砂土地区范文（精选7篇）
砂土地区 第1篇
轻型桥台在桥梁建设中得到了广泛的应用, 而轻型桥台出现开裂的问题也就越显得突出。轻型桥台由于自身属容易开裂的结构, 预防裂缝如能在设计阶段认真分析, 选取合理的结构型式, 减小结构本身的“先天不足”问题, 将大大减少在薄壁墩台开裂的风险, 提高结构的耐久性。在发生裂缝的情况下结构应具有足够的安全储备, 能够继续满足使用功能, 也是很重要的考虑因素。
依据国内公路建设方面资料分析结果, 钢筋混凝土薄壁墩台裂缝产生的原因包括温度变形、收缩变形、受外力作用产生的荷载裂缝。通常受外力作用产生的荷载裂缝多发生在冲积平原区的砂土区、海相成因的淤泥质软土地区。笔者近年来在实际工作中多次应用桩基础钢筋混凝土轻型桥台, 阐述在上述地区钢筋混凝土轻型桥台桩基础比选方面的一点心得体会。
2 工程模型计算
某高速公路位于辽河平原区, 河流道路密集, 经济较发达。设计路基宽度28m, 全长57km, 钢筋混凝土轻型台使用达80座。通过先期设计方案的比选, 可以确定合理的结构尺寸, 节约工程造价, 减小或避免同类工程病害大面积发生。
2.1 典型工程地质条件
公路线位区位于辽河冲积平原, 地表有耕种土, 下为深厚的砂层, 地下水位高。典型地质钻孔资料表明, 从地面起由上而下依次为:
(1) 粉质粘土层:承载力110kPa, 层厚2.0m, 极限摩阻力35kPa;
(2) 粉砂层:承载力100kPa, 层厚8.0m, 极限摩阻力30kPa, 部分路段存在液化;
(3) 细砂层:承载力190kPa, 层厚8.0m, 极限摩阻力40kPa;
(4) 细砂层:承载力230kPa, 层厚8.0m, 极限摩阻力55kPa。
依据国内公路建设方面资料, 通常高含水量的粉质粘土、粉砂、淤泥质粘土等土层易引发桩基础负摩阻力, 设计上应有足够的重视, 由此引发不均匀沉降容易造成台身开裂。设计上可以通过适当增加桩长, 保证足够的桩基础承载能力安全储备, 来降低不均匀沉降的发生, 从而避免工程病害。
2.2 下部桩基础比选模型的尺寸确定
计算取用横桥向桥台受力最不利的荷载情况, 规范要求台高不宜大于6m, 孔径不大于13m, 根据项目特点, 选取应用数量最多的跨径, 所以采用孔径为1-8m、台高为5m的小桥, 带耳墙锥围挡的型式 (见图1) 。台身厚度 (顺桥向) 0.7m, 台身宽度 (横桥向) 14.0m。考虑施工的便利可行, 选取直径1.0m与直径1.2m的桩基础进行比较。设计了方案一 (见图2) :桥台全宽14.0m, 4根直径1.0 m桩基础, 桩中心距离3.8m;方案二:桥台全宽14.0m, 横桥向初步拟定3根直径1.2m桩基础, 桩中心距离5.2m。
(1) 薄壁桥台在自身平面内的中性轴位置
X下=2.928m; X上=6.80-2.928=3.872m;
(2) 薄壁桥台在自身平面内的抗弯惯性矩I=22.296m4
2.3 桩基础比较
两方案均采用典型地质计算摩擦桩桩长, 工程造价套用同地区在建工程造价 (含钢筋) 进行比较。台身及承台等均为构造尺寸和构造配筋, 两方案细微差别不影响总工程造价。方案一对应的单桩顶竖向力为1200kN, 计算桩长为18.5m, 合计桩基础混凝土58.12m3, 单价1440元/m3, 总价83693元;方案二对应的单桩顶竖向力为1600kN, 计算桩长为19.0m, 合计桩基础混凝土64.47m3, 单价1440元/m3, 总价86390元。桩基础比较结论;在工程造价方面两方案相差不大, 方案二略高。施工方面来说, 方案二简便易施工。
2.4 台身开裂后的工况比较
台身开裂表现为上部台帽开裂和下部承台开裂。从同路段在运营高速公路统计结果看, 三根桩基础的钢筋混凝土轻台开裂大多为台帽开裂, 裂缝的形式是上大下小, 在台帽处最大, 承台处较小。从裂缝位置看, 中间桩路外侧位置裂缝发生的概率高, 内侧位置裂缝发生的概率低, 主要原因是路外侧桩受结构重量和汽车重量比内侧桩大 (我国规定车辆右侧通行, 重载车辆多行驶在右侧主车道上, 靠外侧桩比较近) 引起的。
(1) 负弯矩计算
由于台帽配筋很小 (12Φ10) , 不计钢筋对开裂弯矩影响, 根据材料力学公式
M
(2) 台帽开裂时外侧桩顶面可抵抗的均布荷载
按外侧桩顶处台身为固结, 以悬臂梁图式按上部为均布荷载计算。
按照公路桥梁规范采用“公路—Ⅰ级”, 对应模型的均布荷载q=310kN/m。
安全系数D1=q1/q=3.68;D2=q2/q=1.97。可见方案一结构安全储备高于方案二。
3 结 论
粉质粘土、粉砂、淤泥质粘土等土层易引发桩基础负摩阻力, 设计上通过适当增加桩长, 保证足够的桩基础承载能力安全储备, 来降低不均匀沉降的发生, 从而避免桥台开裂。
施工条件可行, 造价差别不大的情况下, 桩基础宜选取桩径小, 间距小的桩基础。缩小桩基础间距相邻桩承担的荷载差值小, 相邻桩基础的相对沉降值小, 结构轻度开裂后不影响结构继续使用。
摘要：以工程设计前的方案比选, 对钢筋混凝土轻型桥台的桩基础进行比较计算, 确定合理的结构型式, 总结了粉砂土等软弱土质地区轻型桥台设计中桩基础的选取原则。
关键词：钢筋混凝土轻型桥台,桩基础,粉砂土
参考文献
[1]公路桥涵设计规范[M].北京:人民交通出版社, 2004.
[2]公路桥涵设计墩台与基础[M].北京:人民交通出版社, 2000.
