時(shí)間:2023-04-06 18:35:55
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上世紀(jì)六十年代,瑞典巖土工程研究所(SwedishGeotechnicalInstitute)和日本運(yùn)輸省港灣技術(shù)研究所(PortandHarborResearchInstitute)分別研究出了一種采用石灰、水泥作為固化劑,通過專用的攪拌機(jī)械形成攪拌樁加固軟土地基的一種深層攪拌方法。水泥攪拌樁技術(shù)經(jīng)常被運(yùn)用于地基處理中,對(duì)水泥攪拌樁技術(shù)的研究探索和不斷更新改進(jìn)很有實(shí)用價(jià)值。
我國(guó)于1978年開始對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行研究,20世紀(jì)80年代,開始將水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用于處理軟土地基工程中,20世紀(jì)90年代水泥攪拌樁技術(shù)在我國(guó)迅速發(fā)展起來。本文就水泥攪拌樁技術(shù)在地基處理中的參數(shù)設(shè)計(jì),施工流程,質(zhì)量檢測(cè)、及注意事項(xiàng)等四個(gè)方面進(jìn)行了探索。
1水泥攪拌樁在地基基礎(chǔ)處理中的參數(shù)設(shè)計(jì)
水泥攪拌樁復(fù)合地基主要由樁身、樁間土和褥墊層共同組成。水泥攪拌樁技術(shù)在運(yùn)用之前主要要先確定水泥摻入量,樁徑、樁長(zhǎng)、加固范圍、褥墊層、樁的承載力以及樁的布置形式等內(nèi)容。
水泥摻入量:水泥摻入量為擬加固土體重量的15%。水泥攪拌樁固化劑建議采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥。
樁徑:根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)法規(guī)》JGJ79-2002以及成樁施工機(jī)械等因素確定,工程水泥攪拌樁直徑采用500mm為宜。
樁長(zhǎng):同樣根據(jù)《法規(guī)》,水泥攪拌樁的長(zhǎng)度宜穿透軟弱土層道道承載力相對(duì)較高的土層。工程水泥攪拌樁有效樁長(zhǎng)不小于9m,樁體必須進(jìn)入第5層粉細(xì)沙層,不得少于0.5m。
加固范圍:根據(jù)《法規(guī)》,水泥攪拌樁可只在基礎(chǔ)平面范圍內(nèi)布樁。工程基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),水泥攪拌樁在條形基礎(chǔ)寬度范圍內(nèi)布樁。
褥墊層:根據(jù)《法規(guī)》,水泥攪拌樁復(fù)合地基應(yīng)用在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置褥墊層。褥墊層厚度取300mm,其材料選用中粗砂。
樁土承載力:樁身材料強(qiáng)度確定的單樁承載力應(yīng)大于或等于由樁土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力。一般單樁承載力應(yīng)大于或等于80KN,復(fù)合地基承載力應(yīng)大于或等于150KN.
樁的布置形式:根據(jù)需要用小木樁定好制樁點(diǎn)。
2水泥攪拌樁在地基基礎(chǔ)處理中的施工流程
2.1施工場(chǎng)地的選擇和平整
水泥攪拌樁技術(shù)主要適合處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土,素填土、泥性土,泥炭土,有機(jī)質(zhì)土和含水較高地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kpa的粘性土、粉土等軟土地基。
2.2對(duì)攪拌機(jī)械在施工前的檢驗(yàn)
水泥攪拌機(jī)施工機(jī)械在所有鉆機(jī)開機(jī)之前應(yīng)由監(jiān)理工程師和項(xiàng)目經(jīng)理部組織檢查驗(yàn)收合格后方可開鉆,特別注意水泥攪拌樁管道是否有堵塞現(xiàn)象;水泥攪拌機(jī)施工機(jī)械必須保持好良好的穩(wěn)定性能;檢查水泥攪拌機(jī)施工前配電腦記錄儀器和打印設(shè)備是否安裝就序,以免不能隨時(shí)了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度,從而引起地基質(zhì)量不合要求。
2.3試樁
根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,在現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行軟基處理的范圍內(nèi),在地表,中間和樁底位置各取出若干土質(zhì),進(jìn)行比較。選取土質(zhì)最差材料用作施工配合材料,一般選取3-5組用作配合比的試驗(yàn),在配合比試驗(yàn)時(shí)用各種土質(zhì)與幾種分量的水泥制成水泥、土混合料,制作成圓柱型試件后進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。
選用的水泥要經(jīng)過檢驗(yàn)合格才可使用,水泥用P032.5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥為好,嚴(yán)禁使用礦渣水泥或火山灰水泥,水灰比宜采用0.45~0.50,另可加少量的石膏粉和減水劑,用量分別為水泥用量0.5%~1%為合適,以保證攪拌樁的質(zhì)量。在施工比配合完成后進(jìn)行工藝性試樁,工藝性試樁可以采用二噴四攪的攪拌施工工藝,即第一次正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后打開高壓注漿泵,接著反循環(huán)提鉆井噴水泥漿液,直至提升到工作基準(zhǔn)面以下0.5米,第二次重復(fù)攪拌下鉆井噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度,最后反循環(huán)提鉆至地表面。復(fù)攪的目的是使水泥漿和土體充分?jǐn)嚢杈鶆?。?/p>
2.4制漿打樁
用小木樁定好制樁點(diǎn),調(diào)平鉆機(jī),保持鉆桿垂直度小于或等于1%。啟動(dòng)攪拌鉆機(jī),控制好鉆進(jìn)速度,鉆進(jìn)速度不應(yīng)大于1.2m/min;穿越粘土層時(shí),鉆進(jìn)速度不應(yīng)大于0.8m/min,在鉆進(jìn)50m后,開動(dòng)空壓機(jī)噴壓縮空氣,以防止鉆進(jìn)時(shí)堵塞噴漿口,同時(shí)可以借助壓縮空氣減少負(fù)載扭矩,使鉆進(jìn)順利。制漿時(shí),應(yīng)按每根樁的需要,一次配足漿液,以保證每根樁的摻合比的穩(wěn)定性和漿量充足,每根樁的正常成樁時(shí)間不應(yīng)少于40min.噴漿壓力不小于0.5mpa。
3在水泥攪拌樁施工過程中的注意事項(xiàng)
(1)派專人負(fù)責(zé)水泥攪拌樁的施工,對(duì)水泥攪拌樁實(shí)施全程監(jiān)控。
(2)相關(guān)負(fù)責(zé)人重點(diǎn)檢查水泥用量、水泥攪拌機(jī)壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象,注意噴漿攪拌時(shí)間以及復(fù)攪次數(shù)是否正常。
(3)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)間,每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè),不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。
(4)施工過程中如果發(fā)現(xiàn)噴漿量不足,應(yīng)按照監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪。復(fù)噴的漿量不小于設(shè)計(jì)用量。
(5)現(xiàn)場(chǎng)施工處應(yīng)配備施工記錄人員,對(duì)施工樁日期,天氣、噴漿深度、停漿標(biāo)高、鉆機(jī)轉(zhuǎn)速,漿液流量、復(fù)攪深度等進(jìn)行詳細(xì)記錄。
4水泥攪拌樁在地基基礎(chǔ)處理中的質(zhì)量檢測(cè)
