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1、浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 2010.2.27岳金位收集整理 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 儀容篇 摘要:以浙江07 省道橋頭軟基處理為例,介紹了現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁加固軟土地基的原理和施工方法,并對施工質量監(jiān)測方法作了探討,對類似工程橋頭路段軟土地基處理施工有一定的指導意義。關鍵詞:薄壁混凝土樁、加固軟基、豎向承載力 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 1 工程概況 07 省道跨滬杭高速公路立交橋橋臺后地表以下1m2m
2、范圍內為亞粘土,其下均為淤泥質亞粘土,呈軟塑及流塑狀,可壓縮性高、含水量高。為預防橋頭段路基不均勻沉降產生的橋頭跳車病害,該段設計采用現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁,自動排土振動灌注,直徑1.0m ,壁厚120mm ,樁身混凝土強度為C20,樁長為10.0m,樁帽尺寸為150mm150 mm ,樁帽混凝土強度C25 ,樁位平面上呈梅花形布置,間距3. 0 m。2 原理簡介 利用壓入式一次成孔器在壓入土層的過程中實現(xiàn)部分排土,在不破壞土體自身結 構的情況下,一次性形成管形混凝土樁,依靠管形樁周與相鄰土體的摩擦力、樁端的豎向承載力、樁帽共同受力來提高軟土地基承載力。 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約
3、可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 3 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁的施工方法 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工工序流程:樁位放樣樁尖埋設樁機就位振動沉管澆筑拔管樁機移位。同一工點筒樁施工順序:由一側向另一側推移,先長樁后短樁,減少擠土效應。3.1 施工準備 1) 清理整平場地,保證道路水電暢通并做好臨時設施。2) 對準備使用的碎石、砂、水泥進行抽樣檢查,并做好配合比設計。3)現(xiàn)場放樣樁位、并繪制施工圖紙,標明施工順序。4) 橋頭軟基處理的樁架可用DZ110 沉管樁機的樁架,根據(jù)已選取的設備,直接 啟動電機功率為110 kW,每個工點配備一臺200 kW 的發(fā)電機。5) 試樁
4、,根據(jù)試樁情況確定施工工藝參數(shù)。3.2 施工工藝及操作要點3.2.1 施工工藝 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 1) 樁尖預制及埋設:樁尖質量及形狀是筒樁施工工藝技術的關鍵,樁尖刃口的形狀決定筒樁施工排土量大小及沉管阻力。一般樁尖混凝土強度應比筒樁體強度至少高個等級,本工程樁體混凝土強度為C20,樁尖混凝土強度為C30,為減少施工中的擠土效應,樁尖采用如圖1 所示的形狀后,先清除樁位上的1.5 1.5 范圍內的填渣,再埋設樁尖,以便成樁后立即澆筑蓋板及墊層,樁尖定位采用拉十字線法檢驗、檢查,樁尖中心和樁位中心偏
5、差小于20mm。 2) 樁機底座就位:樁機架坐在鋼管上,鋼管下墊機臺枕木,依靠樁機配備的卷揚拉動鋼繩實現(xiàn)向前在枕木上滾動鋼管而前移,橫向底座在鋼管上滑移而橫向移動。位置初步對中后,下放成孔器,使成孔器的內外鋼管底端 接近樁尖頂面,再調整縱橫相對位置,使樁尖頂面凸臺嵌入成孔器內外管間的腔內,實現(xiàn)完全對中(保證不擾動樁尖位置,且對中后校正樁機底座水平度和桅桿垂直度,墊實底座) 。 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 3) 振動沉管:將下端形成切削刃的筒形的筒靴套入設在豎立的外護壁套管同內護壁套管之間的筒孔中,并使外護壁