砂土地区 第2篇
本工程为当前东北地区最大的交通枢纽工程 (地铁、高铁和公交客运交通枢纽) , 涵盖东广场 (含公交枢纽) 、西广场、长途客运站、匝道桥及总图综合管网等工程。广场及桥梁下部多处采用桩基工程, 桩基类型为钻孔灌注桩, 桩径分别有600mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm, 设计桩长分别为8m、14m、38m、40m~55m。共计583根。根据本工程设计要求桩长、桩径、使用承受荷载的情况, 本工程选用冲击钻、回旋钻 (反循环) 、旋挖钻工艺分别成孔。
2 地质状况
工程详细勘察报告 (详勘) , 本场地上部杂填土、粘性土层已经挖出, 与本桩基工程有关的地层从上至下描述如下:粉细砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、粗砂、粉质粘土、圆砾、砾砂、圆砾、粗砂、粉质粘土等。孔隙型潜水, 主要受大气降水的入渗补给及地下迳流补给, 该层水量较丰富。在钻孔范围内地下水主要为潜水地下水埋深0.00~5.00m, 相应标高5.64~12.95m, 水位随场地地形起伏。
3 钻孔桩施工质量控制方法
针对项目部在进行钻孔施工、钢筋笼安装以及混凝土浇筑过程中, 遇见的问题, 有针对性的提出了一些解决办法, 具体情况如下:
3.1 钻孔时质量控制
3.1.1 施工中发现的质量问题1:
在施工中, 项目部发现部分钻孔有斜孔、扩孔现象发生。采取的控制措施: (1) 在安装钻机时, 保证底座牢固可靠, 无水平位移和沉降, 施工过程中经常复查检查、调平。 (2) 在钻孔钻进过程中, 根据不同的地层控制钻压和钻进速度, 尤其在变土层位置、护筒口位置更要采用低速钻进, 防止钻孔偏斜。 (3) 选用优质的泥浆护壁, 加强泥浆指标的控制, 砂土中泥浆密度宜控制在1:1.3~1:1.5之间, 同时随时注意孔内泥浆液面的变化情况, 孔内泥浆应始终高于地下水位2.0m以上, 保持孔壁的稳定。 (4) 在护筒埋设时, 护筒顶面宜高出施工地面0.3m。在岸滩上埋设深度, 砂性土不得小于2m, 当表面土层松散时护筒应买入密实土层中0.5m;埋设顶面中心偏位宜控制在50mm以内, 护筒斜度不宜大于1%。 (5) 钻孔时, 孔内水位宜高出护筒底脚0.5m以上。钻孔应一次成孔, 不得中途停顿。 (6) 若出现斜孔, 弯曲不严重时, 可通过调整钻机机位, 在原位反复扫孔, 钻孔正直后继续钻进。若发生严重偏斜、弯曲、梅花孔、探头石时, 则必须回填重钻。 (7) 定时检测钻机底座的水平度及钻杆的垂直度, 发现问题及时调整, 以保证钻孔的垂直度。
3.1.2 施工中发现的质量问题2:
在施工中, 项目部发现有部分钻孔内泥浆水平面有降低, 发生泥浆渗漏现象。采取的控制措施: (1) 加大泥浆比重和粘度, 采用浓泥浆。发现有泥浆渗漏现象后, 应停止钻进, 补充泥浆维持浆面高度, 保持孔壁稳定;观察浆面不下降时方可继续钻孔。 (2) 如果漏浆得不到有效控制, 则可在浆液里加锯末等, 经过循环堵塞孔隙。或减小孔内外水头差, 使渗、漏浆得以控制。若漏浆量很大, 补浆、填锯末不能止漏, 可向孔内抛片石和泥土混合物, 粘土含量占50%~80%, 然后进行泥浆循环, 直到泥浆不漏为止。 (3) 如果在钢护筒底口漏浆, 在采用上述措施得不到控制后, 可将钢护筒接长跟进。 (4) 在采用上述措施后, 若漏浆仍得不到控制, 则要停机提钻, 加入水泥和粘土的拌合物, 可稳定3~7d后, 再重新施钻。
3.1.3 施工中发现的质量问题3:
在施工中, 出现有个别桩孔出现了塌孔现象;采取的控制措施:坍孔不严重时, 采取加大泥浆相对密度继续钻孔;当护筒底口发生坍孔时应采取护筒跟进、下内护筒等办法进行施工;当坍孔严重时, 标明塌孔位置, 采用粘土并加入适量的碱和水泥, 回填到塌孔位置以上2~3m, 待其固化后, 提高泥浆比重快速穿过该地层。
根据项目部经验, 坍孔一般发生在距护筒顶标高20m以下的位置, 故当每次钻孔达到相应位置时, 应采取抬高护筒高度、提升护筒内液面高度、增加泥浆比重等预防措施, 以增加桩身内泥浆对孔壁的压力, 同时注意不要将泥浆池放在桩位太近的位置。
3.1.4
在项目部正常的施工中, 还出现的问题有夹层现象、钻头掉落现象、接长钻杆以及长期连续施工等问题。采取的控制措施: (1) 由于地下土层存在不同的夹层, 且均为砂层, 为防止桩孔偏斜、移位, 在钻孔接近各层分界面时, 应将钻压减至50~100k N, 转速亦降至2~3rpm, 待桩孔进入下一层2.0m左右时, 再恢复至正常的钻压、转速。 (2) 为避免由于钻杆连接螺栓松动而造成掉钻头, 应经常观察孔内泥浆面, 如果空压机送气时, 孔内泥浆面翻动气泡, 表明某一节钻杆的连接螺栓松动, 需要停机并逐节检查拧紧钻杆螺栓;钻具的各个构件一旦掉在孔内, 其打捞难度比钻杆螺栓松动造成的掉钻头要大得多, 在任何情况下钻具的构件皆不能掉在孔内。为保证钻孔的垂直度, 施工过程必须减压钻进, 使加在孔底的钻压小于钻具总重 (扣除泥浆浮力) 的50%。 (3) 加接钻杆时, 应先停止钻进, 将钻头提离孔底80~100mm, 维持泥浆循环5min以上, 以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣吸出排净, 然后加接钻杆。加接钻杆时, 连接螺栓应拧紧上牢, 认真检查密封圈, 以防钻杆接头漏水漏气, 使反循环无法正常工作。 (4) 钻孔过程应分班连续进行, 不得中途长时间停止。详细、真实、准确地填写钻孔原始记录, 精确测量钻具长度, 应注意地层的变化, 当与地质报告提供资料不一致时, 应及时通知相关人员。
3.2 钢筋笼安放质量控制
为保证钢筋笼安放的质量, 首先钢筋笼的制作必须符合设计要求及施工规范规定, 主筋箍筋应焊接均匀、牢固。搭接长度及焊缝应符合要求。为防止钢筋笼在吊装过程中变形, 对直径和长度较大的钢筋笼。一般在主筋内侧每隔2.5m加设一道直径25~30mm的加强箍, 每隔一箍在箍内设一井字加支撑 (但需保证井字中间空间足够大, 否则在水下浇筑混凝土容易挂住导管) , 与主筋焊接牢固组成骨架, 以便于吊运。主筋与箍筋间隔点焊固定, 钢筋笼4个方向主筋上每隔5m设置耳环, 用来控制保护层, 一般为5~7cm (如图1) 钢筋笼外观尺寸控制比孔小11~12cm。
