時間:2023-06-13 16:19:05
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中圖分類號:TU47 文獻標識碼:A文章編號:
0前言
隨著現代建筑產業的發展,工程施工管理的重要性越發明顯。建筑在地基處理施工的質量監管中,存在諸多的問題,尤其是監管的不規范、監管力度的缺乏,嚴重制約著監管的有效性。于是,基于存在的監管問題,強化監管的有效性,尤其是監管體制的完善、監管體系的構建,是強化監管工作的重要舉措。并基于監管工作的優化和改革,更有助于現代建筑產業的發展。
1地基處理施工中質量監管存在的問題
隨著我國改革開放的不斷深入,建筑產業的發展日益繁榮。當前,我國建筑產業不夠完善,尤其是建筑產業鏈缺乏完善的體制,在規范管理上相對欠缺,以至于建筑地基處理施工監管落實不到位,諸如質量監管工作,在施工階段比較欠缺。于是,地基處理工程的施工管理,在一定程度上存在諸多的問題,涉及到人力、物力、財力等方面,而且這些監管問題,在一定程度上制約監管工作的開展。
1.1工程管理不規范,尤其是監管人員缺乏良好的素質
目前,我國建筑領域的人才相對缺乏,在工程的施工建設中,存在諸多不規范、不科學的行為。在地基處理工程施工中,高密度的和諧施工環境,需要基于有效的施工管理。而實際的施工監管工作相對缺乏,監管人員對各項管理工作落實不到位,監管工作帶有形式的色彩,以至于施工人員相對散漫,工程安全隱患增多,施工質量難以確保。同時,施工管理人員非專業出身,都是由領導擔任,這就造成監管缺乏專業性,對于監管中的問題不能及時發現,最終影響工程質量的管理工作。
1.2施工人員的安全意識淡薄,尤其是施工技術的缺乏
地基處理工程的施工監管,在于對高密度的施工群體進行協調的分化管理,以強化施安全管理和質量監管。而實際的施工建設,施工人員的專業性缺乏,對于安全缺乏一定的意識,以至于施工操作出現不同程度的不規范操作,影響施工建設的質量。同時,企業的監管制度不完善,缺乏對于施工人員進行技術培訓,最終造成施工現場“魚龍混雜”,各類安全問題、質量問題都孕育而成,進而加劇了施工質量監管的難度。
1.3工程施工的質量監管力度缺乏,尤其是監查不到位
地基處理工程在一定程度上,工程系統性強,尤其是多工種、多技術下的施工建設,對施工質量監管帶來較大的難度。實際的工程監管,缺乏監管的力度,對于工程項目的管理執行力落實不到位,在一定程度上滋生了各類質量問題的出現。同時,施工項目的監查不到位,表面形式下的監管工作,嚴重影響著工程的有序開展。并且,管理的監查缺乏完善的體系,各監查部門的職能不明確,監查工作無法落到實處,最終造成監管缺乏有效性。
2強化地基處理工程監管的若干措施
現代人的生活理念發生了本質性轉變,建筑結構的施工建設更加復雜,地基處理施工難度加大,諸多的監管問題制約著現代施工建設的發展。針對上述的若干問題,提出強化地基處理工程監管的幾點措施,諸如創新監管理念、監管制度等,都可以提高施工的安全性,以及工程施工質量。
2.1規范施工監管工作,尤其是提高管理人員的專業能力
地基處理施工是一個高密度的施工工程,施工監管的規范性,是監管工作開展的基礎。在施工項目的管理中,要規范管理制度,明確好各管理部門的職責,并落實到人,這樣在規范的監管體制下,強化監管的力度。同時,監管人員的職業能力,尤其是綜合管理素質,是監管工作有序開展的重要因素。地基處理施工多工種、多工藝的施工環境,決定監管人員,具有較強的監管能力,對于項目中的各項問題,進行妥善而及時的處理,是地基處理施工監管者所必須的。并且,管理者應該具有創新的監管理念,不斷強化工程的監管力度,以落實各項監管職能。
2.2構建完善的監管體系,尤其是強化工程質量的監管
地基處理工程建設在于質量控制,在完善的管理體系中,落實好質量監管是基礎。公地基處理施工的質量問題源于多個方面,這就要求監管工作必須做到全面而細致,對于工程項目的質量問題,進行有效的規避。在質量監管中,要強化施工人員的施工技術,進而規范其施工操作。并對其施工技術進行培訓,以完善有效施工的自身條件。同時,質量監管是管理工作的核心內容,于是在監管中,控制好施工各環節的工程質量,避免人為因素或外部因素下的工程質量。而且,施工質量問題下的“二次”施工,不僅影響工程進度,還增加了工程的成本輸出。所以,在地基施工管監管中,構建完善的監管體系,對于地基處理工程質量方面,進行全面而細致的施工質量監管。
2.3強化監管職能,尤其是提高監查力度
地基處理施工中,多工種、多工藝的施工環境,需要基于有效的監查力度,對于施工的各環節進行規范監管。地基處理工程比較特殊,管理的職能部門,在監管的職能上比較模糊。于是,在強化監管的工作中,對于管理部門的完善,尤其是監管職能的優化,可以強化檢查的力度。同時,對于監管中的問題,要進行及時的問題分析,進而有效的問題反饋,以強化監管的有效性。并且,監管的開展需要基于完善的檢查制度,以規范各監管工作的有效落實。
3結語
基于上述,我們知道:地基處理施工質量監管存在諸多的問題,尤其是監管工作的落實不到位,監管缺乏全面性和有效性,嚴重制約監管工作的有序開展。于是,基于管理體制的完善、管理體系的構建,對于落實監管工作,優化監管效率,具有實質性的意義。
參考文獻:
[1]龔梅,彭更旺.地基處理施工質量管理分析[J].現代商貿工業,2010(07)298—299.
中圖分類號:TU447 文獻標識碼:A
一、工程概況
本工程為某倉庫用房,門式剛架結構,甲方要求地面堆載不小于50Kn/m2;建筑面積1574.63m2,建筑總高度8.35m,設防烈度7度,結構安全等級二級。
(一)地理位置及地貌
本工程位于平原地貌單元之上,地勢較平坦,場地內分布多條南北向排水溝,寬1.8~3.5米,深1.2~1.8米,勘察期間已基本填平;場地東面分布多個大小不等魚塘,深約3.0米,已填平。
(二)地質情況
根據所提供的地勘資料,擬建場地在本次勘探范圍內,土層共分為6層,現選取其中的4層土列表如下:
表1 地基承載力特征值(fak)及壓縮模量(ES1-2)建議值
勘察期間,各鉆孔均遇到地下水,主要為賦存于松散沉積物中孔隙水,系潛水性質,受大氣影響,主要由大氣降水及地表水滲透補給。勘探時地下水初見水位埋深0.80~1.00m,穩定水位埋深0.60~0.90m(標高為3.58 m~3.28m)。年水位變化幅度1.0m左右,近3~5年最高地下水位埋深0.50m(標高為3.68m)。對本次擬建工程而言,建筑物基礎受地下水位變化具干濕交替,按不利因素考慮,該場地環境類型為Ⅱ類。根據鄰近工程資料分析,擬建場地地下水對砼和砼中鋼筋長期浸水具弱腐蝕性,干濕交替具中等腐蝕性,對鋼結構具中等腐蝕性。
二、地基處理
根據地勘報告,該場地類別屬Ⅲ類場地,抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.15g,設計地震分組為第一組,設計特征周期為0.45s,為抗震不利地段。本場地根據試驗及公式計算,判別(3)、(4)層飽和粉土為可液化土層,地基土液化等級為輕微液化;綜合判定該擬建場地具輕微液化。由于表層覆蓋層較厚,且承載能力很低,且壓縮模量小,地基沉降量大,故不能直接作為淺基礎或堆場的持力層,因此必須對場地進行地基處理。
(一)地基處理方案
根據結構初步設計結果,單柱最大豎向承載力標準值Nmax=500kN,堆載≥50Kn/m2,要求處理后地基的承載力特征值在80~120kPa,滿足該建筑物對承載和沉降的要求。參考本地區已有的施工經驗,我們采用砂石樁進行地基處理。同時利用樁中的砂石孔隙排水,減小因擠土效應使孔隙水壓力增加的問題,減輕或消除液化土層的作用,使復合地基的承載力能穩定并達到工程需要。
(二)砂石樁復合地基的設計及施工:
1、 執行規范:《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011、《建筑地基處理技術規范》JGJ 79-2012、《建筑抗震設計規范》GB50011-2010。樁基為正三角形布置,樁徑400mm,樁間距1.05m,面積置換率7.18%。
2、 砂石樁樁長的確定:樁長穿過承載力低的(1)、(2)號土層,樁端進入(3)號土層內≥1m;本工程樁長≥6m。
3、 處理范圍:按地基沉降計算的應力影響范圍及大于可液化土層厚度的1/2并不小于5m確定,同時因為建筑一層內部有重型設備,綜合考慮,本工程區建筑物外墻以外6m范圍以內滿堂處理。
4、 砂石樁使用的砂石料采用天然級配砂卵石,要求含泥量≤5%,最大粒徑≤50mm。
5、 砂石樁使用的砂石料的級配按設計承載力做級配試驗,以現場試驗確定。
設計估算:樁用料量=樁孔體積×充盈系數;
規范取值:充盈系數β=1.2~1.4,若施工中地面下沉:取大值;施工中地面隆起:取小值。
根據當地施工經驗,本工程的充盈系數取值為β=1.25
6、 砂石樁采用振動沉管樁機施工,以消除(3)、(4)層飽和粉土的液化作用。
7、 施工前先選擇有代表的地塊做施工工藝、成樁擠密試驗,確定復合地基的設計參數的準度,對原設計作進一步的補充完善。
8、 砂石樁的打樁施工順序:從中間向或隔排施工。打樁過程中有地面隆起不均勻的現象出現,采取調整充盈系數的方法解決此問題。
9、 施工時樁水平偏差不應大于0.3倍套管外徑,套管垂直度偏差不應大于1%。
