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地基施工工藝范文1
[關鍵詞]粉噴樁;軟土地基;施工
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)29-0145-01
0 引言
粉噴樁處理是用于用于加固飽和粘性土地基的一種方法。它是以水泥材料作為固化劑,利用特制的攪拌機械在地基深處將水泥與原位軟土進行強制攪拌、壓縮,并吸收周圍水分,經過一系列物理--化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度水泥加固土,它對提高軟土地基承載能力、減少地基的沉降量及高填土路基穩定性具有明顯的效果。
1 粉噴樁加固軟土路基的優點
1.1、于攪拌法將水泥固化劑和原地基軟土就地攪拌混合,因而最大限度地利用了原土;
1.2、攪拌時較少使地基側擠出,所以對周圍原建筑物的影響較??;
1.3、施工時無振動、無噪音、無污染,可在市區和密集建筑群中進行施工;
1.4、土體加固后重度基本不變,對軟土下臥層不致產生附加沉降;
1.5、與鋼筋混凝土樁相比,節省了材料,降低了造價;
1.6、可根據工程結構的實際需要,可靈合地采用柱狀、壁狀、格柵狀等加固形式。
正由于上述優點,在公路改造建設工程中目前已廣泛應用于工程實際中,下面就對粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法進行探討。
2 工程實例
2.1 設計情況
沿江高等級公路工程某標以下簡稱“本工程”)粉噴樁設計樁徑為50cm,間距1~2m,按梅花型布置,樁長以穿透軟、流塑層進入硬塑層不少于50cm為原則,通常為8~12m,用于粉噴樁的水泥(425#普通硅酸鹽水泥)為干粉。根據地基含水量的大小,采用水泥噴入量為45~60kg/m。含水量在40%以下時,水泥用量為45Kg/m;含水量在40~60%之間,水泥用量為50kg/m;含水量在60~70%之間,水泥用量為55kg/m;含水量>70%時,水泥用量為60kg/m。設計要求水泥土28天無側限抗壓強度≥1.2MPa。
2.2 施工準備
2.2.1 粉噴樁施工前應準備下列施工技術資料:施工場地的工程地質報告,土工試驗報告,室內配比試驗報告,粉噴樁設計樁位圖,原地面高程數據表,加固深度與?;颐娓叱桃约皽y量資料等。
2.2.2場地平整、清除障礙。如場地低洼,應回填粘性土;施工場地不能滿足機械行走要求時,應鋪設砂土或碎石墊層。若地表過軟,則應采取防止機械失穩措施。
2.2.3 施工機具準備,進行機械組裝和試運轉。
2.2.4 粉噴樁的施工工藝根據設計要求的配比和實測的各項施工參數通過試樁來確定。試樁一般為5根,通過試樁來確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴粉量等。
2.2.5 粉噴樁所用的水泥(425#普通硅酸鹽水泥)應符合設計要求,并有產品合格證,并經室內檢驗合格才能使用,嚴禁使用受潮、結塊變質的加固料。
2.3 施工工藝流程
粉噴樁施工操作步驟為:
①深層攪拌機械就位。
②預攪下沉(至設計標高)。
③攪拌提升,同時噴干水泥粉至地面以下0.5m處(設計樁頂)。
④樁上部強度要求較高,在樁上部的5m長范圍內或 (1/3~1/2)樁長重復攪拌一次。
⑤重復攪拌提升,直到離地面下0.5m,上部回填5%灰土(或水泥土)并壓實。
⑥關閉攪拌機械移位至下一樁位。
2.4 施工注意事項
2.4.1 控制鉆機下鉆深度、噴粉高程及?;颐妫_保粉噴樁長度。
2.4.2 為準確計量灰劑量, 噴粉機改造加設粉體流量裝置。
2.4.3 定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對使用的鉆頭定期復核檢查,其直徑磨耗量不得大于2cm。
2.4.4 當鉆頭提升至地面以下0.5m時,噴粉機應停止噴粉。
2.4.5 當噴粉成樁過程中遇有故障而停止噴粉,在第二次噴粉接樁時,其噴粉重疊長度不得小于1m。
2.4.6 粉噴樁施工時,泵送水泥必須連續,固化材料的用量以及泵送固化材料的時間應有專人記錄,其用量誤差不得大于±1%。
2.4.7 為保證攪拌機的垂直度。應檢查起吊設備的平整度和導向架對地面的垂直度,每工作班檢查不少于2次,使垂直度偏差不超過1%。
2.4.8 攪拌機噴粉提升的速度和次數必須符合預定的施工工藝要求,攪拌機每次下沉或提升的時間應有專人記錄,深度應達到設計要求,時間誤差不得大于5秒,施工前應丈量鉆桿長度,并標上明顯標志,以便掌握鉆入深度,復攪深度。施工中出現問題應及時處理、做好記錄。
2.4.9 儲灰罐容量應不小于一根樁的用灰量加50kg,如儲量不足時,不得對下一根樁開鉆施工。
2.4.10粉噴樁必須根據試驗確定的技術參數進行施工,操作人員應如實記錄壓力、噴粉量、鉆進速度、提升速度、鉆入深度及每根樁的鉆進時間等,技術人員應隨時檢查記錄情況。
2.4.11粉噴樁屬地下隱蔽工程,施工質量受機具、施工工藝、施工人員的責任心等多種因素的影響,因而其質量控制要貫穿于施工的全過程,并建立全方位的施工質量監控管理體系。
2.4.12技術員與試驗驗收員在施工過程中必須隨時檢查加固料用量、樁長、復攪長度及施工中有無異常情況,記錄其處理方法及措施。
3 質量檢測
3.1 檢測項目與規定見下表1
