時間:2023-06-08 11:20:24
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地基處理施工規范,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:巖土;檢測
Abstract:With the rapid development of China's economy, construction is also the simultaneous development of stringent requirements on geotechnical engineering, geotechnical testing is even more important.
Key word:Geotechnical,Testing
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
巖土工程檢測目前國內常用的方法有:圓錐動力觸探、標準貫入、靜力載荷實驗、低應變和高應變等,不同的檢測方法各有不同的評定準則。它是地基部分最后一道工序,實際上對巖土工程施工的驗收責任重大,尤其是將不合格工程定為合格,將釀成重大安全質量事故,給國家和個人帶來巨大的經濟損失,在行業中造成惡劣的影響,因此巖土工程檢測在巖土工程施工中越來越不可忽視。
2、巖土工程檢測的要點
巖土工程檢測是個動態的檢測過程,不僅在地基處理完了之后根據相關規范要求進行簡單的試驗測試,其在地基處理施工過程中、過程后都要積極的參與其中。
2.1、熟悉勘察報告,去偽存真地了解地基承載力、不均勻性、濕陷、液化、溶陷、鹽漬等問題,查閱上部結構設計,充分理解巖土工程設計意圖,結合現行國家規范,才能實現檢測工作的目的,正確評價地基處理施工是否合格的,發現設計上的安全漏洞和不足之處,了解其保守的設計意圖,做到這些,才能布置合理的檢測工作量和選用有效的檢測手段。
2.2、檢測人員沒有對施工過程中的跟蹤監督,就不能做到心中有數,就不能發現施工中存在的問題和安全隱患。因為檢測是一個抽檢的過程,實際的檢測工作,只是以點概面,但整個地基是全部參與建(構)筑物的持力作用的。如果不觀察施工過程,就可能遺漏不合格的地方。如果檢測點沒有針對性和代表性,檢測數據就是無法真實反應施工質量。即使得到的檢測數據合格,若有重大問題和安全隱患的地方沒有檢測到,也不能說明檢測的地基工程就合格。
2.3、不同的地基處理方法,采用不同的檢測手段,檢測的重點是發現影響工程安全的問題,因此要在施工質量最差的部位布置檢測點。如在十二棟六層的住宅樓工程中,勘察報告中提出了該地基土是具有輕微濕陷性的粉土,設計的方案是換填1米的粉土。設計的方案很好,既部分消除粉土的濕陷性,又提高了地基的承載力。施工結束后,進行地基檢測。根據規范要求,以及檢測單位和甲方協議,檢測方法是靜力載荷實驗,根據規范要求,檢測單位增加采用挖探井取樣、送試驗室做濕陷性試驗。從靜力載荷實驗數據分析,效果理想,滿足設計要求。但是,試驗室出具的濕陷性報告為中等濕陷,總的濕陷量超過國家規范要求。結果出來后,甲方和施工單位對此很不理解,在當地組織了多次專家會議,通過專家的討論,其結論為該地基處理施工結果不合格,要求返工。
2.4、有時應在施工過程中及時檢測,發現不合格處及時返工,防止出現整體返工,延誤工期的結果。例如在地基處理方案中,采用振沖碎石樁,然后墊層強夯。當振沖碎石樁施工完成后,應及時對其進行檢測,只有檢測合格以后,才能進行下一道工序的施工。如果在地基處理全部完成后,再進行檢測,對碎石樁和樁間土的承載力無法準確的把握。特別是在碎石樁上部墊層材料是碎石土,要穿透該墊層部分,對樁間土進行標準貫入實驗,操作比較困難。一旦振沖碎石樁的檢測結果不合格,則必須將墊層全部挖除,對振沖碎石樁才能返工。這樣既浪費了大量的工程費,耽誤了工期。故在必要的情況下,檢測工作應穿插在施工過程中。現在的工程對進度要求多,應通過對施工的監督,在施工過程中,及時發現問題及時返工,完工后達到100%的合格。
2.5、在巖土工程設計階段,依照《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202-2002)和相關規范布置檢測工作量,形成檢測點平面布置,外業實際檢測過程中及時調整并記錄。按照事前預測、事中控制、事后處理。只有將前兩步工作做到實處,盡量減少事后處理這部分的工作,才能保證質量和工期的要求,使檢測工作既滿足甲方的要求,又不浪費人力物力。
2.6、振沖碎石樁、人工成孔的樁基等處理地基,現場沒有第三方的旁站、監督,就談不上檢測。有效的檢測只能是對施工過程中質量控制滿足要求后才能做到。也即檢測應該分為工程檢測和施工結束后成品檢測。
3、結語
總之,檢測工作不僅僅是在辦公室內根據國家規范進行數據分析和計算,它還包括施工過程的監督、檢測方法和工具的選用、檢測現場具體協調以及對現行國家規范的熟練掌握。只有將分部的每一部工作實實在在地做好,才能是真正的將檢測工作做好。對地基處理的工程,檢測工作,不能隨便下結論,應全面考慮,準確把握其工程質量。
參考文獻:
[1]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》,(GB50202-2002).
[2]《建筑地基處理技術規范》,(JGJ79-2002).
所謂液化是指由于孔隙水壓增加及有效應力降低而引起粒狀材料(砂土、粉土甚至包括礫石)由固態轉變成液態的過程。影響液化的因素有:①顆粒級配,包括粘粒、粉粒含量,平均粒徑d50,②透水性能;③相對密度;④結構;⑤飽和度;⑥動荷載,包括振幅、持時等。
我國《工業與民用建筑抗震設計規范》(TJlI-78)根據1971年以前8次大地震的數據,參考美國、日本的有關研究成果給出了以臨界標準貫人擊數為指標的砂土液化判別公式。現行規范《建筑抗震設計規范》(GBJIl-89)通過對海城、唐山地震的系統研究,結合國外大量資料,對原規范進行了修改,采用了兩步評判原則,并對臨界標貫擊數公式進行了修改,使之更符合實際。在國標《巖土工程勘察規范》(GB50021-94)中,對此又進行了補充,給出了液化比貫入阻力臨界值和液化剪切波速臨界值公式,用來進行液化判別。在公路工程中,基本上沿用上述兩步評判原則,采用了臨界標貫擊數判別方法,并根據公路工程中的研究成果,給出了臨界標貫擊數的計算公式。這些規范在我國工程界得到了廣泛應用。
一、強夯法在液化地基處理方案的確定
強夯法處理地基是20世紀60年代末Menard技術公司首先創立的,該方法將80-400kN重錘從落距6-40m處自由落下,給地基以沖擊和振動,從而提高地基土的強度并降低其壓縮性。強夯法常用來加固碎石、砂土、粘性土、雜填土、濕陷性黃土等各類地基土。由于其具有設備簡單、施工速度快、適用范圍廣、節約三材、經濟可行、效果顯著等優點,經過20多年來的應用與發展,強夯法處理地基受到各國工程界的重視,并得以迅速推廣,取得了較大的經濟效益和社會效益。
由于強夯處理的對象(即地基土)非常復雜,一般認為不可能建立對各類地基土均適合的具有普遍意義的理論,但對地基處理中經常遇到的幾種類型土,還是有規律可循的。實踐證明,用強夯法加固地基,一定要根據現場的地質條件和工程使用要求,正確選用強夯參數,一般通過試驗來確定以下強夯參數:
(1)有效加固深度:有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據,又反映了處理效果。
(2)單擊夯擊能:單擊夯擊能等于錘重×落距。
(3)最佳夯擊能:從理論上講,在最佳夯擊能作用下,地基土中出現的孔隙水壓力達到土的自重壓力,這樣的夯擊能稱最佳夯擊能。因此可根據孔隙水壓力的疊加值來確定最佳夯擊能。
(4)夯擊遍數:夯擊遍數應根據地基土的性質確定,地基土滲透系數低,含水量高,需分3-4遍夯擊,反之可分兩遍夯擊,最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是將松動的表層土夯實。
(5)間歇時間:所謂間歇時間,是指相鄰夯擊兩遍之間的時間間隔。
(6)夯點布置和夯點間距:為了使夯后地基比較均勻,對于較大面積的強夯處理,夯擊點一般可按等邊三角形或正方形布置夯擊點,這樣布置比較規整,也便于強夯施工。由于基礎的應力擴散作用,強夯處理范圍應大于基礎范圍,其具體放大范圍,可根據構筑物類型和重要性等因素考慮確定。
二、強夯法設計要點
(1)強夯技術參數的確定。強夯法雖然已在工程中得到廣泛的應用,但至今尚無一套非常成熟的設計計算方法,一般應參照國內強夯法加固地基的成功經驗,初步確定各類地基的強夯參數,在強夯施工前,選擇代表性路段(夯區)進行試夯,以確定合理的強夯參數與施工工藝。強夯法的主要設計參數包括:錘重、落距、墊層材料與厚度,有效加固深度、夯擊能、夯擊次數、夯擊遍數、間隔時間、夯擊點布置和處理范圍等。
(2)施工質量控制。強夯地基的質量檢驗,包括施工過程中的質量監測和夯后地基的質量檢驗,其施工過程檢驗指標分別為施工控制夯沉量和有效處理深度。強夯施工結束后,間隔2周對地基加固質量進行檢驗,檢驗頻率為每100m一個斷面,每斷面檢驗3點,其中路中一點、左右邊坡坡腳各一點,檢驗方法可選用標準貫入試驗、靜力觸探試驗、動力觸探試驗及現場荷載試驗等方法并結合室內土工試驗。檢測深度不小于設計處理深度。
三、強夯法處理液化地基的質量控制與管理
1、施工單位選擇
對參與施工的強夯施工單位,各施工標段中標單位要先審查其施工資質、信譽和業績,并附有前業主對該單位的書面評價報告,任何單位不得將強夯分包給個人施工。
2、施工準備
編寫施工組織設計,經駐地監理組審查,監理組提出書面審查意見,報總監代表審批同意方可施工。
3、施工管理
(1)施工單位要按設計圖要求編制夯點編號圖,編號圖要清晰、規范、科學。
(2)施工單位必須制定嚴格的安全管理措施,現場操作人員必須戴安全帽,并對施工機械定期作安全檢查。在強夯區四周要設置醒目的危險警告標志和安全管理措施,不允許行人和非施工車輛進入強夯區,以確保操作員、過往行人和車輛的安全。
(3)施工單位要對強夯機械進行編號,每臺強夯機械必須持有監理組發放的《施工許可證》方可進行強夯施工。
(4)施工單位除在強夯機械上掛《施工許可證》外,還必須掛有《機械操作主要人員》和《施工技術參數》兩塊醒目的牌子,進行機械操作的主要人員必須掛牌上崗。
(5)施工單位要制定施工要點供現場人員執行。
(6)鋪設墊層前要對原地面進行清表并整平,且要按每20米一個斷面,每個斷面5個規定測點,測量清表后標高。
(7)用水準儀測量墊層鋪設前、后的對應測點標高,初步確定墊層厚度,每20米一個斷面,每個斷面5個規定測點,再按每斷面挖1處探坑,進一步確定墊層厚度(控坑必須在測點位置上)。
(8)墊層寬度按每20米一處用鋼尺丈量。
關鍵字:強夯法;主要參數; 施工Abstract: This paper introduces the dynamic compaction foundation treatment of force principle and design points of this paper, and through the engineering examples, introduces the application of dynamic compaction foundation treatment, and points out that dynamic foundation treatment is the foundation treatment measures in a wide range of application, which effectively improves the bearing capacity of the foundation, due to the characteristics of convenient construction, cost low construction, has significant economic benefits. At the same time briefly lists the dynamic compaction foundation treatment construction technology and matters needing attention.