10、砂石樁打完后,將設計樁頂以上的土層挖除到設計的樁頂標高,將場地上松散的土用壓路機壓實,再分三層鋪設砂石墊層(此層在現場稱為褥墊層),用壓路機壓實到設計標高,厚度共500mm。
11、在褥墊層施工完成后25天對復合地基做靜載荷試驗。靜載荷試驗的數量按不少于總樁數的0.5%及每個單體建筑不少于3點控制。同時按照規范要求檢測基礎變形及檢測壓縮模量,沉降量控制為:總沉降量≤50mm,柱間沉降差≤0.002L(L為柱距)。
(三)地基處理承載力試驗
取場地7#試驗點,采用現場靜載荷試驗,測得復合地基承載力極限值為210kpa,相應的最大沉降量為16.30mm,滿足工程要求。
三、結束語
本文通過工程實例,針對軟土地區地基承載力不足時給出了有效的地基處理方案,該方法亦有效的控制了土層液化的產生;靜載荷試驗表明,砂石樁處理后的軟土地基承載力、地基變形均能滿足工程需要,效果理想。本文為粉土、粘性土、素填土、雜填土等軟土地區的地基處理提供設計和施工經驗。
參考文獻:
一、液化地基的國內外研究概況
地基液化分析與處理一直是土動力學的主要研究課題之一。液化一詞最早見于1920年Hazen.A的《動力沖填壩》,用來說明卡拉弗拉斯沖填壩的毀壞。1936年casagrande首先給出了砂土液化的判別方法―一臨界孔隙比法。上世紀50年代,各國學者對砂土液化進行了廣泛研究,主要包括:砂土液化的機理,砂土液化的預估方法,砂土液化的地基處理等。
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,@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》(T J11-78)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入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》(GBJ11-89)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。
二、高等級公路可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,強夯處理范圍應大干基礎范圍,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。
三、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人試驗、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。
四、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井整平,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)。
一、引言
鐵路工程施工中將強度低、壓縮性高的軟弱土層視為軟土,如:軟粘性土、淤泥質土、淤泥等,其工程特性主要有如下幾點:孔隙比大、天然含水量高、靈敏度高、抗剪強度低、透水性差、壓縮性高、流變性顯著等。軟土路基施工中常出現的兩大類問題[1]分別為:(1)穩定與強度問題,指的是當路基的抗剪強度不能滿足路堤及路面外荷載作用時,便會產生局部或整體剪切破壞,以至于造成路堤塌方、失穩及橋臺破壞等危害。(2)沉降及變形問題,指的是當路基不能承受上部荷載或者外部荷載時,便會使得路基本身產生過大的沉降變形,以至于直接影響鐵路的正常使用。鑒于上述問題,在對軟土路基進行設計與施工處理時,首先應該對該地區的軟土路基進行詳細的研究調查,以便能完全掌握該地區軟土的各種性質以及土層的相關特征,在施工過程中能采取相應的地基處理措施,保證軟土路基在施工期間的穩定性和控制高速鐵路運營后的地基沉降。
二、鐵路路基施工技術的簡介
鐵路軟土地基處理技術的選擇原則應遵循滿足軌道變形控制的要求,盡量降低投資,符合工期要求的原則,以下就現階段鐵路路基地基處理的幾種常用施工技術進行介紹。
(一)粉噴樁施工技術。(1)粉噴樁施工技術的優點。 現場施工中,常采用粉噴樁技術和排水固結法[2]處理鐵路軟土路基,但粉噴樁施工技術的應用更為廣泛。原因在于該方法相比排水固結法而言有如下優點: 1)能在很大程度上減少加固范圍內的地基沉降量; 2)能減少加固區域側向位移; 3)能更好的提高地基土自身的承載力,允許較高的填土速率; 4)由于是利用鉆頭攪拌鉆孔成樁,所以對周邊建筑物的擾動較小,不會影響周邊居民的正常生活,具有良好的社會效益。
(2)粉噴樁施工工藝。粉噴樁施工技術的工作原理為:1)當噴粉攪拌鉆機進入軟土地基時,會對周邊的軟土地基進行切割攪拌;2)在攪拌的過程中,周邊的空氣會被逐漸壓縮,此時鉆頭中粉體固化劑便會被噴射到軟土地基中;3)鉆頭處于工作狀態時,其上的葉片會切割周邊的軟土地基,以便讓軟土與固化劑能充分的攪拌混合;(4)當固化劑與軟土達到膠結硬化狀態時,便會在軟土地基中形成一定直徑的粉噴樁體,此時的樁體與樁間土會形成復合地基,共同承擔外部荷載。
粉噴樁處理技術的一般施工工藝如下所示:(1)根據設計方案對樁身進行定位,保證樁的垂直度,當鉆頭接近地基時,地面時,啟動空壓機送氣。(2)根據實際工程情況,調整鉆機速度,當鉆頭達到設計要求的高度時,應立即關閉送氣閥門,并進行噴送固化劑操作。(3)當粉體固化劑達到樁底時,便可提升攪拌鉆頭,當鉆頭達到設計樁頂標高時, 便可停止噴粉。(4)根據上述工藝進行二次攪拌。
(3)施工過程中的注意事項。為了確保施工的質量,則需要注意如下幾方面:1)為了保證粉噴樁的長度滿足設計要求,則需要控制下鉆的深度以及噴粉的高程。2)在選用粉噴機時,應該選用具有粉體計量裝置的機器,以便在施工過程中能時刻檢測到粉體的含量情況。3)考慮到作業的對象是軟土地基,則需要定期對樁的直徑進行檢測,同時還應該檢查攪拌的均勻程度,相關規范規定直徑磨耗量不得大于2cm。4)噴粉機應該在鉆頭提升至地面以下0.5m時停止噴粉。5)在施工過程中,往往會因為某種原因導致停止噴粉,當在進行二次噴粉接樁時應該保證噴粉重疊長度不得小于1m。6)在施工過程中,應該保證泵送水泥的連續性。
(二)高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法也是軟土地基處理的常用方法之一,其主要工作原理如下:(1)在鉆孔的作用下,將噴嘴式注漿管通人軟土地基中,達到設計要求的深度時停止鉆入;(2)噴出注漿管中的液體,在高壓下對軟土土層進行沖切;(3)在液體噴出過程中,需要保證注漿管以固定的速度進行螺旋式上升,以便使得漿液能形成圓柱體,該圓柱體不僅能提高路基的承載能力,還能在一定程度上防止大面積的沉降。
(三)凍結技術。利用凍結技術進行軟土地基處理時,其主要的操作流程如下所示:首先對液態或者進行相應的膨脹操作,在實際施工過程中也可以利用制冷的裝置連接密閉液壓裝置,以便能讓冷卻狀態下的液體能在裝置內流動;然后對軟土地基進行冷凍和定型處理,以保證被處理過的軟土強度得到大面積的提升。
(四)CFG樁技術。實際工程中,CFG樁技術之所以能被廣泛運用于鐵路軟土地基處理,原因在于其施工后沉降值小于15mm,能很好的滿足高速鐵路路基設計規范中對無砟軌道路基工后沉降的要求。
CFG樁技術施工工藝有如下幾方面的優點: (1)由于施工過程中噪音低,所以對周邊居民的正常生活影響較低,且無泥漿污染;(2)在成孔制樁環節,不會產生額外的振動,所以在打新樁時對現有的樁產生的影響小; (3)實際工程中,軟土地基下方可能是較硬的硬土層,而CFG樁技術的穿透力強,所以能打穿硬土層; (4)最重要的一點就是現場施工效率高。
三、鐵路路基施工相關措施的選擇
以下就鐵路路基施工中最常用的兩種措施進行分析:
(一)置換填土。在實際施工中,當軟土地基的厚度小于2m且路堤的高度較低時,可以選擇置換填土法進行處理。具體的施工流程如下:(1)先將泥炭、軟土挖除,根據施工現場的實際情況,可以選擇全部或者部分挖除;(2)采用滲水性能好的材料,按照鐵路規范的相關設計要求進行分層填筑,實際工程中常用的幾種填筑材料有砂、礫、卵石以及片石等,這些材料屬于滲水性材料或強度較高的粘性土。
(二)砂墊層。在現場施工中,要采用該種方法則需要滿足如下幾方面的要求: (1)施工工期較長; (2)路堤高度在極限高度的2倍以內; (3)周邊的有充足的砂資源;(4)軟土地基表層無隔水層的情況等。
施工過程中需要根據路堤高度和軟土層厚度及壓縮性等來確定砂墊層的厚度,且在施工中,需要對砂(礫)進行適當的灑水,以便能達到分層壓實的設計要求。在進行填筑路基環節時,應合理控制填筑的速度,規范中要求的速度應該滿足加荷的速率與地基承載力增加的速率相適應,這樣才能保證地基在路堤填筑過程中不會發生破壞。
結語:軟土地基對修筑鐵路有著極大的危害性,其不僅能造成地基的失穩,嚴重的還會使構造物產生不均勻沉降,當沉降達到一定量便會造成不可估量的損失。本文以上介紹了幾種常用的軟土地基處理技術以及措施,但是具體的施工方法還是需要根據施工現場的實際情況而定,當遇到的問題較為復雜時,可以同時采用幾種方法進行處理,以便滿足相應的規范要求。
參考文獻:
[1] 萬德臣.路基路面工程[M].北京:高等教育出版社,2005.
