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【摘 要】 本文中所介绍的复合地基处理系统是由CFG桩组成的,它具有较强承载力、快速稳定、沉降变形幅度小、可调性强以及有效桩长不受限的特点。不论是在道路施工过程中,还是在施工完成后,由其它常用的处理方法处理完成的软弱地基的总沉降量都比他要大。在软基道路的处理中可以被广泛应用,并且在道路的加宽段、路面软基处理、桥面桩基的差异沉降以及路堤快速填筑等软基处理段,CFG桩的符合地基具有很大优势,具有非常大的利用价值。
【关键词】 CFG桩;市政道路;软土路基;处理
前言:
众所周知,软土地基广泛的存在于我国沿海及内地湖泊等地区,并且其地质结构复杂,如果要这种地基上建设道路工程、水利工程和市政工程等路基堤坝的时候,一定要对这种地基进行加固处理。而松软、强度低、压缩性高和孔隙比大等是软土所具有的性质。如果想要在其上修建公路或建筑物,必须要处理软土地基,这样才能确保施工进度、保证地基承载力和稳定性,以及减小施工完成后路面的沉降。
我国城镇化建设水平日新月异,致使市政道路工程也就具有其独特之处,譬如:其上面施加的荷载一般都较小,因此要求的地基承载力也就不大。刚性市政路面具有结构整体性好、刚度大等特点;而对于柔性路面结构则恰恰相反,当由于路基的不均匀沉降而致使路面产生微小裂缝时,只要修补产生裂缝的部分道路的正常使用便不会受到影响。需要补充一点,市政道路下如果埋有管线,则对沉降要严格把控,以防管线断裂。
1 CFG桩复合地基特点的综述
1.1较广泛的适用范围
CFG桩处理的地基不但被广泛应用于条形和独立基础,就连筏形和箱形基础的工程施工中也有其身影。CFG桩处理地基的技术非常适用于处理粘性土、粉土、砂土和淤泥质土等软弱土的地基。它不但可以用来处理挤密性好的土,也可处理挤密性不好的土。目前,CFG桩处理地基的技术在多层和高层建筑的地基处理中得到广泛的应用。
1.2较高的地基承载力
CFG桩的桩长变化范围广,桩长从几米到20多米都常见。CFG桩的侧阻力可以得到全长发挥,其分担的荷载大小最大可以达到总量75%,从而大幅度提高了复合地基的承载力,同时可以根据需要进行调节承担的荷载大小。譬如,如果天然地基本身承载力便较大,桩承担的荷载不大时,此时其长度可以适当变短。在有些特殊工程中,地基承载力和土层变化较大时,可采用长短桩间隔布置的方法,来使不同土层的端承力得到充分发挥。
1.3在排水方面发挥的作用
当在饱和的砂土或粉土中施工CFG桩时,在打桩过程中产生震动作用,可能会导致砂土液化现象,此时超孔隙水压力便会产生。当CFG桩排水通道施工完成后,CFG桩桩体在硬化之前,孔隙水会一直向上排出顺着排水通道。这种现象有利于减小因孔压消散太慢引起地面的隆起和增加桩间土的密实度,对桩体的强度没有不利影响。
1.4对沉降范围的控制
建筑物沉降量小,复合变形模量大是CFG桩主要特征之一。主要适用于地基的上部和中间有软弱土层的地方,通过CFG桩的处理这种地基,可以使得下层较好的土层对桩端持力,从而得到变形模量较高的复合地基,进而建筑物的沉降进行有效地控制。从许多工程实践可以得到一下认识:通过CFG桩对地基进行有效处理后,建筑物的沉降范围会在20-50mm的幅度以内。
1.5时间效应