3.2 成樁7天內淺部開挖樁頭,其深度宜為0.5m,目測檢查攪拌的均勻性,測量成樁直徑。檢查頻率為10%。解剖樁頂表明樁身質量良好,攪拌均勻,但樁頭實際截面較較設計大,主要是淺部攪拌時拌軸晃動較大而引起樁頭偏大。
3.3在成樁7天內采用輕便觸探儀對樁頂區段的強進行連續檢測,觸探點應在樁徑方向1/4處,長度樁長,現場測試結果其N10的平均擊數54擊,樁間土擊數4-5擊,抽檢頻率為2%。
3.4 成樁28天后在樁體上部(樁頂以下0.5m、1.0m、1.5m)分別截取3段樁體進行現場足尺樁身無側限抗壓強度試驗,檢查頻率為2‰,每一工點不少于2根。
3.5 成樁28天后,按1‰頻率或每一工點不少于2根采用鉆孔取芯法對其進行終檢,取芯通常用φ106巖芯管,取出可當場樁身的連續性、均勻性和硬度,并用鋸、刀切割試塊做無側限抗壓強度試驗,但本方法取樁芯時,由于樁的不均勻性,在取樣過程中水泥土很易產生破碎,試樣的強度很難保證其真實性,一般將設計強度指標乘以小于1的系數(0.7-0.9)。
3.6 無損檢測,用小應(下轉147頁)(上接146頁)變儀和地質雷達對樁基完整性檢測,隨機抽查不小于10%的樁數,用以叛定是否出現斷樁、樁長。與取芯對比,能通過小應變儀叛斷樁的不均勻缺陷,但也有個別錯誤,主要于地下軟土性質有關,主要為有機質含量最高的明、暗濱填土、沖填土、生活垃圾填土強度值低,無損檢測靈敏度低,難以準確判斷粉噴樁的施工質量。
3.7 單樁和復合地基承載力檢驗
對某一場地施工質量有疑問時,最終可以采用靜荷載試驗,檢查復合地基承載力或單樁承載力。靜荷載試驗沒場地不小于3點,取3點試驗的代表值,檢查其是否滿足設計要求。
參照江蘇省高速公路建設指揮部《粉噴樁施工質量的檢驗與評判方法》檢測并進行評分,本工程2.8萬根粉噴樁共計27.87萬延米均能達到優良級。
4 結語
4.1 粉噴樁處理在高等級公路軟土地基處理的常用方法之一,粉噴樁施工中,作業班組多,一定要制定嚴格的質量控制體系,加強質量管理,實行全過程、全方位控制,以確保施工質量。
4.2 對成樁28天的粉噴樁采用鉆孔取芯法、動力解探法、無損檢測等進行檢測是行之有效的,一方面可以通過芯樣的抗壓強度試驗掌握樁體的強度,另一方面對整個樁體也是一次全面的檢查,以無損檢測可以提高檢驗頻率,從而保障了粉噴樁的施工質量。
參考文獻
地基施工工藝范文2
【關鍵詞】:濕陷性黃土;強夯法;地基處理;施工工藝;
中圖分類號:TU475+.3文獻標識碼: A 文章編號:
0.引言
在濕陷性黃土地區施工,消除有效深度范圍內濕陷性應當做為施工的首要工作。強夯法施工既能消除黃土地基濕陷性,又能提高地基的承載能力,與墊層法、擠密樁法等相比較,具有操作容易,所用設備簡單,施工速度快、費用低、效果好等優點,所以強夯法是處理濕陷性黃土地基的首選方法。
1.濕陷性黃土成因
黃土在形成時是極松散的,靠顆粒的摩擦和少量水分的作用略骨連接,但水分逐漸蒸發后,體積有所收縮,膠體、鹽分、結合水集中在較細顆粒周圍,形成一定的膠結連接。經過多次的反復濕潤干燥過程,鹽分積累增多,部分膠體陳化,因此逐漸加強膠結而形成較松散的結構形式。季節性的短期降雨把松散的粉粒黏結起來,而長期的干早氣候又使土中水分不斷蒸發,于是少量的水分連同溶于其中的鹽分便集中在粗粉粒的接觸點處,可溶鹽類逐漸濃縮沉淀而形成為膠結物。隨著含水量的減少,土粒彼此靠近,顆粒問的分子引力以及結合水和毛細水的連接力也逐漸增大,這些因素都增強了土粒之間抵抗滑移的能力,阻止了土體自重壓密,形成了以粗粉粒為主體骨架的多隙結構。當黃土受水浸濕時,結合水膜增厚楔入顆粒之間,于是結合水連接消失,鹽類溶于水中,骨架強度隨著降低,土體在土覆層的自重壓力或在自重壓力與附加壓力共同作用下,其結構迅速破壞,土粒向大孔滑移,粒間孔隙減小,從而導致大量的附加沉陷。這就是黃十濕陷現象的內在過程。
2.強夯法處理濕陷性黃土地基的適用范圍
2.1 強夯法原理及特點
強夯法是用重錘從一定的高度自由落下,以一定的擊數反復夯擊一個點,對地施加較大的沖擊能,在產生沖擊波和動應力,將夯擊面以下一定深度的層擠壓密實,從而提高圖的承載力、降低土的壓縮性、消除濕陷性黃土的濕陷性等,同時還可以改善土層的均勻,減少不均勻沉降。
強夯法的主要優點:(1)處理范圍廣,用于加各類砂性土、粉土、粘性土、濕陷性黃土和填土,建筑垃圾和工業廢料組成的雜填土具有獨特的優勢。(2)加固效果顯著,強夯處理后,可明顯地提高地基土的承載力,減少孔隙比,降低壓縮系數,消除濕陷和液化,改善土的均勻性,節省材料和工程造價。(3)施工工藝簡單,施工速度快,工期短。
強夯法的要缺點:(1)施工過程震動比較大,不適合用于離建筑物和構筑物比較近的區域,容易產生擾動和擾民;(2)對于土方含水量比較敏感,含水量,高錘擊后容易造成橡皮土;(3)施工場地不宜太小,否則施工機具無法施工;(4)施工中要掌握好機具的穩定性,重錘不要直接接觸磚塊和砼塊等硬物,否則易于出現傷亡事故。
2.2 處理黃土地基的深度范圍
強夯法處理濕陷性黃土地基,適用于地下水位以上,飽和度不超過6O%的濕陷性黃土,處理深度為3~12m。工程中一般考慮到高能量強夯(強夯能級3000kN.m以上)施工相對緩慢、效率較低、費用較高,同等強夯能級下處理不同土類深度差異較大,而處理濕陷性黃土層厚度大于6m時可采用擠密法處理,使用的相對較少。工程中大量推廣使用的是1000~3000kN.m強夯能級,處理厚度3.5~6.5m,處理效果相對穩定,處理速度快捷、費用經濟。