1 前言
在路橋連接部位,連接處的施工是重要部分。因為道路與橋梁在建筑工藝上存在差別,地基的情況也有個巨大差異,但是公路與橋梁通過的載荷是相同的,這樣就會在作用面上漸漸形成不同的差異,出現不均勻沉降情況。這種現象會影響公路和橋梁的安全,在上面行駛的汽車等容易引發跳車現象。跳車現象影響著汽車的安全駕駛,如果在會車時發生跳車現象,容易引發安全事故。因此找出不均勻沉降的原因,并在今后的施工時避免出現此類現象,有很重要的意義。
2 路橋過渡面不均勻沉降原因分析
不均勻沉降現象的發生對車輛安全行駛帶來嚴重的負面影響,而導致該問題發生的原因是多方面。通常該問題還是多種因素共同所致,具體來說,其成因包括以下幾個方面:
2.1 結構設計不合理
路橋建設中在過渡面的設計中,搭板式設計最為普遍。這種設計可以在一定程度上可以避免不均勻沉降現象。但是如果搭板出現斷裂,就會出現嚴重的不均勻沉降。所以搭板設計還不夠完善。然而在有規定上,也沒有相應的具體的規定,沒有對搭板長度,強度的嚴格規定。這讓施工選擇搭板時,并沒有可靠的參考因素,只能依靠設計者的經驗和判斷。
2.2 材料質量不合格
材料不合格是出現道橋過渡面出現問題的重要因素之一,不重視原材料的質量,導致建設后強度不夠,同時驗收時不細致,走過場,導致工程質量低。在大型車輛多次碾壓下,就十分容易等搭板斷裂,混凝土風化等問題。所以材料質量的控制十分重要。
2.3 壓實度未能滿足要求
壓實度不達標是過渡面不均勻沉降的又一巨大誘因,在工程質量的調查研究中,壓實度不足是不均勻沉降最大的最終禍首。壓實的流程不當,壓實機械車輛的應用不準確,不進行工程試驗環節等原因導致了壓實度不良。壓實度不足導致地基軟,在車輛和貨物的重壓之下導致地基下陷,從而引發上層混凝土連接部分斷裂。應該選擇工作性能穩定的設備機械,提高壓實工作的認識程度,重視壓實的意義,保障壓實工作滿足質量標準。
2.4 軟土地基處理不到位
軟土地基是道路施工的基礎工作,只有做好基礎才能做好后續工作,軟土地基沒有打好,導致上面的混凝土受力不均勻,容易發生斷裂,從而在路橋過渡面出現不均勻沉降。從而引發汽車行駛到該處出現跳車現象,不利于汽車駕駛員駕駛汽車的穩定性,同時對駕駛的舒適性也帶來破壞。軟土地基處理不到位主要是因為為了加快施工進程,地質探測沒做到位,鉆孔深度不夠,不能滿足軟土地基建設的要求。從而引發軟土地基的工作做得不好,處理不夠。
2.5 施工人員的素質偏低
施工人員素質偏低,對路橋過渡段的施工技術和規范要求掌握不全面,未能嚴格根據規范標準開展施工,存在違規違章操作,影響工程質量提高。另外,施工現場管理監督不到位,對存在的問題沒有及時處理和應對,也會影響工程質量,導致過渡面不均勻沉降問題發生。
3 路橋過渡面不均勻沉降的防治對策
解決過渡面的沉降問題要從原因出發,針對病癥抓藥。要結合本身工程的特點,注意設計工作,預防可能出現的問題,加強原材料質量的監管,注重軟土地基的建設,提高施工人員素質,保障工程質量。
3.1 做好過渡面設計工作,有效指導施工
做好過渡面設計工作,確保過渡面長度合格,強度滿足相關規范要求,為提高施工質量奠定基礎。施工前要制定科學合理的施工方案,對過渡面施工進行科學合理安排,有效指導過渡面施工,促進施工任務順利完成。做好過渡面沉降試驗,將不均勻沉降嚴格控制在相關范圍內,滿足施工規范要求,為提高工程質量奠定基礎。
3.2 加強材料試驗檢測,確保材料質量合格
做好過渡面施工材料采購工作,從質量可靠的供應商中采購材料。加強水泥、砂石等材料試驗檢測,確保各項指標合格,滿足施工規范要求。對施工現場材料也要做好抽檢工作,確保質量合格。要合理選擇各種材料類別,確保其質量符合施工規范要求,能滿足施工需要,為提高過渡面壓實度,提高工程質量,預防不均勻沉降現象奠定基礎。
3.3 做好過渡面壓實工作,確保壓實度合格
為提高壓實度,要合理選用碾壓機械設備,確保路橋臺背路堤與護坡施工同時進行,采用分層填筑和壓實方式,一層填筑完成,并且碾壓合格之后,才能進行下一層碾壓施工。分層壓實過程中,每層松鋪厚度控制在20cm為宜。做好取土、卸土、填土施工工作,然后適當灑水,確保在最佳含水量情況下碾壓,攤鋪完成后用壓路機進行碾壓,一般碾壓3-5遍為宜。碾壓完成后進行壓實度檢測,確保每層壓實度質量合格,滿足施工規范要求。碾壓施工中,監理人員要加強現場檢測,確保各類材料質量合格,滿足施工需要,對存在的不足及時改進,保證過渡面壓實度,實現對不均勻沉降的有效預防。
3.4 重視軟土地基處理,提高過渡面工程質量
做好施工現場地質勘查工作,根據軟土地基不同類型,合理選用相應的處理方法。常用軟土地基處理方法有置換法、排水固結法、豎向加固法、灌漿加固法等。施工中應該根據過渡面軟土地基實際情況,合理選擇相應的處理方式,確保地基穩固可靠。同時在軟土地基處理時,要嚴格按照相關規范要求開展工作,把握工藝流程和施工要點,促進處理效果提升,從而保證路橋過渡面施工效果,預防不均勻沉降問題發生,為提高路橋過渡面工程質量奠定基礎。
3.5 加強施工隊伍管理培訓,提高他們綜合素質
注重加強施工隊伍建設工作,引進技術水平高,遵循各項規章制度的施工人員,促進施工隊伍整體素質提高。同時要加強對施工人員管理與培訓,促進施工人員綜合素質提升,讓他們更好掌握路橋過渡面施工技術和規范流程,嚴格按照相關規范要求開展各項工作,遵循工藝要求,保證施工質量。加強現場施工管理和監督,對存在的不足及時改進,避免違規違章操作情況發生。
結束語
路橋過渡面不均勻沉降現象影響了道路的美觀,也對通過的汽車的安全性留下了隱患。這種現象有很多種原因造成,為了避免這種現象我們就要在方方面面都做的好。在施工前做好搭板的設計,采用良好的材料,夯實地基,加強人員的培養。路面過渡面問題也是對施工隊伍的綜合考驗,需要施工部門相互合作,相互監督共同努力。■
參考文獻
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)06-0110-02
公路工程的軟土地基施工的好壞直接影響整個公路工程的質量。筆者結合岳陽港城陵磯港區松陽湖道路工程的軟土地基處理實例,具體分析了整個工程遇到的問題以及解決問題的措施,具有一定的通用性和實際借鑒意義,并且取得了良好的經濟和社會效益。
1 工程概述
岳陽港城陵磯港區松陽湖道路工程作為港口建設的依附配套工程,是典型的河流湖泊泥質軟土地基工程。本工程以后簡稱港區工程。港區工程車行速度64 km/h,行車道寬為24 m/2幅。工程位于長江流域,水系豐富,其中荷塘水田縱橫其中,地質為典型的軟土地基工程。
本工程所處地區冬暖夏熱,四季分明,屬于亞熱帶季風氣候區,7月份溫度最高(24.6~29.2 ℃),1月份溫度最低(1.5~7.8 ℃),雨季較為集中,一般集中在春夏(4~6月)兩季,所以施工時間一般選擇在秋冬兩季(9~1月)。經過實地調查和地形勘測以后,可以知道本工程土層從下到上依次為:風化板巖(弱風化板巖和強風化板巖)、含中砂卵石、淤泥質粘土、素填土。
如圖1所示,我們可以看出地質軟土厚度約為17.5 m,屬于典型的軟土過厚情況,沿線附近多是水田、魚塘,路段土層承受能力有限而且地質極不穩定,有機地質豐富,土質疏松,力學性能極差,承重在40~55 kPa之間,地基失穩和地基下沉的情況極易發生,曾經發生過多次位于淤泥質粘土層的多級滑坡。
2 施工方法
歸根到底,軟土地基施工就是要解決兩大問題:一是地基沉降問題,二是承載力問題,整個工程主要有以下三個步驟。
{1}排水固結處理。本工程所處地域的土質較好,而且水質優良,所以首先采用排水固結的方式增強軟土地基。措施是利用地表坡度開挖溝槽有效排除地表水,溝槽一般為0.5 m寬,深度為0.6~1.2 m,并且采用透水性能良好的砂礫進行回填,形成盲溝。然后加填砂墊層、袋裝沙井等,加筋預壓處理,形成橫向和豎向的排水固結。
{2}真空堆載預壓處理。將塑料薄膜或者管道鋪設在路段頂端,然后通射真空流將空氣和水體從地基中抽出,達到排水固結的結果。
{3}復合地基處理。在傳統的用時間換取質量的拋石擠淤之后,可以打松木樁并且設置反壓護道或者工格柵,隨后在深層軟土一側打設預應力管樁提高地基的承載能力,也可以利用水泥噴柱的方式攪拌地基,達到地基沉降和承載力要求,軟土地基施工示意圖如圖2所示。
3 技術指標
本工程施工標準是一級公路和城市主干道,所以根據一些標準和規范各項技術指標否有一定的規定,主要的技術指標如表1所示。