Keywords: dynamic compaction method; main parameters; construction
中圖分類號:TU433 文獻標識碼:A文章編號:
引言
隨著經濟的發展,項目投資的規模越來越大,地基處理在土建工程中的作用日益重要。由于強夯法具有加固效果顯著、適用土類光、設備簡單、施工方便、節省勞力、施工期短、節約材料、施工文明和施工費用低等優點,我國自20世紀70年代引進此法后迅速在全國推廣應用。
1 原理簡介
強夯法是反復將夯錘(質量一般為10t~60t)提到一定高度使其自由落下(落距一般為10m~40m),給地基以沖擊和振動能量,從而提高地基的承載力并降低其壓縮性,改善地基性能。
大量工程實例證明,強夯法用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,一般均能取得較好的效果。對于軟土地基,如果未采取輔助措施,一般來說處理效果不好,切忌采用。
2 工程實例
擬建場地原為海岸丘陵,并存在天然海溝,后經人工挖山填方整平,自然地貌改變較大。主要為挖方區,部分存在填方區,為丘陵間溝谷經填方形成,部分地表基巖外露。填方區素填土主要成分為山體挖方區的全風化~中等風化的砂巖、泥巖、頁巖等,粒徑由幾厘米到50厘米,厚度不均勻。
2.1 有效加固深度估算
強夯法的有效加固深度既是反映處理效果的重要參數,又是選擇地基處理方案的重要依據。鑒于有效加固深度問題的復雜性,以及目前尚無適當的計算公式,所以規范規定有效加固深度應根據現場試夯或當地經驗確定,在缺少試驗資料或經驗時,可按表-1進行預估。
表-1 強夯法的有效加固深度(m)
注:強夯法的有效加固深度應從最初起夯面算起:單擊夯擊能量E大于120000 KN﹒m時,強夯的有效加固深度應通過試驗確定。
本工程估算有效加固深度10.0 m
2.2 夯點布置及夯擊遍數控制
本工程采用10000 KN﹒m能級進行試夯,根據地基土的性質確定分5遍進行。夯錘底面積為30m2。點夯間距7.5m,呈正方形布置(見圖-1)。夯點夯擊次數,由現場施工確定。第1、2遍為點擊,夯擊能為10000 KN﹒m,夯點收錘標準,以最后兩擊 平均夯沉量小于200 mm;第3遍為點擊,夯擊能為4000 KN﹒m,夯點收錘標準,以最后兩擊 平均夯沉量小于50 mm。第4、5遍為滿夯,夯擊能為1500 KN﹒m,每夯點夯擊2擊,要求夯錘地面彼此搭接1/3。
圖-1 檢測區夯點布置圖
注:第一遍夯點第二遍夯點 第三遍夯點
兩遍夯擊之間應有一定的時間間隔,以利于土中超靜孔隙水壓力的消散。實際試夯時的時間間隔是7天。
3 施工及檢驗
施工前,應按設計要求選擇并檢查機具設備(夯錘、起重設備、脫鉤裝置、錨系設備)。
整平后的場地高出設計標高30~50cm,并排除積水。
強夯地基開工前,應查明場地范圍內的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等,并采取必要措施,以免因施工而造成損壞;強夯區四周設置好排水溝,便于排除大氣降水。
當強夯施工所產生的振動對鄰近建筑物或精密儀器設備會產生有害影響時,應設置監測點,并采取挖隔振溝等隔振措施。
強夯法施工,應按照規范規定的施工步驟順序施工。
施工完成后,應通過靜載荷試驗取得處理后的地基承載力特征值,起靜載荷試驗的壓板面積不宜小于2.0m2。并通過標準貫入、靜力觸探和土工實驗確定處理后地基的施工質量和均勻性。
小結:
本工程設計要求地基承載力特征值大于200KPa,壓縮模量大于20MPa。強夯完成后,0~10m范圍內的夯間土層承載力特征值為250KPa,壓縮模量22.0MPa,夯點土層承載力特征值為300KPa,壓縮模量27MPa,均滿足設計要求。強夯處理后地基土強度和均勻性明顯改善。
從本工程可以看出,強夯法是一種適用范圍較廣的地基處理措施,其有效地提高了地基承載力,改善了地基土的均勻性,達到了預期效果。
參考文獻:
1.《地基基礎設計手冊》沈杰 上海科學技術出版社
關鍵詞:液化;標準貫入;碎石樁
中圖分類號: TU4 文獻標識碼:A
近幾年來國內地質災害頻發,建筑物發生倒塌事故,很多生命因此消逝。地基和基礎是建筑物的根本,它的勘探、設計和施工直接關系到建筑物的安危。我國地域遼闊,自然地理環境復雜,土類分布多種多樣,有些土類具有具有其特殊性質,作為地基必須針對其特殊性采取合適的工程措施,保證基礎的穩定性和承載力。長江流域許多地區的地質特征存在著埋深比較厚的砂性土層并且液化指數相當高,具有明顯的流變性,在外力尤其是地震作用下很容易引發地基失效,導致建筑物或結構的不均勻沉降甚至整體移動,使局部結構損壞,全毀或喪失使用功能,因此在該類地基上建造建筑物,必須考慮其液化性,對地基進行處理。
近年來城市不斷擴張,房地產事業蓬勃發展,寸土寸金,許多重要的工程和工業廠房在軟弱土地基上興建,工程的要求推動軟土地基的處理技術迅速發展,老的方法不斷改進,新的方法不斷涌現。本文以實際工程為研究背景,從碎石樁的作用原理、設計方法和施工方案、檢測方法等幾方面,介紹其在處理液化地基的應用情況,從技術可靠性、經濟合理性、施工可行性等方面介紹碎石樁地基的應用。
1 工程概況
本工程位于江蘇省南京市江浦區南京農業大學江浦校區內,科研實驗廠房,框架結構,二層,7度抗震設防,建筑高度14m,建筑面積約2000m2。據地質勘查報告,該場地土分層如下表所示。
參照勘察設計院勘查報告,地表下16.0m以內的砂性土層,其液化指數IlE為32.5~59.8,根據《建筑抗震設計規范》判定為嚴重液化土層,作為地基需進行技術處理。
2 設計方案選擇比較
根據地質條件考慮技術經濟、處理質量、以及施工和上部結構荷載等綜合因素,該工程地基處理采用振動沉管碎石樁。樁徑為500mm,樁長9m,間距1.2m,設計樁數2010根,呈梅花形布置,樁頂鋪設0.6米厚的碎石墊層作為復合地基持力分布層。
3 機理及作用
屬于振密擠密分類,在振動的作用下,將套管打入規定的設計深度成孔,然后往孔中填入碎石,并加以搗實成一根根的樁體,采用沉管碎石樁加固的目的是采用碎石樁,和原來的土體形成復合地基,使土體的孔隙減少,提高地基的承載力,降低砂土的液化指數,改善土的強度和變形特征,原理及作用分為三個方面:
3.1 振動擠密作用。樁管打入地基中,對土產生橫向擠密作用,在一定擠密功能作用下,土粒彼此移動,小顆粒添入大顆粒的空隙,顆粒間彼此靠近,空隙減少,使土密實,地基土的強度也隨之增強。
3.2 復合地基。由于樁體本身具有較大的強度和變形模量,樁的斷面也較大,在樁體振動和擠密的過程中,回填的碎石與地基土組成復合地基,共同承擔建筑物荷載,提高地基承載力減少沉降量。
3.3 防止震動液化。由于碎石樁有大量的孔隙通道,在地震力作用下,地下水可順利通過孔隙通道升降和排出,大大減少和避免地基的液化沉陷現象。
4 施工工藝
4.1 采用沉管成孔方法施工,振動逐步拔管成樁法施工。施工中使用機械為振動沉樁機,DZ―60型震動錘,常用振動錘的振動力為70、100和160KN,本工程使用激振力為70KN,樁管使用無縫鋼管材料,管徑控制為477mm。這種樁具有施工設備簡單,打樁進度快,成本低的特點。
4.2 成樁工藝
樁機定位就位,在地面上把套管的位置確定好。
開動振動設備,把套管打入土中至設計標高。
加入碎石料,按設計要求添加碎石,再拉拔到規定的高度。
振密碎石樁,采用重復壓拔管使添加的碎石料密實,成樁。
清理樁尖,移動樁機,重復進行以上步驟,施工其它碎石樁,直到每根樁施工完畢。施工準備樁位布置樁機定位沉管加灌碎石料拔管下壓樁管拔管成樁清理樁尖鋪碎石墊層。
4.3 質量控制
樁身連續性:以拔管速度控制樁身連續性,不超過0.8m/min。
樁直徑:以灌砂量控制樁直徑,當灌砂量達不到設計要求時,應在原位再沉下樁管灌碎石(復打)一次或在旁邊補加一根。
碎石樁施工前必須進行成樁試驗。本工程先打了六根試樁,布檢測孔2個進行擠密試驗,兩周后,按標準貫入方法,判定樁間砂性土是否液化,如液化,計算其液化指數。
經計算③號土層的液化指數IlE=0.1~3.56
④號土層的液化指數IlE=0.0~3.10
均滿足《建筑地基處理技術規范》[2]要求。因此按此方法繼續施工,施工順序采用跳打形式并由外緣向中心進行,確保周圍土體的側限,處理效果更好。
5 處理效果
5.1 樁間土液化指數得到了有效的降低。
施工后兩周進行質量檢測,檢測由抽樣進行,檢測點不少于樁孔總數的2﹪,本工程共布檢測點40個,按標準貫入的方法,對樁間土進行液化判別檢測,視其液化指數是否能得到有效降低。
液化判別
根據《建筑地基處理技術規范》〔2〕的規定,采用標準貫入試驗判別法,在地面下15m深度范圍內的液化土應符合下式要求:
再根據公式IlE= 計算各層土的液化指數。
判別結果:本工程采用碎石樁地基加固后,②、③層飽和砂(粉)土的液化指數得到了有效的降低,效果較好。
計算得:②層粉土夾砂IlE =1.00~3.90 輕微液化
③層粉砂沒有液化
④層粉砂夾粉土 IlE =0~5.80 局部輕微液化
但④層40個檢測點只有3個檢測點的液化指數大于4,其值為5.6,4.1,4.3,占總檢測總數的7﹪﹤10﹪,符合《建筑地基處理技術規范》[3]。
5.2 基礎沉降比較均勻。
該工程于2010年10月施工完畢,經過1年的沉降觀測,最大沉降量61mm,最小沉降量56mm,沉降比較均勻,使用情況良好。
5.3 地基承載力有所提高。
原天然地基的容許承載力為80kpa,經過處理后的復合地基的容許承載力為120Kpa,承載力有顯著提高。
結語
本工程采用碎石樁降低砂性土層的液化指數,提高其抗剪強度和抗液化能力,消除其不利影響,滿足建筑物對地基穩定和變形的要求,該處理方法機械化程度高,施工速度快,造價低,并且能改善地基土的變形特性和滲透性,因此該地基處理方法在工業與民用建筑、道路建設等工程中具有代表性和借鑒價值。
參考文獻
關鍵詞:淤泥;存在問題;應用管理;處理
中圖分類號:TV21 文獻標識碼:A
1 關于淤泥軟土地基處理環節的分析
為了滿足現實工作的需要,要針對淤泥軟土地基的相關性質展開分析,實現其土基的承載力環節、壓縮性環節及其透水性環節的優化,促進水工建設的綜合效益的提升,促進其設計效益的提升,以滿足現實工作的各個需要。針對其比較后的淤土層,展開相關處理模式的優化,是非常必要的,這樣有利于保證其打樁技術體系的優化,實現其加固處理體系的優化。通過對樁基礎體系的健全,能夠保證其水泥土攪拌樁、木樁等的有效應用,實現其控制管理自動化體系的健全,以滿足現實施工的需要,實現其技術應用、設備管理環節的更新。由于存在工期長、工后變形大等問題,己不再用作對變形有要求的建筑地基處理;三是民用建筑已禁用木樁基礎。在水利工程中,淤泥土層較厚的地基處理時可以采用灌注樁,其特點是施工工藝簡單、成本低、平面布置靈活,但整體性較差,在地下水位較高地區不能單獨起到擋水作用,采用水下澆筑混凝土,混凝土強度等級不宜低于C20,水泥常用強度等級32.5 MPa 普通硅酸鹽水泥,粗骨料粒徑不應大于40mm,鉆孔灌注樁施工時無振動、無擠土、噪聲小,適合在城市建筑密集地區使用。