在下钢筋笼时, 应控制其垂直度, 不可倾斜与孔壁发生碰撞。若不小心碰到孔壁, 刮下浮土造成孔底沉渣超标, 需二次清孔。
3.3 砼灌注过程中的质量控制措施
在桩体混凝土浇筑前, 采用空气反循环法进行二次清空, 以清除下钢筋笼时刮下的泥皮和停钻后的沉渣, 并调整泥浆性能指标达到灌注水下混凝土时所需的要求。之后根据配合比, 采用拌合均匀的混凝土进行浇筑, 混凝土应具有必要的塑性和流动性, 坍落度控制在180~220mm为宜, 施工时必须严格控制砼的初凝时间, 不得早于从首批料灌注开始至全部混凝土灌注完成所需的时间;混凝土中严禁含异物、结块、离析等现象以免出现堵管现象。首批混凝土数量应能满足导管初次埋置深度和封底混凝土的需求。导管底口离孔底的间隙宜为0.2~0.4m, 封底后导管埋深1m以上。灌注过程中, 对混凝土面标高随时测量, 严格控制导管的埋深, 拆管尺寸 (节数) 准确, 导管埋深控制在2~6m。
混凝土灌注必须连续, 不得停顿。有等待混凝土停歇时, 经常提动导管, 使混凝土保持足够的流动性。在灌注过程中需拆除顶部导管时, 尽可能缩短导管的拆除时间。混凝土灌注后, 灌注高度应高出桩设计顶标高1000mm以上, 承台施工时将该层浮浆 (含杂质的混凝土) 凿除, 至桩顶标高。混凝土浇筑过程中, 当灌注砼的顶面距离钢筋笼底部1m左右, 应降低砼的灌注速度。直到砼面上升到距离钢筋骨架底部4m左右时, 提升导管使底口, 距钢筋笼底部2m以上高度后, 恢复正常灌注速度;此外应注意防止提升导管时, 导管法兰盘钩挂钢筋笼。可在钢筋笼顶端焊接3~4根防浮钢筋, 焊固在钢护筒上。以防止钢筋笼上浮。灌注完成后, 混凝土强度增长需要一段时间, 如果在其邻近桩位钻孔, 钻进过程中容易对已成型的桩身砼造成扰动, 影响混凝土强度。因此, 在钻孔时应采用跳桩法施工。
断桩是在钻孔灌注桩施工过程中容易出现的严重质量问题。其成因是在灌注混凝土过程中, 泥浆或砂砾进入混凝土内, 把灌注的混凝土隔开并形成上下两段, 造成混凝土变质或截面积受损, 从而使桩不能满足受力要求。为防止出现断桩现象, 应注意以下几点: (1) 混凝土坍落度不宜过小, 石料粒径不宜过大、导管直径的选择必须与桩径相匹配, 浇筑混凝土时, 应经常上下移动导管, 在发生堵管后, 切忌将导管提升到最小埋置深度, 猛提猛插导管, 使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合, 形成夹泥缩孔。 (2) 浇筑混凝土时要防止混凝土发生离析, 冬季施工时应防止集料含水量较大而冻结成块, 使得结块卡在导管内, 发生堵管现象; (3) 导管提升过程中应计算好导管长度, 避免出现导管长度不够, 使底口与孔底距离过大, 首批灌注的混凝土不能埋住导管底部, 从而形成断桩。 (4) 在提拔导管时, 切忌盲目提拔, 将导管提拔过量, 使导管底口拔出混凝土面, 或使导管口处于泥浆层, 形成断桩。 (5) 避免导管接口渗漏, 使泥浆进入导管, 在混凝土内形成夹层, 造成断桩。 (6) 避免由于其它意外原因 (如机械故障、停电、材料供应不足等) 造成混凝土不能连续灌注, 中断时间超过混凝土初凝时间, 致使导管无法提起, 形成断桩。
4 结语
钻孔桩基础因其具有广泛的适用性, 成熟的施工工艺及较低的造价而越来越成为国内最为常用的基础类型。施工过程中进行有效的质量控制是确保施工质量的关键, 分析钻孔灌注桩, 钻孔质量控制的关键因素, 对成孔、下放钢筋笼和灌注砼等关键工序易出现的质量问题采取有效的控制, 能取得明显的效果。在适合地质条件下选择合适的钻孔工艺, 加强质量控制可以更好地发挥各种工艺钻机的优势, 创造更多的经济效益和社会效益, 值得不断总结和推广。
摘要：砂土地质土质疏松, 含水量大, 给钻孔灌注桩施工带来了很大的难度, 本文通过对东北地区最大的交通枢纽工程钻孔桩施工过程中遇到的质量问题进行分析, 总结出砂土地质钻孔桩施工的质量控制方法。
关键词：砂土,钻孔桩,孔壁坍塌,质量控制
参考文献
[1]JGJ94-2008, 建筑桩基技术规范[S].
[2]GB50204-2002, 混凝土结构工程施工质量验收规范[S]. (2011版) .
[3]JGJ33-2001, 建筑机械使用安全技术规程[S].
[4]JGJ59-2011, 建筑施工安全检查标准[S].
砂土地区 第3篇
银川火车站改造工程包括站房、雨棚、天桥及地下通道等4部分。站房地上2层,局部4层,地下局部1层,建筑高度最高38.3m。站房采用桩基础,Ø600、Ø800钻孔灌注桩采用桩顶桩身复式后注浆技术,混凝土强度等级为C40。
现场在地貌上属黄河冲积平原Ⅲ级阶地。场区自上而下分别为人工填土、第四系湖积成因和黄河冲积成因的粘性土、粉土和巨厚砂土层。
1)人工填土含(1)层杂填土和(1)-1层素填土。杂填土稍湿~很湿,松散~中密,层厚0.50~3.70m。素填土以粘性土和粉土、粉砂为主,湿~很湿,松散~稍密,层厚0.57~2.30m。
2)新近沉积土层含(2)层粉质粘土、(2)-1粉土、(2)-2粉细砂。以粘性土为主,粉土和粉砂次之。其中粘性土软塑~硬可塑;粉土湿~很湿,稍密~中密;粉细砂饱和,松散~中密。
3)巨厚砂土层粉细砂,含(3)层细砂及其各亚层,以细砂为主。埋深25m以上以黄褐色为主,25m以下以灰褐色~灰绿色为主,饱和。埋深7m以上为中密~密实,以中密为主,局部初见砂土时为稍密;埋深7m以下以密实为主。
工程采用Ø800、Ø600钻孔灌注桩,共636根,均为抗压桩,桩端持力层均为(3)层细砂,采用桩端桩侧复式后注浆技术。桩身混凝土强度等级为C40,主筋保护层厚度不小于50mm,孔底沉渣厚度不大于100mm。桩侧5m以上为填土、粘性土和粉土,其下及桩端持力土层均为粉细砂层。设计确定8根试桩(兼做工程桩),试桩采用慢速维持荷载法进行。试桩单桩承载力估算值见表1。
2 复式注浆施工
2.1 注浆管施工
1)注浆管制作注浆管选用内径25mm,壁厚3.0mm的无缝钢管,接头采用丝扣连接。注浆管最下部20cm制作成注浆喷头,钻出4排8个间距5cm、直径8mm的注浆孔,上端用丝扣封严,用图钉将注浆孔堵严,外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,形成单向装置。