表1給出了砂墊層、袋裝砂井、土工布質量、土工柵質量、砂井用紡織袋、粉噴樁、真空聯合堆載預壓等設備材料的技術指標,只有滿足這些技術指標,施工過程才會標準規范,施工質量才能滿足要求。
4 施工控制
4.1 表層處理排水和過渡層填筑
挖縱向排水溝的方法是經常使用的表層處理排水常用的方法,這樣可以將水完全有效的引出路基之外。挖排水溝的時候要注意利用路基的坡度和天然環境,比如周圍具有較大的水庫湖泊等自然條件,也可以將臨時排水溝和長期排水設置結合聯合使用。
過渡層的作用是用來方便原料和機械進廠,方便施工,并且以工程所使用的機械行車為基礎而填筑的。
4.2 砂墊層填筑
港區公路軟土層較厚,在表層排水和過渡層填筑之后就是砂墊層填筑,填筑的方式為填筑0.5~1.0 m厚的砂墊層,做到一次成型。砂墊層填筑不僅可以達到固結軟土層的效果,而且能夠起到排水的作用,達到降低水位的目的。
4.3 袋裝砂井施工
袋裝砂井施工是軟土地基工程中十分重要的一個步驟,施工過程必須按照設計圖紙的要求,做到事無巨細,仔細認真。施工過程中,每臺機械的負責人員要記錄機械的樁號、部位和其他技術指標,當發現粗大誤差的時候,及時通知技術人員及時處理。袋裝砂井施工要做到兩個方面的控制;砂井間距控制和傾斜度控制,前者保證豎井分布均勻,后者保證豎井在垂直方向上豎直。
4.4 粉噴樁施工
袋裝砂井之后,開挖錨固溝,然后進行土工布施工,最后進行粉噴樁施工。其中水泥用量、復攪深度、管道壓力差控制、送風量等技術參數,圖紙和規范都有明確詳細的記錄。主要的工藝流程為:防線鉆機定位、攪拌噴粉、提升鉆桿。每當攪桿到了設計的位置后重復這個工藝流程,如此往復,直到下一個樁位。整個施工過程要注意成樁速度和噴粉的均勻性,噴粉量大約為28 kg/min,噴粉壓力控制在0.27 MPa左右。土體和水泥充分混合,并且要保證一次成樁。成樁以后要將噴粉樁養護10 d左右,嚴格控制粉噴樁質量過關。施工過程中,要時常檢查鉆頭的磨損度,通常情況下不能超過1cm。
4.5 真空堆載預壓處理
在完成砂墊層和袋裝砂井之后,就要進行真空堆載預壓處理,其主要方式是在砂墊層上鋪設不透氣的PVR薄膜,利用射流真空泵將空氣和水分排出,加快軟地基固結作用,達到加固地基的作用。
5 工程檢測和監測
公路工程的軟土地基施工工程是一項復雜而且嚴峻的工程。工程檢測和監測是施工過程中不可或缺的工作步驟,不僅可以提供真實有效的實時數據,而且能夠保證整個工程有條不紊井然有序的進行,當事故或者不正常現象發生的時候,監控人員可以及時通知技術人員,馬上進行研究處理。除了工程檢測和監測以外,還要嚴格控制工程進度,不可操之過急,一切工作都要按照設計圖紙施工。比如真空堆載預壓處理過程中的周圍墻體必須按照設計規范同時砌筑,每天可砌高度不應該超過1.8 m左右。混凝土構件澆筑也要控制好力度防止重心偏離,受壓不均勻。施工人員在工作工程中一定要以標準規范為依據,切勿僅憑施工經驗,施工過程中胡干蠻干,不斷提升自己的專業施工水平,確實認識到標準規范的重要性,埋頭苦干。
6 結 語
港區軟土地基工程結束以后交付相關質檢部門檢查,其中主要技術指標完全滿足設計要求,提高了地基的質量和穩定性,有效的減小了地基沉降,取得了良好的效益,而且整個工程中積累許多經驗,具有重要的參考和借鑒價值。
參考文獻:
[1] 才.研究軟土地基對路面造成的破壞力[J].安徽道路施工,2010,(11):10-12.
基礎的選型是設計是否能達到安全、經濟、合理的關鍵,基礎的選型應根據儲罐的形式、容積、儲存的介質,地質條件、業主所能提供的材料情況以及當地的施工技術條件。
1,當儲罐直徑小于等于6米時,可采用整板基礎,采用此基礎的優點是基礎整體性好,沉降均勻,由于沒有了環墻內夯土,所以施工進度快且質量易得到保證,缺點是混凝土和鋼筋用量較大,施工時要采取減小大體積混凝土帶來不利影響的措施
2,當儲罐直徑大于6米時可采用環墻基礎,外環墻式和護坡式基礎,優點是混凝土和鋼筋用量較省,缺點是由于儲罐底部夯土較深,施工時間較長且需采取沖水試壓等措施,基礎沉降量大,環墻的寬度必須和地基以及罐底壓強相協調,否則會照成環墻和罐底沉降差過大,以致罐底鋼板拉裂或頂破。
3,存儲低溫介質的鋼儲罐基礎必須采用深基礎,其罐底做架空板,板底與地面留有空隙(約800mm)以防止罐內低溫介質作用于土壤,形成凍土。
4,存儲高溫介質鋼儲罐要根據介質溫度的不同采用不同的隔熱措施,當介質溫度高于95度時,與罐底接觸的罐基礎表面應采取隔熱措施,一般可采用平鋪三層浸漬瀝青磚,罐底面和磚頂面應刷冷底子油兩遍。
5,存儲劇毒,酸,堿腐蝕介質的鋼儲罐應做成實體架空基礎(自地面300mm以下做成整板基礎,其上部做架空基礎),目的是若罐內介質泄露,介質會順著架空基礎的槽內流出,容易被及時發現,且介質不會流入土壤中,對其產生腐蝕,影響地基承載力。
鋼儲罐基礎應設置沉降觀測點,具體要求詳見《石油化工企業鋼儲罐地基與基礎設計規范》SHT3068-2007.在基礎施工完成后要進行充水試壓,目的是對基礎及儲罐進行檢測,同時對地基進行預壓,充水預壓時要注意控制充水速度及預壓時間,以免認為的對基礎和罐體照成破壞。
基礎可以根據具體的地基情況而比較常見的采用環墻基礎、筏板基礎、樁基礎和地基處理,地基處理在鋼儲罐基礎設計中是經常遇見的,下面介紹一個工程實例:
該工程位于南京市六合區,由于以前為丘陵地域,所以場地高低起伏較大,經廠區平整后有些地區不可避免的有較厚的素、雜填土,具體場地土層分布情況如下:
①層雜填土:灰色,黃灰色,稍濕,表層夾較多植物根莖,局部含少量砼塊、石子等,主要成份為粘性土,為近期人類活動填積形成,性質極不均勻。該層最大厚度6.30~10.80m,平均8.11m。
②-1層粉質粘土:灰黃色,黃色,稍濕,可塑狀態,含少量鐵錳質浸斑及灰白色粘土條帶,中等偏高壓縮性,無搖振反應,切面光滑,稍有光澤,干強度中等,韌性較高。該層厚度9.30~13.90m,平均11.55m;層頂標高5.19~11.09m,平均9.20m,層頂埋深6.30~10.80m,平均8.11m。
②-2層粉質粘土:黃色,黃褐色,暗紫色,濕,可~硬塑,含鐵錳質結核,局部夾砂粒,中等壓縮性,無搖振反應,切面光滑,稍有光澤,干強度高,韌性較高。該層厚度1.60~11.00m,平均5.79m;層頂標高-4.71~0.05m,平均-2.35m,層頂埋深16.80~21.20m,平均19.66m。
③-1層強風化粉砂質泥巖,棕紅色,暗紅色,密實,局部夾薄層卵石,母巖風化強烈,原有組織結構大部分已被破壞,礦物成份已發生明顯變化,風化裂隙發育,巖芯呈砂土狀,手捏易碎,水沖易散,干鉆很難鉆進。該層厚度1.20~4.80m,平均2.16m;層頂標高-15.27~-2.06m,平均-8.13m,層頂埋深19.20~31.00m,平均25.45m。
③-2層中風化粉砂質泥巖,棕灰色,棕色,致密,原有組織結構部分已被破壞,礦物成份已部分發生部分變化,巖芯較完整,呈長柱狀,巖芯鉆方可鉆進,錘擊易碎,巖體基本質量等級為V級。該層未鉆穿,最大控制深度5.80m;層頂標高-16.47~-6.15m,平均-10.29m;層頂埋深23.30~32.20m,平均27.61m。
根據分析①層雜填土不可作為基礎持力層,因此淺基礎不適用于該工程,該層土層厚度為6.30~10.80m,平均8.11m,所以亦不適用于樁基礎,決定采用砂石樁法對地基進行處理以②-1層粉質粘土,地基承載力特征值220Kpa為持力層,具體計算過程如下:
一、設計資料
1.1地基處理方法:砂石樁法
1.2基礎參數:
基礎類型:矩形基礎
基礎長度L:28.00m
基礎寬度B:28.00m
褥墊層厚度:300mm
基礎覆土容重:20.00kN/m3
1.3荷載效應組合:
標準組合軸力Fk:56000.00kN
標準組合彎矩Mx:630.00kN•m
標準組合彎矩My:63.00kN•m
準永久組合軸力Fk:56000.00kN
1.4樁參數:
布樁形式:矩形
X向間距:0.80m,Y向間距:0.80m
樁長l:10.00m,樁徑d:300mm
樁體承載力特征值:200.00kPa
樁土應力比:2.50
1.5地基變形計算參數:
自動確定地基變形計算深度
自動確定地基變形經驗系數
