地表施工夯實水泥土樁質量控制

朱艷霞 許春軍

1 工程概況

某中型汽車配件制造企業(yè)實施整體搬遷,該項目占地430畝,有9個生產車間,總建筑面積11萬m2。主體結構形式包括排架、框架、磚混、輕鋼結構等,廠房的基礎形式均為柱下獨立基礎,依據設計文件該工程持力層為②層黃土狀粉土,地基承載力標準值為130 kPa,設計要求地基承載力特征值達到220 kPa,需進行水泥土樁施工13 000余根。該項目成功采用了水泥土樁地表施工工藝,節(jié)約造價約80萬元。本文從監(jiān)理的角度對夯實水泥土樁從地表施工監(jiān)理質控的要點和經驗進行總結。

2 施工準備階段的控制

2.1 審查夯實水泥土樁設計圖紙

行業(yè)標準JGJ 79-2002,J 220-2002建筑地基處理技術規(guī)范中有關規(guī)定,夯實水泥土樁的復合地基承載力計算公式如下:

其中,fspk為復合地基承載力特征值,kPa;m為面積置換率;Ra為單樁豎向承載力特征值,kN;Ap為樁的截面積,m2;β為樁間土承載力折減系數;fsk為處理后樁間土承載力特征值,kPa,宜按當地經驗取值,如無經驗時,可取天然地基承載力特征值。

施工單位確定施工樁長6.0m,有效樁長5.8 m,樁徑350mm,實際布樁置換率11.0%,繪制水泥土樁施工圖。監(jiān)理部組織有關人員對施工圖進行審查,并提出建議性意見。

2.2 材料質量控制

對原土進行檢驗,確定是否滿足拌合土的要求,水泥選用32.5級礦渣水泥。審核材料的檢驗報告、合格證、復驗報告等資料。驗收通過的材料才能在工程中使用。

2.3 復核基準水準點

該項目占地面積較大,地勢起伏不平,為保證樁頂標高的準確,要求施工單位依據現(xiàn)場基準高程點,每個子項設置基準水準點,并對基準水準點進行復核。

2.4 確定配合比及最佳含水率

通過擊實試驗確定摻合料的最佳含水量,在最佳含水量的狀態(tài)下制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm水泥土試塊,經無側限抗壓強度試驗確定配合比為水泥∶土=1∶6(體積比)。對試驗報告進行審查。

2.5 施工方案的審查

施工方案是具體指導施工的文件,在技術上是否可行、有效、具體詳細并能用于現(xiàn)場施工,是直接影響施工質量的前提條件,因此監(jiān)理部對施工單位編制的施工方案認真進行審查,提出審查意見,在施工單位修改后予以批準。

3 施工過程控制

3.1 施工程序

施工準備→樁點布置→挖孔至設計標高→清孔檢查→孔底夯實→拌和水泥土→將水泥土逐層灌入孔內,逐層夯實至設計樁頂標高以上20 cm。

3.2 控制要點

1)依據設計圖紙及基準高程點,在廠房四角埋設高程樁,用來控制水泥土樁成孔深度及樁頂標高。2)樁點的布置要準確,嚴格執(zhí)行自檢、專檢、監(jiān)理檢查等程序,嚴格控制樁位移。3)成孔前用洛陽鏟確定①層土的厚度,水泥土樁頂要進入②層土200 mm,為方便后續(xù)施工,要保證每個廠房內的樁頂標高基本一致,且與基礎底標高相符合。4)采用原位土拌合料,為滿足有機質含量不超過5%的規(guī)程要求,成孔時將地表下0.6 m范圍內的耕植土清除掉,不予使用。5)用粉碎機將拌合料加工3遍,使水泥土拌合物均勻且不含大于20 mm的土塊。6)經檢驗拌合土符合最佳含水量時進行樁身施工,按每200 mm填土擊2錘控制填土厚度。7)考慮承載力提高幅度較大,為保證樁體強度,夯實機械采用吊夯。8)接近樁頂標高時,注意填土厚度,保證樁頂標高準確。