6、套管和內護壁套管的下端面分別同樁靴上端的外支承面和內支承面接觸,該外護壁套管和內護壁套管的上端同管錘連接器相接,且內護壁套管的上端形成穿出振動器的同徑出土孔。在振動錘的激振力作用下,作用力經內外鋼管傳至筒靴(樁尖) ,筒靴即隨外護壁套管和內護壁套管進入土層,被筒靴排擠的泥土則進入內護壁套管,并排擠先進入的原始土層,隨樁尖不斷進入土層,內護壁管內的土逐漸向上頂移而從內管頂端排出。 4) 混凝土澆筑及拔管:筒靴下沉至標定(設計) 深度后,從設在外護壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土,并同時將外護壁套管和內護壁管向上逐漸拉出,此時,筒靴將離開內外管底端并同灌注形成的混凝土筒體連成一體埋設在軟地基中。樁
7、頂實際澆筑 面高出設計要求50 cm。 5) 樁頂處理及樁帽澆筑:成樁澆筑完成后,移開樁機,立即開挖、清理樁頭至設計標高,挖出內孔中渣土,露出干凈的混凝土,鋪筑墊層。墊層混凝土初凝后即可進行支模并扎筋,蓋板的鋼筋網分上下二層,每層預先制作好,直接運至現(xiàn)場再安扎,安扎后直接澆筑樁帽混凝土。 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 3.2.2 施工控制要點 1) 沉孔要求:在沉孔過程中密切注視沉孔速度的變化,遇到強硬地層,不宜過度加壓沉孔,以避免樁尖及成孔器損壞。同時要注意成孔器保持正常的垂直度,保持成孔器頂部排土出口的暢
8、通無阻。 2) 成孔器的止水措施:沉孔之前必須使樁尖與成孔器內、外鋼管的空腔密封,使其在全部沉孔過程中不會漏水。止水方法有以下幾種,根據(jù)實際情況選取合適的止水方法:a.在樁尖與成孔器接觸處的內外側均用膠泥或石膏水泥密封防水。b.還有止水塑料布或其他止水膠布墊層止水。 3) 成孔器要求:成孔器提升速度宜控制在1m/30sec ,但必須保持成孔器的鋼管埋入混凝土約1m,以防止成孔器內、外側的泥土擠入壁腔內造成斷樁事故。為了不使成孔器振動時間過長而造成混凝土離析,不 宜連續(xù)振動而不提升。成孔器結構見圖2。成孔器垂直偏差不得超過2。樁機成孔器加工及安裝精度要求:成孔器內外徑圓度需達到5 ,精確測試內、
9、外套管間的環(huán)隙達到精度要求后才能固定上端法蘭。 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 4 施工質量監(jiān)測方法4.1 現(xiàn)場試驗測定 按成樁數(shù)量的10 %采用低應變動測方法及成樁數(shù)量的0. 5 % 筒內挖土隨機抽檢樁身的完整性,并按成樁數(shù)量的0. 2 %進行單樁承載力試驗。4.2 檢查施工原始記錄 檢查樁距、豎直度、樁外徑、筒壁厚度等是否符合設計要求,檢查方法為:按成樁數(shù)量的5 %抽查,樁距偏差100 mm ,豎直度不大于1 %樁長。5 加固效果 經由浙江省工程勘察院對已完成橋頭段現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁隨機進行低應變動測,樁身
10、平均縱波速度為3100 m/s3500m/s ,樁身完整性良好。另對現(xiàn)場抽查一根進行靜載試驗,該樁在最大荷載1050kN 作用下, 相應的樁頂沉降量為112. 75 mm ,取40 mm沉降對應的荷載為單樁極限承載力,豎向抗壓極限承載力為790kN ,滿足設計= 500 kN 要求,通過對該段橋頭路基沉降觀測結果分析,無明顯沉降。 浙江海桐高新工程技術有限公司 領先 節(jié)約 可靠 軟土處理專家 www.ht- 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在軟土地基中的應用 6 結 語 現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁因其獨特的技術構想是基于彌補現(xiàn)有的預制類、沉管類樁和鉆孔灌注樁的缺陷為出發(fā)點,因而與預制類、沉管類樁處理軟土地基相比有如下優(yōu)勢:擠土效應減少、設計樁徑不限、樁身整體質量連續(xù)且容易保證;與鉆孔灌注樁相比具有節(jié)省混凝土至少40%、且無泥漿污染、施工速度快、工程造價低。除在軟土地基處理應用外,還可替代大部分鉆孔樁和所有預制類和沉管類樁,且由于薄壁筒樁的鋼管護壁的特點,在海洋、水利的防洪堤、護堤圍海工程、航運碼頭的基礎處理及圍護工程均可應用。但在今 后的應用中需解決:為減少擠土效應,需另外增加抓土裝置,直接從內管中取土,以減少內管中土的壓力,使被擠開的土得以從內管中順利取出。
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