1.6復合地基計算公式:《建筑地基處理技術規范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.8-1)
fspk = m fpk + (1- m)fsk
1.7地基處理設計依據
《建筑地基處理技術規范》
(JGJ 79-2002 J220-2002)
《建筑地基基礎設計規范》
(GB 50007-2002)
1.8土層參數
天然地面標高:0.00m
水位標高:-8.00m
樁頂標高:-5.00m
土層參數表格
層號 土層名稱 厚度
m 容重
kN/m3 壓縮模量
MPa 承載力
kPa d 樁側阻力kPa 樁端阻力kPa
1 粉質粘土 8.00 18.00 20.00 100.00 1.00 20.00 1000.00
2 粉質粘土 30.00 18.00 20.00 220.00 1.00 20.00 1000.00
注:表中承載力指天然地基承載力特征值
樁側阻力指樁側阻力特征值(kPa)、樁端阻力指樁端阻力特征值(kPa)
樁在土層中的相對位置
土層 計算厚度(m) 容重
kN/m3 壓縮模量
MPa
1 3.00 18.00 20.00
2 7.00 18.00 20.00
二、復合地基承載力計算
2.1樁體承載力特征值
樁體承載力特征值 fpk= 200.00 kPa
2.2面積置換率計算
由"建筑地基處理技術規范"式7.2.8-2m = d2de2 計算
d--樁身平均直徑,d=0.30m
de-- 一根樁分擔的處理地基面積的等效圓直徑
de=1.13s1s2=1.13×0.80×0.80=0.90m
s1、s2--樁X向間距、Y向間距,s1=0.80m、s2=0.80m
m =d2de2 = 0.3020.902 =11.01
2.3復合地基承載力計算
《建筑地基處理技術規范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.8-1)
fspk = mfpk + (1- m)fsk
fspk--砂石樁復合地基承載力特征值(kPa)
fpk--樁體承載力特征值,fpk=200.00kPa
fsk--處理后樁間土承載力特征值(kPa),取天然地基承載力特征值,fsk=100.00kPa
m--面積置換率,m=11.01
fspk= 0.1101200.00+(1-0.1101)100.00 = 111.01kPa
經砂石樁處理后的地基,當考慮基礎寬度和深度對地基承載力特征值進行修正時,一般寬度不作修正,即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1.0。經深度修正后砂石樁復合地基承載力特征值fa為
fa = fspk+0(d-0.50)
上式中 0為基底標高以上天然土層的加權平均重度,其中地下水位下的重度取浮重度
0= ∑ihi∑hi = 18.00×5.005.00 = 18.00kN/m3
基礎埋深,d=5.00m
fa = 111.01+18.00×(5.00-0.50)=192.01kPa
軸心荷載作用時
Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kN
pk = Fk+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa pkfa,滿足要求
偏心荷載作用時
pkmin = Fk+GkA - MkyWy - MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 - 63.003658.67 - 630.003658.67= 171.24kPa pkmin> 0,滿足要求
pkmax = Fk+GkA + MkyWy + MkxWx = 56000.00+78400.00784.00 + 63.003658.67+ 630.003658.67= 171.62kPa pkmax1.2fa,滿足要求
三、變形計算
3.1計算基礎底面的附加壓力
荷載效應準永久組合時基礎底面平均壓力為:
Gk = GAd = 20.00 × 28.00 × 28.00 × 5.00 = 78400.00 kN
pk = F+GkA = 56000.00+78400.00784.00 = 171.43kPa
基礎底面自重壓力為:
pc= 0d=18.005.00=90.00kPa
基礎底面的附加壓力為:
p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa
3.2確定z
按《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007-2002)表5.3.6:
由b=28.00 得z=1.00
3.3確定沉降計算深度
沉降計算深度按"地基規范"式5.3.6由程序自動確定
zn = 25.00 m
3.4計算復合土層的壓縮模量換算系數換算系數
復合土層的分層與天然地基相同,各復合土層的壓縮模量按《建筑地基處理技術規范》(JGJ 79-2002 J220-2002)式(7.2.9)確定
Esp = [1 + m(n - 1)]Es
令 = 1 + m(n - 1),即復合土層的壓縮模量換算系數 = 1 + 0.1101×(2.50 -1) = 1.165
3.5計算分層沉降量
根據《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007-2002)表 K.0.1-2可得到平均附加應力系數,計算的分層沉降值見下表:
《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007-2002)的分層總和法沉降計算表
z(m) l1/b1 z/b1 z zii - zi-1i-1 Esi(MPa) si = p0(zii - zi-1i-1)/Esi ∑si(mm)
0 1.00 0 4×0.25=1.00 0
3.00 1.00 0.21 4×0.2496=0.9982 2.9947 2.9947 23.30 10.46 10.464
10.00 1.00 0.71 4×0.2382=0.9528 9.5277 6.5330 23.30 22.83 33.292
24.00 1.00 1.71 4×0.1882=0.7527 18.0650 8.5373 20.00 34.76 68.051
25.00 1.00 1.79 4×0.1847=0.7387 18.4672 0.4022 20.00 1.64 69.688
上表中l1 = L/2 = 14.00m, b1 = B/2 = 14.00m
z = 25.00m范圍內的計算沉降量∑s = 69.69 mm, z = 24.00m至25.00m(z為1.00m), 土層計算沉降量s'n = 1.64 mm ≤ 0.025∑s'i = 0.025 × 69.69 = 1.74 mm,滿足要求。
3.5確定沉降計算經驗系數s
由沉降計算深度范圍內壓縮模量的當量值Es可從《建筑地基處理技術規范》表9.2.8查得Es = ∑Ai∑AiEsi
Ai = p0(zii - zi-1i-1)
式中Ai為第i層土附加應力系數沿土層厚度的積分值∑Ai = p0 × 18.47 = 18.47p0
∑AiEsi = p0 × (2.99523.30 + 6.53323.30 + 8.53720.00 + 0.40220.00 )
= p0 × (0.13 + 0.28 + 0.43 + 0.02)
= 0.86p0
Es = 18.47p00.86p0 = 21.58 MPa
查《建筑地基處理技術規范》表9.2.8得s = 0.200
3.6最終的沉降量
s = ss' = s∑s'n = 0.200 × 69.69 = 13.94 mm
四、下臥土層承載力驗算
基礎底面的附加壓力
基礎底面平均壓力為:
pk= 171.43kPa
基礎底面自重壓力為:
pc= 0d=18.005.00=90.00kPa
基礎底面的附加壓力為:
p0=pk-pc=171.43 - 90.00 = 81.43kPa
第2層土承載力驗算:
(1)計算基底下10.00m處的附加壓力
