t121312吉他谱甘肃省定临高速项目施工现场地处于黄土高原地区,施工场地土质大部分属于自重湿陷性黄土,其地基处理方式主要为冲击碾压、强夯、灰土挤密桩等,对于由于条件受限而无法强夯等处理的II级以上自重湿陷性黄土桥头路基或IV级自重湿陷黄土高路堤,可采用灰土挤密桩处理。该类地基处理方式主要通过锤击将钢管打入土中侧向挤密成孔,再向孔中分层回填灰土夯实而成,消除深层黄土湿陷性,降低地基压缩性,同时与桩间土组合成复合地基以提高地基承载力。
定临高速公路项目起点与拟建的通渭至定西高速公路相接,间接与G30连霍高速及青兰高速相接,是甘肃东部地区通往临夏、甘南、青海南部地区的一条便捷快速通道,也是兰海兰州至临洮段的第二通道。本人作为该项目部的一员,曾参与某段高填路基的施工,该段高填路基属于黄土梁峁沟壑区,“V”形冲沟地形,地形起伏较大,出露地层主要为第四系黄土状土,下伏基岩为泥岩,属于Ⅳ级自重湿陷性黄土状土,在施工之前首先对其地基进行处理,根据现场地质情况与施工条件,其地基处理方式采用灰土挤密桩施工,通过挤压桩侧土破坏湿陷性黄土的大孔结构。消除地基湿陷性。本文主要从灰土挤密桩定义、施工方法、参数控制等方面阐述灰土挤密桩的施工工艺,从而对此种地基处理方式做出总结。
灰土挤密桩主要是利用打桩机锤击成孔,再向孔中分层回填灰土夯实而成的灰土桩。在施工过程中,灰土挤密桩原位置的土受到锤击挤压而向横向挤密,使得桩孔周围土的压实度显著提高,从而达到消除黄土湿陷性,提高地基承载力的目的。在该段高填路基地基处理中,灰土挤密桩施工采用沉管法,设计桩径为40cm,桩长为6m,桩中心间距d=1m,采用等边三角形布置。回填材料为质量比10%的石灰土,含水率控制在12%~23%,其中素土选用塑性指数为10~20的黏土、粉质黏土,不得含有其他杂质,其粒径不大于15mm,石灰采用Ⅲ级以上块灰,活性Ca O+Mg O含量不小于55%,使用前4~5d内消解并过筛,其粒径不大于5mm。灰土挤密桩桩身的干密度不小于15.5k N/m,桩体压实度不小于97%;桩间土干容重不小于15k N/m,桩间土平均挤密系数不小于93%,最小挤密系数不小于88%。
施工设备进场之前应实地考察施工场地工程地质情况和周围环境,对沉桩区域进行场地平整,对石灰进行试验,做好灰土的标准击实,调整现场素土的含水量,确保其接近土的最佳含水量,其次对桩位进行准确定位。其施工顺序为:场地平整—桩位放线—桩机就位—试验打桩—灰土制备—正式打桩成孔—桩孔检测—桩孔灰土分层回填夯实—地基承载力检测。现结合定西至临洮高速公路高填路基地基处理过程进行论述。
机械进场之后应先修筑通往施工地段的便道,清理现场腐殖土,对场地高低不平的区域进行修整,控制高差在15cm之内,方便打桩机施工调整。由于该段路基位于深沟地段,下雨时易积水,因此需在施工区域内开挖排水沟,做好排水工作。
按照图纸要求对该地段所有挤密桩进行编号,利用GPS测量仪器对桩位进行放线,并及时用白灰做好标记,同时设置护桩,防止桩位被破坏。
根据图纸中灰土挤密桩的桩长以及桩径的设计,该工程选用履带式W1DD1型成孔机,配有直径400mm长度12m的成孔钢管。灰土回填夯实采用电动卷扬机提升式夯实机,锤头重量500g,落锤高度3m。灰土拌制采用灰土拌合机,可将白灰与素土均匀拌制在一起,同时控制灰土的含水率,保证施工质量。
在正式打桩之前必须进行试验打桩,目的是为检测施工机械是否正常,施工工艺是否符合要求,同时根据现场试验打桩的结果进行机械参数的调整,确保正式打桩时施工质量满足施工要求。经试验打桩的数据总结得出以下技术参数:
(1)在灰土石灰含量方面,石灰的含量应超出设计含量1或2个百分点,主要原因是石灰在空气中发生氧化反应,如果按照设计比例配制灰土,会导致灰土桩石灰含量不足,影响灰土桩的质量。
(2)在灰土含水量方面,在拌和时应控制灰土的含水率超出最佳含水率1或2个百分点,主要原因是拌制完成的灰土水分在空气中易挥发,在打桩时灰土含水率往往低于最佳含水率,影响灰土桩的压实度。
(3)在施工机械方面,本端路基的灰土挤密桩长度为6m,为方便成孔和保证成孔质量在成孔机钢管6.3m处用红色颜料做出标记,成孔之后夯实机工作时首先应进行底夯,夯击次数不少于6次,自动填料时间为2s,夯实时间为24s。
本工程所用灰土为质量比为10%的石灰土,在灰土制备之前对石灰和素土进行检测,确保材料性质满足施工要求。灰土拌制采用灰土拌合机,将质量比1:9的石灰和素土倒入拌合机进行搅拌均匀,同时在拌和过程进行洒水保证含水量满足要求。拌制完成的灰土要及时进行含水量和灰剂量的检验,动态调整石灰和水的用量,确保灰土质量满足打桩要求。
根据实验打桩的数据进行调整之后开始进行正式施工,桩机就位要求平稳准确,桩管与桩孔中心相互对中,在施工过程中桩架不发生移位或者倾斜,打桩时应先打外侧一排桩,再打内侧,对于相同一排桩应间隔打桩,防止震动导致塌孔现象。
拔管成孔后由专人检查桩孔质量,观察孔径,检查孔深及垂直度是否符合要求,对不满足要求的桩孔应分层回填之后重新钻孔。
待桩孔全部检查完毕之后进行灰土回填,在回填之前首先应进行底夯,其次进行回填夯实。回填时由人工配合夯实机连续夯击,确保施工的连续性,夯实机要平正稳固,夯锤与桩孔相互对中,使夯锤能自由下落。在本工程中夯实机工作状态应为自动化,夯机自动填料时间与夯实时间均为固定值,现场作业人员不得擅自更改。
成桩完成之后及时进行桩身及桩间压实度检测,抽检数量不应少于桩孔总数的2%,检测过程由专人操作。在成桩完成后的28d做静载实验,保证灰土挤密桩处理后的地基承载力满足施工要求。在该段工程的静载实验均结果均满足设计要求。
(1)桩身平均压实系数应不小于97%,且抽检土样压实度最小值应不小于93%。
灰土挤密桩施工机械简单,操作方便,施工质量较高,广泛地应用于各种黄土地质地基处理中,属于经济效益与施工质量都很高的施工工艺,具有很大的推广价值。对本工程来说,灰土挤密桩施工不仅解决了该段路基地基承载力不足的难题,也为本项目后期施工赢得了时间,对加快该工程建设有着积极作用。
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