(1)施工完成后3d內(nèi)的N10輕便觸探試驗(yàn),主要是目的是檢驗(yàn)水泥攪拌樁樁身水泥漿液的分布均勻性,輕便觸探深度一般不大于4m,檢測(cè)頻率為施工總樁數(shù)的1%,且不少于三根。
(2)施工完成28d后進(jìn)行的水泥攪拌樁承載力(靜載)試驗(yàn),可采用復(fù)合地基承載力試驗(yàn)和單樁承載力試驗(yàn)。主要目的是檢驗(yàn)水泥攪拌樁完成后地基的承載力是否得到提高,檢驗(yàn)樁身否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%~1.0%。且每項(xiàng)單體工程不應(yīng)少于3根。
(3)經(jīng)輕便觸探和靜載試驗(yàn)后對(duì)樁身質(zhì)量有懷疑時(shí),在成樁28d后,用抽芯機(jī)對(duì)樁體進(jìn)行抽取芯楊,主要目的是檢驗(yàn)樁身的強(qiáng)度、完整性樁土攪拌均勻度及樁身長(zhǎng)度。檢驗(yàn)樁身強(qiáng)度是要求抽取芯樣送檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行28d和90d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的0.5%,且不少于3根。
對(duì)于深層攪拌法施工的水泥攪拌樁現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè),除了根據(jù)國(guó)家規(guī)范JGJ790-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行輕型動(dòng)力觸探,鉆孔取芯,吊樁載荷試驗(yàn),還可以建立現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度與樁內(nèi)混合強(qiáng)度的數(shù)據(jù)庫,改進(jìn)檢測(cè)方法。例如,發(fā)明專利:基于混合均勻度的深層攪拌混合土的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法。
隨著我國(guó)高速公路飛速發(fā)展,一、二級(jí)公路的擴(kuò)建,基礎(chǔ)設(shè)施的不斷新增和改進(jìn),村、鄉(xiāng)公路迫在眉睫;隨著城區(qū)的交通道路網(wǎng)不斷擴(kuò)大和完善,城市道路網(wǎng)絡(luò)逐漸輻射到了城市周邊以前是耕地、魚塘隨和淤泥等地區(qū)。這些工程的地基處理都需要用水泥攪拌樁技術(shù)對(duì)泥土進(jìn)行加固。水泥攪拌樁以其獨(dú)在工程應(yīng)用時(shí)采取特殊機(jī)械將水泥粉或水泥漿噴入軟土中,并進(jìn)行強(qiáng)制攪拌而形成復(fù)合地基或擋水結(jié)構(gòu),在高速公路軟土地基處理、高層建筑坑支護(hù)、污染場(chǎng)地隔離等工程中得到了廣泛應(yīng)用。目前該技術(shù)還廣泛地運(yùn)用于我國(guó)鐵路、公路、市政工程、港口碼頭和工業(yè)與民用建筑等行業(yè)的軟基處理加固工程。水泥攪拌樁技術(shù)將在實(shí)踐運(yùn)用與科學(xué)研究中發(fā)揮越來越重大的作用。
關(guān)鍵詞:地下室;防水;技術(shù);處理;設(shè)計(jì)
1做好地下室防水設(shè)計(jì)
(1)進(jìn)行防水設(shè)計(jì)應(yīng)明確建筑地下室防水工程的目的:確保地下水和滯留水不滲入室內(nèi),給予室內(nèi)正常的生產(chǎn)、工作、生活和儲(chǔ)藏環(huán)境。防水層保護(hù)好地下結(jié)構(gòu),不能讓地下水浸泡鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一旦結(jié)構(gòu)滲水,會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕、斷截面減小、膨脹,混凝土裂縫增大、抗壓強(qiáng)度減弱,建筑基礎(chǔ)受損,建筑壽命降低,最終危及安全。(2)地下室防水設(shè)計(jì)必須遵循“防、排、截、堵相結(jié)合,剛?cè)嵯酀?jì),因地制宜、綜合治理”的原則,努力達(dá)到防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理的目的。在設(shè)計(jì)前應(yīng)充分掌握地下工程所在地及其附近地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律和狀況(近期和遠(yuǎn)期),確定設(shè)計(jì)最高地下水位標(biāo)高,同時(shí)結(jié)合地質(zhì)、地形、地下工程結(jié)構(gòu)、防水材料供應(yīng)及當(dāng)?shù)厥┕l件等全面研究地下工程防水方案。地下鋼筋混凝土外墻、底板均應(yīng)采用抗?jié)B混凝土,抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)防水混凝土的設(shè)計(jì)壁厚和地下水的最大水頭比值。(3)獨(dú)立式全地下室工程應(yīng)做全封閉,附建式全地下室或半地下室防水設(shè)置,則應(yīng)高出室外地平標(biāo)高至±0.000m以上,卷材防水和涂膜防水層可在室外平坦處改用防水漿完成設(shè)防高度。(4)地下室最高水位高于地下室地面時(shí),地下室設(shè)計(jì)應(yīng)考慮整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),保證防水效果;在特殊要求下可采用架空地面和夾壁墻。(5)地下室外防水層宜采用軟保護(hù)層,如聚苯板或聚乙烯板等。
2質(zhì)量保證措施
(1)聚氯酯防水涂料保證質(zhì)量的關(guān)鍵是:配合比正確,攪拌充分,根據(jù)氣候條件隨拌隨用;薄涂多刷,確保厚度,涂刷均勻,養(yǎng)護(hù)充分。(2)嚴(yán)把材料關(guān),防水材料的資料(包括產(chǎn)品合格證、防水材料準(zhǔn)用證及防偽標(biāo)志等)要齊全,材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抽樣復(fù)檢。(3)嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工,施工前對(duì)全體操作人員進(jìn)行技術(shù)交底,精心進(jìn)行施工。(4)基層要滿足防水施工要求,經(jīng)有關(guān)人員驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行防水涂料施工。(5)在澆注混凝土保護(hù)層過程中,不慎損壞的防水層要及時(shí)修補(bǔ)。
3地下室防水技術(shù)處理中若干問題
(1)混凝土的泌水處理。大體積大流動(dòng)性混凝土在澆筑和振搗中,上涌的泌水和浮漿會(huì)跟著混凝土坡面流到坑底,并隨混凝土向前推進(jìn)。在支模時(shí),應(yīng)在混凝土澆筑前進(jìn)方向二側(cè)模底部留孔排出泌水和浮漿。當(dāng)混凝土坡腳接近盡端模板時(shí),要立即改變混凝土澆筑方向,由盡端往回澆,另外加強(qiáng)二側(cè)混凝土的澆筑,使最后混凝土的澆筑形成四面會(huì)合,這樣泌水和浮漿可以集中排除。(2)混凝土的表面處理。大體積泵送混凝土,排除泌水和浮漿后,表面仍有較厚的水泥漿,在澆完4~5h后,要用長(zhǎng)括尺括平,在初凝前用滾筒來回碾壓數(shù)遍,待接近終凝前,用木蟹再打磨一遍,使收水裂縫閉合。(3)混凝土養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土的內(nèi)外溫差大,必須做好養(yǎng)護(hù)工作。本工程澆筑時(shí)氣溫高達(dá)35。,只進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。采用澆水養(yǎng)護(hù)并覆蓋塑料薄膜,防止混凝土水份蒸發(fā)和表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。4施工安全注意事項(xiàng)