通過對換填法的應用,可以保證其淺層地基的有效處理,這種技術應用于一定的范圍,比如比較薄的淤土層的應用,可以實現其相關防滲環節的優化,保證其水利防護體系綜合效益的提升。在換填工程模式中,通過對泥土換填體系的健全,可以促進軟弱地基的承載力環節的優化,滿足施工操作的強度規范需要,這種模式的應用,一定程度上,會提升工程的施工成本,為此需要做好其水泥含量控制的相關工作。
通過對水泥材料及其土層的攪拌的有效控制,促進其均勻性的提升,實現分攤施工體系的健全。預壓法是在排水系統和加壓系統的相互配合作用下,使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系統有水平排水墊層、排水砂溝或其它水平排水體和豎直方向的排水砂井或塑料排水板;加壓系統有堆載預壓、真空預壓或降低地下水位等。當堆載預壓和真空預壓聯合使用時又稱真空聯合堆載預壓法。基本做法如下:先將等加固范圍內的植被和表土清除,上鋪砂墊層;然后垂直下插塑料排水板,砂墊層中橫向布置排水管,用以改善加固地基的排水條件。
通過對排水固結模式的應用,可以促進淤泥軟粘土地基應用過程中的穩定性的問題,實現其地基沉降的有效控制,保證其實際工作環節的優化。該環節的開展,要實現相關應用體系的優化,比如加壓系統及其排水系統的優化,實現這兩個部分的有效協調,促進排水系統的相關排水體的有效設置,實現其相關荷載性、穩定性的提升。由砂層向兩側排出,從而提高基底承載力,塑料排水板要在砂墊層完成后施工,由測量人員測量出需處理范圍,標出每根排水板具置,插板機對中調平,把排水板在鉆頭安放好, 開動打樁機錘打鉆桿,將地面上塑料排水板截斷,并留有一定富余長度,在塑料排水板四周填砂后即完成本次施工。
2 軟土地基施工質量模式的優化
為了滿足水利工程的穩定發展的需要,要遵循國家的相關管理規范標準,按照國家的施工規范體系,展開企業的內部管理規范體系的優化,這樣有利于保證水利工程內部管理建設的各個環節的協調,無論是施工模式還是管理模式都要符合國家的相關工作的規定。在施工工作完畢后,要做好相關方面的檢查工作,實現施工整體質量體系的健全,實現其施工順序、施工規范的遵守。做好淤泥軟土地基的相關處理準備工作,實現相關技術人員的有效應用,針對一系列的比較常見的問題,展開優化分析,以解決實際運作過程中的各個麻煩。在水利工程淤泥軟土地基處理過程當中應該退休嚴格的項目法人制度,從而確保地基改造工程的質量。在市場經濟規律的作用之下,建立與之相適應的工程項目法人制度能夠有效地使地基建設的責任落實到實處,從而確保淤泥軟土地基的改造工程能夠高質量的完成。在進行招標和投標的過程當中應該建立健全相應的審核制度,對施工企業的資質進行嚴格的審查,只有具備相應水利工程施工資格的企業才能夠進入到招標過程當中,這樣可以初步保證水利工程中軟土地基能夠得到有效的處理,最終確保工程的質量。
在此工作模式運作環節中,通過對相關質量監督體系的健全,可以實現其內部各個環節的有效協調,這需要相關施工方案的應用,從而促進其淤泥軟土基施工準備工作體系的優化,促進其事前控制環節、事中控制環節及其事后控制環節的優化,做好其相關地基改造工作,實現對現實施工環境的深入了解,通過對施工現場的相關地質情況的了解,保證其地基改造綜合效益的提升。上述環節的開展,也要進行專業人員的工作行為的控制。隨著水利工程建設速度的加快,在水利工程建設過程當中遇到淤泥軟土地基十分的普遍。水利工程設計人員應該根據水利工程實際的情況選擇相應的地基改造方法,確保地基能夠滿足水利工程建設的相關的要求,只有做好這個工作才能夠進行水利工程的下個施工環節,否則水利工程建設就無從談起。廣大設計人員在設計和施工的過程中要不斷的總結經驗,做好淤泥軟土地基的改造工作。
結語
國家基礎水利建設工作的開展,離不開其水利工程施工中淤泥軟土地基處理方案的應用,通過對其內部設備應用環節、技術應用環節等的優化,以滿足現實工作的需要,促進其水利建設綜合效益的提升,促進國家經濟的穩定運行。
參考文獻
[1]韓瑩瑩.軟土地基處理方法綜述及其應用[J].中國水運(理論版),2007(06).
關鍵詞:水利施工;軟土地基工程;軟土層;低透水
1軟土地基的性質特點
(1)軟土是軟土地基的組成基礎,軟土是軟土地基的主要土壤成分,主要的軟土種類有泥炭成分、泥質粘性土成分、淤泥質成分等,這些土壤具備松散性的特點,其內部孔隙比較大,含有豐富的水分,但整體強度偏低,難以承受過高的地面壓力。受到軟土地基構成成分的影響,軟土地基的整體強度比較低,具備高壓縮、不均勻性的特點,由于其疏松的軟土土壤性質,導致其在工程建設過程中,容易出現地面坍塌、崩裂等狀況。(2)淤泥質粘性土是部分軟土地基的主要構成部分,其具備較差的透水性。水利施工過程中,難以實現水分的及時性排出,為了提升水利施工軟土地基的施工效益,進行排水固結法的應用是必要的,提升軟土地基的整體穩定性。隨著水利施工應用體系的日益健全,水利施工規模日益擴大,施工整體總量也在不斷擴大,在實踐施工工作,更容易出現軟土地基塌陷問題,如果單位物體的壓力高于軟土地基的承受力,地基地面很可能會出現塌陷狀況,從而不利于實際水利施工工作的開展。區別于其他土壤特性,軟土地基具備高壓縮性的特點,從而導致軟土地基出現快速性沉降狀況。隨著水利工程規模的日益擴大,水利工程總量不斷增高,這加快了軟土地基的沉降速度。各種土層是軟土地基的組成成分,這些土層性質存在差異性的特點,各個土質之間的強度、密度等的差異性,很可能會引發施工建筑倒塌事故。
2軟土地基處理過程中的注意點
(1)為了提升水利施工的整體質量,進行軟土地基施工準備體系的健全是必要的,這需要實現施工設備維修環節、施工技術選擇環節、施工材料檢查環節等的協調性,提升施工設備的運作穩定性,做好施工場地的清潔性工作,實現施工順序的協調性,做好施工材料的準備工作,確保施工水平的有效提升,嚴格按照軟土地基的施工規范進行操作。在水利工程施工過程中,做好水利工程的建設級別規劃是必要的,實現施工建設方案的擇優選擇,在國家級水利施工中,需要進行高質量施工標準的制定,在軟土地基的處理過程中,確保其整體施工質量體系的優化,進行工程成本與施工質量關系的深入分析。(2)在軟土地基施工過程中,需要進行軟土地基施工技術的選擇,選擇的依據是軟土地基的施工規模及工作量,進行合適的軟土地基施工方案的選擇。在大規模水利施工中,砂墊層法是常見的工程施工方案,該方案具備良好的工程性價比。在軟土地基施工過程中,需要進行施工時間的分析,根據工程施工工期,進行軟土地基處理方案的選擇,確保軟土地基的有效性加固,進行適宜性軟土地基方案選擇,確保在規定時間內,實現軟土地基處理工作效益的提升。
3軟土地基應用方案的優化
(1)在軟土地基處理過程中,進行換填管理模式的應用是必要的,實現對軟土的代替,滿足水利施工地基設計工作規范,提升地基設計的整體質量。在換填管理施工過程中,為了提升工作效益,需要做好大型機械設備的選擇性施工工作,將不利于地基施工的軟土質挖出來。根據水利工程軟土基的施工要求,進行合適土質的使用,做好地基的夯實工作,提升水利施工的整體效益。替代軟土質的土壤具備多樣性的特點,內部構成主要有鵝卵石、粗砂、碎石等,通過對這些混合物的利用,有利于提升填充地基的整體穩定性。填土土質具備多層化,礦渣及碎石通常填充地基的首要土層,通過對該項施工策略的應用,有利于提升地基的整體透水性,有利于提升軟土地基的整體強度,有利于提升地質的整體質量。灰土及素土通常處于地基的第二層,在地面物體荷載作用的影響下,實現樁體建筑平衡性的提升,確保了地基受力的均勻性,有利于增強地基的整體穩定性。砂石處于地基的第三層,有利于實現淤泥土質氣體及水的定時排出,有利于提升土質的整體結固性,實現地基整體承載力的提升。在工程實踐過程中,需要根據實際工作要求,進行換填管理法的應用,提升軟土地基的整體處理效益。(2)排水砂墊層是軟土地基處理體系的重要組成部分,其內部包括一系列的泥炭、淤泥質粉土等,有利于提升土質的排水性,有利于土質強度的提升,實現土質壓縮性的降低。在軟土地基的施工過程中,通常需要進行高滲水砂墊層的鋪設。隨著水利工程量的不斷增加,軟土層具備更高的受力性,水分主要通過砂墊層進行滲透,有利于穩固軟土地基結構,提升軟土地基的整體強度,滿足水利工程建筑施工要求。為了避免出現地下水反滲情況,進行砂墊層粘土層的鋪設是必要的。在砂墊層的選材過程中,選取粗砂、鵝卵石等高強度透水性材料,不僅實現了軟土地基的有效透水性,也有利于提升施工地基的整體強度。在砂墊層工作模塊中,提升地基基坑的固定性工作是必要的,實現砂墊層材料的充分性攪拌,做好地基夯實環節,實現地基底部整體排水性的提升,進行引水槽的建立,做好滲透水的定時排放工作,避免出現水分倒流狀況。化學固結法是一種良好的軟土地基處理方法,通過對化學材料的使用,確保軟土地基填充環節、改造環節等的協調,有利于提升軟土地基的整體強度,實現軟土地基壓縮性的降低,有利于提升軟土地基的整體承載能力,滿足水利工程建筑的地基設計規范要求。灌漿法、硅化加固法等是主要的化學固結方法。(3)在灌漿法工作過程中,需要進行氣壓、石灰石材料等的有效利用,做好軟土地基的填充工作,實現對淤泥質粉土等的有效性加固,確保軟土地基整體承載力的提升,從而滿足水利工程軟土基施工規范的要求。在軟土地基填充模塊中,需要進行高柔韌性、高強度人工合成材料的使用,實現軟土施工及高新材料環節的有效協調,確保軟土質整體柔韌性的提升,提升軟土地基的整體穩定性,避免軟土地基出現坍圮、倒塌、變形等情況。在軟土地基斷裂、沉降過程中,通過對軟土地基的有效性利用,實現沉降范圍的有效性阻止,有利于軟土地基穩固性的提升。硅化加固法實現了對氯化鈣、硅酸鈉化學反應性質的應用,實現膠狀凝聚物的形成,實現對軟土地基組織的有效性黏合,有利于提升軟土的整體強度,滿足了水利工程建筑地基設計的規范要求。深層攪拌法的施工模式類同于灌漿法模式,實現水泥等物質的充分性攪拌,確保軟土及水泥的均勻混合性,水泥凝固后,有利于提升軟土地基的整體強度。(4)物理旋噴法是軟土地基處理系統的重要組成部分,在軟土地基的處理過程中,需要實現噴頭的不斷向下深入,通過旋轉噴射高速性的維持,進行混合加固物的噴出,通過對這種地基處理方法的使用,有利于提升軟土地基的切向硬度,避免軟土地基出現橫向變化狀況,從而提升軟土地基的整體強度。
4結束語
為了適應現階段水利施工工作的要求,進行軟土地基應用方案的優化是必要的,這需要根據具體施工環境,進行軟土地基處理技術的應用,從而有效提升軟土地基的整體穩固性,解決軟土地基施工過程中的問題,提升水利施工的整體效益。
參考文獻
[1]劉漢龍,趙明華.地基處理研究進展[J].土木工程學報,2016(01).