3. 強夯設計及施工
3.1 施工機具的選擇
夯錘:一般采用鋼筋砼夯錘,夯錘底面一般為圓形,底面積不小于4m²,錘重一般為80kN、120kN、160kN、250kN、300kN等。錘中常設置多個上下貫通的直徑為200mm的排氣孔。
起重機:一般多使用履帶式起重機,起重能力取大于1.5倍錘重。當起重能力不足時,采用在臂桿上加支桿以增大起重能力,起重能力一般為150kN、300kN、500kN。根據夯錘重量級及夯擊能大小確定起重機械。
脫鉤裝置:要求有足夠強度,且施工靈活。施工中經常使用自動脫鉤裝置,這種方法可以保證每次的夯擊落距相同、單擊夯擊能相同。
3.2 強夯法施工工藝
3.2.1 施工工藝流程
圖3.1 強夯法施工工藝流程
3.2.2 夯擊參數的確定
(1)夯點的夯擊次數確定
應按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定,并應同時滿足下列條件:
①最后兩擊的夯沉量不宜大于下列數值:
當單擊夯擊能小于4000 kN.m時為50mm;當單擊夯擊能為4000~6000 kN.m時為100mm;當單擊夯擊能大于6000 kN.m時為200mm;
②夯坑周圍地面不應發生過大的隆起;
③不因夯坑過深而發生提錘困難。
(2)夯擊遍數確定
首先采用2~3遍點夯,再以低能量滿夯1~2遍,滿夯可改用輕錘或低落距夯擊,錘印搭接。
(3)每遍夯擊之間間歇時間的確定
間歇時間的確定取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間,黃土屬于滲透性較差的細顆粒土,每遍夯擊之間(點夯與點夯、點夯與滿夯)間歇3~5天。強夯結束后根據規范規定及以往施工經驗應靜止14天后再進行各項檢測,檢查其工作有效性,如不合格還須復擊。
3.2.3 基底處理
恢復中線,按要求放邊樁,并對地下管線進行勘查,強夯前要將其移至界外,對上空的高低壓線路要移出界外或架空至安全距離以上。
劃分作業區段,按8000~10000m2安排一臺強夯機為宜,如為路基施工200~300m線路長度劃分為一作業區段,或以兩橋(涵)間作為一個作業區段。
進行水平測量,清除基層表面植被,挖除樹根,推土機整平。因為經過強夯后,地基夯沉量可達0.8~1.0m,所以在挖方段要預留0.8~1.0m的高度。
壓路機碾壓1~2遍,碾壓沿建筑區縱向進行,先低側,后高側,壓路機一進一退壓完全寬為一遍,輪印搭接不小于40cm,碾壓結束后再次進行水平測量。
3.2.4 調整地基土天然含水量
根據試驗及經驗,黃土地基含水量在5%~17%間較適宜強夯施工。如含水量小于5%,則在表層需補灑水,這樣強夯過程中不會起皮,如含水量大于17%,強夯中易出現翻漿,產生橡皮土,則需采取降低地下水位的措施,如井點降水、開挖滲溝等方法。
3.2.5 夯點定位
因為夯錘直徑大致在2~2.5m之間,所以點夯間距以3m為宜,正方形布點,也可等邊三角形布點。規范規定加固區范圍應不小于基底寬度3m,所以自加固區一側算起,奇數列為第一遍點夯點,偶數列為第二遍點夯點(以點夯兩遍為例)。用生石灰粉分別在場地上標出,至加固區另一側基底外緣再擴大3m為止。(見強夯加固地基夯點平面布置圖)
圖3.2 強夯加固地基夯點平面布置圖
3.2.6夯擊施工
首先對奇數列夯點采用履帶吊后退法逐點夯擊,每擊點夯夯擊能按試驗時選定的參數進行,第一遍點夯結束后,推土機推平夯坑,間歇3~5天后對第二遍偶數列夯點進行夯擊,方法與第一遍點夯夯擊相同,先標出點夯位,第二遍點夯結束后推平夯坑,間歇3~5天后進行滿夯,滿夯結束后靜止2周,方可進行質量檢測工作。
3.2.7 質量檢查
質量檢查貫穿整個施工過程,并強調過程控制,夯錘落距、錘重、每點擊數、每點夯擊累計夯沉量、每點最后兩擊平均夯沉量都是施工過程中的控制重點,(1)檢查強夯施工記錄,基礎內每個夯點的累計夯沉量,不得小于試夯時各夯點平均夯沉量的95%。(2)在每500~1O00m面積內任選一處,自夯面下5~8米深度內,每隔50~l00cm取土樣測定土的干密度、濕陷系數等指標。(3)采用原位測試和室內土工試驗檢驗地基的承載力。
強夯施工結束后,應對強夯效果進行檢查,確定地基質量是否到設計要求。根據檢驗結果,應對不合格處進行補夯,或采取其它補救措施,達到試夯或設計規定的指標為止。強夯地基質量經檢查合格后,宜盡快在夯面上設置500~60Omm的灰土墊層。
4.結語
在處理濕陷性黃土地基之中應根據實際情況分析影響因素,確定合適設備,制定切實可行的施工方案,從而達到質量要求。本文對強夯法處理濕陷性黃土地基進行研究分析結果表明,用強夯法處理濕陷性黃土路基其本身具有施工工藝、設備簡單,易操作和控制,工程造價低等諸多優點,強夯法是處理濕陷性黃土地基的一種有效方法,值得推廣使用。但其本身也有它的局限性和不足點,有待于進一步改進和創新,更好的服務于工程建設工作。
【參考文獻】:
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【2】張繼文,屈百經,王軍.超高能級強夯法加固濕陷性黃土地基的試驗研究【J】.工程勘察,2010年1期。
地基施工工藝范文3
關鍵詞:地基施工;軟土地基;施工技術