因为振动的影响作用,振动沉管在施工过程中,将会对桩群之间尤其是高敏读的土层产生干扰和相关震动,进而丧失或降低了土层的结构强度,当桩体完工结束后,恢复期长度的增加,也会恢复结构强度,因此,也增加了桩间土的承载力。此外,在28d-60d的范围内,CFG桩本身强度的增长速度最快,之后会慢慢增加强度。尤其是高标号的混合料要达到或超过设计强度需要到60d的龄期。
2 工程的背景资料
某市政道路整个路堤斜交座落在一条河道上方,而其中一段软基路基宽56.0m、路线长约3Km,因为河道的冲刷和沿岸的淤泥厚度分布及其不均匀,并且会有路堤填土高等现象发生,导致出现滑蹋。
依据相关的计算资料和设计理论的知识,CFG桩在滑塌段软基方面的设计参数为,桩径500mm,平均桩长20.4m,樁体强度C15(材料分配比:水泥:沙子:粉煤灰:碎石=1:3.12:0.76:6.24),垫层厚为0.3m,桩距为1.5m,布置为正方形,采用2-4级配的碎石作为填充材料。
3 主要施工技术在地基处理中的应用
3.1施工过程中的机械设备
长螺旋钻管内泵压CFG桩施工的完整的施工体系包括:长螺旋钻机、强制式混凝土搅拌机和混凝土泵这三种必备机械。本工程采用2台ZKL800BB型步履式长螺旋钻机、1台JS50型混凝土搅拌机和1台HBT60型混凝土输送泵。
3.2施工过程中的工艺
(1)精确测量定位
测量定位采用的处理方法是打孔灌石灰,就是首先用半径15的钢管打300mm深的孔,接着往里注入石灰粉,最后复核桩位需要插入钢筋,所有桩孔在施工过程中要一次定位结束。
(2)准备钻机就位
首先检查场地情况,场地存在较软状况时,要扩大支腿和地面的接触面积,然后钻机就位。钻机就位后必须要保持平衡,如果场地的坡度>30°应在施工过程中加垫枕木,并调整钻机水平启动四支腿油缸,保证对位偏差≯20mm,钻塔垂直度≯1%,一定确保钻头上楔形出料活门处于闭合状态,然后钻机开钻。
(3)钻进成孔
在钻进过程中,转速、钻压以及速度要根据动力头工作电流值和地层变化做出相应的调整,其中钻进方法采用间歇式,就是钻进——空钻——钻进,当钻进到设计的深度之后要空车30-60s,等待电流已经稳定并且桩长满足要求后停止钻进。
【关键词】 CFG桩;市政道路;软土路基;处理
前言:
众所周知,软土地基广泛的存在于我国沿海及内地湖泊等地区,并且其地质结构复杂,如果要这种地基上建设道路工程、水利工程和市政工程等路基堤坝的时候,一定要对这种地基进行加固处理。而松软、强度低、压缩性高和孔隙比大等是软土所具有的性质。如果想要在其上修建公路或建筑物,必须要处理软土地基,这样才能确保施工进度、保证地基承载力和稳定性,以及减小施工完成后路面的沉降。
我国城镇化建设水平日新月异,致使市政道路工程也就具有其独特之处,譬如:其上面施加的荷载一般都较小,因此要求的地基承载力也就不大。刚性市政路面具有结构整体性好、刚度大等特点;而对于柔性路面结构则恰恰相反,当由于路基的不均匀沉降而致使路面产生微小裂缝时,只要修补产生裂缝的部分道路的正常使用便不会受到影响。需要补充一点,市政道路下如果埋有管线,则对沉降要严格把控,以防管线断裂。
1 CFG桩复合地基特点的综述
1.1较广泛的适用范围
CFG桩处理的地基不但被广泛应用于条形和独立基础,就连筏形和箱形基础的工程施工中也有其身影。CFG桩处理地基的技术非常适用于处理粘性土、粉土、砂土和淤泥质土等软弱土的地基。它不但可以用来处理挤密性好的土,也可处理挤密性不好的土。目前,CFG桩处理地基的技术在多层和高层建筑的地基处理中得到广泛的应用。
1.2较高的地基承载力