[2]房萬領,李學云,田德培,等.天津城市建設工程地質穩定性綜合分析[J].地質調查與研究,2016(01).
本文就橋頭產生的成因進行分析,并提出相應對策。
關鍵詞:橋頭跳車;成因;防治
中圖分類號:U443.82 文獻標識碼: A
1橋頭跳車的成因分析
1.1客觀原因
(1)地基的沉陷:地基的沉陷是指原天然地面有軟土、泥沼或不密實的松土存在,承載能力極低,路基修筑前未經處理,在路基自重作用下,地基下沉或向兩側擠出,引起路基下陷。
(2)壓縮沉降:臺背的填筑在設計上要求是透水性好的材料,由于受到當地條件的限制,施工單位選擇的材料不當,再加上施工時受作業面的影響,施工機具不能靠近臺背,這樣,有的地方就出現了死角,不能碾壓。在車輛荷載的重復作用下和自身的重力作用下,產生了壓縮沉降,由此產生了跳車。
(3)結構不一:橋臺和橋背在路面結構上存在著差異。橋臺為剛性,臺背為柔性,在車輛荷載重復作用下,橋臺上和臺背上變形能力不同,也是造成跳車的原因。
1.2勘測設計原因
(1)前期勘測數據是否完整、可靠,試驗是否能夠真實地反映現場情況。
(2)地基處理設計是否充分考慮了各種特殊情況。
(3)路堤填筑特別是高填方路堤填筑,要充分考慮好沉降和與橋臺的銜接是否合理。
(4)橋頭搭板的下承層應使用半剛性材料。
(5)橋頭的銜接處排水設計是否合理。
1.3施工原因
主要表現在以下幾個方面:
(1)與路堤銜接處處理不恰當;(2)臺背回填施工壓實不夠,檢測不合格;(3)橋頭搭板施工存在安全隱患;(4)施工工藝不足現場施工要求;(5)橋頭臺背或墻背排水系統施工未達到規定要求。
2橋頭跳車的防治對策
2.1設計方面
2.1.1地質勘測要求
施工圖階段詳勘工作應針對已確定的路線、橋梁位置,在初勘的基礎上,進一步查明橋臺及橋頭路基范圍內工程地質條件,觀測與記錄地下水位存在、變化與補給實驗條件等情況,并針對不同的地質條件采取相應的勘測方法,為施工圖設計提供可靠、齊全、完整的地質資料。
2.1.2地基處理設計
地基處理是防治橋頭跳車重要環節之一。
(1)地基加固。路基敷設于天然地基上,自身荷載較大。要求地基應具有足夠的承載能力,以保持地基穩定。目前國內常有換填土層法、重錘夯實法、排水固結法、擠密法、化學加固法等五種方法。一是選用輕質材料。在臺背的回填中。選用輕質材料,可以減輕路基的自重,降低地基應力,減少沉降。并增大穩定安全系數,常用的有粉煤灰。
(2)為減小軟土地基工后沉降量,縮小路橋之間的沉降差異,采取土工合成材料、砂樁、袋裝砂井、塑料排水板等地基處理方式。對于不同的地質條件、現場環境和處理要求,選擇適當的處治方法。
2.1.3臺背填筑設計
(1)臺背填土的長度,不得小于規范規定,即臺身頂面處不小于橋臺高度加2m,底面不小于2m,拱橋臺背填土長度不應小于橋臺高的3―4倍。
(2)關于填筑材料的選用。選用摩擦角大,強度高,壓實快,透水性好的材料,如巖渣、礫石、砂礫。通常情況下,都選用砂礫。
(3)臺背回填嚴禁采用腐殖土、鹽漬土、淤泥、白堊土、硅藻土和凍土塊。填料中不應含有機物、冰塊、草皮、樹根等雜物及生活垃圾。橋臺后選用輕質材料(常用的輕質材料如粉煤灰等)可減輕路堤自重,有效降低地基應力,減少沉降并增大穩定安全系數。
(4)采用特殊地基處理方法。可以提高橋臺附近填土的抗剪強度,防止臺背處被拉裂。使土體上作用荷裁均勻的擴散,單位土體面積受荷減小,有效減緩橋頭跳車。
2.1.4排水設計
按照規范要求,對于路堤與臺背或墻背結合部,應設有上下貫通的完整排水系統,填料應以透水性材料為主,把橋頭下滲水迅速排出路堤。
2.2施工方面
(1)有條件情況下最好是臺背后面的路基先于結構物施工等沉降穩定后開始結構物施工。橋頭臺背回填應注意與路堤的連接處的處理。過渡段路堤填筑施工應編制專門的作業指導書,按照規范和設計要求,合理安排施工計劃、填料質量要求、施工操作工藝、自檢內容和要求等。
(2)臺背回填應注意結構物兩端對稱填筑施工。臺身強度達到設計強度的75%以上時,方可進行填土。回填區仍要求采用大型壓路機碾壓,嚴格控制每層填筑厚度、碾壓遍數,并對每層填筑質量實施嚴格檢測。檢測頻率和檢測方法一定要符合規范要求;對臺背或墻背大型碾壓機械無法壓實的邊角部位和與原路堤銜接部位,應配合使用小型專用機具夯實。
(3)橋頭搭板宜采用就地澆筑的施工方式,其下承層必須采用半剛性材料處理。如果為軟基段橋臺,在搭板施工前應先進行沉降觀測,達到控制值時再澆筑施工。還應對完工的橋頭搭板經常進行檢查,如發現脫空等情況,及時采取措施處理。
(4)采取有效的施工工藝。青銀高速公路冀魯界至石家莊市段臺背回填;對高填方或軟基段的臺背處地基采用水泥攪拌樁配合土工格室的處理方法;基坑、臺背回填采用輕型填料流態水泥粉煤灰回填,以減小工后沉降。第二年沉降觀測的數據表明只有2mm-3mm的沉降量,取得了不錯的效果。
(5)施工中排水與防護。臺背回填前應做好防水處理及施工現場的排水工作;橋臺處路堤下部設置的排水肓溝系統完整到位,材料不受污染;排水層與一般填料同步填筑碾壓,邊溝排水保持暢通,不準積水;邊溝、護坡道橋頭錐坡的防護。應在地基沉降基本穩定或預壓結束后進行,以免由于沉降,使防護變形、破壞,影響加固效果。
(6)路面處理。一是對橋臺后路面結構進行重新設置(如設置橋臺搭板)。在橋臺后的填筑上方,設立搭板,一般為6M長,大橋或特大橋為8M或IOM寬與臺背同寬,厚為30CM的鋼筋混凝土搭板,其中用栓釘固定,栓頂的一半插入搭板,另一半插入臺背中。砼的標號采用的是C25。二是采用過渡性路面。根據橋涵的長度和路基的沉降值等,在橋頭一定長度范圍內,鋪設過渡性路面,待路堤沉降基本完成后,再改鋪原設計永久性路面。常用的有預制水泥混凝土六棱磚、條石鋪砌。半剛性過渡層或瀝青表處過渡層。
3結語
橋頭跳車產生的根本原因是橋涵結構物與其相鄰路堤變形不同步、不協調,因此只要針對解決變形問題入手,勘測設計合理,嚴格按照規范精心施工,就可以將橋頭跳車這一公路通病對行車的影響減至最低,為車輛行駛一個舒適與安全的行車條件,另外我們也期待有更為先進的施工理念和施工技術的出現。或徹底解決傳統方法和技術的缺陷來攻克橋頭跳車這一極普遍又極難消除的公路質量通病。
參考文獻:
公路路基設計規范(JTJ 013-95)
關鍵詞:CFG樁;后壓漿;地基處理
Abstract: In this paper, combined with the engineering practice, the engineering building project of composite foundation with CFG pile, and pile after grouting, not only improve the bearing capacity of composite foundation, but also shortens the length of pile, accelerate the construction schedule. Through the test and the test of time, the foundation treatment of the engineering effect is good, obvious technical and economic benefit.