4 質量檢查及驗收

1)施工過程中使用水準儀、線墜、鋼尺、經緯儀等工具對孔深、樁孔垂直度及樁位進行控制和檢查。要求成孔直徑不小于設計值20 mm,孔中心偏差不超過0.25D(D為設計樁徑),垂直度偏差不大于1.5%,若不滿足上述要求及時進行整改或回填夯實后重新成孔。2)施工過程中嚴格控制拌合土的配合比和含水率,控制每層的填土厚度、錘擊數及落錘高度,確保樁體質量。3)為了確定水泥土的夯實質量是否符合《夯實水泥土樁復合地基技術規(guī)程》的要求,成樁2 h,按不少于2%的比例進行輕型(N10)動力觸探,擊數均大于規(guī)范要求的40擊。4)水泥土樁達到齡期后,進行基坑開挖,復核樁中心位置偏差,偏差值應滿足規(guī)程和設計要求(如不超過100 mm或D/2),否則需補樁以滿足設計要求。

5 復合地基承載力檢驗

該項目共抽取96根樁進行復合地基靜載荷試驗,各試驗點最大加荷量均為440 kPa,各試驗點P—S曲線在最大加荷量范圍內比例界限不明顯,P—S曲線基本屬于漸進形的光滑曲線,不存在陡降點,220 kPa荷載所對應的相對沉降比s/b＜0.01,從而可以判定各試驗點夯實水泥土樁復合地基承載力特征值達到220 kPa的設計要求。

6 建議及經驗

1)由于工業(yè)廠房面積大、場地起伏大,施工前要制定有效的樁位偏移控制措施,主要施工人員如技術員、測量員、機長持證上崗,嚴格按施工組織設計及夯實水泥土樁施工圖進行放點,施工前對機械設備進行檢修,盡量避免在施工中機械移動而造成樁位偏移;廠房外側基礎中心線與廠房軸線不重合,放線和驗線時要特別注意。

2)依據勘察報告對表層土厚度進行探測時布點應合理,土層判斷要準確,避免樁頂在①層土內承載力達不到設計要求,或樁頂進入②層土深度大,增加造價。

3)樁頂標高控制很重要。水泥土樁是介于剛性樁與柔性樁之間具有一定強度的樁,如果預留樁長,機械開挖時會將樁身折斷,影響樁的質量;若樁頂標高低于設計標高,開挖后不見樁或樁頭清除長度不符合規(guī)范要求,勢必需進行處理,從而增加造價,故施工時要做好技術交底并加強檢查。

4)樁頭剔除應認真、仔細。清槽至設計標高后,樁頭預留部分需剔除,由于水泥土樁是半剛性樁,如果施工不當易破損,影響質量,所以,樁頭剔除工作應認真仔細。

5)重視褥墊層的施工。復合地基設計中,基礎與樁和樁間土之間設置一定厚度散體粒狀材料(粗砂、級配砂石或碎石)組成的褥墊層,是復合地基的一個核心技術?；A下是否設置褥墊層,對復合地基受力影響很大。若不設置褥墊層,復合地基承載特性與樁基礎相似,樁間土承載能力難以發(fā)揮,不能成為復合地基。若基礎下設置褥墊層,樁間土承載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降,即使樁端落在好土層上,也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上,使樁土共同承擔荷載。因此,必須嚴格按設計要求進行褥墊層施工,用平板振動器振搗密實,周邊要寬出素混凝土墊層100 mm。

[1] DB 13(J)39-2003,水泥土樁復合地基技術規(guī)程[S].

[2] JGJ 79-2002,建筑地基處理技術規(guī)范[S].

[3] 馬小鋒.淺談軟土地基施工技術[J].山西建筑,2008,34(1):121-122.