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1、浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 2010.2.27岳金位收集整理 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 儀容篇 摘要:以浙江07 省道橋頭軟基處理為例,介紹了現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁加固軟土地基的原理和施工方法,并對(duì)施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法作了探討,對(duì)類似工程橋頭路段軟土地基處理施工有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:薄壁混凝土樁、加固軟基、豎向承載力 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 1 工程概況 07 省道跨滬杭高速公路立交橋橋臺(tái)后地表以下1m2m

2、范圍內(nèi)為亞粘土,其下均為淤泥質(zhì)亞粘土,呈軟塑及流塑狀,可壓縮性高、含水量高。為預(yù)防橋頭段路基不均勻沉降產(chǎn)生的橋頭跳車病害,該段設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁,自動(dòng)排土振動(dòng)灌注,直徑1.0m ,壁厚120mm ,樁身混凝土強(qiáng)度為C20,樁長為10.0m,樁帽尺寸為150mm150 mm ,樁帽混凝土強(qiáng)度C25 ,樁位平面上呈梅花形布置,間距3. 0 m。2 原理簡介 利用壓入式一次成孔器在壓入土層的過程中實(shí)現(xiàn)部分排土,在不破壞土體自身結(jié) 構(gòu)的情況下,一次性形成管形混凝土樁,依靠管形樁周與相鄰?fù)馏w的摩擦力、樁端的豎向承載力、樁帽共同受力來提高軟土地基承載力。 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約

3、可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 3 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁的施工方法 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工工序流程:樁位放樣樁尖埋設(shè)樁機(jī)就位振動(dòng)沉管澆筑拔管樁機(jī)移位。同一工點(diǎn)筒樁施工順序:由一側(cè)向另一側(cè)推移,先長樁后短樁,減少擠土效應(yīng)。3.1 施工準(zhǔn)備 1) 清理整平場(chǎng)地,保證道路水電暢通并做好臨時(shí)設(shè)施。2) 對(duì)準(zhǔn)備使用的碎石、砂、水泥進(jìn)行抽樣檢查,并做好配合比設(shè)計(jì)。3)現(xiàn)場(chǎng)放樣樁位、并繪制施工圖紙,標(biāo)明施工順序。4) 橋頭軟基處理的樁架可用DZ110 沉管樁機(jī)的樁架,根據(jù)已選取的設(shè)備,直接 啟動(dòng)電機(jī)功率為110 kW,每個(gè)工點(diǎn)配備一臺(tái)200 kW 的發(fā)電機(jī)。5) 試樁

4、,根據(jù)試樁情況確定施工工藝參數(shù)。3.2 施工工藝及操作要點(diǎn)3.2.1 施工工藝 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 1) 樁尖預(yù)制及埋設(shè):樁尖質(zhì)量及形狀是筒樁施工工藝技術(shù)的關(guān)鍵,樁尖刃口的形狀決定筒樁施工排土量大小及沉管阻力。一般樁尖混凝土強(qiáng)度應(yīng)比筒樁體強(qiáng)度至少高個(gè)等級(jí),本工程樁體混凝土強(qiáng)度為C20,樁尖混凝土強(qiáng)度為C30,為減少施工中的擠土效應(yīng),樁尖采用如圖1 所示的形狀后,先清除樁位上的1.5 1.5 范圍內(nèi)的填渣,再埋設(shè)樁尖,以便成樁后立即澆筑蓋板及墊層,樁尖定位采用拉十字線法檢驗(yàn)、檢查,樁尖中心和樁位中心偏

5、差小于20mm。 2) 樁機(jī)底座就位:樁機(jī)架坐在鋼管上,鋼管下墊機(jī)臺(tái)枕木,依靠樁機(jī)配備的卷揚(yáng)拉動(dòng)鋼繩實(shí)現(xiàn)向前在枕木上滾動(dòng)鋼管而前移,橫向底座在鋼管上滑移而橫向移動(dòng)。位置初步對(duì)中后,下放成孔器,使成孔器的內(nèi)外鋼管底端 接近樁尖頂面,再調(diào)整縱橫相對(duì)位置,使樁尖頂面凸臺(tái)嵌入成孔器內(nèi)外管間的腔內(nèi),實(shí)現(xiàn)完全對(duì)中(保證不擾動(dòng)樁尖位置,且對(duì)中后校正樁機(jī)底座水平度和桅桿垂直度,墊實(shí)底座) 。 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 3) 振動(dòng)沉管:將下端形成切削刃的筒形的筒靴套入設(shè)在豎立的外護(hù)壁套管同內(nèi)護(hù)壁套管之間的筒孔中,并使外護(hù)壁

6、套管和內(nèi)護(hù)壁套管的下端面分別同樁靴上端的外支承面和內(nèi)支承面接觸,該外護(hù)壁套管和內(nèi)護(hù)壁套管的上端同管錘連接器相接,且內(nèi)護(hù)壁套管的上端形成穿出振動(dòng)器的同徑出土孔。在振動(dòng)錘的激振力作用下,作用力經(jīng)內(nèi)外鋼管傳至筒靴(樁尖) ,筒靴即隨外護(hù)壁套管和內(nèi)護(hù)壁套管進(jìn)入土層,被筒靴排擠的泥土則進(jìn)入內(nèi)護(hù)壁套管,并排擠先進(jìn)入的原始土層,隨樁尖不斷進(jìn)入土層,內(nèi)護(hù)壁管內(nèi)的土逐漸向上頂移而從內(nèi)管頂端排出。 4) 混凝土澆筑及拔管:筒靴下沉至標(biāo)定(設(shè)計(jì)) 深度后,從設(shè)在外護(hù)壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土,并同時(shí)將外護(hù)壁套管和內(nèi)護(hù)壁管向上逐漸拉出,此時(shí),筒靴將離開內(nèi)外管底端并同灌注形成的混凝土筒體連成一體埋設(shè)在軟地基中。樁