a = 28.00/2 = 14.00, b = 28.00/2 = 14.00, ab = 14.0014.00 = 1.00, zb = 10.0014.00 = 0.71, 由《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007-2002)表 K.0.1-1可得附加應力系數, = 0.210
pz = 4p0 = 4×0.210×81.43 = 68.47 kPa
(2)計算基底下10.00m處的自重壓力
pcz = 0d
上式中 0為自天然地面以下深度15.00m范圍內天然土層的加權平均重度,其中地下水位下的重度取浮重度
0= ∑ihi∑hi = 18.00×8.00+8.00×7.008.00+7.00 = 13.33kN/m3
pcz = 13.3315.00 = 200.00 kPa
(3)計算基底下10.00m處的經深度修正后地基承載力特征值
fa = fak + d0(d-0.50)
= 220.00 + 1.0013.33(15.00-0.50)
= 413.33 kPa
pz+pcz = 68.47 + 200.00 = 268.47 kPa fa = 413.33 kPa
第2層土承載力滿足要求
五、施工技術要求及質量檢驗
5.1施工工藝
1、砂石樁施工可采用振動沉管、錘擊沉管或沖擊成孔等成樁法。當用于消除粉細砂及粉土液化時,宜用振動沉管成樁法。
2、施工前應進行成樁工藝和成樁擠密試驗。當成樁質量不能滿足設計要求時,應在調整設計與施工有關參數后,重新進行試驗或改變設計。
3、振動沉管成樁法施工應根據沉管和擠密情況,控制填砂石量、提升高度和速度、擠壓次數和時間、電機的工作電流等。
4、施工中應選用能順利出料和有效擠壓樁孔內砂石料的樁尖結構。當采用活瓣樁靴時,對砂土和粉土地基宜選用尖錐型;對粘性土地基宜選用平底型;一次性樁尖可采用混凝土錐形樁尖。
5、錘擊沉管成樁法施工可采用單管法或雙管法。錘擊法擠密應根據錘擊能量,控制分段的填砂石量和成樁的長度。
6、砂石樁的施工順序,對砂土地基宜從或兩側向中間進行,對粘性土地基宜從中間向或隔排施工;在既有建(構)筑物鄰近施工時,應背離建(構)筑物方向進行。
7、施工時樁位水平偏差不應大于0.3倍套管外徑;套管垂直度偏差不應大于1%。
8、砂石樁施工后,應將基底標高下的松散層挖除或夯壓密實,隨后鋪設并壓實砂石墊層。
5.2施工質量檢驗
1、應在施工期間及施工結束后,檢查砂石樁的施工記錄。對沉管法,尚應檢查套管往復擠壓振動次數與時間、套管升降幅度和速度、每次填砂石料量等項施工記錄。
2、施工后應間隔一定時間方可進行質量檢驗。對飽和粘性土地基應待孔隙水壓力消散后進行,間隔時間不宜少于28d;對粉土、砂土和雜填土地基,不宜少于7d。
3、砂石樁的施工質量檢驗可采用單樁載荷試驗,對樁體可采用動力觸探試驗檢測,對樁間土可采用標準貫入、靜力觸探、動力觸探或其他原位測試等方法進行檢測。樁間土質量的檢測位置應在等邊三角形或正方形的中心。檢測數量不應少于樁孔總數的2%。
ABSTRACT:This article unifies the project example, give a briefly technical and economic comparison to the common ground treatment methods used for water tank, and discuss the superiority of replacement cushion method.
KEYWORDS:Ground treatmentSubsoil bearing capacityModulus of deformationSubsoil deformation
中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:
1 地基處理方案的選擇
1.1 工程地質條件描述
本例中,CASS反應池底板大部分坐落在②層粉質粘土層(fak=100KPa)上,局部坐落在②2淤泥質粉質粘土(fak=70KPa)和②3泥炭質粘土(fak=40KPa)上,淤泥質粉質粘土和泥炭質粘土的層厚不大。
1.2 確定地基處理方案的關鍵因素
確定地基處理方案的關鍵因素是地基承載力和地基變形量。
因水池平面均布荷載不大,基底壓力不超過110KPa。如清除局部存在的淤泥質粉質粘土和泥炭質粘土,再分層夯實回填土,達到不低于②層粉質粘土承載力的程度,就可以滿足承載力要求。
除地基承載力滿足要求外,地基的變形量亦需滿足。水池的不同區格經常處于滿水或無水狀態,荷載變化較大,除控制總體沉降量外,還應考慮不均勻沉降,避免出現較大沉降差,以保證水池耐久性和工藝管道接口安全性。
地基處理方案的比選
從經濟合理、安全可靠的設計角度出發,CASS池的地基處理方案有以下四種方式:天然地基局部人工換土方案、人工大面積換土地基方案、長螺旋鉆孔壓灌超流態混凝土樁復合地基方案以及預應力混凝土管樁復合地基方案。
這四種地基處理方案在地基承載力方面均可滿足,但地基變形量計算值差別較大,工程投資差別較大。分別敘述如下:
1、天然地基局部人工換土方案:
清除水池底板下局部存在的泥炭質粘土和淤泥質粉質粘土,再分層夯實回填素土,然后施工墊層。
處理后的地基土承載力特征值可達到100KPa。最終沉降量最大值為112.82mm。全部地基處理估算造價83萬元。
此方案的優點:造價低,施工速度快。
此方案的缺點:地基沉降量較大,不利于水池耐久性和工藝管道接口安全性。完全清除局部軟弱土層的難度很大,施工作業不好控制。
2、人工大面積換土地基方案:
清除水池底板下1m厚粉質粘土、泥炭質粘土和淤泥質粉質粘土,再換填1m厚的級配砂石并分層振實,然后施工墊層。
處理后的地基土承載力特征值可達到180KPa。最終沉降量最大值為30mm。全部地基處理估算造價349萬元。
此方案的優點:造價較低,施工速度較快。總體沉降量小,可以有效地調節不均勻沉降。局部軟弱土層清除容易做到,方便施工作業。
此方案的缺點:土方開挖量及換填量較大,換填材料的級配要求較高,壓實度控制要求較為嚴格。
3、長螺旋鉆孔壓灌超流態素混凝土樁(CFG樁)復合地基方案:
底板下采用Ф400mm直徑的CFG樁,按2.2x2.2m方格網布置,C25素混凝土灌注,樁長9.5m,樁頂鋪設300mm厚級配砂石褥墊層,夯填度不大于0.90,然后施工墊層。
復合地基承載力特征值可達到128KPa。最終沉降量最大值為75.23mm。全部地基處理估算造價688萬元。
此方案的優點:總體沉降量較小,可以較好地調節不均勻沉降。只需清除泥炭質粘土(承載力特征值fak=40KPa),清理比較簡單并容易做到。
此方案的缺點:總體造價略高,受混凝土養護期的限制,總體施工速度較慢。褥墊層級配要求較高,夯填度控制要求較為嚴格。
4、預應力混凝土管樁復合地基方案:
底板下采用Ф400mm直徑的預應力混凝土管樁,按2.8x2.8m方格網布置,樁長9.5m,樁頂鋪設300mm厚級配砂石褥墊層,夯填度不大于0.90,然后施工墊層。
復合地基承載力特征值可達到129KPa。最終沉降量最大值為74.61mm。全部地基處理估算造價1059萬元。
此方案的優點:總體沉降量較小,可以較好地調節不均勻沉降。只需清除泥炭質粘土(承載力特征值fak=40KPa),清理比較簡單并容易做到。總體施工速度較快。
此方案的缺點:總體造價高,樁基承載力難以得到發揮。褥墊層級配要求較高,夯填度控制要求較為嚴格。
地基處理方案的確定
從土力學的原理可知,決定地基計算沉降量的主要三個參數為:基底附加應力、各土層的壓縮模量、各壓縮土層厚度。在其余兩個參數相同的條件,基底附加應力越大則計算沉降量越大,各土層的壓縮模量越大則計算沉降量越小,各壓縮土層厚度越大則計算沉降量越大。并且基礎作用面處的附加應力最大,隨深度增加逐漸遞減,這是應力擴散所致。由此可知基礎下的第一層土的沉降量最大,向下依次遞減。
從以上的分析可以看出,如何把底板下的軟弱土層處理成壓縮模量較大的土層將是控制沉降量的關鍵因素。上述四個地基處理方案中,因人工大面積換土地基方案中采用的級配砂石換填層的壓縮模量大,故其計算出的最終沉降量最小,僅為30mm,而其它方案的最終沉降量則要比其大一倍以上。另外,平面各點的沉降量差別不大,說明級配砂石換填層調節不均勻沉降的能力很強。只要加強質量控制,級配砂石完全可以做到拌合均勻、級配良好,可以滿足工程質量的要求。
