下面是鲁班乐标给大家带来关于公路建筑中土桩挤密施工法的应用,以供参考。
在公路建筑中对于软土地基的处理方法有多种多样,而土(灰土、二灰)桩挤密法则是处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土和杂填土的一种地基加固法。本文对这一柔性桩的适应范围、材料质量、施工方法、质量控制要点、常见问题及对策作了简要介绍。
1土(灰土、二灰土)桩挤密法的适应范围
1.1挤密法。挤密法是以振动、冲击或沉管等方法成孔,然后向孔中填入砂石、碎石、土(或灰土、二灰土)、石灰或是其它材料,再加以振实而成为直径较大桩的方法。挤密法属于深层密实而成为直径较大桩体的方法。挤密法属于深层密实法之一,是当代地基处理方法重大进展的标志。
1.2土(灰土、二灰土)桩挤密法。此法是处理地下水位以上湿陷性黄土、新近堆积黄土、素填土和杂填土的一种地基加固法。它是利用打入钢套管(或振动沉管、炸药爆破)在地基中成孔,通过“挤”压作用,使地基土得到加“密”,然后在孔中分层填入素土(或灰土、二灰土)后夯实而成土桩或灰土桩、二灰土桩。它们均属于柔性桩,与桩间土共同组成复合地基。
1.3以处理地基目的选用桩的性质。①以清除地基的湿陷性为主要目的时,宜选用土桩;②以提高地基的承载力或水稳性为主要目的时,宜选用灰土桩或二灰土桩。
1.4不宜采用土(灰土、二灰土)桩挤密法的情况。①地基含水量大于23%、饱和度大于0.65时不宜采用,除非施工时采取排水措施;②黄土层夹有薄沙砾层厚度大于0.4m时,不宜采用,因施工打孔困难。
2土(灰土、二灰土)桩材料质量的控制
2.1素土。素土的土料一般采用过筛(筛孔不大于20mm)的粉质粘土,土料中有机质含量不得超过5%,也不得含有冻土或膨胀土。素土若含有碎石,碎石的粒径不得大于50mm。
2.2灰土。灰土中的土料宜用粒性土及塑性指数大于4的粉土,不得含有松软杂质,并应过筛,其颗粒粒径不得大于15mm。灰土中的石灰应使用新鲜的生石灰,其块径不得大于5cm,含石量不得大于5%。因为生石灰块过大,桩的密度不好,生石灰遇水膨胀后会软化成牙膏状,生石灰粉面太多,会产生喷浆现象。
2.3二灰土。二灰土中的粉煤灰必须晾干,且与生石灰按一定的体积比拌和均匀,否则会影响增强作用。
3土(灰土、二灰土)桩施工方法及质量控制
土(灰土、二灰)桩的施工必须按设计要求和现场条件选用沉管(振动或锤击)、冲击或爆扩等方法进行成孔,然后填料夯实。
3.1成孔挤密。土(灰土、二灰土)桩的施工按施工工艺的不同,分为以下三种不同方式:
3.1.1沉管法成孔方式。①施工方法:使用振动或锤击桩机,将带有特制桩尖的钢制桩管打入土层中至设计深度(一般最大深度为7~8m),然后慢慢拔出桩管即成孔。②质量控制:选用的打桩机技术性能应与桩管直径、长度、质量以及地基土特性等相适应;锤重不宜小于桩管质量的2倍,桩机就位必须平稳,桩管对正桩孔;沉管开始轻击慢沉,待桩管稳定后及时拔出,并防孔口破坏;成孔后若发生桩孔严重缩项和回淤,必须填入干砂,重新沉管成孔。
3.1.2冲击法成孔方式。①施工方法:使用定型或简易冲击机,将锤头提升一定高度后自由落下,反复冲击使土层成孔。成孔深度一般可达20m以上,孔径为500~600m。②质量控制:选用机型应与现场土质条件和孔径设计直径相适应,必须在钻机上装置钢管导向器,确保锤头准确入土和防止孔口破坏;开孔时低锤勤击,锤头全部入土后正常冲程锤击,但不宜多用高冲程;在钢丝绳上必须设置长度标志,便于观测和掌握冲孔的深度。
3.1.3爆扩法成孔方式。①药眼施工法。在含水量超过22%的土层,将直径为1~30mm钢钎打入土中,拔出钢钎形成药眼(小孔),往药眼内装填炸药和1~2个电雷管,引爆后即成桩孔。其质量控制主要是对使用的炸药要为国家生产的产品,并把握好用药当量。②药管施工法。在含水较大的土层,用洛阳铲或扁头铲在土中挖成直径60~80mm和深度与桩孔设计值相同的孔洞,然后往孔洞内放入直径为12~30mm的炸药管和1~2枚电雷管,引爆后即成桩孔。其质量控制是使用的炸药必须是国家生产的产品,计算好用药当量。
