摘 要:在目前的市政道路建設進行軟基處理時會應用CFG樁技術,這種工藝結構具有特殊性,因而承載力較之于其他軟基處理要大,并且可調性強,穩定快又沒有樁長上的限定要求,并且工期以及工后的沉降變形也小。在公路的路堤填筑中,沉降量的累積是衡量路基質量的標準之一,CFG樁復合結構在此標準上效果均優于其他傳統軟基處理辦法,具有較高的經濟效益,適合在市政道路的軟土路基處理上進行技術推廣。
關鍵詞:市政道路;軟土路基
中圖分類號: TQ178 文獻標識碼:A
1特點
1.1適用范圍較廣
CFG樁處理的復合地基,在使用范圍上廣泛:無論是從基礎還是土質還是擠密效果,以及使用的建筑類型上都很實用。條形、獨立、筏形、箱型基礎都可以適用;粘性土質、砂土質、粉土質以及淤泥土質都可以適用;擠密效果好以及擠密效果差的土質都可以適用;高層和多層建筑業都可以適用。
1.2良好的承載力
CFG樁沒有樁長的標準限制,在實際應用中幾米到二十多米的樁長都可以,并且側阻力可以發揮到全樁,裝上的荷載量可以達到總荷載量的百分之四十到百分之七十五,如此一來,此種復合地基結構的可調性就大大提高,比如,若地基天然承載力比較良好,并且上部的負載量不大,樁長就可以設計的稍短,這種變化是根據對承載力的設計要求決定的,在實際應用中有可能根據土層的需要,長短樁間隔設置。如此,將土層的承載力發揮到最大。
1.3樁體的排水
CFG樁在施工時成樁產生的振動會使得沙土液化,這就會使得土體中的超靜空隙水壓力形成,孔隙水產生,在糞土和沙土的環境下,CFG樁在施工剛結束時會變成一個排水性良好的通道,孔隙水順著樁體向上排出,待水分排出后,樁體硬化,結束。這種現象不但不影響樁體質量強度,反而對樁體和土壤的緊實度提高。
1.4沉降變形
對比其他軟基處理,建筑物的沉降量小一級負荷變形的模量大是CFG樁的地基結構的特色之一,對于一些軟土地基,有些只是上中部存在軟土,而CFG樁體的底部可以再最下面較好的土層持力,這樣就復合地基的變形模量就會相對提高,從而建筑物的沉降量就會相對的減少。在實踐中,使用CFG樁進行處理的地基一般對于沉降量的控制都可以達到二十到五十毫米。
1.5時間效應
在施工過程中,沉管會發生震動,這種震動會影響到樁間土,當樁間土的靈敏度較高時,其土壤的結構強度就會隨著震動的產生而降低或者是喪失,在成樁后,結構強度才會隨著時間而逐漸的增強恢復,樁間土承載力才會隨之增加。在28d-60d樁體本身強度也是增加速度最快的,強度會隨著時間的變化而逐漸的增加。有些高標號混合料,想要達到設計要求強度,有時甚至需要60d齡期。
2 工程背景
某市的一條市政道路施工,整個工程段有一段是沿河道路,軟基路基款五十六米,長約三千米,由于河道淤泥厚度分布不勻,又加上路堤被填高,極易發生路基的滑塌。
根據相關的設計理論和計算資料反映,滑塌段軟基CFG樁處理的設計參數為,平均樁長20.4m,樁徑500mm,樁體強度C15(材料配合比:水泥:碎石:沙子:粉煤灰=1:6.24:3.12:0.76),樁距為1.5m,采用正方形布置,墊層厚為0.3m,采用2-4級配的碎石填料。
3 地基處理主要施工技術探討
3.1施工機械設備
長螺旋鉆管內泵壓CFG樁施工工藝是由長螺旋鉆機、混凝土泵和強制式混凝土攪拌機組成的完整的施工體系,本工程采用2臺ZKL800BB型步履式長螺旋鉆機、1臺HBT60型混凝土輸送泵、1臺JS50型混凝土攪拌機。
3.2主要施工工藝
(1)測量定位
在施工過程中,對于所有的孔樁都要求一次完成,這就需要用到測量定位。一般的測量定位都是通過打孔灌石灰處理,通過鋼管打孔在灌入石灰,最后插入鋼筋,完成定位。
(2)鉆機就位
鉆機就位前需檢查場地情況,如果場地較軟,應增加支腿接地面積。若場地坡度>30°應加墊枕木施工,鉆機就位后必須平衡,啟動四支腿油缸調整鉆機水平,確保鉆塔垂直度≯1%,對位偏差≯20mm,鉆機開鉆前必須嚴格檢查鉆頭上楔形出料活門是否閉合。
(3)鉆進成孔
鉆進過程中根據地層變化和動力頭工作電流值對鉆壓、轉速和鉆進速度進行合理調整,鉆進采用間歇式鉆進方法,即鉆進一空鉆一鉆進,鉆進至設計深度后空車30-60s,待電流穩定確認樁長滿足要求后終孔停鉆。
(4)混凝土攪拌及泵送
混凝土攪拌應該嚴格按配合比配料,嚴格控制好進場原材質量,每盤攪拌時間≮90s,經常檢查混凝土的和易性及坍落度,控制好混凝土的攪拌質量。
(5)每樁灌混凝土結束后,應及時進行封頂以保護樁頭。
(6)施工中遇到地下障礙使樁位偏移時應及時處理后再次就位,并對混凝土泵送中遇到輸料管堵塞或鉆進中出現的異常問題及時正確處理。
3.3施工質量控制
在制作樁體時應特別注意撥管的高度與速度。在沒有施工現場成樁試驗等有關參數時,樁管內灌滿混合料后,應先錘擊5-10s,再開始邊錘擊邊撥,以防止樁底出現吊腳現象。
在施工過程中,發現有些樁成孔到設計深度,開始泵料時,鉆頭閥門打不開,無法成樁。經調查,鉆頭閥門打不開有兩種原因:鉆頭問題,當鉆頭加工不合理時,成孔過程中土中的砂粒或小卵石易卡死閥門,造成閥門打不開;由于樁端落在砂土層,樁端土質具有良好滲透性,導致閥門外的水頭壓力大于鉆桿內混合料的壓力,造成閥門打不開。本工程鉆頭穿越細砂、圓礫、卵石層,終孔于粉細砂層及細中砂層上,很容易導致閥門打不開。經設計組和施工組共同商量改用防水鉆頭或者是適當增加樁長,中低壓縮性的粉質粘土層或粘質粉、砂質粉土層,避免閥門打不開的情況發生。
混凝土坍落度控制在70-90mm,水灰比宜在0.6-0.8之間;樁位應保證準確,其偏差允許不大于150mm,樁身保持垂直,垂直度偏差不應大于1%;按序跳打施工,向一個方向逐漸推進,以防止地冒,在已成樁的樁頂埋設標尺,觀察施工對己成樁的擠壓情況,防止已成樁受擠壓而斷裂并了解地面地冒情況;若遇孤石,則樁位應適當移位,以保證樁體滿足設計要求。
CFG樁對于道路軟基進行處理是近年來新興的工程工藝,相比較房建在自身的應用和特點上都有所不同,因此,本文根據實際情況,結合道路軟基的路基特點以及在工程中對于其質量的要求,以解決實際應用問題為目標對CFG樁進行了多方的研究。以實用設計以及施工控制為理論基礎,為CFG樁在市政道路工程中軟基的處理提出了理論基礎以及發展方向。
參考文獻
[1]注雙杰,張留俊,劉松玉等.道路不良地基處理理論與方法.北京:人民交通出版社,2004.