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淺談市政道路軟土路基處理技術(shù)應(yīng)用
[摘要]CFG樁形成的復(fù)合地基結(jié)構(gòu)體系其承載力大且可調(diào)性強(qiáng)、沉降變形小、穩(wěn)定快、無有效樁長的限制,在路堤填筑施工期間,在工后其累計(jì)沉降量均小于其它傳統(tǒng)的軟基處理方法。可以大量應(yīng)用于道路深厚軟基的處理,在加寬段、滑塌段、結(jié)構(gòu)物軟基處理、橋臺差異沉降、高路堤快速填筑等軟基處理段具有較高的技術(shù)效益,其推廣應(yīng)用價(jià)值較高。
[關(guān)鍵詞]市政道路 軟土路基 處理技術(shù)
1 CFG樁處理地基的特點(diǎn)綜述
1.1適用范圍廣
CFG樁復(fù)合地基適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ),也適用于筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)。就土而言,適用于處理粘性土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土地基。從擠密效果看,既可用于擠密效果好的土,也可用于擠密效果差的土。CFG樁適用于多層建筑、高層建筑的地基處理, 目前己經(jīng)被廣泛用于高層建筑。
1.2承載力強(qiáng)
CFG樁樁長可以從幾米到20多米均可,并且可以全樁長發(fā)揮樁的側(cè)阻力,樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在40%-75%之間變化,使得復(fù)合地基承載力的提高幅度大并且具有很大的可調(diào)性。當(dāng)天然地基承載力較高時(shí),若上部荷載不大,可將樁長設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)。有時(shí)根據(jù)承載力要求和具體土層情況,可采用長短樁間隔設(shè)置,發(fā)揮不同土層的端承力。
1.3樁體排水
當(dāng)CFG樁在飽和的粉土和砂土中施工時(shí),由于成樁的振動作用,會使砂土液化,土體內(nèi)產(chǎn)生超靜孔隙水壓力,剛剛施工完的CFG樁將是一個(gè)很好的排水通道,孔隙水沿著樁體向上排出,直到CFG樁樁體硬化為止。此現(xiàn)象不僅不會影響樁體強(qiáng)度,反而對減小因孔壓消散太慢引起地面的隆起和增加樁間土的密實(shí)度大為有利。
1.4沉降變形
CFG樁復(fù)合地基復(fù)合變形模量大,建筑物沉降量小是其重要特點(diǎn)之一。對于上部和中間有軟弱土層的地基,采用CFG樁進(jìn)行地基處理,樁端持力于下面較好的土層,可以獲得變形模量較高的復(fù)合地基,從而有效地控制建筑物的沉降。根據(jù)大量工程實(shí)踐得知,采用CFG 樁進(jìn)行有效的地基處理后,建筑物的沉降一般可控制在20-50mm左右。
1.5時(shí)間效應(yīng)
利用振動沉管施工時(shí),由于振動作用,將會對樁間土產(chǎn)生擾動,特別是高靈敏度的土,會使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度喪失或降低,成樁結(jié)束后,隨著恢復(fù)期的增長,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度逐漸恢復(fù),樁間土的承載力會有所增加。另外CFG樁本身強(qiáng)度在28d-60d過程中增長的最快,以后強(qiáng)度逐漸慢慢增加。特別是高標(biāo)號的混合料要到60d齡期才能達(dá)到或超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
2 工程背景資料
某市政道路某段軟基路基寬56.0m、路線長約3Km,由于整個(gè)路堤斜交座落在一條河道上,河道與附近的淤泥厚度變化極不均勻的分布,加之路堤填土高等原因,發(fā)生滑塌。
根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)理論和資料反映,滑塌段軟基CFG樁處理的設(shè)計(jì)參數(shù)為,平均樁長20.4m,樁徑500mm,樁體強(qiáng)度C15(材料配合比:水泥:碎石:沙子:粉煤灰=1:6.24:3.12:0.76),樁距為1.5m,采用正方形布置,墊層厚為0.3m,采用2-4級配的碎石填料。
3 地基處理主要施工技術(shù)探討
3.1施工機(jī)械設(shè)備
長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝是由長螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)組成的完整的施工體系,本工程采用2臺ZKL800BB型步履式長螺旋鉆機(jī)、1臺HBT60型混凝土輸送泵、1臺JS50型混凝土攪拌機(jī)。
