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摘要:采用高压旋喷桩处理软土地基。某挡墙工程紧临湖岸,挡墙基础处于局部含有抛石的松散杂填土之上,施工期间挡墙基础现状与湖面水位高差1-2米,施工条件差。本文介绍和总结该工程在强夯的基础上,成功应用二重管高压旋喷桩进行地基处理的设计、施工,取得了良好的效果。
关键词:挡墙;强夯;二重管高压旋喷桩
1工程概况
该工程地处杭州市郊县,三面环湖,沿湖岸拟建高10.5米的混凝土灌砌块石挡墙。
该工程最大的特点是挡墙基础处于厚10m以上的局部含有抛石的新近松散杂填土之上,而且挡墙临湖而建,灌砌块石挡墙高达10.5 米;另外,挡墙路面硬化要求较高,对该工程的沉降也提出了较高的要求。同时,湖面的水位与现状地面高差不到2 m,无论是设计,还是施工,其难度都比较大。
2工程地质概况
地质勘探表明,挡墙基础深13.5 m范围内的地基主要以松散杂填土为主,厚8.6-10.3米,地层分层自上而下依次如下:.杂填土-抛石-素填土-强风化泥质粉砂岩-中风化泥质粉砂岩-强风化凝灰岩-中风化凝灰岩。
3处理方法
针对该工程的地质、地形特点,提出先进行强夯处理,然后采用二重管高压旋喷桩加固处理的方案。通过强夯处理,可以提高地基土的强度,降低其压缩性。由于强夯处理的影响深度有限(该工程中影响深度为5-6 m),提出了在强夯的基础上进行二重管高压旋喷桩加固处理的方案,一方面大大提高了地基承载力,另外一方面也减少项目以后的沉降。
3. 1强夯处理
强夯处理的范围大于挡土墙基础范围,且每边超过基础外缘3米以上。强夯单击能不低于3000kN. m,并根据现场试夯确定强夯参数。
强夯后,通过对3个点的复合地基静载荷试验,显示3个试点的极限承载力达600kpa,对应的抗降量最大为25.62mm,均满足设计要求。
3.2二重管高压旋喷桩加固处理
旋喷桩系高压喷射注浆法旋喷施工形成的水泥土桩体,与地基土共同形成复合地基。该工程的挡墙基础含有部分块石,且都是新近的杂填土,厚度也较深,虽然经过了强夯处理,但其影响深度只有5~6m,给设计、施工都带来了较大的难度。
3.2.l设计主要技术指标
高压喷射注浆后复合地基承载力不小于300 kpa;旋喷桩梅花型布置,旋喷桩直径不小于1.0 m。
3.2.2施工主要技术参数
旋喷浆液采用水泥浆,喷管提升速度为10 cm/min,旋转速度为10r/min,喷浆流量80L/min。
3.2.3施工工艺
20世纪70年代初期,日本最先把高压喷射技术用于地基加固,我国自70年代中期开始进行试验和应用,90年代工程应用进入了新的阶段,目前已经形成了成熟的地基加固方法。
对该工程而言,与常规高压喷射注浆工程相比,有诸多不利因素,譬如,高压旋喷桩工程范围紧临湖岸,工程基础处于厚8 m以上的局部含有抛石的新近松散杂填土之上等不利因素。为了避免过多的漏浆,在旋喷成桩时,添加了一定比例的速凝剂水玻璃;针对临湖侧的高压旋喷桩漏浆严重的现象,经过现场多次试验,在水泥浆中添加含一定黄土的河砂加水玻璃的混合液,控制漏浆,效果十分明显。另外,针对工程范围内含有较多抛石的特点,该工程采用了先用钻机引孔的方案,确保后续工作的顺利进行。
3.2.3.1引孔
全钻仪测量定位后,XY-100型小钻机就位开始引孔,采用边钻进边跟进钢套管,待钻进中风化基岩后取出岩样,经确认进入中风化基岩后引孔结束;