引 言:當前我國經濟的快速發展,帶動了我國各行各業的發展,道路建設、建筑物建設等領域也取得突飛猛進的發展成果。在道路施工的過程中會遇到軟土地基,在軟土地基上進行道路建設當前已經是非常普遍的現象了。在地基施工中需要先對軟土地基進行固化處理,然后在進行其他工序的施工,本文針對土木工程中的公路建設軟土地基施工進行分析。
1 軟土地基概述
隨著全國范圍內的道路建設施工,公路遍及我國大江南北,在一些沿海地區、沿河地帶等近水區進行道路建設,經常會遇到軟土地基。軟土主要是由粘性土和淤泥組成,其中的水分含量非常高,有非常高的壓縮性,在道路施工中,如果不對軟土地基進行處理就進行道路基層建設,不僅會增加道路施工的難度,還會造成公路沉降,為道路的安全使用留下安全隱患。因此在道路施工建設中,如果遇到軟土基層,就需要先對其進行處理,然后在進行道路施工建設。
軟土是一種特殊的土壤,它會隨著地質、地形、地貌等的變化,而且會隨著氣候的變化產生不同的變化,因其含有較高的水分,土質疏松等特性,我們將軟土看成是一種特殊的土壤。軟土主要是有海洋、河流、灘涂沉積等形成的,具有很強的壓縮性。我們國家的地形、地貌隨著年代、地域等的不同存在著差異性,而軟土的形成也存在著差別,進而造成軟土的性質和厚度均有不同。軟土地基施工中,首先需要將其中的水分降到公路建設地基施工標準要求以下,才可以進行地基施工。
軟土中的含水量在34%~72%,所以在地基施工中會因為軟土中含水量過高,而將地基的承載力降低。軟土的壓縮性非常好,當有重物對其進行施壓時,就會出現沉降現象,其中含有的水分也會被壓出來。但是因為軟土的滲透性較小,即使在載荷的壓力作用下,使其固結,固結的速度也是非常慢的,其強度得不到提高[1]。軟土的流變性很強,因為其含有較高的水分以及很強的壓縮性,因此軟土有很強的流變性,在對其進行固結沉降之后,還會再次出現沉降的效果,也就是說在完成軟土沉降之后,軟土地基還會繼續出現沉降的現象。正是因為軟土具有的這些特性,所以道路地基施工中,將其看成是一種特殊的土壤,需要對其進行預處理,然后在進行地基施工。
軟土地基施工中,軟土處理技術非常多,不同的處理方法有不同的施工工藝,軟土地基處理技術,都是為了將軟土地基的強度增加,降低軟土中水分的含量,為公路建設提供有力的保障。
2 軟土地基的施工技術和施工工藝選擇
當前的軟土地基施工技術的不斷的提高,有很多軟土處理技術,例如固結法、置換法、加固法等等,每一種軟土地基處理方法有一定的使用范圍和使用條件,軟土地基施工技術以及處理方法的選擇,需要根據軟土地基的性質、施工條件而定。
軟土地基的處理方法有很多,在處理方法和施工工藝的選擇上,需要根據以及以下幾個條件進行選擇:
2.1 軟體地基自身的特點
軟土地基自身的特點是軟土的土質和地基的構成,對軟土地基的確定,可以根據軟土地基產生的類型,軟土地基的排水環境等進行確定。在道路建設中遇到的軟土地基,主要因為其建設場地距離河、海、湖等水域較近,軟土中有粘性土、淤泥、砂子等組成,對著這類性的軟土地基可以采用的施工技術和施工工藝有碎石樁施工、水泥深層攪拌樁施工等,在這些施工工藝施工的過程中需要特別注意的是,對于靈活性很高、滲透性較小的軟土地基,需要主要的攪拌的速度和力度,要保證原軟土地基的結構和形狀。軟土地基的施工需要一定的時間,而且軟土地基的軟土層深淺不定,所以在軟土地基施工處理的過程中,根據軟土地基自身的特點進行施工技術、施工工藝的選擇[2]。
2.2 公路建設特性
在道路建設的過程中,會有橋梁、路堤等設施,而且公路建設等級也有所不同,一些交通要道的交通車流量和載荷較大,因此對這個地方的道路建設有更高的要求,尤其是對道路建設中的沉降要求,遇到軟土地基時,需要特別注意沉降問題。軟土地基的沉降有分為主沉降和次沉降,所以軟土地基施工可以分段進行,降低道路建設中發生的沉降危險。軟土地基施工建設出現沉降,將影響道路路面的平整性,尤其是在道路建設中的橋梁、路堤等地方發生沉降,造成路面的不平整,會增加道路危險,軟土地基沉降嚴重時,將會導致橋梁變形,增加道路建設危險。所以軟土地基施工技術、施工工藝的合理選擇,需要根據公路建設的特性而定。
2.3 道路施工條件
道路施工條件也是影響軟土地基施工技術和施工工藝選擇的一個重要因素。如果道路施工中,施工條件不好,施工工期長,對于軟土地基施工就可以選擇填土等方法進行施工,這樣即使道路施工完工后,發生的沉降也是非常的小,不會影響道路安全。軟土地基施工條件中還包括了施工材料、施工技術等,這些都是影響其施工質量的因素,軟土地基施工技術,受到軟土地基的深度、軟土地基的組成等的影響,在施工的過程中會因為施工條件的影響,無法保證軟土地基的施工質量,此時可以多種施工工藝結合,在不同的階段發揮不同施工工藝的特長,較少施工條件對其產生的影響。
在道路建設中軟土地基施工還會受到其他因素的影響,無法保證軟土地基的施工質量,進而影響道路施工質量,如果不對軟土地基進行處理,就開始道路施工,會增加道路沉降的風險,為道路建設帶來安全隱患[3]。所以在軟土地基施工中,可以根據軟土地基特性、道路建設條件、施工條件等進行施工技術的選擇,提高道路施工質量。
3 結束語
道路建設是土木工程中的一個分支,在土木工程建設中,還有很多建設在施工的過程中會遇到軟土地基,所以在軟基地基施工技藝的選擇和使用上,需要根據土木工程的施工條件、軟土地基特性、土木工程建設特性等因素,進行軟土地基施工技術、施工工藝的選擇和使用,將土木工程施工技術提升,保證土木工程施工質量。
參考文獻:
[1] 楊俊山.公路軟地基處理方法及技術分析[J]. 商業文化. 2009(09).