根據上述分析,結合本工程對質量、進度、投資方面的綜合要求,采用人工大面積換土地基方案不僅可以提高地基土承載力,還可減小地基沉降量、調節不均勻沉降。施工質量較容易控制,施工速度較快,工程造價較低,故人工大面積換土地基方案對于本例CASS池的特定地質條件是最為合理的方案。
人工大面積換土地基方案的理論依據
工程實踐中,有很多處理軟弱地基和不均勻地基的方法,《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002中列出了常用的地基處理方法。
人工大面積換土地基方案就是JGJ79-2002規范中介紹的第一種地基處理方法,即換填墊層法,該方法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。換填材料則采用了級配砂石,主要是為減小地基沉降和調節不均勻沉降,JGJ79-2002規范條文說明中根據全國各地大量的試驗數據,給出了砂墊層的壓縮模量為20~30MPa,碎石、卵石墊層的壓縮模量為30~50MPa。而人工大面積換土地基方案地基沉降計算中,級配砂石墊層的壓縮模量僅取到20MPa,計算結果偏于安全。 設計提出的級配砂石這種墊層材料,是在JGJ79-2002規范給出的墊層材料基礎上改進而成,目前在國內外廣泛用于高速公路路基,對調節重車引起的路基變形效果明顯,其級配組成在《公路路面基層施工技術規范》JTJ034-2000中有詳細規定。
結束語
1 引言
近年來,隨著城市化進程的加快,一批高層建筑物拔地而起,而傳統的一些地基處理方法(水泥土攪拌樁、灰土樁、人工挖孔夯擊碎石樁等)和基樁類型(鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、鋼筋混凝土預制樁等)已不能滿足城市現代建筑既經濟又安全的需求,在此背景下,CFG樁作為一種新的地基處理方法于2004年12月被應用到廊坊高層建筑。其中,某工程高層住宅樓群是應用CFG樁復合地基處理的較有代表性的典型工程之一。
CFG樁復合地基處理技術是一種高粘結強度的半剛性樁,單樁承載力高,采用褥墊層和樁間土緊密結合形成復合地基,以達到良好的地基處理效果,并且具有施工速度快,工期短,質量容易控制,造價低,施工文明等優點,近年來,在全國大中城市得到推廣應用。特別是在CFG樁被正式納入《建筑地基處理技術規范》JOJ79-2002中之后,使得該種地基處理方法進一步規范化、推廣化。筆者試圖通過廊坊某高層住宅樓群應用CFG樁復合地基處理的實例,以期其施工更加完善,在本區更好的推廣應用。
2 工程和地質概況
2.1 工程概況
廊坊某工程位于廊坊市內,地理位置優越,交通便利。該工程共包括6棟樓,為高層住宅樓,高度22層,框剪結構,基礎埋深為自然地表下4.5米。
2.2 地質概況
本工程最大勘探深度為自然地表下31.0米,在此勘察深度范圍內場區地基土為第四系全新統河流相沖洪積物,其主要巖性成份主要為粉土和粘性土組成,自上而下共劃分為14層。
3 CFG樁復合地基設計
3.1 地基處理方案的優化比較
本工程勘察報告中就地基基礎方案評價中高層住宅樓共給出復合地基和樁基礎各兩種類型,其中復合地基分別為:高壓噴射注漿復合地基和CFG樁復合地基;樁基礎分別為:鉆孔灌注樁和混凝土預應力管樁,就本工程地基處理方案,委托方、設計單位和勘察單位參與了論證。基本分析如下:
(1)鉆孔灌注樁和墻下承臺粱基礎:鉆孔灌注樁為本區較為傳統的基樁類型,其優點設備簡單,便于安裝,移動方便,無振動,噪音低,鉆進速度快。缺點是廢漿處理困難,污染場區,施工質量易產生縮徑、斷樁或泥皮過厚,影響樁的承載力。基礎采用墻下承臺梁基礎,開間小,墻多,墻下布樁,造價高。
(2)混凝土預應力管樁和墻下承臺梁基礎:預應力管樁是本區較為新型的基樁類型之一,其優點是制樁統一,節約材料,施工速度快,單樁承載力高,質量容易控制。其缺點是樁側土層的不均勻性和樁端持力層強度不夠理想和不均勻性,會造成施工時樁長的難以控制,造成樁的浪費。這在臨近的類似工程中已表現比較突出,本工程引以為戒。另外樁直徑大時,沉樁困難。
(3)高壓噴射注漿法復合地基和筏板基礎:高壓噴射注漿法復合地基形式本區應用較少。施工質量不宜控制,且地基處理強度偏低,強度增長速度較慢。
(4)CFG樁復合地基和筏板基礎:CFG樁復合地基在本區是新的地基處理形式之一,但考慮到在全國大中城市應用于處理高層和超高層建筑物的經驗已很成熟,結合場區地質和周邊環境條件,本著安全經濟的原則,綜合分析確定本場區比較適合采用具有穿透能力強、低噪音,無振動,無污染、無泥漿,施工效率高和質量容易控制的長螺旋鉆孔管內泵壓成樁工藝。
3.2 CFG樁復合地基設計
CFG樁復合地基主要設計參數包括樁長、樁徑、樁距、樁體強度和褥墊層等。
樁徑:按一般施工經驗樁徑d=400mm;
樁長:根據場區地層結構特點,以樁長適中、樁端取相對較好的土層作為樁端持力層為基本思路,取第粘土層土作為持力層,確定樁長L=13m;
樁距:考慮到樁側范圍內的土質主要為粉土,且已飽和,所以樁距盡量加大,最后按單樁承載力和要求的復合地基結合地層結構反算置換率后綜合確定樁間距,最終確定樁間距s=1.3m。
單樁豎向承載力特征值Rs的取值:當無單樁載荷試驗資料時,根據《建筑地基處理技術規范》,經計算Ra=557KN。
因基礎類型為筏板,所以CFG樁布置采用正方形布樁。
樁體試塊抗壓強度平均值應滿足下式要求:fcu≥13.6kpa。工程實際設計混凝土強度等級為C20,滿足要求。
褥墊層:厚度取300mm,材料為級配砂石,粗砂占30%,碎石占70%,碎石粒徑小于30mm。
4 CFG樁施工
根據建筑場區周邊環境條件和場區土質情況,綜合分析采用長螺旋鉆孔管內泵壓成孔工藝。考慮到樁長范圍內地下水位相對較高,且淺部多以粉土為主,故在施工時,采用隔行隔樁跳打,很好的避免了鄰樁竄樁的現象,確保CFG樁的施工質量,整體工程施工較為順利。
5 CFG樁的檢驗
5.1 CFG樁復合地基檢測
施工完畢28天后,甲方委托具備相應資質的單位進行了單樁復合地基載荷試驗和低應變檢測。
從上單樁復合地基載荷試驗結果,結合報告中的p-s曲線來看,加荷均沒有達到極限荷載,單樁復合地基沉降量均小于25mm,復合地基承載力滿足要求。低應變檢測結果表明樁身質量滿足設計要求。部分樁淺部斷裂系機械開挖不當所致。
建筑物施工過程中對建筑物均進行了沉降觀測。各建筑物主體封頂時的沉降量均小于8mm。
5.2 CFG樁復合地基驗槽時存在的問題
本工程在地基驗槽時發現有以下異常情況:樁位偏移、淺部斷裂、縮徑、擴徑、樁頭松散等。分析原因主要有以下施工原因分別造成的。樁位偏移-施工時上部空樁長,鉆機垂直度掌握不夠;淺部斷樁-機械開挖造成;縮徑、擴徑-鉆機提升速度、泵壓等沒有掌握好;樁頭松散-樁頂標高控制偏低,并夾泥。
6 結束語
(1)廊坊城市?某工程采用CFG樁復合地基處理效果較好,大大提高了地基承載力,控制和減小了建筑物地基變形,達到了預期設計目的。
(2)通過本工程施工,說明CFG樁施工方便,施工速度快,造價低廉,對高層建筑來說是一種比較理想的地基處理形式,應進一步在廊坊對廣應用。
(3)本工程說明用CFG樁處理以粉土為主的新近沉積地基土是適宜的。
(4)一支有經驗的施工隊伍和好的施工管理對保證CFG樁的施工質量尤為重要。
參考文獻
[1]《建筑地基處理技術規范》(JGJ79 -2002)
中圖分類號: S611文獻標識碼:A 文章編號:
1.引言
地基處理的設計和施工必須認真貫徹執行國家的技術經濟政策,做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環境。近年來我國火力發電廠的增速最為迅速,好的廠址基本上都已被占用,現在許多廠址需要經過地基處理后方可作為上部重要結構的持力層。眾所周知工程建設中,地下工程造價占土建工程造價的25%,而復雜的地基條件時地基處理和基礎費用占比高達50%,可見選擇合適、環保的地基處理方案對節約工程投資和環境保護是多么重要。依據《電力工程地基處理技術規程》(DL/T 5024-2005)可知振沖碎石樁復合地基可用于火力發電廠中任何建(構)筑地基處理。下面從振沖碎石樁復合地基處理方案在工程中易出現的問題進行分析探討。