(1)施工用的材料必須用密封的容器包裝,存放材料的庫房和施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)通風(fēng)良好。(2)存料、配料和施工現(xiàn)場(chǎng)必須嚴(yán)禁煙火。(3)每次施工用完的機(jī)具要及時(shí)用有機(jī)溶劑清洗干凈。(4)材料庫房及施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備消防器材。
5工程實(shí)例分析
某通訊大廈地下室兩層,東西長(zhǎng)74.8m,南北寬34.61m,主樓基礎(chǔ)底板厚900mm,反梁高1300mm,寬900mm。地下室底板抗?jié)B等級(jí)C30/S8,其擋土墻及分隔墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,剪力墻為C60,柱為C60,梁板為C30。混凝土為補(bǔ)償收縮混凝土,其中有C30/S8和C60/S8,加強(qiáng)帶C35/S8,底板混凝土澆筑宜在50h內(nèi)完成。一級(jí)防水等級(jí),防水混凝土抗?jié)B等級(jí)為S8,防水達(dá)到不滲水,圍護(hù)結(jié)構(gòu)無明顯濕漬標(biāo)準(zhǔn)。
(1)混凝土墻加強(qiáng)帶設(shè)置:南北外墻在底板加強(qiáng)帶對(duì)應(yīng)位置設(shè)豎向加強(qiáng)帶,帶寬2000mm,筋長(zhǎng)4000mm,增加水平溫度筋13%。
(2)外墻水平施工縫處理采用階梯縫加粘BW止水條。鋼筋保護(hù)層采用砂漿墊塊,板上皮鋼筋采用鋼筋馬凳,間距1.5m~1.8m,支腿上應(yīng)纏繞BW止水條,外墻上預(yù)留的套管、穿膛螺絲等均要焊止水板。
(3)底板用24磚墻模便于鋪設(shè)卷材防水。支模一次性支到地梁上皮,外墻到1400高,混凝土一次澆筑。(4)模板采用15厚多層板,用100×50木方和腳手架管作楞。模板按縫寬大于0.5mm用海綿條嵌實(shí),采用寬膠帶封縫處理。模板要確保不漏漿、不變形、不失穩(wěn),做到易加固、易拆除。
關(guān)鍵詞:生活污水;濕地處理;工藝流程
一、概述
盤錦鼎翔集團(tuán)現(xiàn)有常住人口1.2萬人,平均日排放污水1萬m3,多年來一直采取自然排放的方法,進(jìn)入雙臺(tái)子河流域,對(duì)流域水質(zhì)、周邊地區(qū)及空氣環(huán)境質(zhì)量造成了很大的污染。同時(shí),現(xiàn)有的排水系統(tǒng)淤積滲漏嚴(yán)重,區(qū)外采用明渠排放,給人民生活環(huán)境造成不良影響。
建設(shè)鼎翔集團(tuán)人工濕地污水處理可使境內(nèi)水系的水質(zhì)得到極大的改善,逐步緩解和消除對(duì)環(huán)境的污染,保護(hù)本地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)與城市生態(tài)建設(shè)緊密結(jié)合,增加城市水面、綠地面積與景觀用水量,對(duì)于改善盤錦市生態(tài)環(huán)境,營(yíng)造親水文化氛圍,提高盤錦市整體形象具有十分重要意義。
二、處理規(guī)模
盤錦市鼎翔集團(tuán)污水處理規(guī)模為:10000m3/d,小時(shí)流量按500m3/h設(shè)計(jì)。
三、設(shè)計(jì)水質(zhì)
3.1原水水質(zhì)
根據(jù)盤錦市環(huán)境監(jiān)測(cè)站的分析,污水水質(zhì)為:COD110-138mg/l,BOD536-50mg/l,SS50-80mg/l,NH3-N18-24mg/l,TP1.5mg/l,pH8.05。
3.2出水水質(zhì)
根據(jù)盤錦市總體規(guī)劃,出水水質(zhì)達(dá)到遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB21/1627/2008)中Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn),COD50mg/l,BOD530mg/l,SS70mg/l,NH3-N5mg/l,TP0.5mg/l,pH6-9。
四、生活污水濕地處理技術(shù)工藝
4.1概述
污水的人工濕地處理是近年來發(fā)展起來的一種新型的污水處理技術(shù),是一種人工建造和監(jiān)督控制的與沼澤類似的地面,它的基質(zhì)通常是碎石,植物生長(zhǎng)于碎石床介質(zhì)中。這種濕地系統(tǒng)是在一定長(zhǎng)寬比及底面有坡度的洼地中,由填料、土壤和種植在表面具有處理性能好、成活率高、抗水性能強(qiáng)、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物(如蘆葦)形成一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng),污水在系統(tǒng)中流動(dòng),通過填料、土壤、植物和微生物等的共同作用,對(duì)污水進(jìn)行凈化處理,因此人工濕地在處理污水中具有高效率、低投資、低費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)、處理效果好、維修費(fèi)用低的特點(diǎn)。
4.2工藝流程
4.3工藝流程及工藝參數(shù)簡(jiǎn)述
管網(wǎng)收集到的生活污水首先經(jīng)過格柵進(jìn)入集水池,然后由污水提升泵將污水提升到曝氣生物濾池。經(jīng)過曝氣生物濾池處理后,出水COD≤96mg/l,BOD5≤40mg/l,SS≤56mg/l,NH3-N≤19mg/l,TP≤1.2mg/l。
污水經(jīng)過曝氣生物濾池處理后進(jìn)入沉淀池,沉淀池出來的污水進(jìn)入潛流人工蘆葦濕地處理系統(tǒng)。
該工程構(gòu)筑潛流濕地3.3hm2,設(shè)計(jì)負(fù)荷0.3m/d的潛流濕地,采用水平潛流運(yùn)行模式,底部鋪設(shè)防滲膜,床體中下層、第二層、第三層及第四層均鋪碎石,上層鋪熟土,表面種植蘆葦。潛流人工蘆葦濕地處理系統(tǒng)處理結(jié)果:出水COD≤50mg/l,BOD5≤30mg/l,SS≤10mg/l,NH3-N≤5mg/l,TP≤0.5mg/l。
為提高水資源利用率,將經(jīng)過潛流濕地處理的污水,經(jīng)過二級(jí)泵站(Q=400m3/h,H=10m,N=22kW)提升至景觀濕地-國(guó)壩南側(cè)的蘆葦濕地進(jìn)行深度處理。蘆葦濕地出水直接排入人工湖,經(jīng)處理后的污水排入遼河。最終出水:COD≤50mg/l,BOD5≤10mg/l,SS≤10mg/l,NH3-N≤5mg/l,TP≤0.5mg/l。
五、結(jié)束語
為使環(huán)境保護(hù)的步伐能夠與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步,興建盤錦鼎翔集團(tuán)污水處理廠,徹底消除污水對(duì)河流水域的污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人民的身體健康,同時(shí),將處理后的污水回用于景觀濕地建設(shè),提高了水資源的利用率,它將產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【關(guān)鍵詞】高速公路拓寬工程;預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;施工工藝;質(zhì)量控制
1 預(yù)應(yīng)力管樁概述
預(yù)制混凝土樁基工程與一般基礎(chǔ)工程相比,具有樁材質(zhì)量好、施工快、對(duì)工程地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、場(chǎng)地文明等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各類建筑物和構(gòu)造物的基礎(chǔ)工程上;預(yù)應(yīng)力管樁主要以承載力和沉降控制為主。由于預(yù)應(yīng)力管樁造價(jià)較一般的水泥土樁要高,同時(shí)樁身強(qiáng)度大,承載力高;預(yù)應(yīng)力管樁樁徑變化靈活,對(duì)于軟土地基常有砂層夾雜的情況,預(yù)應(yīng)力管樁樁徑選擇不宜過小,防止當(dāng)處理深度較大時(shí)出現(xiàn)樁體受彎斷裂的現(xiàn)象;管樁施工工藝一般為振動(dòng)法和靜壓法,對(duì)于擴(kuò)建工程施工宜采用靜壓法施工;對(duì)本項(xiàng)目部分軟基處理較深(15~24m)的情況,預(yù)應(yīng)力管樁不失為一個(gè)較好的選擇。