地基施工工藝范文4
【關鍵詞】不良地基;異常地基;地基處理;施工工藝。
1.地基的定義與不良地基的種類
1.1地基的定義及種類
地基是指建筑物下面支承基礎的土體或巖體。作為建筑地基的土層分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基兩類。
1.2不良地基的種類
地基土的優劣直接關系著地基處理方式的選擇及地基施工,不良地基土的種類較多,主要有雜填土、軟黏土、沖填土、飽和松散的砂土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、季節性凍土、含有機制土、泥炭土以及山區地基土等。
2.不良地基土質分類
2.1膨脹土地基
膨脹土是由親水性強的粘土礦物成分組成的,具有吸水膨脹,失水收縮的性能,主要分布在我國中南、西南地區。盡量采用對地基變形不敏感的結構形式,選用適宜的基礎形式,加大基礎埋深,加大基礎底面壓力。最后,還可以采用地基處理方式減小或消除地基脹縮對建筑物的危害等等。
2.2軟土地基
軟弱土地基指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜質土或高壓縮性土層構成的地基,也稱軟弱地基。軟土地基處理方法有:機械壓實法、強夯法、換土墊層法、預壓固結法、擠密法、振沖法、化學加固法等。
2.3多年凍土
凍土是指溫度攝氏零度以下且含有冰的土。凍土可分為多年凍土和季節性凍土。多年凍土主要分布在東北大、小興安嶺,青藏高原以及西部高山區,凍深在2.0m以上,有的可達幾十米。季節凍土主要分布于東北、華北和西北地區,其凍結深度隨
氣候條件而不同,一般為0.5~2.0m。
2.4巖溶與土洞
地表巖溶有溶槽、石芽、漏斗等,造成基巖面起伏較大,并且在凹面處往往有軟土層分布,因而使地基不均勻。在地基主要受力層范圍內有溶洞或土洞等洞穴,當施加附加荷載或振動荷載后,洞頂坍塌,使地基突然下沉。對洞穴頂板穩定性評價可根據洞穴空間是否填滿而定。
2.5斜坡巖土體移動情況
在山區建筑中,建筑物經常選在斜坡上或斜坡頂、或斜坡腳或鄰近斜坡地區,斜坡的穩定性將會影響建物的地基穩定。斜坡的穩定性是基礎選址的關鍵。工程地質工作應予對斜坡的穩定性做出評價。
2.5.1粘性土類斜坡
粘性土類斜坡的穩定性,主要決定于粘性土的性質,包括密度、抗剪強度、地下水及地表水的活動。還決定于軟弱夾層的分布。當有裂隙存在時,裂隙的分布規律和發育程度,對斜坡穩定也有影響。
2.5.2碎石類斜坡
碎石類斜坡穩定性取決于碎石粒徑的大小和形狀,膠結情況和密實程度。在山區碎石類土一般均含有粘性土或粘性土夾層,其穩定性主要取決于粘性土的性質與地下水活動情況。
當粘性土或碎石類土與基巖接觸構成斜坡時,其穩定性取決于接觸面的形狀、坡度的大小、地下水在接觸面的活動以及基巖面的風化情況。
2.5.3巖石類斜坡
其穩定性主要取決于:結構面的性質及其空間的組合;結構體的性質及其立體形式。
3.不良地基土的處理方法及施工工藝
3.1換土墊層法
當建筑物基礎下的持力層比較軟弱,不能滿足上部荷載對地基的要求時,常采用換土回填法來處理。施工時先將基礎以下一定深度、寬度范圍內的軟土層挖去,然后回填強度較大的砂、石或灰土等,并夯至密實。換土回填按其材料分為砂地基、砂石地基、灰土地基等。換土墊層法可提高持力層的承載力,減少沉降量;常用機械碾壓、平板振動和重錘夯實進行施工。
3.2振密、擠密法
該方法主要是借助于機械、夯錘等,使土的空隙減少,提高其承載力,減少沉降量。
3.3高壓旋噴法
以高壓力使混凝土漿噴出,直接切割破壞土體的同時與土拌和并起部分置換作用。凝固后成為拌和樁體,這種樁體與地基一起形成復合地基。也可以用這種方法形成擋土結構或防滲結構。
4.結束語
地基處理是指為提高地基土的承載力或改變其變形性質或滲透性質而采取的人工方法。采用科學合理地基處理方法,有充分發揮原地基土承載力,就地取材,施工工藝簡單,施工速度快,地基處理費用低的特點。中國地域廣闊,地質條件變化大,差異顯著,建筑工程量大,施工周期長,經濟欠發達,設計可靠度低,如使用大量樁基礎工程,必然造成施工工期延長,施工費用加大,也造成工程費用的浪費,這是國情和財力所不允許的。因此,低廉、快速的地基處理施工技術非常適合中國國情。
參 考 文 獻
《巖土工程勘察規范》(GB50021-2009);
《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002);
《高層建筑巖土工程勘察規范》(JGJ72-2004);
《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008);