Key words: CFG pile; post grouting; foundation treatment
中圖分類號:TU2 文獻標識碼A 文章編號:
引言
GFG樁復合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高黏結強度樁,通過在基底和樁頂只減少設置一定厚度的褥墊層以保證樁、同承擔荷載,使樁、樁間土及褥墊層一起構成復合地基。樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層。GFG樁復合地基時在碎石樁加固地基法的基礎上發展起來的一種地基處理技術,具有承載力提高幅度大、地基變形小,適用范圍廣、施工簡單、投資少等特點。
1 工程概況
某發展大廈工程位于廣東深圳,總建筑面積約6萬m2,為鋼骨混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結構,地下4 層,地上18 層;采用筏板基礎,基坑南北長58.54m,東西長84.66m,基礎埋深18.5m。地下結構分純地下室和主樓部分(核心筒及框架),其地基承載力分別要求不低于700MPa和450MPa。
根據巖土工程勘察報告的意見和建議,主樓地基采用CFG樁處理。業主方委托專業地基公司進行了CFG樁設計,選擇第2 層卵石層(即第13 層)作為持力層(見圖1),樁長24m,樁徑600mm,總計819 根樁。
按照工程總施工進度要求,CFG 樁的施工工期僅有40d。此外,施工場地極其狹小,材料不能足量堆放,打樁機、挖土機運行區域受限較多。
2 CFG 樁設計及后壓漿工藝
2.1 CFG 樁深化設計
為提高CFG 樁單樁承載力及滿足施工進度要求,決定采用樁底后壓漿施工技術,以縮短樁長,將持力層改為第10 層(見圖1、圖2)。
圖1、地質條件及CFG樁設計位置關系示意圖
圖2、后壓漿施工裝置示意圖
1)CFG 樁承載力計算
以第7號樁為例,樁徑600mm,樁長9.5m,根據《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008 第5.3.5 條規定,對單樁豎向極限承載力標準值進行計算。
壓漿前,單樁豎向極限承載力標準值:Quk=1475kN。
樁端壓漿后,后注漿單樁極限承載力標準值: Quk=3112kN。
樁端后壓漿CFG 樁承載力特征值取1500kN。
2)樁身強度驗算
fcu=3Ra /Ap=12.6MPa,樁身混凝土強度等級為C20。
3)CFG 樁復合地基設計CFG 樁復合地基承載力特征值:由fspk=(mRa /Ap)+β(1-m)fsk計算得,主樓、核心筒處CFG 樁面積置換率分別為0.02394 和0.0452,由此推算出主樓、核心筒處CFG樁樁間距分別為2.25m×2.25m 和1.65m×1.65m。
2.2 后壓漿施工技術要求
1)壓漿時間
壓漿過早,會因樁身混凝土強度過低而導致樁體破壞;壓漿過晚,沉渣凝固堵塞壓漿通道,影響壓漿效果。該工程于混凝土澆筑2d 后進行壓力注漿。壓漿樁與在施樁距離不小于8m。
2)水泥漿配比
水泥漿水灰比控制在0.4~0.7之間。實際壓漿過程中的做法是,先采用較稀的水泥漿,然后再用中等濃度水泥漿,最后用濃漿。
3)壓漿量
根據樁端后壓漿擴大部分的體積,進行壓漿量計算,確定一個基本值;然后在實際壓漿中,根據壓水試驗及壓漿過程中的反應進行適當調整。通過計算,該工程單樁水泥壓入量為600~800kg。
4)壓漿壓力
容許壓漿壓力,一般以不使底層結構破壞或少量破壞為前提條件。對于同一根樁,在不同的壓漿階段,其所需壓漿壓力也不同。一般在底層中,初始和結束階段的注漿壓力為2~3MPa;中間階段的壓漿壓力為1~2MPa。在實際施工中,先做壓水試驗,以疏通壓漿管的壓力作為壓漿的初始壓力,壓漿的壓力為初始壓力的2~3 倍。
5)壓漿終止標準
在施工中,隨時記錄壓漿壓力和壓漿量,并注意觀察周圍地面的變形情況。當滿足下列條件之一時,即刻終止壓漿。
①壓漿總量和壓漿壓力均達到設計要求;
②壓漿壓力超過1.5MPa,且水泥注入量超過600kg;
③壓漿總量已達到設計要求的70%,且壓漿壓力達到設計要求的150%并維持5min 以上。
3 施工工藝
3.1 工藝流程
CFG 樁后壓漿施工工藝流程:定位放線啟動樁機對準樁位樁機調平、鉆桿調直關閉鉆頭閥門,啟動鉆頭鉆進到設計樁底標高壓送混凝土、同時啟動卷揚機提升鉆桿直至施工設計樁頂標高插壓漿管樁端后壓漿成品保護。
3.2 施工控制要點
1)壓漿管
壓漿管采用Φ40 焊接鋼管。在成樁過程中,待CFG 樁樁體混凝土澆筑完成后,立即將其插入樁中。為了確保水泥漿注入樁端土體,壓漿管底部須插入樁尖土30~40cm 深處(見圖3)。在實際施工中,為了保證壓漿管的插入深度,采用了自制的插管振搗器(見圖4)。
圖3、壓降管插入樁端土體的示意圖
圖4、插管振搗器示意圖
壓漿管埋設好后,立即向管內注滿清水并把兩端密封,以減少管內外壓力差,防止壓漿管的變形影響壓漿效果。壓漿導管連接采用套管焊接,焊縫應飽滿,不得有空隙。壓漿導管下端設置壓漿閥,每樁設置1個。
2)初注
在正式壓漿開始前,先試壓清水。一般情況下,按2~3 級壓力逐級加壓,并要求有一定的壓水量及壓水時間,壓水壓力以壓漿管疏通時的壓力值為準。初注階段壓漿壓力要小,漿液由稀到稠。操作時,要密切注意壓力、壓漿量和壓漿管的變化及壓漿節奏。該工程CFG 樁作用在砂礫石層上,砂礫石顆粒間的孔隙較大,為此采用了間歇壓漿法施工,即開啟壓漿泵先壓漿4~5min,停泵0.5~1min,然后再壓漿;如此反復,直到結束。
3)二次壓漿
初注停止30min 后,進行第二次壓漿。而由于持力層漿液逐漸趨于飽和狀態,第二次壓漿量很小,一般為一次壓漿量的1/3~1/4。由于CFG 樁布置較一般樁基密集,因此在壓漿后期,水泥漿注入量逐漸減小,用持續壓力時間及附近地表反映來確定終止條件。
4 試驗檢測
在樁基施工完畢后,需進行復合地基靜載荷試驗及CFG 樁低應變試驗。按照《建筑基樁檢測技術規范》JGJ 106-2003 及《建筑地基處理技術規范》JGJ 79-2002 的要求,復合地基靜載試驗主樓和核心筒各取3 點,共6 組;低應變試驗隨機抽取檢測,共檢測80 根樁。試驗結果如下:
1)靜載試驗。單樁復合地基承載力特征值大于700kPa,主樓區單樁豎向抗壓極限承載力大于3000kN,主樓區樁間土承載力特征值大于210kPa,均滿足規范及設計要求。
2)低應變檢測。Ⅰ類樁67根,占抽檢總數的84%;Ⅱ類樁13根,占抽檢總數的16%;未發現Ⅲ、Ⅳ類樁。
5 結語
經建筑沉降觀測,至結構施工完成,該工程累計沉降量在5~15mm 之間,變形量小、均勻,這表明地基處理效果良好。實踐證明,CFG 樁施工采用后壓漿技術是可行的,對于提高復合地基承載力、縮短樁長、節能降耗、加快施工進度和節約工期等都有很大作用。后壓漿技術工藝及所用設備簡單,便于普及,可帶來顯著的經濟效益和社會效益。
參考文獻
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關鍵詞: 軟土地基; 下沉; 防治措施
中圖分類號: U416.1 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)(11-12)-0053-02
軟土地基是指天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土軟弱地基。軟土地基極易變形,造成路基整體下沉或局部沉陷,導致路面破壞。公路構造物也會由于軟土地基失穩,造成結構物破壞、橋頭錯臺等一系列的公路病害。
軟土地基的確認是一項比較容易引起爭議的工作,我們在具體施工時決定用量化的試驗指標來控制和確認。在確定軟土時要查明軟土及與之共同存在的一般土層的成因、類別、范圍、物理力學性質和必要的化學性質,以便采取經濟有效的處理措施。既可降低造價,又能確保質量、縮短工期。
一、實際施工中軟土地基的處理
挖除換填碎片石方法。對于深度不太大的軟基工程,在路堤范圍內,將需要處理的軟土挖除,動力觸探合格后,用碎片石換填,可采用分段挖除,分段分層回填的方法。用于換填的石料強度應不小于15MPa,分層厚度不宜大于30cm,石料最大粒徑不應大于層厚的2/3。依據規范,分層回填的碎片石應碾壓合格,表面石塊嵌擠緊密無松動,用鎬刨不動,一般采用激震力320kN以上的壓路機強震碾壓無輪跡。
對于較深的軟基挖除換填工程量太大,資料顯示,施工方采用了粉噴樁。粉噴樁主要是以粉體物質作加固料和原狀土進行攪拌,經過理化作用生成具有較高強度的混合柱體,促使整個路堤產生足夠的強度。一般采用水泥作為固化劑,最好用Po32.5級普通硅酸鹽水泥,要依據施工時間選用水泥初終凝時間合適的水泥,防止未成型即已凝固。試驗室應重點對水泥劑量進行監控,重點保證均勻性。我們配制了3%~8%的水泥劑量試驗,發現3%水泥幾乎不能使軟泥固結,6%劑量能滿足要求。但是室內配比不能完全代替施工情形,因此應該跟蹤檢測,應對7d樁監控。對于不合格樁,應在原樁邊上補樁,新樁與舊樁凈距>20cm。如出現較多不合格樁應查找原因,進行改正。2.3拋石擠淤用于存在多處魚塘和常年積水的洼地。這些地方,軟土層位于水下,更換土壤較為困難,或者基底直接落在含水量極高的淤泥中,土壤稠度遠超過液限,透水性差、天然含水量大、壓縮性高,且這些地方大多為高填方路堤,若對軟基不加任何處理或處理不當,往往會導致路基失穩或過量沉降,造成公路不能正常使用。對于厚度較薄,表層無硬殼,片石能沉達底部的泥沼或厚度為3~4m的軟土,采用拋石擠淤法效果最佳。當路堤較低且淤泥層較厚時,為增加換土高度,可用挖掘機自一端向另一端或由兩端向中間逐段挖除上部3m左右的軟泥并外運,挖除段落的長短,以挖掘機能夠工作的最大水平距離為準,挖除一個段落后,即可進行拋石。拋擠時,沿路中線向前拋填,再向兩側擴展。當軟土地層橫坡陡于1∶10時,應自高處向低側拋投,并在低側邊部多拋投,使低側邊部有2m寬的平臺頂面。拋石達到地表常水位以上50mm時,在拋石回填的片石頂面上,鋪10~30mm厚碎石墊層(砂礫墊層)并整平壓實。整個路段鋪筑碎石墊層(砂礫墊層)并平整壓實達到要求后,即開始路堤的正常填筑。拋石擠淤時,由于各處沉降不一致,從而在路堤下面殘留部分軟土,完工后,則會產生不利的不均勻沉降,因而必須注意墊層鋪筑后的壓實,以使淤泥擠出,減少這種不利影響。
1.原因分析
1.1地質原因。在工程地質不良、泥沼軟基豐富的地段填筑路堤,當路堤填料不斷增加時,路基產生壓縮沉降或擠壓位移,致使路堤隨之沉降。