(1)測量定位
測量定位采用打孔灌石灰的方法處理,即先用直徑30的鋼管打孔300mm深的深度,然后灌入石灰粉,再插入鋼筋進(jìn)行復(fù)核樁位,施工中所有樁孔一次定位完成。
(2)鉆機(jī)就位
鉆機(jī)就位前需檢查場地情況,如果場地較軟,應(yīng)增加支腿接地面積。若場地坡度>30°應(yīng)加墊枕木施工,鉆機(jī)就位后必須平衡,啟動四支腿油缸調(diào)整鉆機(jī)水平,確保鉆塔垂直度≯1%,對位偏差≯20mm,鉆機(jī)開鉆前必須嚴(yán)格檢查鉆頭上楔形出料活門是否閉合。
(3)鉆進(jìn)成孔
鉆進(jìn)過程中根據(jù)地層變化和動力頭工作電流值對鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆進(jìn)速度進(jìn)行合理調(diào)整,鉆進(jìn)采用間歇式鉆進(jìn)方法,即鉆進(jìn)一空鉆一鉆進(jìn),鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后空車30-60s,待電流穩(wěn)定確認(rèn)樁長滿足要求后終孔停鉆。
(4)混凝土攪拌及泵送
混凝土攪拌應(yīng)該嚴(yán)格按配合比配料,嚴(yán)格控制好進(jìn)場原材質(zhì)量,每盤攪拌時(shí)間≮90s,經(jīng)常檢查混凝土的和易性及坍落度,控制好混凝土的攪拌質(zhì)量。
(5)每樁灌混凝土結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封頂以保護(hù)樁頭。
(6)施工中遇到地下障礙使樁位偏移時(shí)應(yīng)及時(shí)處理后再次就位,并對混凝土泵送中遇到輸料管堵塞或鉆進(jìn)中出現(xiàn)的異常問題及時(shí)正確處理。
3.3施工質(zhì)量控制
在制作樁體時(shí)應(yīng)特別注意撥管的高度與速度。在沒有施工現(xiàn)場成樁試驗(yàn)等有關(guān)參數(shù)時(shí),樁管內(nèi)灌滿混合料后,應(yīng)先錘擊5-10s,再開始邊錘擊邊撥,以防止樁底出現(xiàn)吊腳現(xiàn)象。每次撥管高度宜控制在0.5-1.0m,每撥管一次停撥錘擊5-los或者反插深度0.3-0.5m;撥管過程中,應(yīng)分段添加混合料,樁管內(nèi)混合料始終高于拔管高度1.5m,以保證樁身的完整性。撥管速度控制在1.5m /min以內(nèi),當(dāng)撥管通過淤泥夾層時(shí),應(yīng)適當(dāng)放慢撥管速度,以防止樁身出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象;
在施工過程中,發(fā)現(xiàn)有些樁成孔到設(shè)計(jì)深度,開始泵料時(shí),鉆頭閥門打不開,無法成樁。經(jīng)調(diào)查,鉆頭閥門打不開有兩種原因:鉆頭問題,當(dāng)鉆頭加工不合理時(shí),成孔過程中土中的砂粒或小卵石易卡死閥門,造成閥門打不開;由于樁端落在砂土層,樁端土質(zhì)具有良好滲透性,導(dǎo)致閥門外的水頭壓力大于鉆桿內(nèi)混合料的壓力,造成閥門打不開。本工程鉆頭穿越細(xì)砂、圓礫、卵石層,終孔于粉細(xì)砂層及細(xì)中砂層上,很容易導(dǎo)致閥門打不開。經(jīng)設(shè)計(jì)組和施工組共同商量改用防水鉆頭或者是適當(dāng)增加樁長,中低壓縮性的粉質(zhì)粘土層或粘質(zhì)粉、砂質(zhì)粉土層,避免閥門打不開的情況發(fā)生。
混凝土坍落度控制在70-90mm,水灰比宜在0.6-0.8之間;樁位應(yīng)保證準(zhǔn)確,其偏差允許不大于150mm,樁身保持垂直,垂直度偏差不應(yīng)大于1%;按序跳打施工,向一個(gè)方向逐漸推進(jìn),以防止地冒,在已成樁的樁頂埋設(shè)標(biāo)尺,觀察施工對己成樁的擠壓情況,防止已成樁受擠壓而斷裂并了解地面地冒情況;若遇孤石,則樁位應(yīng)適當(dāng)移位,以保證樁體滿足設(shè)計(jì)要求;根據(jù)樁機(jī)頂部吊下的垂球即可控制垂直度,垂直度控制在1%以內(nèi);定期對樁機(jī)進(jìn)行檢測,保證施工的連續(xù)性。
CFG樁作為一種新的道路軟基處理方法,在應(yīng)用上有其與一般房建不同的地方和自身的特征。本文根據(jù)道路軟基處理特點(diǎn)和質(zhì)量要求,以解決實(shí)際工程問題為背景,從實(shí)用設(shè)計(jì)方法、和施工控制等方面系統(tǒng)的對CFG樁在市政道路軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
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