《建筑地基處理技術規程》(JGJ79-2002);
《建筑地基基礎設計規范》(遼寧省地方標準DB21/907-2005);
《工程地質手冊》(第四版);
地基施工工藝范文5
【關鍵詞】建筑工程;軟土地基;樁基礎;施工工藝
一、軟土地基的涵義及樁基應用特點
軟土特點是天然含水量大、孔隙比大、壓縮系數高、強度低,并具有流變性、觸變性等特殊的土力學性質,工程利用條件較差;軟土地基是由淤泥、淤泥質土、雜填土或其他高壓縮性及抗剪強度低的土構成的地基,具有強度變化緩慢、加荷載易變形,不均勻,變形速率大且承載力低,沉降量大等不良工程性質的軟弱地基;軟土地基在附加荷載作用下,逐漸排出孔隙水,使孔隙比變小而產生固結變形,隨著土體超靜孔隙水壓力的逐漸擴散,土的有效應力增加,提前完成沉降或提高沉降速度。
天然軟土地基上的淺基礎往往不能滿足整體穩定要求,而采用樁基礎可以有效解決這些問題,以它的大承載能力和抵御復雜荷載性質而成為建筑在軟土中的主要基礎形式,其巨大的剛度把荷載較均勻地傳給下部各支撐,樁基礎與其他基礎相比具有施工較快,承載力高,投資較少,效果較好的特點;樁基礎的施工根據荷載的大小與性質,上部結構的形式與使用要求及材料供應和施工條件等確定;在軟土地基中優先使用樁基礎應適當加大樁徑,相對減少鋼筋籠直徑。
二、建筑工程中軟土地基樁基礎的施工工藝
結合某建筑工程為例對軟土地基樁基礎的施工工藝進行分析,某工程建筑位于黃土地帶,層高32層,根據地勘報告該場地平均標高為3.60m,場地淤泥軟土地基的壓縮性高,不能作為樁基持力層,第三層土層面起伏較大,且大部分區域第七層土缺失,采用現行的樁基處理方法對厚度較大的軟土地基進行處理,一般采用換土墊層法、排水固結法、加固土樁粒料樁、擠密砂樁等方法處理,各種處理方法都有較強的針對性,處理方法選擇是否合理,直接影響到建筑物的設計是否安全和節約。
1、換土墊層法。該工程處在軟土地帶,地下水埋深較高,巖層較深,中層又有較厚且承載力較差的粘土,當軟弱土層厚度不很大時,可將基礎以下卵石層以上的處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除,然后換填強度較大的土或其它穩定性能好、無侵蝕性的材料(通常是滲水性好的中粗砂)稱為換填或墊層法。采用堅質的礫石和中粗砂級配方案進行回填,回填時采用攪拌機充分拌勻,且嚴格控制砂石中的含泥量不能大于3%,分層回填夯實且每層回填厚度為300mm左右,且采用平板振動器夯實,施工前進行試夯,得出穩定的下降指標;由于軟土地基流塑性大,在鉆孔過程中易破壞土體平衡,軟弱土層向沖孔處滑移,因此最好把樁穿過淤泥層,打到淤泥土層處。本工程樁基施工過程中,鋼護筒埋設是很重要的一環,護筒采用樁護筒,鋼板厚大于6mm,直徑比樁徑大10~20cm,護筒用振動錘打入,護筒頂標高比起面標高20~30cm,為防止護筒在打入和成孔過程中發生卷口、壓扁等現象,護筒頂端、底端以及筒身每隔2m處采用10mm厚的鋼條加強,護筒周圍填土必須分層壓實,使其在鉆孔過程中不能位移,同時護筒中心豎直線應與樁的中心線重合,平面誤差控制在30mm內,豎直線傾斜不大于0.5%,護筒四周埋護好護樁,以便及時檢查樁孔中心的情況,護樁要放在比較穩定的地方,盡量減少樁基施工時對護樁的影響,必要時要測量校對,只有在中心距離5米以內的任何樁的混凝土澆筑完畢24小時以后才開始鉆孔,由于為深樁基礎,樁鋼絲繩必須要加強。
在地基進行樁基鉆孔時,開始時應適當控制進度,軟弱地層鉆進時易坍塌,因此應減慢速度,在粘土和沙礫及風化巖中鉆進時,因土層較硬會引起鉆頭跳動,出現鉆桿擺動較大和傾斜,在鉆孔過程中發現傾斜,坍塌以及冒漿等現象時應立即停止鉆進,采取有效措施后方可繼續施工,檢查孔口內泥漿的高度,保證孔洞泥漿面高出地下水位不少于50cm,及時查看護樁的樁位和孔位以及垂直度是否正確;在鉆進過程中應該連續鉆進,不能中途無故停鉆,因機械故障需要停機的,孔內泥漿仍要循環,以防止塌孔,調整基礎面積,減少基礎埋深,加強基礎的整體性和剛性,減輕荷載,增強上部結構的整體剛度和均勻對稱性,合理設置沉降縫,管道穿越建筑處應預留足夠尺寸或采用柔性接頭;為避免遇到坍塌、傾斜、縮樁等問題,在軟土地基上施工時可提高鋼筋混凝土保護層厚度和澆筑質量。
2、排水固結法。根據地質報告,該場地地貌類型屬濱海平原地貌,現場場地已平整,場地地下水屬深層潛水類型,考慮不利條件下施工時地下水埋深高水位可采用7.5m,低水位可采用8.5m。該場地地下水和土對混凝土無腐蝕性。本場地地震基本烈度為7度,地基無液化問題,屬IV類場地。土方開挖前采用輕型井點降水,再進行基坑大開挖,在軟土地基上加壓并配合內部排水,加速軟土地基的排水,此方法適用于處理各類淤泥、淤泥質粘土及沖填等飽和粘性土地基;樁基下部及兩側采取深層水泥土攪拌樁的處理,利用設置在地基中的豎向排板和地表進行加載預壓或利用建筑物自身重量的共同作用使飽和軟土中的孔隙水逐漸排出地表,土體固結提高密實度和強度,消除大部分的水后沉降使地表穩定。