3.2填料夯实
3.2.1施工方法:①回填夯实施工前,应进行回填试验,以确定每次合理的填料数量和夯击数;②根据回填夯实质量标准确定检测方法应达到的指标。
3.2.2选用桩孔填料夯实机:①偏心轮夹杆式夯实机。夯锤重100~150kg,夯锤钢管一般长6~8m,管径为60~80mm,钢管与夯锤焊成整体,钢管夹在一双同步向偏心轮中间,由偏心轮转动时半轮瓦片夹带上升和半轮转空自由落锤作用,往返循环,夯实填料。②电动卷场机提升式人工操作夯实机。锤重可达450kg,落距1~3m,夯击量大,一次可填入较多的土料,夯实效果较好。
3.2.3质量控制:①锤重不宜小于100kg,最大直径应比桩孔直径小100~160mm。②夯锤机就位必须保持平衡,夯锤必须对准桩孔。③清除干净桩孔内杂物和积水。④人工填料必须由专人按规定数量均匀填入,严禁用送料车直接倒料入孔。⑤基础地面以上应预留0.7~1m厚的土层,施工结束将表层挤松的土挖除或分层夯实。⑥必须设置专人监测成孔质量及回填夯实质量。⑦必须制定和落实防雨防冻措施。
4施工质量控制要点
4.1施工前试验。施工前应在现场进行成孔、夯实工艺和挤密效果试验,以试验数据确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。
4.2地基土含水量控制。成孔施工时,地基土宜接近最佳含水量,当含水量低于12%时,宜用水增湿至最佳含水量。
4.3桩孔中心点控制。桩孔中心点的偏差不能超过桩距设计值的5%,且不大于50mm。
4.4桩孔垂直度偏差控制。偏差应小于1.5%。
4.5桩孔直径控制。①沉管法,桩孔直径误差为±50mm,桩孔深度误差为±100mm。②冲击法或爆扩法,桩孔直径的误差不得超过设计值的100mm~50mm,桩孔深度不应小于设计深度的300mm。
4.6回填夯实控制。向孔内填料前,孔底必须夯实,夯击次数不少于8次。然后用素土或灰土在最佳含水量状态下分层回填夯实,每次回填厚度为300~400mm。压实系数素土不应小于0.95,灰土不应小于0.97。
4.7夯实施工工序控制。成孔和回填夯实的施工顺序应间隔进行,同排内间隔1~2孔进行,以防邻孔缩孔或塌孔。
5常见问题及对策
5.1缩孔或塌孔。①地基土的含水率过大或过小。含水量过大(超过20%),可往孔内灌入干土粉或石灰粉以吸收部份水分,或快速成孔浇灌,或边成孔边下套管;含水率过小(低于12%),应先用水增湿加固范围内土层至最佳含水量。②未按规定的顺序进行。成孔顺序必须先外围,后里圈并间隔进行。③未及时回填夯实。对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实。④桩孔较密。为避免夯打造成缩颈堵塞,应打一孔填一孔;当桩密、土质松软时,应采取间隔跳打夯实。
5.2桩身疏松或断裂。①未按施工规定操作,回填过快,夯击次数不够。桩孔填料前应先夯击孔底3~4锤,根据试验测定的密度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数。②填料未拌和均匀,含水率过大或过少。回填料应拌和均匀,含水量过小时应用水湿至最佳含水量。③填料实际用量未达计算用量。每个孔填料用量应与计算用量基本相符。④锤重、锤型和落距选择不当。a夯锤不宜小于100kg。b锤型以梨花形或枣核型较适合,落距一般应大于2m。c地下水位高应先降水位再回填。④对已出现疏松、断裂或夹层,应全部取出,按规定重新夯实至达设计质量为止。
5.3桩径干密度不均匀。①违反操作规程,土或灰土未计量,拌和不均匀,干湿不一。严格按操作规程施工。②干土或灰土厚度不一致。灰土要按配合比称量,搅拌必须均匀,干湿度要适度。③夯击高度、次数不一。每次干土或灰土厚度、数量、落锤高度、夯击次数必须按试验规定做到前后一致。④检查验收不严。施工中必须严格按质量评定标准进行抽样检验。