2)注浆管布置桩端在钢筋笼外侧对称布置2根注浆管;桩侧取1个断面注浆,在钢筋笼外侧对称布置2根注浆管,距桩端距离取5或10m(22.5m的桩取10m;其他桩取5m)。注浆管绑扎在钢筋笼的主筋外(间距2m),在桩底部与钢筋笼平,上部高出桩设计顶标高30cm但不得露出地面以便于保护。
2.2 注浆参数设定
注浆参数主要包括注浆水灰比、注浆量与闭盘压力。工程桩施工前,应该根据以往工程的经验先设定参数进行试桩的施工,然后对试桩进行相关试验,最终确定施工参数。
1)水灰比桩端水灰比采用0.45~0.55,地下水位以上水灰比为0.6~0.7,注浆时水灰比先大后小。
2)注浆量注浆量是后注浆施工的主要参数,与粉细沙层的孔隙率、桩径以及桩间距有关。根据公式计算出注浆量:桩长12.5m的Ø800桩,桩端1.3t,桩侧0.5t;桩长22.5m的Ø800桩,桩端1.3t,桩侧0.9t;桩长10.5m的Ø600桩,桩端0.95t,桩侧0.35t。
3)闭盘压力在达不到预先设定的注浆量,但达到一定的压力时就要停止注浆。压力过大会造成水泥浆的离析、管道堵塞,也有可能使桩体上浮。出现以下情况时需停止注浆:(1)注浆量达到设计量,注浆压力达到2~3MPa;(2)当注浆量达到设计量的75%,闭盘压力超过4MPa。
2.3 后注浆施工
1)施工流程灌注桩成孔钢筋笼与注浆管制作灌注桩清孔注浆管绑扎、下钢筋笼灌注混凝土养护注浆。
2)注浆机具采用SW-10高压注浆泵与350砂浆搅拌机。灌注过程中,水泥浆始终保持搅拌,确保不沉淀。高压胶管采用内径25mm、工作压力为20MPa钢丝编织的高压胶管。高压胶管、注浆泵与孔内注浆管用快速接手连接。
3)注浆桩位选择根据以往工程实践,为防止注浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出,注浆的桩应在混凝土灌注完成2d后,并且该桩周围至少8m范围内没有钻机冲孔作业,该范围内的桩混凝土灌注完成也应在2d以上。
4)注浆施工顺序注浆时采用整个承台群桩一次性注浆,先施工周圈桩再施工中间桩;注浆时采用2根桩循环注浆,即先压第1根桩的A管,注浆量约占总量的70%,压完后再压另1根桩的A管,然后依次为第1根桩和第2根桩的B管,这样就能保证同一根桩2根管注浆时间间隔30~60min以上,给水泥浆一个在地层中扩散的时间。
5)注浆注浆时先注清水,冲开注浆管底、侧堵头,并进行清水洗孔。在开塞后开始注水泥浆,先注孔侧以便孔壁泥皮上返,然后先桩侧后桩端,先上后下,时间间隔不小于2h,最终达到将桩上部密封,然后再进行孔底注浆。水泥浆的浓度本着先稀后浓的原则,依据单位时间的注入量进行浆液浓度的变换。注浆过程中,每隔10~20min记录一次浆液注入量和注浆压力(表压力),在设计注浆压力下,掌握好注浆延续时间,浆液注入量达到设计要求即可结束注浆。
3 基桩试验情况
1)低应变检测8根试桩进行了桩身完整性检测,均为Ⅰ类桩。
2)静载试验对8根试桩做了竖向静载试验与水平静载试验(表2)。竖向静载试验结果显示,沉降量均小于40mm,Q~S曲线平缓,无明显陡降段。水平静载试验结果显示,各桩水平承载力符合要求。
3)高应变试验本次高应变动试验采用拟合法,通过对现场测试资料的计算机分析,8根试桩在天然含水状态下的单桩竖向极限承载力与单桩竖向承载力特征值(见表3)的实测值均大于设计值。
4 单桩承载力比较
通过对试桩的试验,确定预先设定的参数符合设计要求。其他628根按设定参数进行复式注浆施工,经检测质量均达到设计要求。桩径800mm、桩长12.5m的工程桩单桩竖向承载力特征值达到2000kN以上(高应变试验的结果为2355kN),比不采用复式注浆的单桩(竖向承载力特征值经计算为1430kN),可提高65%,其他桩采用复式注浆后承载力提高达到60%以上。
砂土地区 第4篇
对拟建的多层、小高层及高层建筑, 本地区常用的桩型为预应力管桩和钻孔灌注桩, 由于预应力管桩相对较经济, 施工速度较快, 一般优先考虑采用预应力管桩。但本地区 (6) 层密实砾砂顶板埋深在32~35m之间, 上部均为淤泥质土与软塑状黏性土, 无性质较好的土层作桩基持力层, 若采用预应力管桩基础, 必须以 (6) 层密实砾砂作桩端持力层, 进入该砂层一定深度或穿越该砂土层, 以其下伏性质良好的土层为桩基持力层。由于该土层密实度大, 桩端进入或穿过该层土时有一定难度, 一般会使施工遇到很大困难。且预应力管桩常出现偏位、斜桩等现象。
2 预应力管桩的主要优点
2.1 造价相对便宜, 经济效益高
以单位承载力的造价衡量桩基的经济效益, 预应力管桩的单位承载力造价是诸多桩型中较便宜的一种。以本地区常用的预应力管桩与钻孔灌注桩为例对比, 40m的φ500mm预应力管桩与40m的φ600mm钻孔灌注桩, 单桩承载力特征值均在1500k N左右 (预应力管桩单桩承载力稍大) , 但φ500mm预应力管桩比φ600mm钻孔灌注桩的造价减少1/3以上。
2.2 施工速度快, 工效高, 工期短
管桩工期短, 主要表现在以下方面:施工前准备时间短, 从生产到使用, 最短只需4d;施工速度快, 1台打桩机1d可打8~10根桩;检测时间短, 15d左右便检测完毕。
2.3 单桩承载力特征值高
由于预应力管桩是挤土型桩, 桩身进入砂土层后, 经过强烈的挤压, 桩端及桩侧的砂土已不是原始密实状态, 桩侧在砂土部分的侧阻力和桩端承载力比原始状态可提高30%~80%。
此外, 预应力管桩还有运输方便, 接桩快捷, 对环境污染小等优点。
3 管桩在砂土层中施工常遇到的问题原因分析及解决措施
3.1 预应力管桩在密实砂土层中沉桩困难
以湖州市西南分区39号地块 (外庄拆迁安置用房) 为例, 拟建的1~5#楼为11层小高层住宅, 框架-剪力墙结构, 设计柱 (墙) 下荷载6000k N, 采用φ600mm预应力管桩, 以 (6) 层砾砂为桩基持力层, 桩端全断面进入持力层2.0m左右, 设计单桩承载力特征值为1500k N。由于周边有居民区, 若采用锤击法施工, 噪声污染对周边影响较大, 故本工程施工工艺采用静压法沉桩。2#楼的2根试桩在沉桩到 (6) 层砾砂0.1~0.5m时, 压桩反力值已达4000k N, 桩长不能达到设计要求, 再往下压时28#桩桩身碎裂, 另一根试桩静载荷试验测得其极限承载力为2 600k N, 承载力不能满足设计要求。
湖州地区很多工程的预应力管桩在 (6) 层砾砂中沉桩施工均发生过类似沉桩困难的问题。其原因分析如下:
在静压沉桩过程中, 桩端沉桩阻力主要为在砂土层中桩端土的端阻力及超孔隙静水压力, 由于压桩时超孔隙静水压力来不及消散, 此时的沉桩压力偏高, 沉桩困难。成桩之后, 随着桩端超孔隙静水压力的消散及桩周土应力重塑, 在静载荷试验加载时, 桩侧摩阻力发挥作用, 由于上部为软弱土层, 增加的桩侧摩阻力远小于已消散的桩端孔隙水压力, 故其承载力极限值远小于沉桩时的压桩反力, 不能满足设计要求。
解决措施是:
(1) 在同等条件下 (相同桩型、桩身强度及桩长) , 若静压法沉桩困难, 可考虑锤击法, 一般可顺利实现沉桩。因为打桩锤击力属冲击动力, 预应力管桩较耐打, 在强力冲击下, 同等条件下的桩型及地质条件, 锤击法与静压法相比具有更强的穿透能力。
但锤击法沉桩施工中应注意, 当桩尖进入或接近坚硬的持力层后若仍过度锤击, 不注意控制锤高或贯入度控制过严, 而同时桩身质量又不是太好时, 则容易发生断桩。这种情况要
注意要求接近收锤时需“低锤密击”, 另尚应注意采用较重锤时要“重锤低击”。并将贯入度适当放宽, 以尽量减少断桩率, 对个别的断桩部位则采用补桩处理。
本工程场地附近有居民区, 锤击法不适应, 故不考虑锤击沉桩施工工艺。
(2) 增加预应力管桩的壁厚, 从而增加桩身强度, 使桩身能够承受更大的压桩力而不损坏。这种情况一般能实现顺利沉桩, 但600φ (130) mm PHC比φ600 (110) mm PHC费用要高约50元/m, 从经济成本上考虑, 否定了该方案。
(3) 改用钻孔灌注桩。若采用钻孔灌注桩方案, 则能实现顺利沉桩, 但是投入成本会大幅增加, 且施工工期延长, 故也不考虑该方案。
(4) 在桩端加桩尖。对敞口桩, 在沉桩的过程中, 会在桩内腔形成“土芯”, 当沉桩继续深入时, 涌入管桩内腔的土体不断增高, 当达到一定高度后, 由于管桩内壁与土芯的摩阻力, 产生封闭效应, 形成“土塞”, 对砂土而言, “土塞”闭塞后沉桩导致水平向土压力变大, 增大了桩承载力, 也增加了很大的沉桩阻力。当增加桩尖后, 减小了因“土塞”闭塞产生的沉桩阻力, 同时, 桩尖侧面的拱效应以及桩尖产生的径向力, 减小了桩侧的法向应力, 使沉桩过程中砂土中的桩侧摩阻力在桩尖附近降低。
采用此法即可实现顺利沉桩, 也能控制施工成本, 本工程最终决定采用该方案。
结果表明, 采用该方案, 80%以上的桩都能沉桩至设计标高, 其余桩均能进入持力层不少于1.2m。经小应变检测, 所有桩均为I、II类桩, 桩身质量符合要求;经静载荷试验表明, 所有桩承载力均满足设计要求。
3.2 预应力管桩容易偏桩、斜桩
近年来, 湖州市凯莱国际、湖州市春江名城及湖州景瑞·西西那堤等小区在施工中, 均出现了不同程度的大量预应力管桩桩身偏位、倾斜现象, 在后期的补桩、纠偏花费了大量的资金, 延长了2~6个月的施工工期, 给工程建设造成了很大的经济损失。
1) 预应力管桩偏桩、斜桩发生的原因
(1) 地质条件的影响:由于砾砂层上部分布厚度超过20m的淤泥质土, 该层土呈流塑饱和状, 强度低, 易触变。预应力管桩属于挤土型桩, 在快速密集沉桩时, 挤土效应强烈, 挤土效应使上部软弱土层受到扰动而变形, 表现为地面隆起和出现土体水平位移, 随着淤泥质土的土体上浮, 对桩身产生负摩阻力, 而此时桩顶尚未受到竖直向下的荷载, 使得桩身极易出现上浮、偏位及倾斜的情况。
(2) 沉桩施工原因:桩就位时发生偏斜从而产生偏打, 引起桩体偏位、倾斜;接桩质量不良, 或焊接后停止时间不够, 导致接头松动, 或上下接桩身轴线不在同一条直线。
(3) 基坑土方开挖施工原因:土方开挖与桩基施工时间间隔小, 桩侧土体中的超孔隙水压力来不及消散, 以强能量的形式储存在桩侧土体之间, 桩侧间扰动后的淤泥质土强度低, 在基坑开挖后, 因一侧卸载, 就给存储在土体中的能量以定向释放空间, 土体内不平衡受力状态加剧, 引起桩身随土体向基坑方向侧移, 导致桩身偏位、倾斜;一次性开挖过深, 使坑底原有土体的自重应力突然释放, 导致坑底土体位移引起桩身偏位、倾斜。
2) 预应力管桩桩身偏位、倾斜的解决及预防措施
(1) 为减小因强烈挤土效应导致的桩身偏位、倾斜, 可采用以下措施:在设计方面, 除满足规范对桩间距要求外, 宜根据地质条件适当增大桩间距, 设计长桩时确定合适的长细比;在施工前, 在场地外边界开挖应力释放深沟槽, 沟内填充松散砂石等散体材料, 可减少地表位移;采取合理打桩顺序, 控制打桩速率。
(2) 在沉桩施工方面, 要做到接头焊接良好, 保证足够冷却时间;打桩机导杆竖直, 确保上下接桩在同一轴线上。
(3) 基坑开挖施工时, 应做到以下几点:先打桩后开挖, 保证沉桩完成与基坑开挖施工之间有足够的时间间隔, 使桩间土内的超孔隙水压力得到充分释放;开挖施工时, 应分段分层开挖, 尽可能缓慢释放坑底土体自重应力, 减少坑底土体位移。
4 结语
预应力管桩在砂土中出现的各种问题, 要根据当地的地质条件, 从经济性、成桩可行性等方面综合分析, 找出原因, 提出最恰当的解决措施。
参考文献
[1]浙江省标准设计站.先张法预应力混凝土管桩[M].北京:中国计划出版社, 2010.
[2]《工程地质手册》编委会.工程地质手册 (第四版) [K].北京:中国建筑工业出版社, 2007.
浅谈砂土路基施工 第5篇
高速公路设计施工要考虑的一个很重要的问题就是尽量能够就地取材,降低工程成本,同时也保护环境。砂土路基施工时,就要充分掌握砂土的特性,找出最好的施工方法,在保证质量的前提下,加快施工进度。
1 砂土的特性
砂土水稳定性好、透水性强、沉陷快、饱水易压实、毛细水上升高度小,是一种良好的路基填料。但砂土存在塑性指数极低,不易压实,失水后易滑坍,干稳定性差的缺陷。
砂土级配不良,天然条件下不可能自己形成较紧密的土体,只有通过饱水压实才能缩小颗粒间距,形成一定结构强度。
由于砂土与粘土在土质、力学性质各项技术指标上的差异,在施工中砂土与粘土的具体操作及各项控制指标也存在着很大差别。因此,砂土的压实控制便成了施工中一个最棘手的问题,也是工程中最薄弱的环节。
2 施工中常遇到的问题,解决方法、控制、要求
压实效果的好坏,是直接影响工程质量优劣的重要因素。砂土路基在压实过程中经常存在压实度达不到要求,表面松散、起皮,含水量不易控制等问题。高密实度性能可以在正确选择压实方法,所采用的压实机械参数和压实工况的基础上达到。主要从以下几个方面来重点控制。
