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        混合土擠壓固化預(yù)制樁制樁技術(shù)及質(zhì)量控制

        2019-02-15 02:05:04雷美清
        山西建筑 2019年4期
        關(guān)鍵詞:土料粘土樁體

        馮 磊 雷美清

        (1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院,湖北 武漢 430074; 2.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所,湖北 武漢 430074)

        1 概述

        目前關(guān)于地基處理主要采用了碎石土樁、擠密型砂樁、石灰土樁、深層水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、混凝土樁、水泥芯樁、水泥土樁、灰土樁、土樁[1]。各樁體技術(shù)都存在著造價(jià)高,施工條件受限,沒(méi)有充分利用原地基土體等缺點(diǎn)?;旌贤翑D壓固化預(yù)制樁是由中國(guó)科學(xué)院武漢巖土所研制,一種用于軟土地基處理的新型預(yù)制樁,該樁通過(guò)在混合土制及其設(shè)備中添加了粘土和水泥以及石灰的拌合物,然后通過(guò)高壓作用,最后預(yù)制成強(qiáng)度較高的樁體?,F(xiàn)研制的混合土擠壓機(jī)可對(duì)放置在圓柱形密閉空間的混合土料壓制成直徑為400 mm混合土擠壓固化預(yù)制樁,其主要特點(diǎn)為低成本,質(zhì)量可控并可及時(shí)進(jìn)行有效地、直觀地檢測(cè),具有良好的應(yīng)用前景,對(duì)我國(guó)地基處理技術(shù)的發(fā)展具有一定促進(jìn)作用。

        2 混合土擠壓固化預(yù)制樁的制作

        2.1 制樁原理

        混合土擠壓固化預(yù)制樁的主要材料有水泥、石灰、粘土等。該樁基本原理是利用粘土、水泥、石灰等材料具有一定的孔隙和壓縮性,混合土料在壓樁設(shè)備的封閉的空腔里面,該設(shè)備的空腔一端固定封閉,另外一端是帶有活塞,如圖1所示。在高壓作用下,推動(dòng)活塞使得活塞與混合土料相互接觸、擠壓?;旌贤亮项w粒之間在水的潤(rùn)滑作用下,土料先把空隙填滿,然后在壓力作用下,孔隙開(kāi)始被擠壓,不同級(jí)配的土顆粒占了相應(yīng)的空隙,向密度最大的趨勢(shì)擠壓成樁體。

        樁體經(jīng)高壓擠壓具有一定強(qiáng)度后,設(shè)備將其推出空倉(cāng),水泥和石灰以及粘土固化后成直徑0.4 m、長(zhǎng)度2 m的樁體,見(jiàn)圖2。

        圖1 混合土擠壓固化預(yù)制樁設(shè)備圖

        圖2 混合土擠壓固化預(yù)制樁

        2.2 制樁過(guò)程

        混合土擠壓固化預(yù)制樁的制樁步驟如下:

        1)混合土料的拌和方式。

        根據(jù)所選定的混合土擠壓固化預(yù)制樁所優(yōu)化的配比情況,先將石灰粉和粘土攪拌均勻,然后將特定的水泥和特定的水量攪拌成水泥漿液。最后把水泥漿液通過(guò)噴灑的方式添加到帶有石灰粉的粘土中攪拌形成混合土料。

        2)加料和壓制土料。

        將攪拌好的混合土料倒入混合土擠壓機(jī)的進(jìn)料斗中,通過(guò)主液壓油缸推送混合土至擠壓倉(cāng)進(jìn)行擠壓壓實(shí)。擠壓過(guò)程分次擠壓,第一次初始擠壓,壓強(qiáng)為主液壓油缸的1/3~1/2,初始擠壓是將離散的混合土料擠壓成較密實(shí)的土體,但粘土顆粒之間孔隙較大,粘結(jié)效果不佳,土顆粒間還有較大孔隙;第二次擠壓,主液壓油缸加壓至最大壓強(qiáng)35 MPa,使經(jīng)過(guò)初始擠壓的土體再次被壓縮,土顆粒間孔隙減小,密實(shí)度也相應(yīng)提高,土體在壓力作用下顆粒間相互粘結(jié),初步形成具有一定強(qiáng)度的樁體。

        3)保壓過(guò)程。

        由于該壓制過(guò)程速度較快,粘土中的孔隙壓力還沒(méi)有全部的消散。孔隙壓力的消散是一個(gè)緩慢的過(guò)程,因此需要一定的時(shí)間。為了防止壓力回彈和保持樁的密實(shí)性。因此,需要在25 MPa壓力下保壓1 min~2 min。

        4)樁體養(yǎng)護(hù)。

        樁體養(yǎng)護(hù)是樁后期強(qiáng)度的保障條件。混合土擠壓固化預(yù)制樁是以粘土為主要材料的樁體,而粘土固化是一個(gè)緩慢的過(guò)程,且樁體在溫度過(guò)高的條件下養(yǎng)護(hù)會(huì)導(dǎo)致固化的過(guò)程較快容易使得樁身發(fā)生裂痕,嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)了貫穿的裂痕,大大的降低了樁的制作質(zhì)量。但是,樁本身需要在工程中使用,不能參照有關(guān)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件進(jìn)行。為此對(duì)混合土擠壓固化預(yù)制樁的養(yǎng)護(hù)條件需要做幾點(diǎn)說(shuō)明:第一在樁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中不能讓樁體暴曬;第二需要蓋一層保濕材料;第三每隔一段時(shí)間對(duì)樁體灑水養(yǎng)護(hù)。

        3 質(zhì)量控制措施

        3.1 施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

        1)進(jìn)行水泥、石灰等固化材料的室內(nèi)摻和比試驗(yàn),確定設(shè)計(jì)摻合比。

        2)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn),確定和修正設(shè)計(jì)參數(shù)。

        3)確定工藝流程,建立質(zhì)量保證體系。

        3.2 沉樁施工質(zhì)量控制

        1)檢查混合土擠壓固化預(yù)制樁的規(guī)格、型號(hào)、尺寸及有無(wú)斷裂等質(zhì)量問(wèn)題。

        2)樁位偏差不得大于50 mm,垂直度偏差不得大于1.0%,樁頂標(biāo)高偏差不得超過(guò)50 mm。

        3.3 靜載荷試驗(yàn)質(zhì)量控制

        混合土擠壓固化預(yù)制樁應(yīng)采用單樁或復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)其承載力。靜載荷試驗(yàn)宜在成樁28 d后進(jìn)行,每個(gè)單位工程不宜少于3點(diǎn)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        本文詳細(xì)介紹了混合土擠壓固化預(yù)制樁的制樁技術(shù),并提出了合理的質(zhì)量控制措施,對(duì)今后該樁在實(shí)際工程中的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

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