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阅读 293 次 水泥土挤密桩在软土地区施工中的应用

摘要:水泥土挤密桩是一种“挖填土方少,以土治土”的地基处理方法,适用于地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基处理。它具有质量易控制、工艺简便、造价低、成桩质量好等优点,能够消除地基土的湿陷性,提高地基土的承载力;适用于大规模地基加固。将来会有着良好的推广应用前景。...

 水泥土挤密桩在软土地区施工中的应用

张锋

陕西建工第二建设集团有限公司

    前言

    水泥土挤密桩适用于地下水位以上的湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基处理。水泥土挤密桩具有施工安全、工艺简便、成桩质量好、效率高;能够消除地基土的湿陷性,提高地基土的承载力;适用于大规模地基加固等特点。

    一、工程概况

    博睿天居住宅住宅小区19#、20#楼位于杨凌市神农路中段。本工程总建筑面积19830.09m2,地下1层,地上17层,层高3.0m。建筑高度50.6m。建筑结构形式为剪力墙结构,筏型基础。地基基础设计等级为乙级。

    二、水泥土挤密桩施工

    1、地基加固原理

    水泥土挤密桩加固是基于复合地基原理的一种加固方法。

    一是桩在原状地基土的成孔过程中起到横向的挤密作用,迫使桩孔内的土向周围挤压,增强了周围土的密实度和压缩模量,使桩周土的强度有一定程度的提高。

    二是水泥土本身夯实成桩。成孔后将拌合好的水泥土分层灌入孔内,并夯实。水泥土对周围土体产生挤压,进一步提高周围土的密实度和压缩模量。

    三是水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应。使桩体本身具有了较高的强度和水硬性。处理后的复合地基强度和抗变形能力都有明显的提高。

    四是水泥土挤密桩形成的纵横骨架网络也起到了提高地基承载力的作用。

    2、水泥土挤密桩工艺流程     

    施工准备→桩孔放线定位→钻机就位→成孔、验孔→水泥土混合料拌和→投放混合料、分层夯填→成桩检测

    3、施工准备:

   (1)技术准备

    组织专业技术人员熟悉相关资料:建筑场地的岩土勘察报告,建筑场地普探资料,建筑物基础施工图、桩位布置图及设计要求,建筑场地及周边环境的调查资料,编制施工方案,进行技术交底和安全技术交底。

    取有代表性的填料及地基土样,送具有资质的土工试验室以确定施工的相关参数:最大干密度、最优含水量、配合比。并报监理单位确认。

   (2)现场准备

    对建设单位提供的原始坐标点、基准线和水准点等测量控制点进行复核,并将复测结果上报监理工程师审核确认。

    根据现场情况,合理确定场地内外施工机械运行的道路,安置施工用水设施,安装配电箱,设置夜间照明装置。土料、水泥等填料就近堆放,方便施工,并做好防护措施。完善施工现场计量器具。

    基槽内进行场地整平碾压,清除障碍物,疏通排水系统。机械设备进场后,进行安装、调试。

    4、水泥土挤密桩施工工艺

   (1)桩孔放线定位:

    利用全站仪依据总平面布置图对工程进行定位,确定轴线位置,做出场地边线并标识;再根据水泥土挤密桩平面布置图对挤密桩进行定位,定位采用灌白灰点并插木质短棍表示,木质短棍入土深度不小于250mm,并对每个桩位进行编号。自检无误后,向监理或建设单位代表报验复核确认。

   (2)钻机就位:

    桩的成孔方法根据工程现场具体条件确定。本文选用长螺旋钻机成孔。水泥土挤密桩施工时,钻机就位应准确稳固,通过用钻机塔身前后和左右的垂直标杆来检查塔身钻杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保垂直度容许偏差不大于1.5%。

   (3)水泥土混合料拌和:

    1)拌和材料应满足以下要求:

    土:宜采用有机质含量≤ 5 %的粘性土、粉土、粉细砂或渣土,使用前现场用酒精烧测,若含水量超过± 2 %时,要晾晒或洒水湿润,使用时用筛土机过筛,其粒径不大于20mm。 筛后土块、杂物及时清理出基槽堆放到指定位置,严禁混入水泥土中。

    水泥:采用P·O32.5级水泥,进场水泥须具有质量合格证书,并进行强度、安定性、初凝时间、终凝时间复试,每批按不超过200吨进行取样复试,合格后方可使用。水泥在储存和使用过程中要防水、防潮,严禁使用受潮、结块、变质的水泥。

    水:为饮用水,符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006 规定。

    2)混合料搅拌要求

    水泥土挤密桩钻孔的同时可进行材料拌和,须拌制均匀,一般在灌桩前10-20min将符合设计要求的各种材料按配合比在现场拌和场集中拌和,以防其含水量损失。含水量与最优含水量允许偏差为± 2 %。现场可根据“手捏成团、落地散花”现象判断其含水量是否合适,确保含水率达到最佳数值。当用机械搅拌时,搅拌时间不应少于1min。当用人工搅拌时,拌合次数不应少于3遍。

