摘 要:結(jié)合工程實(shí)例,介紹了無(wú)砂混凝土小樁在高速公路復(fù)合地基處理中的運(yùn)用,從施工工藝、施工方案、施工檢測(cè)等方面進(jìn)行了論述,指出無(wú)砂混凝土小樁是地基處理的一種新工藝,值得推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:無(wú)砂混凝土小樁,高速公路,復(fù)合地基
中圖分類號(hào):U416. 04 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
無(wú)砂混凝土小樁是地基處理的新工藝,其原理為先通過(guò)螺旋鉆機(jī)成孔,然后將干凈的小碎石(5 mm～10 mm) 投入孔中,投石之前先放入直徑為25 mm 的鋼管用于壓漿,用壓漿機(jī)把水泥漿壓入樁體,形成無(wú)砂混凝土小樁?？讖皆?50 mm～450 mm 范圍,根據(jù)地基情況孔徑常用斷面直徑250 mm～350 mm ,無(wú)砂混凝土小樁樁位采用梅花或方格布置,這樣小樁和地基組成復(fù)合地基。由于該工藝施工進(jìn)度快,施工中可控性強(qiáng),加固的效果好,近年來(lái)在河南省高速公路地基處理中已得到一定的應(yīng)用。文中結(jié)合平頂山—臨汝高速公路NO. 1 合同段( K0 + 000～ K4 + 700) 無(wú)砂混凝土小樁的施工,對(duì)無(wú)砂混凝土小樁的施工工藝、檢測(cè)進(jìn)行闡述。
1 工程概況
平臨高速公路K0 + 000～K10 + 850 段土層為第四系全新統(tǒng)砂河沖積層,厚度8 m～10 m ,巖性為亞粘土夾亞砂土,軟塑狀,個(gè)別流塑,容許承載力120 kPa ,地下水位埋深7. 0 m～12. 5 m。主要力學(xué)指標(biāo):含水量W = 32. 9 %～35. 3 % ,液限WL = 26. 9 %～34. 3 % ,塑限WL = 15. 5 %～18. 4 % ,塑性指數(shù)IP = 0. 40～0. 75 ,錐尖阻力qc = 0. 73 MPa～4. 75 MPa。鑒于該段為填方路段,對(duì)臺(tái)后、高路堤和跨徑6 m 的通道涵洞作復(fù)合地基處理。
2 施工工藝和方案
2. 1 工藝原理
無(wú)砂混凝土樁施工原理用長(zhǎng)臂螺旋鉆(CFG鉆機(jī)) 鉆孔,使孔內(nèi)淤泥隨螺旋鉆的葉片旋轉(zhuǎn)上,人工在地面清除鉆桿帶出的孔內(nèi)淤泥,直至鉆到設(shè)計(jì)深度成孔。然后將壓漿管放入孔內(nèi),壓漿的長(zhǎng)度比孔深長(zhǎng)20 cm ,然后將碎石投入到孔內(nèi),填至與地面相平為止。工程注漿分入注漿和二次補(bǔ)漿兩個(gè)階段,用水泥壓漿機(jī)通過(guò)預(yù)埋帶孔的壓漿管向管內(nèi)壓注水泥漿,直到水泥漿從碎石頂面涌出,并保壓2 min ,第一次注漿結(jié)束;為增大樁側(cè)阻力并保證樁頂部不因漿液下沉引起強(qiáng)度降低,采取在樁身初凝前用1. 5 MPa～2. 0 MPa 壓力進(jìn)行二次補(bǔ)漿。
2. 2 工藝流程
放樣→鉆機(jī)就位→成孔→移機(jī)→置入壓漿管→投石→兩次壓入水泥漿。
2. 3 施工方案及技術(shù)參數(shù)
2. 3. 1 測(cè)量放樣
依據(jù)施工圖紙測(cè)量施工場(chǎng)地標(biāo)高和控制樁標(biāo)高,之后按照邊長(zhǎng)2 m 的正方形定出地基處理范圍內(nèi)的每一個(gè)樁位。測(cè)量人員精確地將每一根小樁的中心標(biāo)定在場(chǎng)地上,同時(shí)在中心樁周圍埋設(shè)四個(gè)保護(hù)樁,施工之前,要明確施工場(chǎng)地范圍內(nèi)是否存在地下光纜、地下管道等地下障礙。
2. 3. 2 鉆機(jī)就位
根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告,本工程無(wú)砂混凝土小樁施工成孔采用長(zhǎng)臂螺旋鉆成孔,由于長(zhǎng)臂螺旋鉆設(shè)備體積大且較重,一些工作面不足、設(shè)備無(wú)法運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)不便于施工的情況也可考慮用機(jī)械洛陽(yáng)鏟。本工程所用設(shè)備可直接從施工便道運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝鉆機(jī),長(zhǎng)臂螺旋鉆組裝時(shí)需用吊車。鉆機(jī)組裝就緒以后,兩個(gè)方向調(diào)平鉆機(jī),精確對(duì)位直至兩心同軸。鉆機(jī)移至樁位處對(duì)準(zhǔn)樁位中心,開(kāi)鉆之前一定要檢查鉆機(jī)是否平穩(wěn),掌握鉆機(jī)機(jī)械性能是否良好,特別是鉆桿上部動(dòng)力頭處,要時(shí)常檢查鉆桿與電機(jī)連接螺絲是否松動(dòng)。
2. 3. 3 鉆孔
啟動(dòng)螺旋鉆桿,鉆尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心,然后勻速鉆進(jìn),鉆孔時(shí)要有專人及時(shí)清理干凈鉆出的泥土,鉆至預(yù)定深度后,鉆桿上拔時(shí)要及時(shí)清理干凈鉆桿上的泥土,不允許等到下根樁下鉆時(shí)再清理,從而保證清土安全,加快施工進(jìn)度。鉆機(jī)移位、對(duì)樁位時(shí)要有專人指揮,從而避免因司鉆人員看不到致使行走電機(jī)脫軌或鉆機(jī)傾覆。鉆機(jī)維修、移位、工作時(shí)除必要工作人員外,近處嚴(yán)禁站人圍觀。鉆孔時(shí)技術(shù)人員要在施工現(xiàn)場(chǎng),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決或者上報(bào)。