1.2路基填料。在《公路路基施工技術規范》(JTGF10-2006)中,對路基填料有以下規定:
(1)含草皮、生活垃圾、樹根,腐殖質的土嚴禁作為路基填料。
(2)泥炭、淤泥、凍土、強膨脹土、有機質土及易溶鹽超過允許含量的土,不得直接用于填筑路基。
(3)液限大于50%,塑性指數大于26,含水量不適宜直接壓實的細粒土,不得直接作為路基填料。
(4)粉質土不宜直接填筑于路床,不得直接填筑于浸水部分的路堤及冰凍地區的路床。
地下水和地表水:水是公路的天敵,對路基更是危害無窮,當水進入路基后導致路基填料含水量增大,強度穩定性降低,造成路基沉陷等一系列公路病害,設計方面,由于工程前期地質勘測資料不全、不細,未能真實反映出軟土地基,或者由于設計部門設計不完善甚至未做任何地基處理措施導致填筑起的路基在施工過程中或者工程完工后出現不同程度的沉陷。
施工方面,首先進行軟地基處理時,由于加載過快,未能及時進行沉降位移速率觀測,當接近或超過臨界填土高度時,仍快速填筑,當荷載超過地基承載能力,導致路堤失穩。其次,軟土地區路堤施工計劃中未考慮地基固結工期以及在施工過程中,對質量把關不嚴。未能達到軟基處理的設計要求,都會直接導致路基下沉。
2.防治措施
軟土地基具有較大的破壞性,因而只要外在荷載加在土基上出現有害的過大變形和強度不夠等現象都需對沉降進行防治處理,其目的是改善地質力學性能,增加其穩定性。軟土地基防治首先要提高路基設計質量,方案要切實可行。設計部門在設計前要對沿線的地質地層情況、各類土質、路基填料進行全面調查和試驗,在此基礎上應因地制宜,就地取材,制定出合理有效的軟基處理方案。下面介紹幾種常用的處理方法。
2.1砂(礫)墊層。砂(礫)墊層采用砂或天然級配砂礫,經分層壓實。作為地基的持力層,提高基礎下部地基強度,并通過墊層的壓力擴散作用,降低對地基的壓實力。減少變形量。同時墊層可起到排水作用,地基土中孔隙水可通過墊層快速排出,能加速下部土層的沉降和固結。該方法適用于2m以內軟弱、透水性強的黏性土地基。不宜用于加固濕陷性黃土地基及滲透系數極小的黏性土地基。
2.2拋石擠淤。在淤泥厚度小于3m,表層無硬殼,呈流動狀態,排水困難,石塊易于取得的條件下采用拋石擠淤的方法。這種方法是為了換填但不進行挖掘,而是靠換填材料的自重使軟弱層遭受破壞后被強制擠出而進行的換填。拋投石塊的順序應沿路中線向前拋填,然后向兩側擴展,以便淤泥向兩旁擠出。片石高出軟土后,應用較小石塊填塞墊平,再用重型機械碾壓,以使填石緊密,并在其上鋪設反濾層后再進行填土。
2.3加固土樁法。加固土樁主要是以水泥、石灰、粉煤灰等材料作為固化劑的主劑,利用深層攪拌機械和原位軟土進行強制攪拌,經過物理化學作用生成一種特殊的具有較高強度、較好變形特性和水穩性的混合柱狀體。它對提高軟土地基承載能力,減少地基的沉降量有明顯效果。
2.4土工合成材料。在地下水位較高的松軟土基路堤中,采用墊隔土工布加強路基剛度,且利于排水。在高填路堤,可適當分層墊隔。在軟基上墊隔土工布時可使荷載均勻分布,從而有效地避免不均勻沉降。
2.5砂樁和袋裝砂井法。砂樁處理法是在軟土地基中鉆成一定直徑的孔眼,灌以粗砂或中砂。利用上部荷載作用加速軟土的排水固結的方法。袋裝砂井是事先把砂裝入長條形、透水性好的編織袋內,然后用專門的機具設備打入軟土地基內代替普通大直徑砂井。袋裝砂井既有大直徑砂井的作用。又可以保證砂井的連續性,避免縮徑現象。另外由于袋裝砂井的直徑小,材料消耗小,工程造價低,施工速度快,設備輕型,更適應在軟弱的地基中施工。
2.6碎石樁。碎石樁是利用一個產生水平向振動的管狀設備,以高壓水流邊振邊沖在軟弱黏性地基中成孔,在孔內分批填入碎石加以振密制樁,與周圍黏性土形成復合地基,這種加固技術稱為振沖置換法或碎石樁法。與排水固結法相比,其加固期短,可以采用快速連續加載方法施工路堤,對縮短工期十分有利。
2.7塑料排水板法。塑料排水板是在紙板排水的基礎上發展起來的一種方法,它的優點是:單孔過水面大,排水暢通,質量小。強度高,耐水性好。塑料排水板是由芯體和慮套組成的復合體,或是由單一材料的多孔管道板帶。濾膜芯帶復合結構塑料排水板有兩種材料組合而成,中間為帶有各種通水孔道的芯板。如口琴型、城墻型、圓孔型、雙面交錯凹凸型等,外面包裹一層無紡土工織物濾層。目前國內生產的塑料排水板均屬這一類。單一多孔管道板帶一般采用兩片聚乙烯(或其他高分子材料)微孔薄片黏合(或壓合)而成,中同具有多孔管道。這種排水板制作工藝比較復雜,國內市場較少見。
2.8強夯和強夯置換法。強夯法即“強力夯實法”或稱“動力固結法”。它是將重錘從高處自由落下,給土體以沖擊和振動,從而提高地基的強度。降低土體的壓縮性。強夯置換法利用重錘高落差產生的高沖擊能將碎石、片石、礦渣等性能較好的材料強力擠入地基中,在地基中形成一個一個的粒料墩,墩與墩間土形成復合地基,以提高地基承載力,減少沉降。
軟土地基的處理除以上幾種常用的方法外。還有真空預壓、真空堆載聯合預壓、水泥粉煤灰碎石樁、沉管灌注樁、靜壓管樁等多種方法,但目的只有一個,就是要增強路基的穩定性,減少工后沉降。為此,除選擇合理的處理方案外,還要在施工中嚴格施工工序和規范要求,保證工程質量,并在施工過程中做好穩定性和沉降的動態觀測,以確保路堤在施工中的安全和穩定,并能正確預測工后沉降,使工后沉降控制在設計的允許范圍之內。
總之,軟土地基處理是一個比較復雜的問題,我們必須在取得可靠的地質資料和試驗數據后,因地制宜,制定切實可行的處理方案,才能使這一公路病害得到有效的控制。
軟土地基有極大的危害性,如果不處理或處理不當,就會造成地基失穩,使道路沉降過大或不均勻沉降,對道路成不同程的的然害,本文以上介紹的只是工地常用的幾種處理軟土地基的方法,具體施工還要根據工地的實際情況來選用,有時幾種方法可以交替或一起使用。
在勘察、設計和施工各方面把好質量關,軟土地區的地質情況首先要弄清楚,工程地質條件復雜,還應進行工程地質分區,以便按分區不同再區別地予以處理。在勘察設計時如地質工作做的不夠深,在施工時一旦發現,可作些補充勘察及勘探工作,對地質情況作進一步了解。設計方案要經濟又要合理切合當地實際情況。
所用材料數量要夠、質量要保證;施工機械數量、規格、性能均要滿足要求。
施工時要嚴格遵守施工技術規范和操作規程辦事,以保證良好的質量,軟土地段特別要注意控制填土速率,避免和產生路堤滑移或發生其它意外事情。
監理工作要跟上,觀測儀具事先要埋置好,及時進行監理和記錄。
3.表層處理的各種方法
通常用于地表面極軟弱的情況。該法是通過排水、敷設或增添材料等辦法,提高地表強度,防止地基局部剪切變形,保證施工機械作業;同時盡可能把填土荷載均勻地分布于地基上。屬于這類處理方法的有:表層排水法,砂墊層法,敷設材料法,添加劑法等等。
3.1表層排水法。對土質較好因含水量過大而導致的軟土地基,在填土之前,地表面開挖溝槽,排除地表水,同時降低地基表層部分的含水率,以保障施工機械通行。為了發揮開挖出的溝槽在施工中達到盲溝的效果,應回填透水性好的砂礫或碎石。
3.2砂墊層法。對于地基上部軟土層極薄且含水量大時,在軟土地基上敷墊0.5~1.2m左右厚的砂墊層。這樣可達到固結軟土層,使砂墊層起到上部排水層作用;同時,砂墊層又成為填土內的地下排水層,以降低填土內的水位;在進行填土及地基處理施工時,為施工機械提供良好的通行條件。
4.粉噴樁加固處理法
4.1粉噴樁施工前應準備下列施工技術資料:施工場地的工程地質報告,土工試驗報告,室內配比試驗報告,粉噴樁設計樁位圖,原地面高程數據表,加固深度與停灰面高程以及測量資料等。
4.2場地平整、清除障礙。如場地低洼,應回填粘性土;施工場地不能滿足機械行走要求時,應鋪設砂土或碎石墊層。若地表過軟,則應采取防止機械失穩措施。
4.3施工機具準備,進行機械組裝和試運轉。
4.4粉噴樁的施工工藝根據設計要求的配比和實測的各項施工參數通過試樁來確定。試樁一般為5根,通過試樁來確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴粉量等。
4.5粉噴樁所用的水泥應符合設計要求,并有產品合格證,并經室內檢驗合格才能使用,嚴禁使用受潮、結塊變質的加固料。
5.豎向排水固結法
在粘性土地基中設置垂直的排水柱,以縮短排水距離,促進地基排水固結,增加抗剪強度。由于垂直排水柱所用材料不同,分為砂井和紙板排水兩種。砂井排水法根據砂井的施工方法不同,可分為打入式、振動式、螺旋鉆式、水射式及袋裝式等。本法很少單獨使用,多與加載法或緩速填土法并用,對層厚大,均質的粘土地質最為有效;對泥炭質地基效果稍差。地基處理范圍:為了穩定,以填土坡面下為處理對象;為防止沉降,主要以路基頂面寬度下作為處理對象。設計排水砂井時,首先假定施工方法、砂井直徑、排水距離和改良范圍。然后進行穩定及沉降計算,若不能滿足時,修正假定數據,再進行計算。
二 路基處理的一般原則
1.以時間換金錢,早在10年前,日本著名換金錢處理軟土路堤的方法。即盡早用堆載預壓不作深層處理軟基的方法,這種以自然沉降逐漸達到路基穩定,是一種最經濟也簡單的方法。但我國公路基本建設的程序不能盡早拔款、征地、從容施工,而一旦工程項目付諸實施時,又往往限于工期,一般情況用自然沉降法將難以實現。
2.以金錢贏得時間,即在施工工期緊迫,時間有限的情況下,除非個別低路堤地段高度在臨界高度以下,可不作地基處理。橋梁采用基礎處,其余軟土都需采用不同方法處理,只不過可用多種方案進行優選。
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關鍵詞:地基驗槽;組織實施;處理原則
建筑施工質量的好壞直接關系到建筑物的質量和安全,在建筑施工的整個過程中,基礎施工至關重要,地基驗槽又是基礎施工中一道重要的工序。基礎形式的不同,地基驗槽的內容也不盡相同。不能忽視地基驗槽這一重要環節。針對基槽范圍內局部存在的淺層軟弱土層、墓穴、古井等,參加驗槽的相關人員應結合上部結構的受力情況,選澤經濟合理、安全可行的最佳處理方案,確保建筑物的質量。
1 地基驗槽的組織實施及任務要求
地基基礎施工過程中,基槽(基坑)開挖或樁基施工至設計標高到達預定的地層,在進入下道施工工序前,應由建設、設計、勘察、監理、施工等單位組織相關人員參加地基驗槽。