2 工程概況
佛開高速公路于1996年12月正式建成通車,是同三國(guó)道主干線中的重要組成部分。經(jīng)過多年的營(yíng)運(yùn),服務(wù)己接近飽和,目前正在實(shí)施拓寬擴(kuò)建,見圖1。佛開高速公路擴(kuò)建范圍謝邊(K0+138)~三堡(K46+600),路線長(zhǎng)46.462km,按八車道標(biāo)準(zhǔn)沿現(xiàn)有高速公路兩側(cè)或單側(cè)加寬。由于軟基路段長(zhǎng)約16km,軟基深厚,軟土性質(zhì)差,因此軟基處理是工程的控制性因素。
佛開高速公路部分舊路堤為吹填砂路堤,從路肩鉆孔觀察,原填砂為細(xì)砂~中粗砂組成,松散狀,較為潮濕。針對(duì)佛開高速公路擴(kuò)建謝邊(K0+138)~三堡(K46+600)段改建工程的路基特點(diǎn),采用什么方法對(duì)新建軟弱路基進(jìn)行處理,是本文需解決的問題。
3 管樁地基承載力設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 承載力計(jì)算
PHC樁復(fù)合地基承載力特征值,應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定,初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按下式估算:
(1)
式中:――復(fù)合地基承載力特征值,kPa;
――面積置換率;
――單樁豎向承載力特征值,kN;
――樁的截面積,m2;
――樁間土承載力折減系數(shù),宜按地區(qū)取值,如無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.75~0.95,天然地基承載力較高時(shí)取大值;
――處理后樁間土承載了特征值,kPa,宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值,如無經(jīng)驗(yàn)時(shí),可取天然地基承載力特征值。
3.2 管樁復(fù)合地基沉降量計(jì)算
在各類實(shí)用計(jì)算方法中通常把復(fù)合地基沉降量分為部分圖2所示圖中h為復(fù)合地基加固區(qū)厚度,z為荷載作用下地基壓縮層厚度。復(fù)合地基加固區(qū)的壓縮量記為s1,地基壓縮層厚度內(nèi)加固區(qū)下臥層厚度為(z-h),其壓縮量記為s2。于是在荷載作用下復(fù)合地基的總沉降為兩部分之和。
至今提出的復(fù)合地基沉降實(shí)用計(jì)算方法中,對(duì)下臥層壓縮量s2,大多采用分層總和法計(jì)算,而對(duì)加固區(qū)范圍內(nèi)土層的壓縮量s1則針對(duì)各類復(fù)合地基的特點(diǎn),采用一種或幾種計(jì)算方法計(jì)算。加固區(qū)土層壓縮量s1的計(jì)算方法主要有復(fù)合模量法和應(yīng)力修正法;下臥層土層壓縮量s2的計(jì)算方法主要有壓力擴(kuò)散法和等效實(shí)體法。
3.3 工程分析
結(jié)合本工程,管樁主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下:管樁型號(hào)C80-PHC-A400,先張法薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。托(蓋)板混凝土強(qiáng)度C25;褥墊層材料為碎石墊層,厚0.6m,褥墊層中鋪2層TGSG20-20雙向拉伸土工格柵。管樁單樁設(shè)計(jì)承載力300kN,各施工段大規(guī)模施工前,宜進(jìn)行試樁及承載力試驗(yàn),以確定具體工藝和參數(shù)。管樁施工工藝一般為振動(dòng)法和靜壓法,對(duì)于擴(kuò)建工程施工宜采用靜壓法施工。
下面對(duì)佛開高速公路管樁復(fù)合地基處理段進(jìn)行計(jì)算。工程地基參數(shù)采用K40+600斷面,具體見表1。該段原設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力管樁間距為3.0m,按正方角形布置,樁外徑40cm,樁長(zhǎng)16m,樁身模量36GPa,承臺(tái)面積1.2m×1.2m=1.44m2。碎石褥墊層厚60cm,墊層模量55MPa。填土高度4.68m。
4 施工質(zhì)量控制
4.1 樁長(zhǎng)控制及檢查
根據(jù)地質(zhì)資料的樁長(zhǎng)對(duì)每個(gè)樁進(jìn)行配樁,同時(shí)在每個(gè)樁的施工前,對(duì)第一條樁適當(dāng)?shù)嘏溟L(zhǎng)些,以便掌握該地方的地質(zhì)情況,其它的樁可以根據(jù)該樁的入土深度或加或減,使能合理地使用材料,節(jié)約管樁。PHC樁屬地下隱蔽工程,保證每根樁都達(dá)到設(shè)計(jì)深度。在PHC樁壓入前,檢查其長(zhǎng)度規(guī)格和長(zhǎng)度組合是否滿足設(shè)計(jì)文件要求,可以在PHC樁的端部用紅色油漆做出長(zhǎng)度和樁位標(biāo)記。壓樁按“從內(nèi)側(cè)向外側(cè)、先長(zhǎng)樁后短樁”的順序施工,在壓后一排樁之前要檢查前一排樁的偏位情況。壓樁結(jié)束后,通過錘球法來檢查樁的打入深度,并記錄每個(gè)樁位的實(shí)測(cè)深度。
4.2 樁身垂直度控制及檢查
壓樁過程中,樁身必須始終保持垂直。施工時(shí)應(yīng)在距樁機(jī)約20m處,成90度方向設(shè)置經(jīng)緯儀各1臺(tái),檢查樁身垂直度并記錄。
4.3 施工過程控制及檢查
PHC樁起吊時(shí),現(xiàn)場(chǎng)檢查堆放場(chǎng)地、起吊方法,防止樁斷裂或環(huán)裂。施工過程中,施工人員檢查和記錄靜壓機(jī)壓力表讀數(shù)、壓樁速度,若出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)停止并報(bào)告監(jiān)理。接樁、焊接時(shí),應(yīng)檢查樁身垂直度、焊縫質(zhì)量。送樁時(shí)應(yīng)檢查送樁深度,并復(fù)核樁頭標(biāo)高是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4.4 壓樁標(biāo)準(zhǔn)
在施工前,先詳細(xì)的研究地質(zhì)資料,選擇有代表性的三個(gè)樁位,進(jìn)行試樁,第一條連續(xù)壓到設(shè)計(jì)極限單樁承壓力,第二、第三條只壓到設(shè)計(jì)值的60%左右,(每入±lm讀取壓力值),停機(jī)30~60分鐘后復(fù)壓,記錄復(fù)壓值(噸位)。等待7~15天后進(jìn)行靜壓試驗(yàn),由建設(shè)、設(shè)計(jì)、勘察、監(jiān)理單位人員參加,合格后設(shè)計(jì)部門即可制定本工程的終壓條件。
4.5 終止壓樁的標(biāo)準(zhǔn)
一般情況下,對(duì)于摩擦樁以達(dá)到持力層(管樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高)作為管樁終壓的標(biāo)準(zhǔn)。但當(dāng)靜壓力顯著增加時(shí)要注意提前終止,其標(biāo)準(zhǔn)定為:對(duì)于本工程中的PHC400A管樁,設(shè)計(jì)要求的承載力特征值為70t,靜壓力≥168t時(shí)可終壓。
5 結(jié)束語
通過該工程的設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐,掌握了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在高速公路拓寬中的施工技術(shù)和控制措施。雖然預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基在工程中己經(jīng)被廣泛的應(yīng)用,但理論研究還很不成熟。由于時(shí)間和能力限制,本文只是對(duì)其進(jìn)行了初步的研究和探討,在很多方面需要改進(jìn)和進(jìn)一步提高。
參考文獻(xiàn):
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[2]柴振超.高速公路改擴(kuò)建工程軟土地基處治技術(shù)研究.華南理工大學(xué)工程碩士論文,2009年
【關(guān)鍵詞】水利工程,軟地基,施工技術(shù),綜述