3、加固土樁。本場地周邊環境條件允許預制樁施工,樁型采用經濟性優于預制鋼筋混凝土方樁的高強預應力混凝土加固土樁,不同樁徑的樁的長徑比均控制在80左右。用深層拌和的專用機械,軟土地基的局部范圍用固化材料加以改善、加固,形成加固樁,使加固樁與樁間土形成復合地基,設計加固土樁只考慮其置換與應力集中效應,不考慮其固結排水與擠密作用,加固土樁的深度、直徑、間距應經穩定性計算,并應滿足工后沉降的要求。
4、粒料樁在樁的壓入過程中,樁身周圍土受剪切而發生重塑,土的強度降低為重塑土的殘余強度,當壓樁過程出現一定時間的停頓或休止時,擾動土部分強度恢復,壓樁力常常大幅度增長,本工程二、三節接樁采用砂、砂礫、碎石、廢渣等散粒材料,以專用震動沉管機或水震沖器來成樁,使粒料樁與周圍的地基形成復合地基,粒料樁對地基有置換、擠密和豎向排水作用。粒料樁的深度、直徑、間距,應經穩定及沉降計算來確定,地質條件對施工方法的適應性不清楚時,應通過試樁加以核查。
5、擠密砂樁、碎石樁加固。當選擇第八層為樁基持力層,預制樁若需穿過第七層厚度較大的區域,沉樁有相對難度,需考慮相當的樁身結構強度和施工機械,擠密砂樁可確保本工程樁基施工質量,擠密砂樁屬于復合地基的一種,當軟土層較厚且換填處理比較困難,地基土屬于非飽和粘性土或砂土時,采用擠密砂樁或碎石樁加固法,可以使地基土密實,容重增加,孔隙比減少,防止砂土在地震或受震動時液化,提高地基土的抗剪強度和水平抵抗力,減少固結沉降,使地基變均勻,起到置換、擠密、排水作用,防止地基產生滑動破壞,提前完成沉降,減少沉降差。
結束語:
在建筑工程中,基于地質因素影響,軟土地基容易發生變形,使整個結構不均勻沉降并導致結構損壞,在軟土地帶建造建筑物,樁基礎必須使用合適的施工工藝,才能保證建筑的安全性能和使用性能。
參考文獻:
地基施工工藝范文6
【關鍵詞】高鐵 軟土 地基 處理
中圖分類號:TU47文獻標識碼: A
前言
軟土地基處理是鐵路施工中的重要環節。軟土孔隙比大, 承載力低, 在荷載作用下將比一般粘土產生更大的變形甚至破壞,所以在軟土地基上修筑路堤應經充分研究, 必要時對地基處理,防止大量沉降和失穩, 為保證地基穩定并控制工后沉降滿足規范要求, 對于軟土地基必須進行加固。
一、高速鐵路軟土地基結構特征分析
從理論上來說,軟土是淤泥以及淤泥質土的統稱。從軟土形成角度上來會說,它主要是由壓縮性高、承載性能低以及天然含水量大特性表現顯著地淤泥沉積物以及腐殖質所構成的土體形式。從結構特性角度上來說,軟土最顯著的特性在于天然含水量高、抗剪強度低、壓縮性高、天然孔隙比大以及固結時間長。按照結構特征劃分來說,高速鐵路軟土地基有著如下幾個方面的特性。
1、軟土基本參數
這類中等靈敏度特征表現顯著地軟土在正常情況下的含水量參數達到了45%~50%左右。孔隙比表現在1.0系數以上,塑性指數在20系數左右。經系統測定,正常狀態下軟土強度參數始終保持在10~30(單位:kPa)單位之內,固結系數參數表現為10-3~10-4頭量級(單位:cm2/s)?;谲浲烈陨蠀涤绊懀朔N地基土層在高速鐵路工程建設實際施工中呈現出了包括壓縮量大、地基穩定性差以及排水固結緩慢在內的多種特性。
2、軟土結構形式
軟土的結構性強弱程度能夠以視超壓密比參數的形式加以表現。相關實踐研究結果表明:軟土結構性的形成與發展會在土體礦物成分構成、周邊沉積環境、沉積年代差異以及孔隙水成分因素的影響之下產生一定的差異性。研究結果表明:就我國而言,絕大部分沿海地區軟土均表現有一般意義上的結構性,在此種情況作用之下,視超壓密比參數多表現在1.5~2.5系數范圍之內;小部分地區軟土表現出了較高的結構特性,此種狀態下視超壓密比參數可達到70系數左右。
3、軟土的地表形式
受到風化及淋洗作用的影響,大部分軟土分布地區地表均會存在一定的硬殼層結構。值得注意的是:硬殼土層所表現出的高強度特性與低壓縮特性使得在此種土層形式上所進行的高速鐵路工程施工有著極高的施工難度。作為高速鐵路軟土地基施工作業人員的我們應當充分認識:如何在高速鐵路工程上針對此種土層進行合理利用,對于整個軟土地基狀態下建筑構件的沉降控制有著極為關鍵的意義。
4、路基的填料和壓實要求
為保證填土具有足夠的強度和控制路基的工后沉降,我國京津高速鐵路對路基的填料和壓實標準作了嚴格的規定。根據《指南》,基床由表層和底層組成。表層厚度為0.7m,底層厚度為2.3m,總厚度為3.0m,壓實標準見表1.1~1.3。
二、軟土地基的處理措施