为防止拨出钢套管后孔内坍塌,在拨钢套管前灌人河砂至地表下0.5m位置,然后起拨钢套管,拨1.0m再往钢套管内灌入河砂,使河砂面始终保持在地表下0.5 m位置处。待拨出钢套管后采用编织袋装的河砂封口,露出地表约20cm,这样既可防止水泥浆回灌进孔内,也便于查找该桩孔位置和桩位对中。
在引孔过程中,有时会在填土表层3-5 m位置遇到块石,在施工过程中,采用挖除块石的方法.保证引孔成功进行。
3.2.3.2旋喷桩机就位
引孔完成后,旋喷桩机就位。采用清水调试泥浆是否通畅.各仪表压力是否正常.各连接管线有无渗漏现象,没有发现问题进行下一道工序。
3.2.3.3水泥浆液调配
根据提喷速度10cm/min,喷浆流量80L/min,水灰比为l 1,换算出设计要求的水泥用量为80kg/m。
水泥按设计要求采用42.5级普通硅酸盐水泥。先按桩长度计算出该桩所需水泥量,接着量好搅拌桶的容积,现场使用的搅拌桶为直径为1200 mm,高为l .10 m的钢桶,量取高度为0 .71 m。在0. 71m位置处焊上钢筋头做记号,注人清水至0. 7l m高度,则桶内水的重量为(0.6×0.6×3.14×0. 71m×l. 0×l03kg/m3=803kg,用翻斗车称好同重量的水泥,分车倒入桶内,搅拌均匀,形成设计要求的l:l的水泥浆,桶内水面的高度按桶的高度来确定,一般以不超过桶高的70%为宜,水泥倒人桶内搅拌均匀后,液面高度会略有上升.但不会很大,现场观测中浆液面一般上升在10 cm之内,但因搅拌时,浆液要形成一个祸旋,故浆液面高度不能超过桶高的70%为宜。
3.2.3.4二重管高旋喷桩成桩
在搅浆过程中,旋喷桩机对中后往孔内旋转钻入(不喷浆),至孔底后原位回转,此时后台的搅拌操作人员应往已搅拌均匀的水泥浆液中倒入16 kg的水玻璃。水玻璃不能1次倒入,应少量逐步倒入,避免大量倒人时水泥浆液局部速凝。倒入水玻璃时,搅拌不得停止;开始注浆时将压力泵调至30 MPa,空气压力泵调至0.3MPa,开始注浆时不得马上起拨钻杆,而应在原位回转,待孔口开始冒水、冒气时才可以起拨钻杆,起拨钻杆时速度不得大于10 cm/min,提喷过程中必须保证水泥浆液连续。
提喷过程中发现孔口浆液面突然下降时必须立即停止提升,在原位回转,同时,通知搅浆台将注浆压力调至3-5 MPa,若孔口仍然不返浆,则在孔口调制河砂加水玻璃的混合液,从孔口往孔内倒入,一般在这2项措施下,10~20 min内孔口必然返出水泥浆液,此时仍然须在原位低压喷浆回转,约2 min后才可调大注浆压力至30 MPa,然后慢速提升。若再发现漏浆,则重复上述工作。
一般漏浆位置在地表下4-9m之间,而该位置多为大块石回填层,块石之闻的缝隙较多,注浆压力过大时,孔内压力升高,孔内浆液与湖水窜通,浆液从石缝中渗漏,此时必须调小压力,必要时往孔内倒入含河砂的水玻璃浆液,起到浆液速凝堵漏的效果。
该工程二重管高压旋喷桩施工时,施工顺序也很重要,先施工临水排,再施工内侧排,起到堵塞水道,减少漏浆的可能,最后施工中间排时,漏浆现象明显减少。
4 观测与评价
经过近1个月的养护后,采用XY-100型钻机取芯取出的巖样强度均达到并超过了设计要求.同时现场查看显示,各旋喷桩桩头明显,浆液呈树根状交叉凝固,起到了很好固结效果.达到了设计预期的效果。
5 结语
该工程的上部土层为新回填的松散土,夹杂有较多块石,经过强夯夯实后,密实度提高很多,虽然施工地面高程比湖岸水位仅高出1-2m,但在旋喷桩施工过程中却很少发生漏浆现象,因此,先强夯再进行高压旋喷桩加固处理,取得了预期的效果。
参考文献:
1、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91。
2、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)
关键词:挡墙;强夯;二重管高压旋喷桩
1工程概况
该工程地处杭州市郊县,三面环湖,沿湖岸拟建高10.5米的混凝土灌砌块石挡墙。
该工程最大的特点是挡墙基础处于厚10m以上的局部含有抛石的新近松散杂填土之上,而且挡墙临湖而建,灌砌块石挡墙高达10.5 米;另外,挡墙路面硬化要求较高,对该工程的沉降也提出了较高的要求。同时,湖面的水位与现状地面高差不到2 m,无论是设计,还是施工,其难度都比较大。
2工程地质概况
地质勘探表明,挡墙基础深13.5 m范围内的地基主要以松散杂填土为主,厚8.6-10.3米,地层分层自上而下依次如下:.杂填土-抛石-素填土-强风化泥质粉砂岩-中风化泥质粉砂岩-强风化凝灰岩-中风化凝灰岩。
3处理方法
针对该工程的地质、地形特点,提出先进行强夯处理,然后采用二重管高压旋喷桩加固处理的方案。通过强夯处理,可以提高地基土的强度,降低其压缩性。由于强夯处理的影响深度有限(该工程中影响深度为5-6 m),提出了在强夯的基础上进行二重管高压旋喷桩加固处理的方案,一方面大大提高了地基承载力,另外一方面也减少项目以后的沉降。
3. 1强夯处理
强夯处理的范围大于挡土墙基础范围,且每边超过基础外缘3米以上。强夯单击能不低于3000kN. m,并根据现场试夯确定强夯参数。
强夯后,通过对3个点的复合地基静载荷试验,显示3个试点的极限承载力达600kpa,对应的抗降量最大为25.62mm,均满足设计要求。
3.2二重管高压旋喷桩加固处理
旋喷桩系高压喷射注浆法旋喷施工形成的水泥土桩体,与地基土共同形成复合地基。该工程的挡墙基础含有部分块石,且都是新近的杂填土,厚度也较深,虽然经过了强夯处理,但其影响深度只有5~6m,给设计、施工都带来了较大的难度。
3.2.l设计主要技术指标
高压喷射注浆后复合地基承载力不小于300 kpa;旋喷桩梅花型布置,旋喷桩直径不小于1.0 m。
3.2.2施工主要技术参数
旋喷浆液采用水泥浆,喷管提升速度为10 cm/min,旋转速度为10r/min,喷浆流量80L/min。
3.2.3施工工艺
20世纪70年代初期,日本最先把高压喷射技术用于地基加固,我国自70年代中期开始进行试验和应用,90年代工程应用进入了新的阶段,目前已经形成了成熟的地基加固方法。
对该工程而言,与常规高压喷射注浆工程相比,有诸多不利因素,譬如,高压旋喷桩工程范围紧临湖岸,工程基础处于厚8 m以上的局部含有抛石的新近松散杂填土之上等不利因素。为了避免过多的漏浆,在旋喷成桩时,添加了一定比例的速凝剂水玻璃;针对临湖侧的高压旋喷桩漏浆严重的现象,经过现场多次试验,在水泥浆中添加含一定黄土的河砂加水玻璃的混合液,控制漏浆,效果十分明显。另外,针对工程范围内含有较多抛石的特点,该工程采用了先用钻机引孔的方案,确保后续工作的顺利进行。
3.2.3.1引孔
全钻仪测量定位后,XY-100型小钻机就位开始引孔,采用边钻进边跟进钢套管,待钻进中风化基岩后取出岩样,经确认进入中风化基岩后引孔结束;
为防止拨出钢套管后孔内坍塌,在拨钢套管前灌人河砂至地表下0.5m位置,然后起拨钢套管,拨1.0m再往钢套管内灌入河砂,使河砂面始终保持在地表下0.5 m位置处。待拨出钢套管后采用编织袋装的河砂封口,露出地表约20cm,这样既可防止水泥浆回灌进孔内,也便于查找该桩孔位置和桩位对中。