2. 3. 4 成孔
本工程軟基處理小樁成孔直徑為400 mm ,樁底到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高以后,鉆機(jī)停止進(jìn)尺,鉆桿拔出之后檢查成孔的中心位置、孔徑、孔深、傾斜度等項(xiàng)目,其水平位置偏差不大于50 mm ,樁徑偏差±20 mm ,孔深不小于設(shè)計(jì)孔深。成孔時(shí)若出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象,要間隔鉆孔,間隔距離視現(xiàn)場(chǎng)確定。成孔深度根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高確定,鉆機(jī)成孔時(shí)鉆機(jī)要安扎平穩(wěn),鉆桿和立塔要垂直,成孔要做現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)的成孔記錄,包括孔深、孔徑、實(shí)際地質(zhì)情況,若鉆到地下障礙物或其他特殊情況要及時(shí)上報(bào)不可隱瞞。
2. 3. 5 投石壓漿
1)注漿管制作。本工程注漿管采用壁厚大于1. 0 mm的<25 mm的焊管,注漿管下部3. 0 m范圍內(nèi)間隔布置出漿孔,間距為20 mm ,出漿孔直徑為6 mm ,注漿管長(zhǎng)度要大于樁長(zhǎng)30 cm ,從而方便樁體注漿管與輸漿膠管綁扎。
2) 填料。成孔結(jié)束后,及時(shí)放入注漿管,注漿管要高出樁孔50 mm ,且注漿管放置要居中,孔口棄土要及時(shí)清理干凈,以免填料過(guò)程中土落入孔內(nèi),影響樁身質(zhì)量。填料不可間斷要一次性填成,填料要緊隨成孔進(jìn)行,爭(zhēng)取做到成孔一個(gè)填料一個(gè),以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng),樁孔坍塌,影響工程質(zhì)量。
3) 壓力注漿。填料達(dá)到一定工程量之后,緊接著配置水泥漿液注漿。P.O32. 5 普通硅酸鹽水泥摻入量70 kg/ m ,粉煤灰30 kg/ m ,水灰比為0. 8～1 ,碎石粒徑為5 mm～15 mm。配置水泥漿液之前,準(zhǔn)確計(jì)算攪拌池體積,由水泥漿比重確定最大攪拌水泥漿量,從而加快注漿速度。水泥漿要嚴(yán)格按照水灰比來(lái)配制。水泥漿攪拌好以后,輸漿管與樁體鋼管要綁扎牢固(可用專用夾子加牢固) ,注漿結(jié)束要等壓力消散后再拔輸漿管,同時(shí)注漿泵也要回漿減壓。注漿過(guò)程中要時(shí)刻注視壓力表,一般來(lái)說(shuō),第一次注漿時(shí),宜用慢擋,嚴(yán)格控制在0. 4 MPa～0. 6 MPa 之間;為增大樁側(cè)阻力并保證樁頂部不因漿液下沉引起強(qiáng)度降低,采取在樁身初凝前用1. 5 MPa～2. 0 MPa 壓力進(jìn)行補(bǔ)漿根據(jù)注漿壓力及時(shí)回漿回壓,從而避免壓力過(guò)高輸漿管炸裂傷人,輸漿管距離不宜過(guò)長(zhǎng)且不得彎折。注漿時(shí)若出現(xiàn)串漿現(xiàn)象,要及時(shí)采取措施跳注;壓漿時(shí)若發(fā)現(xiàn)施工范圍以外或路基斜坡處冒漿,要立即停止注漿或減小注漿壓力,壓漿過(guò)程中要由專人負(fù)責(zé)觀測(cè)周圍及路基穩(wěn)定情況,出現(xiàn)重大異常及時(shí)上報(bào)。
3 檢測(cè)及其參數(shù)要求
施工結(jié)束后按J GJ 7922002 ,J 22022002 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范要求由化學(xué)工業(yè)部(鄭州) 基礎(chǔ)工程研究檢測(cè)中心進(jìn)行復(fù)合地基承載力和單樁承載力檢測(cè),復(fù)合地基承載力特征值:通道Fspk= 171. 5 kPa ;路基Fspk = 180 kPa。單樁極限承載力Qu = 720 kN ,滿足設(shè)計(jì)單樁豎向承載力特征值Ra = 360 kN。檢測(cè)頻率為樁總數(shù)的0. 5 % ,其中單樁復(fù)合0. 25 % ,單樁0. 25 %。
參考文獻(xiàn):
[1 ]吳志俊. 高速公路地基處理分析[J ] . 山西建筑,2005 ,31 (6) :68270.
The appl ication of small concrete pile
without sand in expressway composite foundation
LIU Chang2sen
Abstract : Combined with practical engineering , the author introduces the application of small concrete pile without sand in composite founda2tion treatment in expressway , discusses its construction technology , construction scheme and engineering detection , and points out that smallconcrete pile without sand is a new technology of foundation treatment .
Key words : small concrete pile without sand , expressway , composite foundation