中圖分類號(hào):TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.前言
水利施工質(zhì)量將直接關(guān)系到所有居民是切身利益,而整個(gè)水利質(zhì)量管理過程中,地基的質(zhì)量控制對(duì)整個(gè)水利的質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的影響。在水利施工過程中,經(jīng)常會(huì)遇到軟地基,也就是那些在承載力方面比較差的、需要在水利工藝方面進(jìn)行特殊處理的、比較松軟的地基。這樣的地基是在進(jìn)行水利設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)該特別注意的,施工過程中一定要進(jìn)行技術(shù)方面的處理才能確保水利的安全。在水利工程的施工過程中,在地基工程的處理方面,一定要特別細(xì)心,因?yàn)榈鼗鶎⒂绊懙秸麄€(gè)水利工程的質(zhì)量,不管是哪種結(jié)構(gòu)的水利建筑物,其全部承重負(fù)荷都將由地基來承載。最容易因?yàn)榈鼗矫娉霈F(xiàn)水利安全問題的是軟地基,一旦軟地基沒有采取一定的措施進(jìn)行處理, 就會(huì)出現(xiàn)水利設(shè)施倒塌、傾斜等質(zhì)量問題,因而,加強(qiáng)對(duì)軟地基的施工技術(shù)探討,有著十分重要的意義。
二.水利工程中軟土地基的施工技術(shù)
1. 砂墊層和砂石墊層換填
在進(jìn)行軟地基施工過程中,由于軟土地基是非常不穩(wěn)固的一種地基,這給我們的水利工作帶來了極大的難度,因此,我們可以采用鋪設(shè)砂礫層的方式來避免這一過程,鋪設(shè)完成后再夯實(shí),就可以做到穩(wěn)固作用。
采用這種施工技術(shù)的好處是既可以滿足承載方面的要求,也可以優(yōu)化地基表層的排水效果,不至于積水,使地基進(jìn)一步軟化。我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)方案選取顆粒比較大的沙礫石,必要時(shí)可以摻入鵝卵石,可以依據(jù)施工地點(diǎn)的具體情況而定。當(dāng)選用的沙礫石確定以后,就要對(duì)地基的溝槽進(jìn)行處理,如果溝槽中有積水,應(yīng)該采取必要的排水措施,然后再將事先配好的沙礫石填入。填入時(shí),要逐層進(jìn)行夯實(shí),控制好填充料中的含水量,一般控制在10%到20%之間。
2.深層石灰攪拌樁的施工
深層次的石灰攪拌樁的施工是整個(gè)水利軟地基施工過程中的中重要的環(huán)節(jié)。在水利施工中有一樣不可缺少的材料就是石灰,因而在軟土地基的施工中,就更該注意石灰的利用,并且要極其注重石灰攪拌樁的施工問題。在軟地基中,針對(duì)于粘度較高的軟粘土,可以采用深層石灰攪拌樁,實(shí)際上就是根據(jù)土壤的特性,強(qiáng)行將地基土和石灰按照一定的比例進(jìn)行攪拌,讓他們進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),這樣處理以后,就會(huì)使地基達(dá)到設(shè)計(jì)中要求的承載力和耐壓強(qiáng)度。在特殊的地基土條件下,這樣處理的效果甚至要比水泥好得多。
(一)嚴(yán)格控制石灰原料的質(zhì)量
我們所用的石灰是要經(jīng)過處理的, 并且石灰的成分方面也有特殊的要求。石灰要磨碎到最大顆粒小于2 mm,氧化鈣、氧化鎂含量分別達(dá)到80%和8.5%以上。石灰中不能有太多的雜質(zhì),液性指標(biāo)控制在70%左右。
(二)加強(qiáng)對(duì)軟土地基的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)的控制
在進(jìn)行水利工程施工過程中,首先應(yīng)當(dāng)對(duì)地面進(jìn)行處理, 使表層地基有一定的硬度和承載力, 確保機(jī)械的進(jìn)入和移動(dòng), 配備合格的粉塵發(fā)射器、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備,并認(rèn)真檢查,是否符合施工要求。尤其是要取地基土進(jìn)行化驗(yàn),根據(jù)地表土的物理和化學(xué)特性,確定石灰的配比,并設(shè)計(jì)確定樁長(zhǎng)度、密度和粗細(xì)等。施工過程中的技術(shù)要點(diǎn),施工過程中,應(yīng)該控制好風(fēng)力的大小,注意不要讓石灰粉塵過多散失,樁基的排列上也要按照一定的模式。最常見的兩種排列是等邊三角形和正方形,因?yàn)閺牧W(xué)角度來講這樣的排列是最佳的。
3.深層水泥攪拌樁的施工技術(shù)
在水利施工過程中為了加固水利設(shè)施,水泥的利用是必不可少的,也是極為重要的,尤其是在軟土地基的施工過程中,就更該注意水泥的利用,并且要加深其深度。深層水泥攪拌樁主要使用于非常松軟的淤積土質(zhì)和粉塵土質(zhì)等的地基,在水利施工過程中出現(xiàn)這樣的地質(zhì)狀況時(shí),我們應(yīng)該運(yùn)用深層鉆探灌注水泥的辦法來進(jìn)行處理。
首先,精心籌劃,做好施工前的準(zhǔn)備工作。施工前的準(zhǔn)備工作是非常重要的,主要應(yīng)該做好施工地點(diǎn)的平整工作,以保障機(jī)械的進(jìn)入和正常施工。如果施工地點(diǎn)有障礙物,應(yīng)該及時(shí)清除;如果施工地點(diǎn)是一片洼地,應(yīng)該用合適的土質(zhì)進(jìn)行回填,一般采用粘土,直至場(chǎng)地平整均勻。其次是要采購(gòu)合適的水泥,我們一般采用的是42.5 級(jí)的硅酸鹽水泥。再次就是要檢查施工過程中所用的機(jī)械,是否性能良好,是否能夠確保順利施工,應(yīng)該指派專業(yè)的人員進(jìn)行檢修。
其次,及時(shí)試樁,獲取必要的參數(shù)。我們?cè)谑┕ひ郧?,一定要進(jìn)行試樁,其主要目的是了解施工地點(diǎn)的具體地質(zhì)情況,獲取施工過程中用以參考的必要參數(shù)。我們?cè)谠嚇妒┕さ倪^程中,可以了解到泵送速度、時(shí)間以及水泥的配比、攪拌的程度等方面具體的數(shù)據(jù),可以為接下來的施工提供必要的依據(jù)。
再次,做好深層水泥攪拌樁的施工工藝控制。筆者結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(一)檢驗(yàn)堵塞:
在水泥攪拌樁開鉆前期,施工人員需要對(duì)整個(gè)管道用水清洗.檢查管道中有無堵塞現(xiàn)象,待確定水排盡后繼續(xù)下鉆。
(二)懸掛吊錘
為了使水泥攪拌樁樁體的垂直度能夠達(dá)到施工的要求,可將吊錘懸掛在主機(jī)上,按照吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等這一原則實(shí)施控制。
(三)質(zhì)量檢查
這主要是針對(duì)成型的攪拌樁而言,質(zhì)量檢查的主要方面是水泥用量、水泥漿罐數(shù)、斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌上升時(shí)間、及復(fù)攪次數(shù)等等。
(四)攪拌配合比
水泥配置時(shí)要對(duì)相關(guān)參數(shù)有效計(jì)算, 按照水利材料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行, 具體為水灰比0.450.50、水泥摻量12%、每米摻灰量46-25kg、高效減水劑0.5%。
(五)二噴四攪:二噴四攪工藝在水泥攪拌樁的施工中常常被采用。第一次下鉆可帶漿下鉆,堵管噴漿量控制在總量的1/2以下,禁止帶水下鉆。保證在低檔操作下進(jìn)行下鉆和提鉆,復(fù)攪需要適當(dāng)提高~個(gè)檔位。正常成樁時(shí)間在40min左右.噴漿壓力0.4MPa。