2.工程概況
2.1. 本工程是新疆烏魯木齊某電廠,建設2×350MW超臨界、直接空冷、單抽汽凝汽式機組電廠。廠址在勘探深度40m范圍內的巖土地層主要為第四系沖洪積物,各土層物理性質指標見下表:
2.2 廠區范圍內未發現滑坡等不良地質作用,不考慮地震液化的影響。地下水對混凝土結構有強腐蝕性;對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有強腐蝕性,對鋼結構具有中等腐蝕性。
2.3結合本工程強腐蝕情況,依據《工業建筑防腐設計規范》表4.9.5對于硫酸根離子和氯離子有強腐蝕的環境,不應采用混凝土灌注樁。同時本工程由于地下水較淺,土層透水性差,降水困難,采用深層開挖換填工程量較大,且降水費用較高,因此對于重要建(構)筑物推薦采用了振沖碎石樁復合地基,其他建(構)筑物和埋深較淺的采用超挖換填地基處理方案。
3.振沖碎石樁復合地基設計
3.1振沖碎石樁相關規定
振沖碎石樁是一種柔性樁,對于處理厚度在13米左右的粉土,效果較好,并且受地下水影響較小。振沖碎石樁復合地基可以增大地基承載力與穩定性,減少沉降,消除液化。如能有效控制好施工質量,經處理后的地基承載力在250~350kPa左右,可以滿足重要建筑的承載力要求。
振沖碎石樁利用振沖器的水平振動和高壓水的共同作用下,在軟弱土層中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成樁柱(同時對周圍松散土層具有一定振密效果),并和原土地基組合成復合地基的一種振沖置換的地基處理方法。
振沖碎石樁在制樁過程,碎石填料在振沖器水平向振動力和高壓水的作用下,擠向孔壁的軟土中,從而使樁體直徑擴大。當振沖器水平向振動力和高壓水的作用力與土顆粒內部約束力接衡時,樁徑不再擴大,振沖器緩慢向上振密碎石填料。如果原土強度過低,土顆粒的內部約束力始終不能平衡填料擠人孔壁的壓力,樁徑無限加大無法振密實,就不適用振沖碎石樁了。國內的有關規范、規定均認為振沖置換用于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的黏性土、粉土、淤泥質土、飽和黃土和人工回填的粘性土等地基。
振沖擠密是在振沖器重復水平振動和側向擠壓作用下,地基產生周期性剪力,土體內的孔隙水壓力迅速增大,砂土的結構逐漸破壞而發生液化,砂顆粒重新排列,孔隙減小,這樣,土體由松變密。另外,依靠振沖器的水平振動力,在加填料情況下,還通過填料使砂層擠壓加密,這就是振沖擠密法。加填料的振沖擠密適用于飽和砂土地基,也可用于地下水位以上含一定粘粒、滲透性不大的粉細砂層; 不加填料的振沖密實,適用于處理粘粒含量不大于10%的粗砂、中砂和松散的砂卵石地基。
3.2.本工程振沖碎石樁設計計算
a、承載力及壓縮模量的估算:
樁徑、樁距的確定應根據上部荷載大小、原土抗剪強度和振沖器的功率綜合考慮,間距太小施工時容易串樁,根據以往工程經驗擬采用75kw振沖器施工,樁徑1米,樁距宜為1.8米。樁體依據改電廠試樁檢測報告取550 kPa,復合地基承載力特征值為280 kPa.
(1) 擬建工程復合地基承載力特征值采用下列公式計算
f=[1+m(n-1)]*f———— 公式1
其中n 為樁土應力比,無實測時取2~4,天然地基承載力高時取低值,取大值,反之取小值。
置換率m=d/d
采用三角形布樁 d=1.05s
復合地基壓縮模量計算公式: E=[1+m(n-1)]*E
公式1計算的復合地基承載力fspk=281 kPa及壓縮模量Esp=14.85 MPa
(2) 擬建工程復合地基承載力特征值采用下列公式計算:
f=m f +(1-m)*f———公式2
置換率m=d/d
采用三角形布樁 d=1.05s
公式2計算的復合地基承載力fspk=284 kPa(樁身強度經驗值取550 kPa, 樁間土承載力特征值取180 kPa)
由上述兩公式計算的理論數據可知,復合地基的承載力特征值同試樁計算結果比較相符。
b、主廠房沉降量計算:
主廠房勘探點 C21 K17
s'(計算沉降量) 117 114
Es(壓縮模量當量) 13.8 13.8
Φs(經驗系數) 0.445 0.445
S(最終沉降量) 52.07 50.62
根據《火力發電廠土建結構設計技術規定》相關規定,主廠房框架地基容許沉降量為200mm,滿足規范允許變形要求。
4振沖碎石樁設計中存在的問題
4.1護樁問題
關于振沖碎石樁護樁規定,在以下規范中規定不盡相同,《火力發電廠振沖法地基處理技術規程》(DL/T 5101-1999)、《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)中對護樁規定“宜在基礎外緣擴大1~2排樁”,《電力工程地基處理技術規程》(DL/T 5024-2005)中對護樁規定為“當為消除地基土液化時,宜在基礎外緣擴大2排~3排樁;為其他目的時,宜在基礎外緣擴大1排~2排樁”。
該條文為建議性條文,且本工程地基不考慮液化,同時考慮煙囪、鍋爐房和主廠房等重要結構且上部的荷載較大,故選擇擴大2排樁。
4.2終孔條件
依據本工程試樁報告中相關參數,其終孔的條件為“振沖至設計深度16米或振沖碎石樁應進入②號圓礫層的深度不小于500mm;此時不再進尺而電流值明顯增大至100A左右,即可終孔”,這樣現場提出監理不好控制。
處理方案:我們設計人員根據詳的地質剖面圖和柱狀圖結合現場實際情況將終孔條件更改為“振沖碎石樁樁長達到16m,且振沖器不再進尺為最終控制條件。”
4.3褥墊層材料
設計要求褥墊層材料“換填400mm的碎石墊層,墊層壓實系數λc應大于0.93。墊層碎石的最大粒徑不宜大于50mm,且應級配良好”。根據現場實際施工后檢測結果,承載力較低(240 kPa)且樁頭動探擊數較低(0-2米平均6~8擊)。不滿足350MW工程地基承載力要求。
處理方案:動探擊數和復合地基承載力低于試樁結果,分析原因消散期較短或施工其他原因導致。依據樁頭動探擊數的檢測結果將上部2000mm松散的、稍密的樁頭基本上全部截除,改為換填級配良好的天然戈壁土2000mm厚,相當采用了振沖碎石樁加換填復合地基。
實際效果:由于上換填了2000mm厚的天然戈壁土,依據本工程換填地基處理原位載荷試驗結果地基承載力特征值fak=350kPa(建議值),變形模量E0=50.0MPa(建議值)。目前投產運行狀況良好。根據測量單位實測沉降結果:鍋爐房和主廠房最大沉降28.9mm,最大沉降差4.6mm。均滿足電力行業規范要求。
5、振沖碎石樁現場施工情況及注意事項
5.1振沖碎石樁施工工藝
施工準備——造孔——清孔——填料加密
5.2施工注意事項
振沖碎石樁施工的關鍵是造孔和填料加密,過程中最關鍵的是吊車司機同裝載司機的默契配合,同時應服從記錄員的指揮。施工記錄員應嚴格按照施工藍圖的設計參數控制(終孔條件、振密電流、留振時間、加密段長度等)。
監理現場旁站,是控制好振沖碎石樁施工質量的一個關鍵措施。同時應要求施工單位急時進行自檢,動探擊數底的應進行復打補救。
圖一施工準備 圖二填料加密
6、振沖碎石樁試驗檢測
6.1原位試驗
原位試驗的目的是檢驗復合地基處理效果,得到復合地基承載力特征值和壓縮模量;驗證所采用的振沖碎石樁理論計算結果同實際檢測結果的吻合性和差異性。驗證振沖碎石樁直徑、間距、長度及布置形式的合理性;確定最有的施工工藝和施工控制參數,為工程設計和施工提供依據;確定各種檢測手段的適宜性及標準,為施工檢測提供依據。
6.2樁基檢測
振沖碎石樁施工完畢后,應間隔一段時間方可進行質量檢驗,間隔時間(《電力工程地基處理技術規程》10.0.22規定振沖法處理的地基效果檢測應在成樁后間隔一定時間進行,對飽和粘性土地基間隔時間不宜小于28天,粉土地基不宜小于20天,砂土和雜填土地基不宜小于10天)不少于20天[1],以進行固結排水,恢復強度。
檢測完畢后由檢測單位出具正式檢測報告,提供檢測所得的復合地基的變形模量、壓縮模量和復合地基承載力特征值,并對振沖碎石樁樁體密實度和樁間土擠密效果作出評價,作為樁基驗收及進行下道施工工序的依據。
7、結語
振沖碎石樁在我國已有很多年的設計、施工和檢測經驗,技術比較成熟,加固費用相對較低,同時處理后對地基承載力提高明顯,因此是一些地區的優先采用方法,特別是處理有液化的地基工程時有更明顯的優勢。
參 考 文 獻