2.1 机械配置
施工机械的配备要满足施工需要,作业方法简单快速,经济合理,机械必须要配套。机械的数量则要从工程的规模、性质、施工要求、资金来源、配套设施、工期长短等方面来考虑配备。
在公路施工前,要根据各种试验数据,正确的选择压路机。选择压路机的主要根据是:被压材料的种类、性质、颗粒组成、含水量和铺层厚度及施工条件、工程进度以及所要求的压实度、平整度和各种压路机的技术性能等,砂土的抗剪切能力是非常差的,所以羊足碾、三脚碾是不适用于砂土压实的。大型振动压路对压实效果并不显著,激振力40t的振动压路机在碾压两遍、三遍、四遍的压实度增长并不明显,是不经济适用的。对于砂土的压实,可以选用振动压路机和轮胎压路机,且振动压路机应选择22t以内的轻型压路机为宜,轮胎压路机则应选择18t以上的稍大吨位的压路机效果更好。
平地机与推土机的选择要综合考虑,因为砂土的摊铺整平是很容易的,所以在这两类机械的选择上,可以互补。另外,砂土施工时含水量控制范围较小,洒水车配备要充足,一般两台足够。在必要的时候(如砂土的天然含水量大于24%以上时),可以增加旋耕拌和机用以翻松晾晒。
综上所述,每套机械的组合为:两台16t～22t振动压路机,一台18t以上胶轮压路机,一台120kW以上推土机,一台160kW以上平地机两台洒水车另可增加型旋耕机一台
2.2 含水量控制
砂土路基施工时有一句行话:“大雨大干,小雨小干,不下雨洒水干。”可见含水量对砂土路基压实的重要性。
低液限土的击实曲线,较粘性类土来说两侧坡度较陡(砂土的最大干密度一般在1.68g/cm 3～1.79g/cm 3),也就是施工时含水量控制范围更小,因此,施工时含水量控制要求较高,过大、过小都容易引起松散、起皮。
砂土和粉砂土现场施工时,水分容易蒸发,所以在最佳含水量±2%并不能达到压实度要求。含水量比最佳含水量大时更容易压实。但就低液限粘土而言,如果含水量过大,机械振动会出现液化现象。相对其他土质更容易出现“软弹”现象,因此,气温较高且空气干燥时,砂土碾压时含水量控制在比最佳含水量高出4%～6%,雨季施工时控制在高出3%～5%为宜。
当土的含水量偏低时,一般做法是洒水车洒水后拌和。但这种作法由于水的冲力,在松土上洒水,水容易在表面形成水窝。在光面上洒水,水流淌造成浪费,渗透不到底部,效果不佳,而且造成含水量不均匀。对于纯砂土路基,采用在路基旁边打井的方法解决水源问题,这样既加快了施工速度,还节省了施工费用,比洒水车洒水节省2/3费用。
在原状土天然含水量很大时,如24%以上时,就应当用旋耕拌和机翻拌晾晒,在含水量大于最佳含水量5%左右时马上碾压。
2.3 作业方法
作业段长度在100m以内,主要是考虑砂土的水分散失快,如果压实不及时,那么在后来碾压时,前段的含水量已经偏低,造成了含水量的不均匀,会给压实造成一定的困难。压实层厚控制在25cm之内。
整平后,先由振动压路机稳压一遍,一般压实度达80%左右,接着振动压路机对砂土碾压4遍～6遍,振动碾压时宜采用2挡(2.0km/h～2.5km/h),碾压轮迹相互搭接。轮迹重叠的方法是由宽到窄,再由窄到宽。碾压时,先错1/2轮弱振1遍,然后错1/3轮强振碾压直到压实度基本合格为止(一般4遍),再错1/2轮弱振1遍。机械不宜在碾压过的路基上掉头。
振动碾压后,再用轮胎压路机压1遍～2遍,轮胎压路机正好压实表层不能被振动压路机压实的2cm,保证表层压实度及表面平整度。如此错轮方法能最大限度地保证表面平整度,消除轮迹。
对于路基局部边角地带,如桥台或挡墙后背,压路机不能碾压的部位,应采用小型手扶式振动压路机或采用蛙式夯实机进行碾压夯实,或采用灌水法。碾压完毕,检验压实度、平整度、标高、宽度、横坡度,各项指标合格后,及时进行下一层的填筑施工,尽可能减少成型的砂土路基失水。当不能及时填筑下一层砂土时,应注意及时洒水,保持足够的水分。在碾压过程中要突出快速作业,这样的压实会更容易达到要求。
由以上总结出:砂土路基的施工控制含水量要大于最佳含水量左右这样在施工中才能保证压实在碾压过程当中如出现含水量不足的现象,就应当立即停止碾压,开始洒水,待含水量合适时继续碾压,如不洒水,很难达到规范要求的压实度。而如果因为含水量过大出现湿软弹簧时,进行适当的晾晒就可以了,因为砂土蒸发和渗水速度都比较快。这一点尤其体现在雨后,砂土路基表面稍经风干,马上碾压,可取得突出的压实效果。碾压时要注意错轮方法,消除轮迹,并在含水量合适时尽快完成。
2.4 其他方面的要求
目前常采用重型标准击实法来测定土的最佳含水量和最大密实度,击实标准的准确性对路基施工来说就是一杆称,击实试验不准确,检查压实度就失去了意义。击实试验的土样要能够充分代表本段路基施工的情况,用来试验的仪器应当是经过标定和检定,所得出的击实数据应当是绝对可靠的。
砂土的现场检测比粘土要更加严格,避免误差超过允许范围。
3 砂土路基的压实度检测
对填砂路基压实度,采用什么方法进行检测更为准确,我们在施工中对灌砂法、环刀法进行同点对比试验。
环刀法快捷方便,尤其是极细砂在不失水状态下,用环刀法测试较为快捷。但在取样时有一定的难度,也可能引起较大的误差。
灌砂法是最常见的实验方法之一,操作简单,结果较为精确。
4 遗留的问题
1)砂土路基的防护。由于砂土受水流冲刷非常容易流失塌陷,所以采用什么样的防护形式就非常值得思考,而且如果是高填方路基,则更加需要保证路基不受雨水的冲蚀,保证其稳定性。
2)砂土掺灰后的CBR值较低,甚至不能达到规范的要求,那么砂土地区底基层施工就有一定的难度,采取什么样的处理方法值得研究。
3)砂土路段与粘土路段的衔接。砂土与粘土路基在后期的沉降是有很大差异的,要保证其衔接接头的平整度,不至于发生错台将是施工控制的一项关键难点。
4)干旱缺水地区砂土路基的施工。以上是在有充足水源的情况下施工,倘若在干旱缺水地区施工,如何达到其压实度将是一项重要的课题。
5 结语
经过实践,我们提出了适宜的压实机械组配及操作工艺,对确保工程质量,加快施工进度有重要意义,具有较大的实用价值。但还存在一些疑问需要在以后的施工中不断的试验总结和完善
参考文献
[1]JTG F10-2006,公路路基施工技术规范[S].
[2]程师云.浅谈砂土路基施工技术[J].中国西部科技,2010(23):18.
[3]韩兆友.浅谈粉砂土路基施工方法[J].黑龙江科技信息,2008(36):23-24.