最后,施工技術(shù)要點(diǎn)分析:整個(gè)施工工藝流程可以概括為:定、鉆、噴、提。定:就是放樣測(cè)量,定樁基的位置和鉆機(jī)的位置;鉆:就是用鉆機(jī)正循環(huán)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)的深度;噴:就是當(dāng)鉆進(jìn)到一定深度的時(shí)候開始向樁機(jī)高壓噴入事先攪拌好的水泥漿;提:就是在灌注水泥漿的時(shí)候,鉆機(jī)反循環(huán)退出。檢查堵塞、懸掛吊錘為了確保樁基的質(zhì)量,我們首先要檢查管道中有無堵塞現(xiàn)象,及時(shí)排放鉆探過程中的溢出物。為了確保整體達(dá)到施工設(shè)計(jì)方面垂直的要求,可以在主機(jī)上懸掛吊錘,依據(jù)吊錘的位置來判斷垂直度,進(jìn)而達(dá)到質(zhì)量控制的目的。水泥的配比及鉆進(jìn)時(shí)的技術(shù)要領(lǐng),水泥漿的配比為:水灰比例控制在0.5 左右,水泥的摻入量要達(dá)到12%以上,并添加0.5%左右的高效減水劑;鉆進(jìn)過程中我們采用常用的二噴四攪的方法,第一次下鉆時(shí)可以帶水下鉆,當(dāng)噴漿量達(dá)到一半時(shí),禁止帶水。噴漿壓力應(yīng)達(dá)到4個(gè)壓以上。
四.結(jié)語
總之,軟土地基在水利工程中是十分常見的且容易發(fā)生質(zhì)量問題的施工環(huán)節(jié),若在施工時(shí)遇到軟弱地基,需要及時(shí)采取相關(guān)的措施進(jìn)行處理解決,避免給水利造成破壞。 通過嚴(yán)格的技術(shù)要求及施工規(guī)定進(jìn)行操作,這樣才能保證較高的施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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[3]徐斌 王棟 淺談水利工程軟土地基施工技術(shù) [期刊論文] 《河南建材》 -2011年2期
[4]鄭建軍 金亮 談水利整體傾斜矯正技術(shù)--深井法 [期刊論文] 《工程建設(shè)與設(shè)計(jì)》 -2005年6期
[論文摘要]地基處理的研究一直是土木工程的一個(gè)熱點(diǎn),常用的軟弱地基處理方法分四大類,應(yīng)綜合考慮選擇合理經(jīng)濟(jì)的方法。
我國(guó)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)中規(guī)定,軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。它是指基本上未受過地形及地質(zhì)變動(dòng),未受過荷載及地震動(dòng)力等物理作用或土顆粒間的化學(xué)作用的軟粘土、有機(jī)質(zhì)土、飽和松砂和淤泥質(zhì)土等地層構(gòu)成的地基。
1.軟弱地基加固處理方法
軟弱地基的加固處理[1],按其原理和作法的不同,可分為以下四類:
1.1排水固結(jié)法
排水固結(jié)法又稱預(yù)壓法,其包括堆載預(yù)壓法、超載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、真空與堆載聯(lián)合作用法、降低地下水位法和電滲法等多種方法;通過在預(yù)壓荷載作用下使軟粘土地基土體中孔隙水排出,土體發(fā)生固結(jié) ,土中孔隙體積減小,土體強(qiáng)度提高,達(dá)到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。
1.2振密、擠密法
振密、擠密法有表層原位壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、振沖密實(shí)法、擠密密實(shí)法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法;采用一定措施,通過振動(dòng)和擠密使深層土密實(shí),使地基土孔隙比減小,強(qiáng)度提高。
1.3置換及拌入法
置換及拌入法有換填墊層法、振沖置換法、高壓噴射漿法、深層攪拌法、褥墊法等多種方法;采用砂、碎石等材料置換軟弱土地基中部分軟弱土體或在部分軟弱土地基中摻入水泥、石灰或砂漿等形成加固體,與未被加固部分的土體一起形成復(fù)合地基,從而達(dá)到提高地基承載力減少沉降量的目的。
1.4加筋法
加筋法有加筋土法、錨固法、樹根樁法、低強(qiáng)度砼樁復(fù)合地基法、鋼筋砼樁復(fù)合地基法等多種方法。通過在土層埋設(shè)強(qiáng)度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等達(dá)到提高地基承載力,減小沉降,維持建筑物穩(wěn)定。
以上方法的原理、適用范圍及工程實(shí)例可參考殷宗澤、龔曉南主編的《地基處理工程實(shí)例》[2]一書。
2.軟弱地基處理方法的選擇
在地基處理中,我們要遵循的原則是:技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量[3]。可根據(jù)以下條件進(jìn)行選擇:
2.1地質(zhì)條件
不同的方法適用于不同的地質(zhì)條件,可參看規(guī)范。
2.2設(shè)計(jì)施工條件
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮工期及用料情況:工期不宜安排得太緊;時(shí)間充分,施工時(shí)地基穩(wěn)定性好,遺留問題少。工程用料要求就地取材。施工時(shí)應(yīng)采用科學(xué)的管理方法。
2.3場(chǎng)地環(huán)境條件
要考慮施工時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的影響。如:新填土?xí)D壓原有道路、房屋,產(chǎn)生側(cè)向位移或附加沉降;用砂樁、砂井時(shí),施工有噪聲,靠近居民點(diǎn)會(huì)擾民;采用降低水位法時(shí),要考慮引起周圍地基的下沉和對(duì)周圍居民用水的影響故應(yīng)預(yù)先調(diào)查或做隔水墻,并考慮施工后注水復(fù)原的問題;采用填土堆載時(shí)要有大量的土料運(yùn)進(jìn)運(yùn)出工地,會(huì)影響交通和環(huán)境衛(wèi)生;打石灰樁、灌注藥物或采用電滲排水時(shí),會(huì)污染周圍地下水,應(yīng)慎重對(duì)待。
2.4結(jié)構(gòu)物條件
要考慮結(jié)構(gòu)物的等級(jí)、結(jié)構(gòu)體系、斷面形狀、位置、埋深、使用要求和建筑材料等因素對(duì)所選擇加固方法的影響,特別是有地下結(jié)構(gòu)物(地下室、涵洞、地鐵等),或者結(jié)構(gòu)物高低不同、沉降不均時(shí),應(yīng)當(dāng)特別注意。
3.地基處理技術(shù)的創(chuàng)新
近幾年來,世界各地因地制宜的發(fā)展了許多新的地基處理方法。
3.1。 添摻外加劑方面[4]
以前的地基處理方法大多從機(jī)械設(shè)備著手,從而建立某種工法,而從材料入手提高地基處理質(zhì)量和效果的較少。高性能土壤固化劑土壤混合后,特別是與高含水量和富含有機(jī)質(zhì)的淤泥發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),形成相互連接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而提高固化土的強(qiáng)度,減少地基變形。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明,用高性能土壤固化劑作地基處理特別是對(duì)軟弱地基的處理很有效,比普通水泥加固效果好的多,此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用已相當(dāng)普遍已有很成熟的研究機(jī)構(gòu)和公司,但在國(guó)內(nèi)尚屬起步階段。
3.2 綜合應(yīng)用水平方面
重視多種地基處理方法的綜合應(yīng)用可取得較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
真空預(yù)壓法與高壓噴射注漿法結(jié)合可使真空預(yù)壓應(yīng)用于水平滲透性較大的土層,而高壓噴射注漿法與灌漿相結(jié)合使糾偏加固技術(shù)提高到一個(gè)新的水平[5]。
單用動(dòng)力固結(jié)法(俗稱強(qiáng)夯法)處理飽和軟粘土地基時(shí)卻極易產(chǎn)生“橡皮土”現(xiàn)象,難以達(dá)到預(yù)期效果。為此,巖土工程界將強(qiáng)夯法和排水固結(jié)法結(jié)合起來,開創(chuàng)了“動(dòng)力排水固結(jié)法”這項(xiàng)新技術(shù)[6]。
3.3.可持續(xù)發(fā)展方面
我國(guó)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—2002已經(jīng)將粉煤灰正式列為換填墊層法可采用的一種墊層材料。
