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粉喷桩在桥梁等工程软土地基处理上的应用

   2005-11-06 网友推荐 吴全科 0

1 工程概况?

(1)广州市华南大桥位于广州市东部珠江航道上,其南引道地基为原鱼塘和农田,淤泥层较厚,自上而下依次为:人工地表填砂、淤泥质砂层、淤泥质土层、细砂层。?
(2)顺德桂畔海西引道位于顺德市大良镇五沙管理区苏岗村三沙尾围内,其涵洞地基在原河道及鱼塘范围内,表层为冲积及海相沉积层,厚度一般在24~44m,基物理力学性能差别较大,可分为上部淤泥层和下部砂层。?
①淤泥质粘土层:以深灰色为主,地基12m以上一般呈黄灰至灰色,且常夹薄层状粉细砂,局部夹贝壳层。本层腐殖质含量较高,含水量大,呈流塑状态,且孔隙比大,具有高压缩性。其物理性能指标如下:
W=35.2%~68.8%
eo=1.139~1.650
IP=11.2~36
IL=1.006~1.823
a1-2=0.41~1.69MPa
ES=1.69~5.0MPa
c=0.2~13.3kPa
φ=3.9°~21.1°

水平方向固结系数CH=(0.34~3.16)×10-3cm2/s
以上物理力学指标表明,该土层地基属于不良软弱地基,其承载力基本值较小(为30~60kPa),不宜作为基础持力层。?
②砂层:浅灰色或深灰色,由上至下颗粒由细变粗,顶部一般夹薄层状淤泥质土,其层序大致是细砂、中砂、粗砂、砂砾和圆砾。其承载力基本值为100~150kPa。?
(3)南海三山港码头位于南海市平洲镇三山管理区内,其码头岸坡地基为原河道冲积和淤积层,淤泥层较厚,岸坡粉喷桩加固范围面积为666m?2(长×宽=180×3.7m)。?

2 粉喷桩设计与施工
2.1设计要求?
(1)广州华南大桥南引道:设计桩径?550mm,桩长9.0~10.5m,桩顶部复搅深度3.0~3.5m,设计强度为650kPa。?

(2)顺德桂畔海涵洞:粉喷桩所用的加固料采用425号普通硅酸盐水泥,每延米水泥用量为55kg,设计桩径?550mm,桩长10~15m,成桩28d后桩体上部桩身无侧限抗压强度大于600kPa,桩与桩之间应搭接良好,以保持粉喷桩基础的整体性,置换率为51.4%。?
(3)南海三山港码头岸坡:设计桩径?500mm,桩长8.5~18.5m,粉喷桩间搭接不小于50mm,且搭接在24h内完成。在每区之间及每隔15m左右设沉降缝,沉降缝处的粉喷桩相切,置换率不小于50%。粉喷桩着底残积亚粘土或砾砂、中粗砂层。?
2.2 施工工艺
2.2.1 施工程序
施工程序为:测量放样→移机定位→送风钻进至设计桩底标高(钻入)→原位旋转确保送灰到位(预搅)→提升喷粉搅拌至设计桩顶标高(喷射)→钻进重复搅拌一次(复搅)→成桩。
2.2.2 桩位测放
经实践与改进,放样方法为:先用经纬仪测放桩群长度方向轴线,再用测绳准确放出栏位位置,用标志物作点位标志。?
2.2.3 喷粉成桩?
成桩工艺流程为:空压机给储气罐充气→管道送气→钻机钻进、储气罐充气→电机带动送粉机送粉→原位旋转确保送粉到位→喷粉提升→钻进重复搅拌一次→粉喷成桩。?
根据设计要求,在粉喷桩施工中水泥采用425号普通硅酸盐水泥,其用量为55kg/m,水灰比为0.25,成桩置换率控制在52%~53%之间。?

3 工程质量控制
3.1 典型施工
在工程正式施工前,必须根据工程情况和设计要求,先进行粉喷桩的典型施工,以检验地质资料是否正确,工艺参数、成桩质量、取样方法及桩的设计指标是否合理等等,为顺利施工打下坚实的基础。?
保证粉喷桩工程质量的关键是控制喷粉量和喷粉的均匀性。喷粉量的控制主要决定于电机转速、储灰罐与送灰管之间的压差。送灰管道压力喷粉时随钻头提升而减小,一般在0.50~0.20MPa之间渐变,储灰罐压力宜比送灰管压力大0.2MPa左右,气流量〖CM(19)一般在35~45m?3/h之间,提升速度一般为0.95m/min。? 掌握喷粉均匀性应注意:①气流量和管道压力不能骤增、骤减;②送灰管道的脉冲应均匀;③钻杆提升采用同一速度;④全孔复搅一次。
3.2 质量要求
粉喷桩施工质量目前没有规范可循,根据典型施工情况和施工实践,制订如下要求:①桩位测量放样允许偏差20mm;②施工用水必须经检验符合质量要求;③必须严格控制好喷粉的配合比,保证施工用水误差不大于1%,水泥、外加剂误差不大于2%;④实际桩径应大于设计桩径20mm;⑤桩底应达到设计要求和典型施工所确定的着底标准;⑥桩身垂直度偏差小于1%桩长;⑦若粉喷桩间有搭接时,保证粉喷桩的搭接不小于50mm,且搭接必须在24h内完成;⑧应按要求埋设沉降和位移的测试仪器,以观测粉喷桩在施工和使用中的变化情况;⑨粉喷桩应在每区之间及每隔一段距离(一般为15m左右)设置沉降缝,沉降缝处的粉喷桩相切;⑩桩身强度满足设计要求,灰土搅拌均匀。?
3.3 施工监测
监测施工能及时发现施工过程中的问题,有根据地把握粉喷桩的施工工艺和施工参数,保证工程质量。
施工中应对每根桩观测记录以下资料:①开钻时间和结束时间;②桩底标高和桩顶标高;③桩轴线偏移和桩长垂直偏差;④复搅深度;⑤搅拌转速和提升速度;⑥


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