在引孔过程中,有时会在填土表层3-5 m位置遇到块石,在施工过程中,采用挖除块石的方法.保证引孔成功进行。
3.2.3.2旋喷桩机就位
引孔完成后,旋喷桩机就位。采用清水调试泥浆是否通畅.各仪表压力是否正常.各连接管线有无渗漏现象,没有发现问题进行下一道工序。
3.2.3.3水泥浆液调配
根据提喷速度10cm/min,喷浆流量80L/min,水灰比为l 1,换算出设计要求的水泥用量为80kg/m。
水泥按设计要求采用42.5级普通硅酸盐水泥。先按桩长度计算出该桩所需水泥量,接着量好搅拌桶的容积,现场使用的搅拌桶为直径为1200 mm,高为l .10 m的钢桶,量取高度为0 .71 m。在0. 71m位置处焊上钢筋头做记号,注人清水至0. 7l m高度,则桶内水的重量为(0.6×0.6×3.14×0. 71m×l. 0×l03kg/m3=803kg,用翻斗车称好同重量的水泥,分车倒入桶内,搅拌均匀,形成设计要求的l:l的水泥浆,桶内水面的高度按桶的高度来确定,一般以不超过桶高的70%为宜,水泥倒人桶内搅拌均匀后,液面高度会略有上升.但不会很大,现场观测中浆液面一般上升在10 cm之内,但因搅拌时,浆液要形成一个祸旋,故浆液面高度不能超过桶高的70%为宜。
3.2.3.4二重管高旋喷桩成桩
在搅浆过程中,旋喷桩机对中后往孔内旋转钻入(不喷浆),至孔底后原位回转,此时后台的搅拌操作人员应往已搅拌均匀的水泥浆液中倒入16 kg的水玻璃。水玻璃不能1次倒入,应少量逐步倒入,避免大量倒人时水泥浆液局部速凝。倒入水玻璃时,搅拌不得停止;开始注浆时将压力泵调至30 MPa,空气压力泵调至0.3MPa,开始注浆时不得马上起拨钻杆,而应在原位回转,待孔口开始冒水、冒气时才可以起拨钻杆,起拨钻杆时速度不得大于10 cm/min,提喷过程中必须保证水泥浆液连续。
提喷过程中发现孔口浆液面突然下降时必须立即停止提升,在原位回转,同时,通知搅浆台将注浆压力调至3-5 MPa,若孔口仍然不返浆,则在孔口调制河砂加水玻璃的混合液,从孔口往孔内倒入,一般在这2项措施下,10~20 min内孔口必然返出水泥浆液,此时仍然须在原位低压喷浆回转,约2 min后才可调大注浆压力至30 MPa,然后慢速提升。若再发现漏浆,则重复上述工作。
一般漏浆位置在地表下4-9m之间,而该位置多为大块石回填层,块石之闻的缝隙较多,注浆压力过大时,孔内压力升高,孔内浆液与湖水窜通,浆液从石缝中渗漏,此时必须调小压力,必要时往孔内倒入含河砂的水玻璃浆液,起到浆液速凝堵漏的效果。
该工程二重管高压旋喷桩施工时,施工顺序也很重要,先施工临水排,再施工内侧排,起到堵塞水道,减少漏浆的可能,最后施工中间排时,漏浆现象明显减少。
4 观测与评价
经过近1个月的养护后,采用XY-100型钻机取芯取出的巖样强度均达到并超过了设计要求.同时现场查看显示,各旋喷桩桩头明显,浆液呈树根状交叉凝固,起到了很好固结效果.达到了设计预期的效果。
5 结语
该工程的上部土层为新回填的松散土,夹杂有较多块石,经过强夯夯实后,密实度提高很多,虽然施工地面高程比湖岸水位仅高出1-2m,但在旋喷桩施工过程中却很少发生漏浆现象,因此,先强夯再进行高压旋喷桩加固处理,取得了预期的效果。
参考文献:
1、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91。
2、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)