CFG桩的桩长变化范围广,桩长从几米到20多米都常见。CFG桩的侧阻力可以得到全长发挥,其分担的荷载大小最大可以达到总量75%,从而大幅度提高了复合地基的承载力,同时可以根据需要进行调节承担的荷载大小。譬如,如果天然地基本身承载力便较大,桩承担的荷载不大时,此时其长度可以适当变短。在有些特殊工程中,地基承载力和土层变化较大时,可采用长短桩间隔布置的方法,来使不同土层的端承力得到充分发挥。
1.3在排水方面发挥的作用
当在饱和的砂土或粉土中施工CFG桩时,在打桩过程中产生震动作用,可能会导致砂土液化现象,此时超孔隙水压力便会产生。当CFG桩排水通道施工完成后,CFG桩桩体在硬化之前,孔隙水会一直向上排出顺着排水通道。这种现象有利于减小因孔压消散太慢引起地面的隆起和增加桩间土的密实度,对桩体的强度没有不利影响。
1.4对沉降范围的控制
建筑物沉降量小,复合变形模量大是CFG桩主要特征之一。主要适用于地基的上部和中间有软弱土层的地方,通过CFG桩的处理这种地基,可以使得下层较好的土层对桩端持力,从而得到变形模量较高的复合地基,进而建筑物的沉降进行有效地控制。从许多工程实践可以得到一下认识:通过CFG桩对地基进行有效处理后,建筑物的沉降范围会在20-50mm的幅度以内。
1.5时间效应
因为振动的影响作用,振动沉管在施工过程中,将会对桩群之间尤其是高敏读的土层产生干扰和相关震动,进而丧失或降低了土层的结构强度,当桩体完工结束后,恢复期长度的增加,也会恢复结构强度,因此,也增加了桩间土的承载力。此外,在28d-60d的范围内,CFG桩本身强度的增长速度最快,之后会慢慢增加强度。尤其是高标号的混合料要达到或超过设计强度需要到60d的龄期。
2 工程的背景资料
某市政道路整个路堤斜交座落在一条河道上方,而其中一段软基路基宽56.0m、路线长约3Km,因为河道的冲刷和沿岸的淤泥厚度分布及其不均匀,并且会有路堤填土高等现象发生,导致出现滑蹋。
依据相关的计算资料和设计理论的知识,CFG桩在滑塌段软基方面的设计参数为,桩径500mm,平均桩长20.4m,樁体强度C15(材料分配比:水泥:沙子:粉煤灰:碎石=1:3.12:0.76:6.24),垫层厚为0.3m,桩距为1.5m,布置为正方形,采用2-4级配的碎石作为填充材料。
3 主要施工技术在地基处理中的应用
3.1施工过程中的机械设备
长螺旋钻管内泵压CFG桩施工的完整的施工体系包括:长螺旋钻机、强制式混凝土搅拌机和混凝土泵这三种必备机械。本工程采用2台ZKL800BB型步履式长螺旋钻机、1台JS50型混凝土搅拌机和1台HBT60型混凝土输送泵。
3.2施工过程中的工艺
(1)精确测量定位
测量定位采用的处理方法是打孔灌石灰,就是首先用半径15的钢管打300mm深的孔,接着往里注入石灰粉,最后复核桩位需要插入钢筋,所有桩孔在施工过程中要一次定位结束。
(2)准备钻机就位
首先检查场地情况,场地存在较软状况时,要扩大支腿和地面的接触面积,然后钻机就位。钻机就位后必须要保持平衡,如果场地的坡度>30°应在施工过程中加垫枕木,并调整钻机水平启动四支腿油缸,保证对位偏差≯20mm,钻塔垂直度≯1%,一定确保钻头上楔形出料活门处于闭合状态,然后钻机开钻。
(3)钻进成孔
在钻进过程中,转速、钻压以及速度要根据动力头工作电流值和地层变化做出相应的调整,其中钻进方法采用间歇式,就是钻进——空钻——钻进,当钻进到设计的深度之后要空车30-60s,等待电流已经稳定并且桩长满足要求后停止钻进。