在驗槽過程中,上述單位相關人員應深入施工現場,首先要核對建筑物現場位置,平面尺寸、結構形式等與設計圖紙是否相符。經對建筑物位置、尺寸、結構形式、荷載大小等基本情況與設計資料相關內容核實無誤后,即可進入地基驗槽的具體實施工作。逐段或按每個建筑單元詳細檢查地基土質、地下水等是否與勘察報告所反映的情況相符,基底土層是否均勻,基底淺部是否存在軟弱下臥層,是否有墓穴、古井等對工程不利埋藏物。如實際上述事項中有與設計資料、勘察報告不完全相符時,則應進行設計修改變更,對應重新說明的部分應提出書面意見,設計結構工程師應同建設、勘察、監理、施工等單位的有關工程師分析審視原施工圖是否需要變更或進行結構方面的調整。如需經結構處理,設計結構工程師應提供變更部分的圖紙及文字說明。建設、設計、勘察、監理、施工等單位對地基驗槽應進行有效管理并作好驗槽紀錄及有關文件資料的匯簽。
2 地基驗槽的內容
地基驗槽的內容應根據建筑物的基礎形式確定。我們經常接觸的建筑物中基礎形式多為淺基礎、樁基礎等。其中淺基礎又有柱下獨立基礎、條形基礎等,樁基礎又有鉆孔灌注樁、干作業灌注樁、管樁等。基礎形式不同,驗槽的內容也不盡相同,現選擇有代表性的柱下獨立基礎、鉆孔灌注樁基礎分述如下:
2.1 柱下獨立基礎:柱下獨立基礎的特點是互相不連通。在驗槽過程中,不僅要檢驗基底標高、柱網尺寸是否準確,還要檢驗基坑底土質、地下水與勘察報告描述的內容是否一致,還應著重比較各基槽(坑)底土層是否均勻。必要時可在基底土層一定深度范圍內作輕便動力觸探試驗,通過核查錘擊數,判斷基底土層一定深度范圍內均勻程度,防止由于各基槽(坑)底土層力學性質的差異產生不均勻沉降。
2.2 鉆孔灌注樁基礎:為核對地質資料、檢驗設備、工藝以及技術要求是否合適,樁在施工前,宜進行“試成孔”。建設、設計、勘察、監理、施工單位應協商確定鉆孔位置。選擇有代表性的地段,在原勘察孔附近位置開孔試樁,以便核對勘察報告描述土層的分布、力學參數的準確程度(如發現異常情況應分析其原因,必要時應進行施工勘察)。
現場還需核對樁基礎平面位置、鉆孔數量、間距、孔徑及垂直度等,核查成孔質量、孔底沉渣厚度。通過對試驗樁的靜載荷試驗,與勘察報告中建議的設計參數進行驗證,并對上述設計參數進行修正,最終單樁承載力設計值應根據靜載荷試驗成果及樁身混凝土強度綜合確定。
3 驗槽過程中的地基處理原則
驗槽過程中經常會發生問題是驗槽結果與勘察報告有出入,進而發現局部要進行地基處理或基礎設計方案部分需要修改。
巖土工程勘察工作是由“點”到“面”,根據各勘探點的地質資料,推斷擬建場地面狀情況,局部難免以實際地質條件有所出入。根據驗槽發現的問題,進行建筑物局部地基處理則可解決問題。局部地基處理的方法很多,各種處理方法的實施,都應考慮遵循以下幾點原則:
3.1 同一建筑物地基土應盡可能保持均勻一致。對于基槽范圍內存在的軟弱土層(如松土坑、墓穴、古井等),需進行局部換墊處理,應將坑內軟弱土層挖除,使坑底及四周坑壁均見到天然形成的土層。回填與天然地基土壓縮性相近的材料。當地基土為砂土時,應用砂或級配良好的砂石進行分層夯實換墊處理;當地基土為粘性土時,應用灰土進行分層夯實換墊處理。
當基槽范圍內存在的軟弱土層(如古井等)深度較大時,挖除全部松軟浮土困難時,可部分挖除,挖除的深度一般要大于坑井寬度的二倍。對獨立基礎相鄰柱基的基底高差在粘性土中不得大于相鄰基底的凈距,在砂土中不得大于相鄰基底凈距的1/2。當挖除全部松軟浮土困難時亦可采用加強基礎剛度,或用梁板形式跨越。
3.2 優先加固處理地基土,避免對原設計基礎作較大的變更,原基礎方案是經設計結構工程師綜合考慮各方面因素后完成。在解決驗槽中所發現的問題時,一般情況應針對地基土進行加固處理,盡可能達到勘察報告所給出的結論。在實際工作中,建設、勘察、監理、施工等單位往往強調修改設計,忽視對軟弱土層的加固處理。盲目修改基礎設計,缺乏全面考慮,常常顧此失彼,出現遺漏,給工程帶來隱患。
3.3 同一建筑物應避免采用多種基礎形式。因每一種基礎的受力機理不同,原基礎設計為淺基礎,基礎處理時也盡可能采用淺基礎形式。原基礎設計為樁基礎,基礎處理時也盡可能采用樁基礎形式。
4 結語
綜上所述,地基驗槽是施工過程中非常重要的環節。它要求建設、設計、勘察、監理、施工等單位協同作業,共同負責。基礎形式不同,地基驗槽的內容也不盡相同,解決地基驗槽中發現問題的方法也不同。針對具體情況應具體分析。各方專業技術人員應密切配合,掌握地基驗槽處理原則。設計結構工程師應根據實際工程地質條件,結合上部結構的荷載情況,選擇經濟合理,安全可行的最佳處理方案,確保建筑物質量。
參考文獻
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[2] JGJ94-2008,建筑樁基技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2008.
關鍵詞: CFG樁復合地基,承載力,褥墊層技術,施工檢測
概述
CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,它是由水泥,粉煤灰,碎石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成的復合地基,屬地基范疇。已在很多地區廣泛應用,且多層和高層建筑地基處理均可采用CFG樁加固技術,施工速度快,工期短,質量容易控制,工程造價一般為樁基的1/3-1/2,經濟效益和社會效益較顯著。
CFG樁加固機理
CFG樁是由原土和增強體共同承擔由基礎傳來的建筑荷載。充分發揮CFG樁的承載特征,可全樁長發揮側阻,樁端落在好的土層時可很好的發揮端阻;在復合地基增強體系列(如碎石樁,石灰樁,水泥土樁)中它的置換作用最強;又通過褥墊層將水平荷載傳遞到樁間土。
褥墊層技術
褥墊層(相當于沙發床墊)是復合地基的重要組成部分,是高粘結強度樁形成復合地基的必要條件;褥墊層的作用:①保證樁同承擔荷載;②調整樁土荷載分擔比;③減小基礎底面的應力集中;④調整樁土水平荷載分擔;
4、承載力計算
4.1設計依據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)(簡稱地基規范)、《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)(簡稱地基處理規范)4.2復合地基承載力計算分為設計階段和竣工驗收階段。
設計階段:
在軸心荷載作用下 Pk≤fa,(地基規范的公式5.2.5)
當承受偏心荷載作用時尚應滿足Pmax≤1.2fa
fa-修正后復合地基承載力特征值(kpa);
在復合地基設計時,基礎寬度的地基承載力修正系數取零,基礎深度的地基承載力修正系數取1(地基處理規范的3.0.4條);因此 fa=fspk+rm(d-0.5)
fspk-復合地基承載力特征值(kpa),
地基處理規范規定,復合地基承載力特征值,應通過現場復合地基載荷試驗確定。初步設計時可按下列公式估算
fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(地基處理規范的公式9.2.5);
Ra=up∑qsili+qpAp(地基處理規范的公式9.2.6)
上述式中其他各量均同地基處理規范9.2.5條,公式也可表示成fspk=[1+m(n-1)]αβfak
其中n-樁土應力比, n=σp/σs;m-面積置換率(平均面積置換率),m=Ap/A1(m=nAp/A);α-樁間土強度提高系數,α=fsk/fak;
fsk為加固后樁間土承載力標準值,宜按當地經驗取值,如無經驗時,可取天然地基承載力特征值fak;
竣工階段:
在復合地基設計階段,確定復合地基設計參數時,采用公式估算,實際受很多因素影響,因此,地基處理規范用強制性條文規定,復合地基竣工驗收時,承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗。
5、變形計算
CFG樁復合地基必須進行變形驗算。地基變形分為兩部分,加固區的變形量S1和下臥層的變形量S2,工程中,應用較多且計算結果與實際符合較好的變形計算方法是復合模量法,計算時復合土層分層與天然地基相同,復合土層的模量等于該層天然地基模量的ξ倍,即ξ=fspk/fak,采用復合模量來評價其壓縮性,用分層綜合法來計算其壓縮模量。
6、計算主要參數的合理選取
CFG樁復合地基設計除滿足復合地基承載力和變形條件外,還應考慮施工設備和施工工藝、場地土質變化、場地周圍環境、建筑物結構布置及荷載傳遞,地基處理目的等諸多因素進行綜合分析,確定設計參數。CFG樁復合地基設計主要確定5個參數,分別為樁長,樁徑,樁間距,樁體強度,褥墊層厚度和材料;
①樁長L,CFG樁復合地基設計的一個重要原則是樁端落到好土層,因此樁長是CFG樁復合地基設計時首先要確定的參數,它取決于建筑物對承載力和變形的要求,土質條件和設備能力等因素,設計時應根據勘察報告,分析各土層,確定樁端持力土層和樁長;
②樁徑d: CFG樁樁徑的確定取決于采用的成樁設備及施工工藝,一般設計樁徑為350-600mm,多采用400mm;
③樁間徑s:一般樁間距s=(3-5)d,樁間距的大小取決于設計要求的復合地基的承載力和變形,土性與施工機具,一般設計要求的承載力大時s取小值,但必須注意考慮施工時相鄰樁之間的影響,從樁土作用的發揮考慮,通常1400,1500,1600是最佳間距。
④ 樁體強度fcu: 樁體試塊抗壓強度應滿足公式: fcu≥3Ra/Ap
fcu――樁體混合料試塊(邊長150mm立方體)標準養護28d立方體抗壓強度平均值(kpa);
Ra――單樁豎向承載力特征值(KN);
Ap――樁的截面積(M2);
⑤ 褥墊層厚度及材料:
褥墊層厚度一般取10-30cm為宜,通常取1/2樁徑,褥墊層可用粗砂、中砂、碎石、級配砂石(最大粒徑不大于20mm);靜載試驗褥墊厚度應取150mm,試驗表明,褥墊厚度與樁,土荷載分擔密切相關,褥墊越厚,土承擔的荷載越多,樁承擔的荷載越少,反之亦然。
7、布樁
7.1要點:大樁長、大樁徑、樁端落至好土層
7.2主要優點:①疏長樁優于短密樁;②樁數少,保護樁長,浪費的材料少;③施工效率高;④變形小;⑤新打樁對已打樁不良影響小。
7.3布樁原則:
①除采用碎石樁和振動沉管CFG樁處理可液化地基,需在基礎外打設一定數量的碎石樁外,一般只在基礎范圍內布樁;②按反力分布及變形特性調整布樁密度和長度。
不同基礎形式下的CFG樁復合地基設計
8.1條形基礎:①傳統方法:由力確定基礎尺寸;②新方法:先確定樁距,然后確定樁數和基礎寬度,驗算復合地基承載力。原則:1)盡量不調樁距,樁數,而是調整基礎寬度;2)CFG樁最好單排布樁,復合地基承載力高,基礎寬度盡量小;3)基礎邊緣到樁邊的最小距離不宜小于75mm.