渣土樁又稱“孔內(nèi)深層夯擴(kuò)擠密樁”,是一種新型地基處理方法,其充分利用建筑垃圾,變廢為寶,施工現(xiàn)場(chǎng)干凈無污染。
地基處理技術(shù)還被用于防止有害物滲出液污染地下水以及防止其他已被污染區(qū)域地下水的流動(dòng)造成污染擴(kuò)散。近期出現(xiàn)的處理新技術(shù)是讓被污染的地下水通過含有將地下水中有害物變性、吸收及降解的鐵屑或碳顆粒的活性截水墻PRB使地下水得到凈化[7]。
4.結(jié)語
我國(guó)地基處理技術(shù)發(fā)展很快,但還有許多方面需進(jìn)一步研究:
(1)發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究。
(2)發(fā)展測(cè)試技術(shù)的研究
(3)促進(jìn)地基處理理論方面的進(jìn)一步發(fā)展。
(4)完善工法的質(zhì)量檢驗(yàn)手段。
(5)發(fā)展地基處理新技術(shù),提高地基處理技術(shù)的綜合應(yīng)用水平的研究。。
(6)要因地制宜合理選用處理方法。正確評(píng)價(jià)各種地基處理方法的適用性。
(7)研制新機(jī)械新材料,提高施工工藝,實(shí)現(xiàn)信息化施工的研究。
(8)深化施工管理體制改革,重視專業(yè)施工隊(duì)伍建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:飽和黃土;CFG樁復(fù)合地基;單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)
中圖分類號(hào):TU455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 工程背景
蘭州原油末站位于蘭州西固區(qū),擬建場(chǎng)地所處地貌單元為黃河Ⅱ級(jí)階地高飽和度黃土區(qū),場(chǎng)地穩(wěn)定性較差。因飽和黃土是低強(qiáng)度、高壓縮性、高靈敏度黃土,工程性質(zhì)較差;且大型儲(chǔ)罐地基要考慮承載力、變形和不均勻沉降等,因此本工程的地基采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理。
2 CFG樁復(fù)合地基的加固機(jī)理
CFG樁復(fù)合地基是由樁、樁間土、褥墊層和足夠剛度的基礎(chǔ)構(gòu)成,屬地基范疇。CFG樁和基礎(chǔ)之間設(shè)置了褥墊層,在垂直荷載作用下與樁基的受力狀態(tài)明顯不同。褥墊層通過適當(dāng)?shù)淖冃螌⑸喜炕A(chǔ)傳來的基底壓力以一定的比例分配給樁及樁間土,使二者共同受力;同時(shí)土體受到樁的擠密作用使承載力得到提高,而樁又由于周圍土的側(cè)應(yīng)力的增加而改善了受力性能,二者能夠共同承擔(dān)上部基礎(chǔ)傳來的荷載。
3 CFG樁復(fù)合地基承載力靜載荷試驗(yàn)
根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告,地處蘭州黃河Ⅱ級(jí)階地的飽和黃土承載力特征值為60kPa,屬于軟弱地基,需對(duì)地基進(jìn)行加固處理。據(jù)設(shè)計(jì)資料,油罐地基處理采用CFG樁復(fù)合地基,CFG樁采用正方形布置,樁徑420mm,樁距1.2m,樁底進(jìn)入卵石層不小于1.0m。
本文選取15x104m3浮頂油罐作為CFG樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū),現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備有JYC樁基靜載荷分析儀、油壓千斤頂、位移傳感器、壓力傳感器等。
圖1 復(fù)合地基載荷試驗(yàn)示意圖
3.1 CFG單樁靜載試驗(yàn)
在罐區(qū)進(jìn)行了5根CFG單樁載荷試驗(yàn)檢測(cè),現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用慢速維持荷載法,用電動(dòng)油泵千斤頂逐級(jí)加載,共分8級(jí)加載和4級(jí)卸載,每級(jí)加載量為100kN,卸載量為其2倍。由工字鋼梁和鋼管搭成堆載平臺(tái),堆載混凝土塊提供反力,最大堆載重量為 1300kN。
荷載通過壓力傳感器測(cè)量,測(cè)試儀自動(dòng)記錄,試樁沉降則通過對(duì)稱布置于剛性承壓板的4個(gè)位移傳感器測(cè)量,測(cè)試儀自動(dòng)記錄沉降,所有位移傳感器均用磁性表座固定于基準(zhǔn)梁上,基準(zhǔn)梁安裝在獨(dú)立的基準(zhǔn)樁上。
試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)缦拢鶕?jù)試驗(yàn)結(jié)果確定單樁承載力特征值。
表1 單樁靜載試驗(yàn)結(jié)果匯總表
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果,試樁區(qū)CFG單樁承載力特征值可按1400kPa取值。
3.2 CFG單樁復(fù)合地基載荷檢測(cè)試驗(yàn)
在罐區(qū)分四個(gè)區(qū)塊共進(jìn)行了54個(gè)CFG單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)檢現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),最大加載量的確定按復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)值的2倍即540kPa進(jìn)行(按150000m3儲(chǔ)油罐地基計(jì)算),分為8級(jí),每級(jí)加載量為100kN,第一級(jí)加載量為100kN。
單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)承壓板1.2m×1.2m,承載板底鋪設(shè)50mm級(jí)配碎石及中粗砂,試坑開挖至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。采用電動(dòng)油泵及油壓千斤頂加載、工字鋼及鋼管搭設(shè)堆載平臺(tái)、堆載混凝土塊提供反力,最大堆載重量1300kN。
數(shù)據(jù)采集方法同上。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。
表2 單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)結(jié)果匯總表
該試樁區(qū)共進(jìn)行3組單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn),試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)單樁復(fù)合地基承載力特征值275kPa。
4 油罐地基沉降計(jì)算
利用分層總和法計(jì)算未加固前天然地基沿半徑方向的最終沉降量?;A(chǔ)的最終沉降按式1、式2進(jìn)行計(jì)算。
(式1)
(式2)
式中,——天然土的壓縮模量;
——沿深度范圍內(nèi)天然土的平均附加應(yīng)力;
——樁長(zhǎng)范圍內(nèi)土的分層厚。
自重應(yīng)力分布曲線由天然地面起算基地壓力按式3由作用于基礎(chǔ)上的荷載計(jì)算,設(shè)計(jì)荷載包括:儲(chǔ)油罐自重、儲(chǔ)油罐充水重、環(huán)梁重,基地壓力。
(式3)
經(jīng)計(jì)算:處理前,,,
而經(jīng)CFG樁處理后,,,
根據(jù)計(jì)算結(jié)果未處理前地基沉降量相對(duì)較大。經(jīng)CFG樁處理后,復(fù)合地基的壓縮模量大大提高,沉降量只有未處理前地基沉降量的9%,可見經(jīng)CFG樁處理后,地基的沉降量大幅度減小,CFG樁對(duì)飽和黃土狀土的加固作用非常明顯。
結(jié)論
CFG樁處理高飽和度黃土超大型油罐地基,經(jīng)過試樁區(qū)試驗(yàn)和沉降計(jì)算,證明CFG樁復(fù)合地基能明顯減少黃土地基的沉降;并能大幅度提高地基承載力,該方法應(yīng)用于該地層是適宜的,今后在大、中型儲(chǔ)油罐建設(shè)中值得推廣應(yīng)用。
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【關(guān)鍵詞】市政道路;軟體地基;加固技術(shù)