為了保證軟土及松軟土地基的穩定性,并且能夠有效的控制路基工后沉降,一般都需要對軟土地基進行有效的加固處理。軟土地基處理措施種類大致可以分為以下幾類:
(1)均質地基:經過處理后,地基使用范圍內的土質得到了全面改善,土的物理力學性質基本相同,如電化學注漿等;
(2)多層地基:常見的是雙層地基,指加固層較薄,并且同下覆的天然土層共同承受加載壓力作用,兩層均在壓縮層范圍內的情況,如各種開挖置換墊層;
(3)復合地基:當天然軟土地基在其地基加固處理的過程中,通過增強、置換部分土體,或者在天然軟土地基中設置加筋材料,天然軟土地基土體和加固體兩部分共同組成了加固區,共同承受上部荷載的作用;常見的有水泥攪拌樁復合地基、CFG 樁復合地基等;
(4)新型地基處理措施:高強度樁(帽)網結構(如混凝土管樁、預應力混凝土管樁等)、樁板結構等。要選擇符合要求并且經濟實用的軟土地基處理措施,必須深入研究地基處理的依據和目的,并考慮地基性狀、路堤標準、對環境的影響等因素。在實際的工程中,應該根據具體的工程地質條件和荷載條件,因地制宜地采用合理的軟土地基處理措施,這樣可以取得良好的工程質量,達到良好的工程經濟效果,同時也可以縮短工程工期。高速鐵路常用的軟土地基加固措施主要有:挖除換填墊層法、堆載預壓法、強夯法、砂石樁法、真空聯合堆載預壓法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、現澆混凝土薄壁管樁法、預應力混凝土管樁法、CFG 樁法等等。
三、實例分析
工程所處地形較為平坦,地面的標高是215m,深層攪拌樁加固的深度為0 + 38. 5 ~ + 154m,攪拌樁的直徑為0.15m。其中上半部分的樁柱的路肩間距是1. 1m,邊坡距為1.2m,而下半部分的則是1. 2m 和1. 4m。工程的下層地基的主要構成為粉土、粘土和粉質粘土。按照從低到高將地基分了三層,其中1、2 底層的滲透系數分別是0. 4 × 10 - 3 cm2 /s,1.44cm2 /s,其中第3 層被詳細劃分了兩層,具體的物力力學數據見表2。
表2物力力學數據
四、攪拌樁施工工藝過程分析
1. 施工設備
目前常用于攪拌樁施工的設備是PH—5B和PH—5D 兩種設備,其加固深度可以達到18m,其中PH—5D的最大扭矩達到了55kN·m。
2. 試樁階段
在進行正式施工前,試樁對于掌握必要的數據有著重要的意義。根據施工現場的復攪深度和加固深度,決定選擇PH - 5D 型深層攪拌機來進行試樁。對PH - 5D型深層攪拌機的復攪深度、實際鉆進等參數進行詳細考察之后,認為試樁階段水泥摻入比例應當選擇為15. 0%。在相關的復攪工藝和不復攪工藝的標準規定下進行了嚴格了試樁,最終得到不采用復攪工藝在工程穩定上存在很大的問題,因此應當使用復攪工藝成樁。
3. 現場地基處理
地基的處理考慮到PH—5B 機型有限的復攪能力,決定不予采用,因此使用了在國內工程項目中應用廣泛并且能夠用于全程復攪的GPP - 5B 型攪拌機。施工現場的處理使用的是蘇州P1O3215 級水泥,水泥的摻水量為15%。深層攪拌樁的質量檢測方法是通過室內無側抗壓或者鉆探取芯的方法來進行的,為了保證檢驗的準確性,決定使用鉆探取芯的流行方法,并且增加了取樣的數量,將其改為常規檢驗取樣數量的30 倍。
4. 攪拌速度的控制
水泥的均勻性很大程度上是取決于攪拌速度,速度過大或者過慢都會導致水泥的不均勻??刂坪脭嚢杷俣纫簿统蔀榱擞绊憯嚢铇妒┕すに嚨闹匾糠帧榱藴蚀_研究各種攪拌速度對樁體強度的影響。因此以正常攪拌速度為標準,設置了兩個對比項,一個增加一級攪拌速度,另一個降低一級攪拌速度。在這樣的對比試驗后,發現降低速度的實驗組在噴樁上存在很大的困難,只有部分勉強成樁;增加速度的則難以成樁,可以利用目前使用的施工機械對攪拌樁速度進行改變所取得的效果不佳。
5. 復攪拌次數的作用
復攪次數很大程度上會影響到成樁的強度,對于淤泥質粘土的樁體影響甚大,因此研究復攪拌次數對樁體強度的影響對施工工藝的成效有明顯的意義。因此在樁體中挑選了3 根樁體,對原有攪拌次數進行了增加,然后連續七天對實驗組樁體的靜力觸探值進行了測定。得到結果: 如果增加一次攪拌,在樁體8m 一下的部分比貫入阻力有些許降低,而在8m 以上的灌入阻力則增加了許多,并且樁體的均勻性有所降低,因此在實際的施工過程中還是增加了一次復攪來提供施工工藝的效果。
結論
鐵路運輸作為當前技術條件下規模性、便捷性表現最為突出的交通運輸方式,對于地基處理的要求較高, 必須根據具體情況選擇更經濟有效的軟土處理的施工方法,針對高速鐵路軟土地基建設過程中可能遇到的各種問題展開詳細分析與研究,確保高速鐵路軟土地基施工安全順暢的完成。
【參考文獻】