砂石桩处理砂土液化 第6篇
新建铁路黄骅南至天津地方铁路万家码头工程, 南起朔黄铁路黄骅南站 (不含) 北至天津地方铁路李港铁路万家码头站 (不含) , 全长67.807km, 本线的建设可开辟神华煤炭下水的新通道, 缓解神华煤产运销快速增长与黄骅港能力不足的矛盾。根据有关资料表明该项目Dk0+000-DK5+550标段区的砂土液化现象严重。地质勘探部门通过对该区段已完成20m以上的饱和砂土、亚砂土层进行逐孔判定, 结果为全区液化现象较为普遍。由于Dk0+000-DK5+550标段内大中桥两端为高填方路基, 填土高度7-10m, 所以以必须对桥头可液化地基采取措施进行处理, 来降低可液化程度, 提高桥头路基的整体稳定性, 确保桥梁安全。
砂石桩是处理软弱地基的一种经济、简单有效的方法。对于沙土层, 可通过挤压、振动等作用, 使达密实, 同时砂石桩还可以起到置换和排水井的作用, 加速排水固结, 形成置换桩与固结后土层的复合地基, 显著提高地基承载力和消除土体液化性质。作为加固地基的一种专利施工方法, 特别是处理砂土液化有明显效果。它与振冲碎石桩相比, 其优点是:单桩承载力较高, 碎石用量小, 且具有节水、环保高, 工程成本低。经河北省交通规划设计院试验检测室对进行的质量检测表明, 液化情况得到有效改善, 复合地基承载力, 满足设计要求。经朔黄公司等单位研究决定, 由振冲碎石桩变更为砂石桩, 节约资金70多万。
2 砂石桩的加固机理
2.1 将带活瓣桩尖的桩管沉入土体, 将管桩周围的土体进行第一次挤密固结 (对砂土则主要是振动密实) 。
2.2 砂石桩体的空隙大, 上下贯通为良好排水通道, 土体中的水渗流到桩体中, 使土体得到第二次排水固结。
经振动拔管构成的桩体可达到中~密状态, 桩体本身具有较高的强度, 加固后复合地基强度可提高1倍以上。砂石桩适用于一般软弱地基加固。对各土层的加固效果是:砂土最明显, 影响范围最大;素填土、杂填土、粉土次之。
3 工程概况
3.1 地质情况
根据《中国地震动参数区划图》 (G B 8 3 0 6-2 0 0 1) , 该标段区域为8度区, 地震动峰值加速度为0.2g, 地震动反应谱特征周期为0.35s, 地下水位大多极浅, 饱和亚砂土和砂土发育广泛, 极易发生砂土液化。地质勘探部门通过对该区段已完成20m以上的饱和砂土、亚砂土层进行逐孔判定, 结果为全区液化现象较为普遍。根据判定结果及专家研讨会的意见, 确定了砂石桩的处理方案。
3.2 设计标准
为了避免大中桥构造物因砂土液化影响产生倾斜、开裂、倾倒、坍塌等严重病害, 砂石桩布置区域为大中桥构造物两端40米。砂石桩按正三角形布桩, 设计桩径为40厘米。间距自桥头至路基40米范围内采用1.2~1.4~1.6米方式过渡。砂石桩处理后, 复合地基承载力特征值对于三种间距时应不低于130Mpa (间距1.6米) 、140Mpa (间距1.4米) 、150Mpa (间距1.2米) , 对应工后沉降容许值不大于20、15、10cm。填料为未风化的干净砂石, 粒径宜为20mm-50mm, 含泥量不超过3%。为调整地基不均匀变形及优化桩土荷载分担比, 在砂石桩上部铺设50cm砂砾垫层。
3.3 工程实例及施工要点
黄骅至万家码头铁路1合同段Dk2+375.5-DK3+000羊三木特大桥桥头K2+335.5~K2+375.5和K3+000~K3+040段, 细砂层埋深2.3米, 厚度为4.2米。本地区地最高下水位为1.5~2m, 为中等砂土液化区域。该桥头设计为砂石桩+土工格栅+砂垫层进行处理, 桩长8米, 桩位等三角平面布置:24根×25排, 排间距为1.6米, 桩间距为1.2米 (中心距) 。
施工前进行7根现场工艺性试桩, 以确定成孔工艺、填料量等施工参数:
施工工艺为:准备工作→桩机就位→振动沉管→填料→振动拔管→达到设计桩长。
(1) 砂石桩的施工顺序, 应从外围或两侧向中间进行。
(2) 采用振动法将与砂石桩同径的钢管沉到设计深度, 填砂石料后, 边振动边缓慢拔管以便使孔内砂石密实成桩, 振动力控制在30kN-70kN, 不宜过大, 以防过分扰动土层。拔管速度应控制在1-1.5m/min范围内。
(3) 施工过程中注意控制桩径、桩位、桩垂直度、砂石料的含泥量等技术标准, 成桩3天后采用静载试验法的方法做承载力检测, 其质量检验标准具体如表1。
砂石桩完成3天并检测合格后, 平整场地初步压实后, 铺土工格栅并填筑50cm砂垫层。
4 地基加固测试分析
4.1 砂石桩复合地基承载力检测方法为
静载试验法, 本次静载试验检测3组, 本段复合地基承载力特征值为150Kpa, 满足设计要求。
4.2 桩身密实度检测方法为动力触探试验, 本次动力检测除顶部 (0~1.
5m) 桩身呈不够密实状态, 以下均呈密实状态。
4.3 桩间土是否液化检测方法为标准贯入试验。
7个监测点不同深度的标贯修正击数为:10~11击 (1.15~1.45米和2.15~2.45米) ;16.3~20.4击 (4.15~4.45米) ;27~37.3击 (6.15~6.45米和7.15~7.45米) 。此数据表明本路段经处理后在检测深度范围内土层在震动作用下不会发生液化现象。
4.4 分析
结合处治前勘查数据可知, 地基加固后细砂层标贯击数有较大提高, 平均可增加70%~90%, 表明砂石桩对中密状细砂土加固效果较好, 其复合地基承载力标准值Q≥150Kpa, 提高60~100%。在施工过程中, 通过振动沉管振动, 将土体挤密和排水固结, 可使细砂土层的含水量降低、孔隙比减少、压缩模量增大。土体密实性显著增大, 有效加快了土体固结速度, 使得土体迅速排水固结, 从而增强了细砂土抗液化能力。采用振动沉管并在管内灌入砂石而成桩, 并按复合地基设计, 这种方法不仅可提高地基土的承载力, 还可改善排水固结条件, 消除砂土液化的影响, 另外也易于施工。
5 结束语
(1) 采用砂石桩加固细砂土地基, 可明显提高地基承载力, 并且在地基中形成渗透性能良好的竖向排水降压通道, 有效地消散和防止超孔隙水压力的增高, 加快地基排水固结, 增加砂土抗液化能力。
(2) 砂石桩在设计和施工时, 选择合理桩距非常重要, 桩距太大, 即置换率过低, 相应的复合地基承载力也低, 达不到设计要求;桩距太小, 即置换率过高, 桩不易施工。本工程就曾因桩距太小, 施工时打不下去, 不得不修改桩距, 才得以顺利施工。根据本工程施工经验, 打桩影响范围在1.00~1.5m, 约3~4倍桩径, 设计时桩距一般可控制在4倍桩径大小。
(3) 砂石桩不仅可节约钢材、水泥, 而且还有施工方便、造价低、无污染等优点, 具有较好的经济和社会效益。
(4) 砂石桩复合地基施工时, 由于上部桩周侧限力影响, 桩头密实度往往较低, 特别是遇到较软弱土层时影响复合地基承载力变形性能, 遇到地下水位较高时, 施工较困难。
摘要：黄骅沿海地区分布有较大范围以粉质粘土、细砂土为地表的地层, 细砂土层虽然地基承载力不算太低, 但属液化土层。砂石桩具有挤密、排水功能, 能有效地消散由于震动引起的超静孔隙水压力, 从而使液化现象大为减轻。另外, 砂石桩还有无污染、造价较低等优点。
关键词：砂石桩,砂土液化,复合地基
参考文献
[1]中国中铁第三勘测设计院.黄骅至万家码头地方铁路工程施工图.2004