1.軟土地基簡(jiǎn)介
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,市政道路的施工進(jìn)行的如火如荼,市政道路的施工質(zhì)量與人們的日常生活息息相關(guān),我國(guó)的幅員遼闊,地質(zhì)條件也較為復(fù)雜,尤其在內(nèi)地的湖河沉積地區(qū)以及沿海地區(qū)軟土地基的分布情況十分廣泛,在市政道路的施工過程中也常常會(huì)遇到軟土地基的問題,這種地基的含水比大、承載力差、壓縮比高,空隙比約為1.0,容易受到外界因素的干擾變大,難以滿足現(xiàn)階段市政道路施工的要求。為了保證市政道路的施工質(zhì)量,必須采用相關(guān)的方式加強(qiáng)軟土地基的穩(wěn)定性,防止沉降問題的發(fā)生。目前,我國(guó)國(guó)內(nèi)在處理市政道路軟地基的加固方面已經(jīng)取得了良好的成效,下面就針對(duì)軟土地基的加固技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的介紹。
2.市政道路軟土地基的處理原則
對(duì)于市政道路軟土地基的處理,首先要遵循經(jīng)濟(jì)性的原則,即在條件允許的范圍內(nèi),要優(yōu)先使用天然的材料進(jìn)行加固,如工業(yè)廢料、建筑垃圾等符合加固標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行加固,但是在材料的選擇中要避免選擇具有腐蝕性或者有機(jī)含量較高的垃圾,防止地基的加固難以達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn);其次,要遵循目的性的原則,即軟土地基的處理必須要達(dá)到減小下滲、改善抗剪性、動(dòng)力性的目的,防止地基出現(xiàn)變形以及液化的情況,將地基的壓縮性控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),保證市政道路的后續(xù)使用質(zhì)量。
3.市政道路施工中的軟土地基加固技術(shù)
3.1 換填法
換填法是軟土地基常用的加固方式,即在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上,將固定深度和范圍內(nèi)的軟土地基挖出,進(jìn)行換填,換填的材料需要選擇穩(wěn)定性高、強(qiáng)度好的材料,如石灰、砂石等等,在選擇的過程中要遵循三個(gè)標(biāo)準(zhǔn):
3.1.1 因地制宜的原則
在選擇換填材料時(shí),要根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際情況選擇適宜的材料,以保證材料可以滿足當(dāng)?shù)氐缆方ㄔO(shè)的需求,并做好材料中石頭含量、粒徑以及配級(jí)的檢驗(yàn),確定好材料之后,就可以將淤泥軟土使用挖掘機(jī)挖除,用天然的材料進(jìn)行置換,一般,開挖深度宜控制在2m以內(nèi),使用分層填筑、壓實(shí)和檢測(cè)進(jìn)行施工,以便提高地基的承載力。
3.1.2 逐層加固的原則
在進(jìn)行換填的過程中,為了保證壓實(shí)的質(zhì)量,必須對(duì)置換材料進(jìn)行逐層壓實(shí),在換填的前期,需要對(duì)換填的面積和深度進(jìn)行計(jì)算,再進(jìn)行下階段的換填和加固的工作,在第一層換填完成后,用機(jī)械碾壓法將其反復(fù)壓實(shí),再進(jìn)行逐層換填。
3.2 排水固結(jié)法
3.2.1 袋裝沙井固結(jié)法
排水固結(jié)法包括袋裝沙井固結(jié)法以及砂墊層處理法,袋裝沙井固結(jié)法就是將符合標(biāo)準(zhǔn)要求的砂裝入具有透水性的編織袋中,再利用輔助設(shè)備將沙袋侵入軟土地基之中,這種固結(jié)的方法比較適宜用在厚度大于5m的軟土層中、且地基承載力小于路堤建筑自重的情況中,具備施工效率高、施工費(fèi)用低、用料少的特點(diǎn),也是軟土地基加固的常用方法之一。
3.2.2 砂墊層處理法
砂墊層處理法就是在軟土地基的表面鋪設(shè)好砂層進(jìn)行排水的方式,令軟土地基中的水分在上層荷載的影響下排水,從而達(dá)到地基加固的目的,使用這種加固方法時(shí)要注意,要保證排水固結(jié)的速度與路基填筑速度保持一致性,保證在填筑的過程中可以有效的實(shí)現(xiàn)排水,同時(shí),避免上層荷載過大導(dǎo)致路基遭到破壞。
3.3 機(jī)械碾壓加固法
機(jī)械碾壓加固法是利用土壤中水分的特征來進(jìn)行加固的一種方式,由于土壤中的水分是與以多種多樣的形式存在,但是不管何種形式的水分在外力的作用下,也會(huì)被排擠出來,使用機(jī)械碾壓就可以有效的排除地基中多余的水分,起到地基加固的作用。在進(jìn)行加固的過程中,要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來決定碾壓的工藝,確定好碾壓的力度、次數(shù)以及范圍,在具體的工作過程中,要先使用小噸位碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓,進(jìn)而使用大噸位碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓,碾壓完成后再使用光輪碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓,在碾壓過程中要遵循邊線大到中的碾壓原則,以1/3重疊的方式進(jìn)行遞進(jìn)式碾壓。
3.4 化學(xué)加固法
化學(xué)加固法就是利用化學(xué)材料對(duì)軟土地基進(jìn)行固結(jié)的處理方法,目前常見的化學(xué)加固法包括深層水泥加固法、石灰攪拌樁法以及灌漿法三種。
3.4.1 深層水泥加固法
使用深層水泥加固法對(duì)軟土地基進(jìn)行加固可以在短時(shí)間內(nèi)得到需要的地基強(qiáng)度,使用該種方式加固后的地基具有變形小、無公害的優(yōu)點(diǎn),在北歐、日本、芬蘭等國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,在我國(guó)國(guó)內(nèi)雖然應(yīng)用時(shí)間較短,但是也取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
3.4.2 石灰攪拌樁法
石灰攪拌樁加固法是依靠石灰和土之間的物理反應(yīng)形成所需的強(qiáng)度,應(yīng)用在不同的地基中會(huì)產(chǎn)生不同的加固效果,加固的深度可以達(dá)到20m。在加固的過程中要通過機(jī)械攪拌的方式,在機(jī)械鉆進(jìn)時(shí)向地基內(nèi)噴射壓縮空氣,在鉆進(jìn)要適度的標(biāo)高后,要將鉆頭進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn),將生石灰輸送至地基內(nèi),讓土體和石灰進(jìn)行充分的攪拌,形成具有水穩(wěn)性、整體性以及一定強(qiáng)度的石灰樁。由于石灰樁具有膨脹擠密的作用,因此,在設(shè)計(jì)石灰樁是要遵循密布樁和小樁徑的原則,樁間距和加固的深度應(yīng)該按照沉降驗(yàn)算和穩(wěn)定驗(yàn)算來確定,在驗(yàn)算完成后再進(jìn)行施工。
3.4.3 灌漿法
灌漿法就是利用液壓、氣壓以及電化學(xué)的原理,將一些可以固化的漿液注入到軟土地基中,以便改善地基物理力學(xué)性質(zhì)。在灌漿工程中,使用最廣泛的漿材就是水泥,水泥的力學(xué)強(qiáng)度好、無毒、使用壽命長(zhǎng)、材料價(jià)格低,但是在沉淀析水的影響下具有穩(wěn)定性差的弱點(diǎn),為了克服這些缺點(diǎn),可以在水泥漿中加入砂、粘土以及粉煤灰等材料,或者摻入附加劑來改善漿液的性質(zhì)。
4 結(jié)語
軟土地基的加固是市政道路施工的關(guān)鍵性因素,關(guān)系著市政道路的施工質(zhì)量以及使用壽命,目前,對(duì)軟土地基的加固技術(shù)較多,需要根據(jù)施工地的實(shí)際情況以及周圍環(huán)境進(jìn)行綜合判斷和選擇,保證軟土地基加固的效果。
參考文獻(xiàn):
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