    施工中,严格配合比进行配料。拌和时保证水泥土要拌合均匀,颜色一致,并确保水泥土在搅拌完2h内完成回填夯实。严禁使用过时水泥土。

    5、成孔、验孔:

    本工程分两段施工,每段从里向外,隔排隔行,间隔1孔跳打施工。桩径控制采用400直径螺旋钻钻孔,开始钻进或穿过软硬土层交界处时,应低速慢进,及时量测垂直度,若发现有超出规范允许偏差的及时进行调整校正。桩深通过采用在钻杆设计桩深处用油漆做标记来控制,达到设计要求桩深后,要保持空转进行清土,然后停止钻孔,拔出钻杆至孔外卸土,成孔完要做好防护,若因落土影响不能满足设计桩深,则应通过低夯夯至设计桩深,并经监理验收后方可进行桩孔回填。

    6、孔内投放混合料、分层夯填桩孔:

    桩孔桩径、桩长、桩孔垂直度验收合格后,方可进行投料夯填。

    夯填要连续施工,应打一孔填一孔,不得长时间空孔放置,以免降低桩的承载力。每个桩孔分层回填夯实至设计标高,不得中断,防止出现松填或漏填现象。夯填顺序要隔排隔桩,以免因振动挤压造成相邻孔缩孔及坍孔。向孔内填料前首先将孔底夯实、夯平,直至发出清脆声音为止,底夯夯击次数不得少于4次。然后用拌制好水泥土回填,每次虚铺厚度不应超过100cm,采用重1.5吨的卷扬式高架重锤夯扩机进行夯填,夯填时按卷扬机提升重锤时卷扬机转动圈数来控制落锤高度,落锤高度不小于3m,每层夯实不少于6锤(一轻5重),以免出现夹层、松散等情况。

    水泥土挤密桩是从地下向地表进行加固,由于地表约束减少,加之成桩过程中桩间土隆起造成桩顶及槽底土质松动,因此为保证地基处理效果及扩散基底压力,每个桩孔夯填至桩顶设计标高以上至少30cm,确保有效桩长不小于设计值。因此施打时应逐层定量向孔内下料,逐层夯实直至高于桩顶设计标高30cm,剩余桩孔可用其它土料轻夯回填至基底。

    7、成桩检测

    水泥土挤密桩施工过程中应随时检查施工记录和计量记录,并应对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。

    水泥土挤密桩的干密度质量检验应随机抽样检测,抽检的数量不应少于总桩数的2%。

    竣工验收时,水泥土挤密桩复合地基承载力检验应采用单桩复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验,复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验检验数量不应少于桩总数的1%,且每项单体工程复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验检验数量不应少于3点;对重要或大型工程,尚应进行多桩复合地基静载荷试验。

水泥土挤密桩施工完后,应由专业检测单位进行复合地基载荷试验、探井取土试验和低应变动力检测。检测报告出来后,由建设单位组织监理、勘察、设计、施工等单位进行联合验收,确定其满足有关规定和设计要求后,方可进行基础工程的施工。

    三、质量控制

    1、质量控制措施

    水泥土挤密桩施工前必须打试验桩。确定打桩设备、打桩机进出路线和打桩顺序、施工工艺、技术措施和施工参数,制定施工方案,作好技术交底。

    施工过程中,设专人检查原材、成孔、回填夯实的质量。过程中应详细记录锤击次数、出现的问题和处理方法。如发现地基土质与勘察资料不符,应立即停止施工,查明情况,待设计人员确认及采取有效措施(或变更设计)后,方可继续施工。

    水泥土挤密桩施工属隐蔽工程,施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

    雨季或低温季节施工,应采取防雨或防冻措施,防止土料淋湿后冻结。 

    2、施工质量检测标准

水泥土挤密桩地基质量检验标准

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

单位

数值

1

桩径

mm

-20

用钢尺量

2

桩长

mm

+500

测桩孔深度

3

桩体及桩间土干密度

设计要求

现场取样检查

4

地基承载力

设计要求

按规定的方法

1

土料有机质含量

%

≤5

焙烧法

2

含水量(与最优含水量比)

%

±2

烘干法

3

土料粒径

mm

≤20

筛分法

4

水泥质量

设计要求

查产品质量合格证书或抽样送检

5

桩位偏差

 

满堂布桩≤0.40D

条基布桩≤0.25D

用钢尺量,D为桩径

6

桩孔垂直度

%

≤1.5

用经纬仪测桩管

7

桩顶标高

mm

+100,-50

水准仪

    四、结语

    本工程水泥土挤密桩共布点2513根。经陕西中电建设工程检测:复合地基承载力特征值fspk=300KPa,夯实水泥土桩桩间土的挤密系数η≥0.93。工程质量检验合格率达100%。

    水泥土挤密桩是一种 “挖填土方少,以土治土”的地基处理方法,以其质量易控制、工艺简便、造价低、成桩质量好等优点,将会有着良好的推广应用前景。

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑  刘真 文径 审核)

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