挖一部分土,然后進(jìn)行沖擴(kuò),并能自由地落入孔底,確保動(dòng)能壓強(qiáng)。
①考慮成孔效率,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,成孔方法為柱錘沖孔跟進(jìn)護(hù)管的方法成孔。柱錘沖擴(kuò)樁宜用直徑500mm,質(zhì)量2~3t的柱狀錘進(jìn)行施工。將柱錘提升到3~5m,脫勾下落,沖擊土層成孔,達(dá)到一定深度(0.5~1m)時(shí)跟進(jìn)護(hù)管;如此反復(fù),在總體深度接近設(shè)計(jì)成孔深度要求0.5~2m時(shí),可以在孔內(nèi)填少量粗骨料繼續(xù)沖擊,直至孔底被夯密實(shí)。如難以成孔時(shí),可采用填料沖擊成孔、二次復(fù)打成孔或套管成孔、鉆孔等方法。
②成孔直徑0.6m。本段路基預(yù)鉆孔柱錘沖擴(kuò)樁樁長(zhǎng)4~14m,成孔前應(yīng)在標(biāo)注出相應(yīng)的孔深位置,以保證成孔深度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
③成孔施工順序:由外向里間隔分排施工。具體見(jiàn)附圖。
④當(dāng)施工遇到坍孔或縮頸時(shí),可用硬骨料夯填消除塌孔影響。
柱錘沖擴(kuò)樁平面布置示意圖
夯填前樁孔須檢查:成孔直徑、深度、垂直度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,孔內(nèi)虛土、積水情況也需在施工日志中進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注,并報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理。
當(dāng)孔深度接近設(shè)計(jì)成孔深度要求0.5~1m時(shí),在孔內(nèi)填適量碎石骨料繼續(xù)沖擊,直到孔底被夯密實(shí);然后向孔內(nèi)逐層填入拌合填料,層厚度在0.8~1.5m進(jìn)行控制,每填一層用柱錘夯實(shí)一層;直至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上至少0.5m,其上部樁孔用原土夯封。成孔和填料夯實(shí)的施工順序,間隔進(jìn)行。柱錘沖擴(kuò)樁在成樁過(guò)程中,用單擊貫入度來(lái)控制分次填料和夯擊次數(shù),單擊貫入度不大于20cm。距地面1~2m時(shí),柱錘落錘高度減小至2~3m。
本樁施工完成后,對(duì)施工機(jī)具進(jìn)行移位,施工下一根樁。
在樁基施工完成后,安排實(shí)驗(yàn)室人員對(duì)樁身質(zhì)量、樁間土處理效果、復(fù)合地基承載力等進(jìn)行檢算。
①樁位放線(xiàn):關(guān)鍵在于位置的精確性。首先由測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖放出樁位線(xiàn),由專(zhuān)人復(fù)核驗(yàn)線(xiàn)。報(bào)監(jiān)理單位核實(shí),做好樁位預(yù)檢紀(jì)錄。待監(jiān)理核實(shí)后方可進(jìn)行下一步工作。
②樁機(jī)垂直度控制:樁位的允許偏差應(yīng)小于樁間距的5%,采用鋼尺對(duì)已放的樁位進(jìn)行復(fù)核,在確定所要打的樁位準(zhǔn)確后,移樁機(jī)就位,調(diào)整設(shè)備水平,使護(hù)管及柱錘中心與樁位對(duì)齊,確保其垂直度偏差不大于樁長(zhǎng)1.5%,可采用線(xiàn)錘進(jìn)行測(cè)量其垂直度,必要時(shí)可以試錘一次。
在成樁過(guò)程中考慮沖擊錘的自震偏移,在每天開(kāi)工前要復(fù)核檢測(cè)樁機(jī)垂直度。對(duì)于不滿(mǎn)足要求的,應(yīng)立即停止施工,移動(dòng)樁機(jī)調(diào)整其垂直度滿(mǎn)足要求為止。
③柱錘沖擴(kuò)樁開(kāi)錘成孔:為避免產(chǎn)生位移偏差、造成地面隆起,最初開(kāi)孔時(shí)采用柱錘低落距(2~4m)輕夯成孔。在孔深達(dá)到2.5~4m后,增大落距,護(hù)管跟進(jìn),成孔至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高。
④樁體直徑控制:在樁身達(dá)到樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的1/3~1/2后,在施工中宜采用平頭錘沖擊,有利于填料的密實(shí)性,而且不會(huì)使孔徑擴(kuò)得太大。在樁徑允許偏差為不小于設(shè)計(jì)值,注意隨時(shí)采用尺量檢查或部分樁挖探抽檢檢查樁徑。若樁徑不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,應(yīng)加大填料量及過(guò)程控制,將護(hù)管直徑擴(kuò)大,以滿(mǎn)足要求。
⑤地面隆起控制:沖擴(kuò)成樁過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)觀(guān)察地面隆起情況。當(dāng)?shù)孛嬗忻黠@隆起時(shí),應(yīng)立即減小柱錘落距,采用低落距多次夯擊,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
⑥對(duì)成品的保護(hù):對(duì)已經(jīng)成樁的部分,若樁頂標(biāo)高高出設(shè)計(jì)標(biāo)高,在鋪設(shè)砂墊層前需清除超高部分,宜用人工清理至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高,再采用壓路機(jī)碾壓平整。
主控項(xiàng)目:①柱錘擴(kuò)沖樁樁身材料,采用碎石或碎石夾礫砂,粒徑以20mm~30mm較好,最大粒徑不宜大于50mm,含泥量小于5%。同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格且連續(xù)進(jìn)場(chǎng)的碎石,每3000m3為一批,不足3000m3時(shí)也按一批計(jì)。在料場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)含泥量試驗(yàn)和篩分試驗(yàn),每批抽樣檢驗(yàn)1次。
②柱錘沖擴(kuò)樁施工結(jié)束7~14d后,采用鉆機(jī)取樣對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。檢測(cè)數(shù)量不小于總樁數(shù)的3‰,且不小于3根。樁徑不得小于設(shè)計(jì)值,樁位偏差不得大于樁間距的5%。在全樁長(zhǎng)范圍內(nèi),在樁心附近用鉆機(jī)取樣,以檢測(cè)樁身的連續(xù)性和完整性。上下樁的對(duì)中不得大于5cm。
③柱錘沖擴(kuò)樁施工結(jié)束7~14d后應(yīng)對(duì)樁間土的處理效果進(jìn)行檢驗(yàn)。在樁間形心點(diǎn)、成孔擠密深度范圍內(nèi)采用動(dòng)力觸探對(duì)樁間土的擠密效果進(jìn)行檢測(cè),沿線(xiàn)路縱向連續(xù)每50m抽樣檢驗(yàn)不少于3處。貫入試驗(yàn)中用重型動(dòng)力進(jìn)行觸探,N63.5≥10。
④柱錘沖擴(kuò)樁承載力檢驗(yàn)宜在成樁28d后進(jìn)行后。采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn),檢驗(yàn)樁數(shù)不小于總樁數(shù)的2‰,并不少于3根。
目前渝貴鐵路已于2018年1月26日開(kāi)通運(yùn)營(yíng),在運(yùn)營(yíng)后,經(jīng)運(yùn)營(yíng)設(shè)備管理單位反映,該段路基未發(fā)生過(guò)任何沉降問(wèn)題。以良好的狀態(tài)保障了鐵路運(yùn)營(yíng)安全,取得了既定目標(biāo)。