8.2 獨立基礎:方法同條基;主要原則是:確定樁數調面積;要點:①用等效正方形偏于安全;②樁端持力層較深,樁數長,單樁承載力較高時,應選用高承載力,小尺寸基礎;③基礎邊緣到樁中心距一般為一個樁徑或基礎邊緣到樁邊的最小距離不宜小于150mm,
8.3梁筏(板)基礎:在滿足基礎規范柱距及跨度等要求的情況下,根據基底反力分布三種情況。①筏板高跨比>1/6,厚跨比>1/6時應力線形分布,樁可均勻滿布;②厚跨比
8.4框筒基礎:①應注意核心筒下一倍板厚范圍內復合地基承載力不再做深度修正(Pk≤fspk);②核心筒距框架凈距L,當2.5δ
9、CFG樁復合地基設計所需的資料
9.1巖土工程勘察報告;
9.2總平面圖,相關的建筑,基礎平面圖和剖面圖;±0.00相對的標高;基底標高;電梯井及集水坑底標高;基礎外輪廓線;墻、柱、梁的位置;柱距、板厚、梁高;有裙房應標明主樓和裙房(車庫)的相關關系(有后澆帶應標明其位置)以及裙房的基礎形式和幾何尺寸。
9.3建筑物荷載
A、基底壓力滿足荷載線形分布條件時:
相應于荷載效應標準組合時基礎底面處的平均壓力值和基礎底面邊緣處的最大壓力(用于承載力驗算);
相應于荷載效應準永久組合時基礎底面處的平均壓力值(用于變形驗算);
當主樓周圍有裙房(或車庫)時,還應提供裙房(或車庫)基底壓力標準值,以便考慮能否以及怎樣對主樓地基承載力進行修正;
當需作抗沖切驗算時,尚需提供荷載設計值。
B、基底壓力不滿足荷載線形分布條件時,應分別提供每個柱荷載(若為框筒結構,提供核心筒荷載標準值和設計值)。
9.4設計要求的復合地基承載力和變形。對按變形控制設計的復合地基,按滿足荷載對承載力的要求和按滿足變形限值兩者中的大值提承載力要求;
CFG樁施工工藝主要有:
10.1長螺旋鉆干成孔灌注成樁:適用于地下水位的粘性土,粉土,素填土,中等密實以上的砂土,提鉆不塌孔的土層條件;
10.2長螺旋鉆孔管內泵壓混合料灌注樁(排土成樁):適用于粘性土,粉土,砂土,粒徑不大于60mm,厚度不大于5m的卵石層(卵石含量不大于10%)以及對噪音和泥漿污染要求高的場地.;
10.3振動沉管灌注成樁(擠土成樁):適用于粘性土,粉土,素填土,對夾有較厚卵石,砂或空隙比小,液性指數較低的粉土層,無其他有效的輔助措施時不宜采用,軟土地基應通過現場試驗確定其適用性;
10.4泥漿護壁鉆孔灌注成樁:對有較厚卵石,砂和空隙比小,液性指數低的粘性土以及飽和軟土,樁端具有水頭很高的承壓水或對噪聲,污染產生不良影響要求嚴格場地不宜采用。
11、CFG樁施工經常出現的事故有斷樁,竄孔,離析,縮頸; CFG樁復合地基檢測,CFG樁施工完畢,一般28天后對CFG樁和CFG樁復合地基進行檢測,檢測包括低應變對樁身質量的檢測和靜載荷試驗對承載力的檢測,亦可采用單樁載荷試驗,通過計算評價復合地基承載力。應注意①P-S曲線S/B及P2/2的荷載值兩限取小值,②做復合地基試驗的樁試驗前必須對樁做低應變檢測,發現是否斷樁。
CFG樁實際應用:淄博地區CFG樁復合地基多在臨淄地區使用,張店等地區鉆孔較困難,無工程采用;臨淄地區為I級非自重濕陷性黃土,位置一般在第2、3層;高層建筑:如某研發中心,24層,框架-剪力墻結構,采用CFG樁,以第7層粘土為樁端持力層,成樁工藝為長螺旋鉆孔管內泵壓混凝土灌注成樁,樁徑φ500,樁長22米,褥墊層300厚碎石,復合地基承載力設計要求不小于400Kpa,樁間距2000左右,滿堂均布;小高層建筑,一般以第4層為樁端持力層,樁徑φ400,樁長12米左右,地基承載力不小于180 Kpa,成樁工藝為長螺旋鉆孔管內泵壓混凝土灌注成樁。
結論:地基處理選用CFG樁復合地基應慎重,應結合其CFG樁特性、地質情況及工程要求等綜合考慮;CFG樁復合地基提高地基承載力比較明顯,對濕陷性黃土地區消除濕陷性需結合施工工藝,采用多樁型復合地基;先用灰土(或夯實水泥土)樁消除濕陷性,再做CFG樁復合地基方法理論上可行,但實際施工難度較大,部分工程結合強夯處理再采用CFG樁地基處理做法。
參考文獻
GB50007-2002《建筑地基基礎設計規范》〔S〕
關鍵詞:水利工程;軟土地基;施工
引言
在水利工程發展過程中,若軟土地基出現問題,則會對水利工程的整體質量造成影響,如此一來,就必須采取相應的措施解決軟土地基出現的問題,只有這樣才能夠預防軟土地基對水利工程造成嚴重影響。就目前的情況而言,水利工程的軟土地基施工非常有必要采取合適的施工技術,只有這樣才能有效的預防軟土地基質量出現問題。因此,本文主要對水利工程施工中軟土地基的處理方法進行探討。
1水利工程施工中軟土地基概述
1.1軟土地基概念
軟土地基就是指建筑工程中地基含有的軟弱土層。軟土地基的承載能力比較低,可縮性很大,而且還含有很多的有機物質。從軟土地基自身的性質來看,軟土地基很容易發生變形,對水利工程的建設會造成不良影響。同時,水利工程的運行環境會使河流兩岸經常受到流水的侵蝕和沖擊,這種環境下就是軟土地基問題加劇。軟土地基施工過程中會有很多軟土地層的施工,在整體施工中工程效率和施工質量難以保證。相關項目負責人主要根據軟土地基的情況,采取相應的處理方法,保證軟土地基的承載力和強度[1]。
1.2軟土地基特點
軟土地基的特點主要有強度低、透水性差、下沉現象明顯、均勻度低、壓縮性強:強度低:軟土地基中的主要成分是軟土,軟土的強度比較低,在一定程度上會對地基的強度造成干擾。若在水利工程施工之前,不能很好的進行軟土地基處理,在施工過程中將會導致地基出現裂縫或者塌陷等問題,對于水利工程的整體質量無法保證。透水性差:軟土地基的主要成分還有淤泥質軟土,淤泥質軟土滲水性不強。在水利工程的施工中,經常會遇到無法順利的排出水分的施工難題。相關項目負責人需要對軟土地基的薄弱性質進行深入了解,結合施工要求,制定具有針對性的排水措施,使軟土地基的處理效果得以提高,為水利工程的施工打好基礎。下沉現象明顯:軟土地基具有很強的壓縮性,這種特性決定了軟土地基很容易就會下沉。軟土地基的下沉情況,在水利工程的施工中非常常見,若不采取相應的措施對軟土地基的下沉速度進行合理控制,將會對水利工程施工的整體質量造成嚴重影響。均勻度太低:水利工程施工中軟土地基的土質有很大的差異性,很多地基的強度和密度也會有很大的不同,這就是不同土體的受力情況存在很大的差別。由于受到軟土地基的影響,在水利工程的施工過程中,很難進行施工質量的嚴格控制,以至于水利工程施工過程中的整體施工質量以及施工效果很難得到保障。壓縮性強:壓縮性強和強度低是軟土地基具有的兩個明顯特點,由于水利工程施工中各項工序的深入,軟土地基會受到多方面的施工壓力,這些施工壓力容易造成軟土地基塌陷或者是沉降的問題,軟土地基的塌陷或是沉降,將會對水利工程的整體施工質量造成影響。
2水利工程施工中軟土地基的處理方法
2.1化學加固法
在水利工程施工的背景下,化學加固法可以借助相應的化學試劑,產生相應的化學效應,在一定程度上對軟土地基的土質會有所改善,提高軟土地基的承受能力,使軟土地基的強度得到一定的保障。項目施工人員和負責人應結合具體的施工工藝標準和工程情況來進行化學加固技術的合理運用。同時,在應用化學加固法之前,必須充分的考慮到應用化學加固法是否會對軟土地基的土壤產生不良影響。在應用化學加固法的過程中,相關技術人員通常會選用氧化鈣水溶液或者是硅酸鈉水溶液,這兩種溶液的凝固性在很大程度上會對軟土地基進行加固。項目施工人員以及項目負責人在水利工程施工的背景下,會合理的進行化學試劑的選擇,最大程度的發揮出化學試劑的優越性。
2.2換填法
換填法主要是將挖出地面的較淺的軟土層,使用強度比較好的施工材料分層進行充填,使軟土地基的整體密實度得以提高,具體情況如圖1所示。在應用換填法的過程中,可以適當的借助機械或是人工,來對軟體土層進行振動可分層夯實,提高軟土地基的性能。相關工作人員應結合實際的工作情況,對軟土地基進行墊層設計,保證墊層材料不會被側方向擠出,對土層的荷載進行有效控制。
2.3排水固結法
水利工程施工中對軟土地基進行處理時,常用的方法是排水固結法,具體情況如圖2所示。排水固結法的應用原理就是利用相應的排水設備將地基中多余的水分排除出去,提高地基承載能力和穩定性。就目前而言,有兩種排水固結法使用得最普遍,分別是砂井排水法和水管排水法。然而,由于技術上起來不成熟,相關技術人員對具體的施工過程缺乏相應的認知,只是認為將多余的水分排出來土地即可,但這樣也會對地基的性能造成影響,使地基土質太疏松,制約了地基的應用效果[2]。施工人員必須提高自身專業性,必須要對相關的施工工藝水平和施工流程進行規范和升級,根據具體的工程情況進行綜合的考慮,完善排水固結技術,保證軟土地基的使用性能。
2.4旋噴法
旋噴法是一種很專業的方法,主要借助相應的機械進行軟土地基的處理,發揮出軟土地基的防滲性能,保證軟土地基壓實度。在具體施工過程中,相關人員應深入了解相關機械設備的操作,并明確施工要求和工程內容,在此基礎上對軟土地基進行科學的處理,從而保障軟土地基的效果。在實際施工過程中,需要進行水泥噴射,使漿液和土體凝固。凝固之后,會形成旋噴柱(見圖3),提高加固效果。
2.5加筋法
加筋法就是在軟土層上用鋼筋進行網站施工,提高地基承載力和整體強度。主要是用鋼筋進行軟土地基的加固。加筋法一般是在不良水利工程施工背景下應用,有效的控制軟土地基沉降問題。加筋法無法廣泛應用,主要還是成本太高[3]。相關項目負責人必須結合工程的具體情況,綜合的考慮該方法的使用情況,之后再確定是否使用這種方法來加固軟土地基,而不造成工程的資金浪費,還能發揮出工程的最大效益。
3水利工程施工中軟土地基處理的注意事項
3.1準備工作
在進行軟土地基處理之前,相關工作人員應仔細勘察施工現場,了解具體的施工要求,清除多余的雜物,確保現場整潔,使軟土地基處理最整潔的施工狀態下。項目負責人也要對各項材料以及設備進行檢查,了解軟土地基處理的要求,使整體工程效益得到保障。
3.2遵循施工規范
軟土地基的處理會隨著工程的不同而有所不同,相關工作人員應根據實際的工程背景,確定相應的工藝流程和施工順序,提高軟土地基處理的質量,落實相關安全工作。另外,由于地基處理過程中涉及到的施工設備以及施工機械比較多,相關工作人員應定期的進行維護和檢查,確保施工機械和設備處于良好的運行狀態。除此之外,相關工作人員也要根據相應的施工要求以及設計規范,科學合理地選擇相應的施工方案,保證讓土地基的處理效果。
3.3做好項目工期控制
由于軟土地基處理工作太復雜,所以項目負責人一定要根據相應的施工要求,制定出科學合理的施工規劃和設計方案,嚴格控制施工進度,保證在規定工期內完成相關任務。另外,對于軟土地基的加固工作應進行綜合考慮,制定出針對性很強的措施,在此基礎上進行相關施工操作,保證在公司范圍內完成施工任務。
4結語
綜上所述,水利工程施工中的軟土地基處理一直是重點和難點,會對水利工程多個方面的質量造成影響。本文主要概述了軟土地及其特點,并介紹了水利工程施工過程中軟土地基處理的方法,最后,對水泥工程施工過程中軟土地基處理的注意事項進行探討,僅供相關人士參考。
參考文獻
[1]郭雁.水利施工中軟土地基處理的方法研究[J].建材與裝飾,2016(07).
[2]劉陽.水利工程施工中軟土地基處理的方法探討[J].科技創新與應用,2017(01).