7、頂實(shí)際澆筑 面高出設(shè)計(jì)要求50 cm。 5) 樁頂處理及樁帽澆筑:成樁澆筑完成后,移開樁機(jī),立即開挖、清理樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高,挖出內(nèi)孔中渣土,露出干凈的混凝土,鋪筑墊層。墊層混凝土初凝后即可進(jìn)行支模并扎筋,蓋板的鋼筋網(wǎng)分上下二層,每層預(yù)先制作好,直接運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)再安扎,安扎后直接澆筑樁帽混凝土。 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 3.2.2 施工控制要點(diǎn) 1) 沉孔要求:在沉孔過程中密切注視沉孔速度的變化,遇到強(qiáng)硬地層,不宜過度加壓沉孔,以避免樁尖及成孔器損壞。同時(shí)要注意成孔器保持正常的垂直度,保持成孔器頂部排土出口的暢

8、通無阻。 2) 成孔器的止水措施:沉孔之前必須使樁尖與成孔器內(nèi)、外鋼管的空腔密封,使其在全部沉孔過程中不會(huì)漏水。止水方法有以下幾種,根據(jù)實(shí)際情況選取合適的止水方法:a.在樁尖與成孔器接觸處的內(nèi)外側(cè)均用膠泥或石膏水泥密封防水。b.還有止水塑料布或其他止水膠布?jí)|層止水。 3) 成孔器要求:成孔器提升速度宜控制在1m/30sec ,但必須保持成孔器的鋼管埋入混凝土約1m,以防止成孔器內(nèi)、外側(cè)的泥土擠入壁腔內(nèi)造成斷樁事故。為了不使成孔器振動(dòng)時(shí)間過長而造成混凝土離析,不 宜連續(xù)振動(dòng)而不提升。成孔器結(jié)構(gòu)見圖2。成孔器垂直偏差不得超過2。樁機(jī)成孔器加工及安裝精度要求:成孔器內(nèi)外徑圓度需達(dá)到5 ,精確測(cè)試內(nèi)、

9、外套管間的環(huán)隙達(dá)到精度要求后才能固定上端法蘭。 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 4 施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定 按成樁數(shù)量的10 %采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)方法及成樁數(shù)量的0. 5 % 筒內(nèi)挖土隨機(jī)抽檢樁身的完整性,并按成樁數(shù)量的0. 2 %進(jìn)行單樁承載力試驗(yàn)。4.2 檢查施工原始記錄 檢查樁距、豎直度、樁外徑、筒壁厚度等是否符合設(shè)計(jì)要求,檢查方法為:按成樁數(shù)量的5 %抽查,樁距偏差100 mm ,豎直度不大于1 %樁長。5 加固效果 經(jīng)由浙江省工程勘察院對(duì)已完成橋頭段現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁隨機(jī)進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)測(cè),樁身

10、平均縱波速度為3100 m/s3500m/s ,樁身完整性良好。另對(duì)現(xiàn)場(chǎng)抽查一根進(jìn)行靜載試驗(yàn),該樁在最大荷載1050kN 作用下, 相應(yīng)的樁頂沉降量為112. 75 mm ,取40 mm沉降對(duì)應(yīng)的荷載為單樁極限承載力,豎向抗壓極限承載力為790kN ,滿足設(shè)計(jì)= 500 kN 要求,通過對(duì)該段橋頭路基沉降觀測(cè)結(jié)果分析,無明顯沉降。 浙江海桐高新工程技術(shù)有限公司 領(lǐng)先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應(yīng)用 6 結(jié) 語 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁因其獨(dú)特的技術(shù)構(gòu)想是基于彌補(bǔ)現(xiàn)有的預(yù)制類、沉管類樁和鉆孔灌注樁的缺陷為出發(fā)點(diǎn),因而與預(yù)制類、沉管類樁處理軟土地基相比有如下優(yōu)勢(shì):擠土效應(yīng)減少、設(shè)計(jì)樁徑不限、樁身整體質(zhì)量連續(xù)且容易保證;與鉆孔灌注樁相比具有節(jié)省混凝土至少40%、且無泥漿污染、施工速度快、工程造價(jià)低。除在軟土地基處理應(yīng)用外,還可替代大部分鉆孔樁和所有預(yù)制類和沉管類樁,且由于薄壁筒樁的鋼管護(hù)壁的特點(diǎn),在海洋、水利的防洪堤、護(hù)堤圍海工程、航運(yùn)碼頭的基礎(chǔ)處理及圍護(hù)工程均可應(yīng)用。但在今 后的應(yīng)用中需解決:為減少擠土效應(yīng),需另外增加抓土裝置,直接從內(nèi)管中取土,以減少內(nèi)管中土的壓力,使被擠開的土得以從內(nèi)管中順利取出。