砂土填筑公路路基技术具体应用 第7篇
20世纪80年代以来, 由于我国的经济需求, 全国各地的公路建设的发展速度也越来越快, 对于填筑材料的质量及经济实惠要求自然也变得越高。另外, 由于我国是人口大国, 人均耕地面积逐渐减少, 因此建设公路的同时要考虑到节约耕地, 减少资源浪费。在公路路基建设时, 若填筑材料是砂土, 那么容易出现干燥和压实困难、容易坍塌等现象。但是将砂土经过粘土包边、土包砂等工序砂土填筑方法, 这种方法具有较强的透水性、良好的稳定性、减小毛细水高度、操作简易、经济实惠等优点, 是一种优良的填筑材料, 在公路路基建设中发挥着无可取代的作用。
1 砂土材料
砂土填筑法最关键的环节是在选择材料上, 主要是选择砂土和粘土。因为砂土和粘土的物理性质和化学性质等指标具有较大的差异, 所以在实际操作当中, 控制这两种材料的连接点被压实相当的困难。我们可以对这两种材料采样进行分析, 获得液限、塑性指数、塑限、天然含水量、最佳含水量等物理指标, 来指导砂土填筑公路路基技术。
工程上把Cu<5的土称为级配均匀的土, 而Cu>10的土则称为级配良好的土[1]。由分析结果可知, 如果河滩的砂土不是级配良好的土, 在自然情况下将会形成疏松的土。要形成紧密、牢固稳定的结构, 需运用饱和水进行压实来减小颗粒之间的距离。实验研究表明, 砂土颗粒的大小与最佳含水量、最大干容重有关, 砂土颗粒较大, 则最佳含水量降低, 最大干容重升高。因此, 控制砂土在380 kg/m3~420 kg/m3之间适宜。另外, 考虑到夏季水分容易蒸发, 因此应该多留些水避免出现干稳定性差的现象。
2 砂土填筑路基的具体应用
经常使用的砂土填筑法根据具体操作顺序可以分为同步法和先后法。现在, 笔者对这两种方法的具体应用进行详细探讨。
2.1 同步法
同步法, 即砂土和粘土同时施工。为了确保砂土和粘土进行同时施工, 需将这两者保持在适宜的水平状态, 特别是在压实和摊铺这两个过程中要保持同步。
砂土与粘土同步施工, 又可以分为两种不同的施工方法:第一种是包边粘土与砂芯同时摊铺, 先压实包边土, 达到压实度要求并等到水压砂芯后再压实砂土;第二种是粘土与砂土同时摊铺, 先稳压粘土两遍, 然后再水压砂芯, 最后同时碾压粘土与砂土[2]。由于砂土和粘土的物理性质不一样, 很难达到规定的压实度, 第二种方法在实际情况下难以实施, 所以我们通常使用第一种方案进行公路路基填筑。
2.1.1 准备工作
施工前的准备工作, 包括施工测量、土质试验、场地的清理、人员机械的组织安排等。均应遵照JTJ 033-95公路路基施工技术规范第3.1条~第3.4条的要求来执行[3]。
2.1.2 摊铺
根据相关的规范设置土工布, 依次进行铺设和缝合, 促进公路路基的牢固性。因为在地震来袭时, 由于压力作用会出现管涌。在水平线上对砂土和粘土进行一层一层地摊铺, 在此之前应该先划清界线以便摊铺, 并且界线要保持平整。按照规定, 砂土摊铺的厚度应控制在40 cm以内, 粘土摊铺的厚度应控制在30 cm以内, 设计的宽度应该小于粘土松铺厚度大约18 cm~22 cm, 这样才能确保路基符合技术规范。摊铺的完成主要依靠机械, 而处理界线需要人工完成。
2.1.3 碾压
接着是开展碾压工作, 在此过程中应该保持含水量在适宜的范围, 公路路基两边的粘土都要进行碾压处理。先用较轻的压路机进行压实1次~2次, 之后用较重的压路机进行压实5次左右, 使压实度保持在85%~92%之间。碾压过程中需要注意避免使用三轮的压路机, 充分碾压砂土和粘土的连接点, 保证此连接点的压实度符合规范要求。完成碾压工作后, 要检测公路路基的平整度、压实度等技术指标合格后才可进行下一步工作。
灌水的关键环节在于控制水量, 特别是砂土与粘土连接点的灌水量, 一般保持在380 kg/m3~420 kg/m3之间, 超过规定的灌水量会导致粘土变得松软。完成灌水这一环节, 采用较重的压路机进行振动碾压5次左右, 再使用非振动的压路机进行静止碾压2次左右。对于不便碾压的路基边角部位, 特别是挡墙后部, 可以使用特殊的压路机进行碾压, 结合人工压实。完成碾压工作后, 要检测公路路基的平整度、压实度等技术指标合格后才可进行进一步填筑砂土。另外, 需要注意的是保持充足的水量, 若水量减少要及时补充, 也可以在砂土的表面制作一个几米长的方形结构。为了提高效率, 可以在施工地点附近使用铲运机, 采用自动化的汽车进行运输。最后, 通常需要平地机和推土机共同摊铺公路路基, 使之平整。
2.2 先后法
2.2.1 准备工作
此步骤与同步法相同。
2.2.2 摊铺
在填前碾压后, 先进行砂土的填筑和摊铺, 摊铺宽度应略小于砂土的设计边线, 在摊铺完成后便可进行灌水碾压, 与此同时, 粘土也可正常进行摊铺与碾压, 两种土质的施工并不互相制约与影响[4]。
2.2.3 碾压
包边土碾压:先后法可以先填筑砂土层, 然后再填筑粘土层, 不影响砂土层填筑的施工, 因此砂土填筑可以比粘土填筑高1.5 m之内, 同时粘土填筑的设计边线宽度要比摊铺的内侧短28 cm~32 cm。砂土填筑完成后, 应碾压粘土层。在后包边施工过程中, 最关键的是砂土和粘土连接点的压实度, 主要是控制碾压砂土外的削坡和碾压粘土内的削坡在同一水平。
砂土和包边土连接点碾压:控制好砂土和粘土连接点的压实度, 我们通常采用的是人工法。控制水量与同步法不太一样, 虽然也是要保持适宜的水量, 但是水量不能过大, 其标准就是既不超过粘土, 又能够使砂土稳定。砂土和粘土连接点的碾压通常使用非振动压路机来压实, 同时反反复复压实粘土, 可以保护包边土的内层和解决同步施工的问题。
3 检测压实度
完成砂土填筑施工后, 最关键的是要检测压实度, 这也是必不可少的一步。对于刚刚完成砂土填筑的公路路基不宜使用灌砂法, 由于此时的路基水分为蒸发, 含水量相对多, 容易引起误差。主要是量砂进行测试时由于含水量较大容易潮湿, 影响回收实验, 降低实验精度;较细的砂土容易混合, 不易分离, 增加干容重。虽然可以采用人工方法使其快速干燥, 但是工作量较大。因此, 我们通常采用的是试坑开挖已经成型的砂土公路路基, 进行检测砂土和粘土连接点的压实度。如果设计的参数都大于公路路基的代表数值与弯沉数值, 那么砂土填筑技术和工程质量就是合格的。
4 结语
砂土填筑公路路基的技术, 操作相对于其他方法较简易, 经济实惠, 节约耕地, 减少资源浪费, 是一种优良的施工技术。另外, 砂土填筑公路路基技术对压实度检测的方法, 提高了对工程质量的控制, 逐渐满足我国对公路质量的要求, 解决了公路路基施工的很多问题, 适用于各种路基工程, 为公路路基施工设计提供了重要的经验依据, 得到了我国的大力支持和重点发展。
摘要：通过对砂土材料的分析, 探讨了砂土填筑路基技术的应用, 并对同步法和先后法两种砂土填筑法进行了阐述, 为公路路基施工设计提供了重要依据, 解决了施工难题。
关键词：砂土填筑技术,公路路基,压实度
参考文献
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[2]胡莹乐.浅析粉砂土填筑高速公路路基的施工技术[J].华章, 2011 (9) :278-281.
[3]宋炳红.砂土填筑高速公路路基新技术[J].山西建筑, 2007, 33 (15) :281-282.
