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軟土地基處理施工組織設計及施工技術問題分析

2010-02-24 09:15    【  【打印】【我要糾錯】

  1、前言

  由于道路地質形成的特殊性,沿線路基下經(jīng)常存在深厚的軟土層,在該軟土地基上修建道路時,若對地基處理不當,有可能因地基沉降或差異沉降過大而影響道路的正常使用功能。軟土地基的處理質量直接影響到路基的基礎承載力,也是保證道路建成后安全、高效運營的關鍵。在軟土地基上建造建筑物或是進行路基施工,都要求對軟土地基進行處理。其處理的目的主要是改善地基土的工程性質,達到滿足建筑物對地基穩(wěn)定和變形的要求,包括改善地基土的變形特性和滲透性,提高其抗剪強度和抗液化能力,消除其他不利的影響。

  2、選擇軟土地基處理方法時應考慮的因素

  2.1 地基狀況

 。1)土質為砂性土:僅對那種可能發(fā)生液化的砂性土采用擠實砂樁法或振動壓實法進行改善。土質為粘性土:除了壓實法外,其他方法均適用。但采取的處理方法對土基的擾動必須盡量小。因為粘土一經(jīng)擾動,強度降低很多。

 。2)地基構成。在軟土層淺而薄的情況下,常用簡單的表層處理法。重要的構造物基礎常用開挖換填法。若軟土層較厚,應使用其他方法配合表層處理法。夾有砂層且厚度較。3~4m以下)的軟土層,一般采用表層處理法,荷載壓重法等方法,即使是5cm的砂層也是有效排水層,在土質調查中不要遺漏。

  2.2 道路性質

 。1)道路等級愈高,要求的平整度也愈高,愈需要采取有效的沉降處理措施。等級較低時,可先鋪簡易路面,待沉降結束后,再鋪高級路面或次高級路面以節(jié)約資金。

 。2)道路填挖方高度及設計橫段面。如路堤的設計高度與寬度是選擇基底處理方法時要考慮的重要因素,當采用換填法時,寬而低的路堤易發(fā)生局部沉陷破壞;反之窄而高的路堤,下面多使用換填的方法,在設計高度較大而穩(wěn)定無法保證的情況下,采用壓重法將受到限制。

  (3)道路所在地形地段。一般地段上,剩余沉降即使大到一定程度,只要不均勻沉降不大,路面平整度基本上還可保持在允許的范圍。

  2.3 施工條件

  不同的施工條件選用的處理方法不同,經(jīng)濟性也不同。主要有工期、材料、機械的作業(yè)條件等。

  2.4 周圍環(huán)境

  (1)施工中對周圍環(huán)境的影響,如噪音、振動地基及地下水的變化和排出的泥水等,在選擇施工方法時必須考慮。

 。2)在路堤高度較大而地基特別軟弱的情況下,周圍地基經(jīng)常發(fā)生大的隆起或沉降。這樣,在路堤坡腳附近有民房和重要構造物時,應考慮以減小總沉降量且控制剪切變形的方法為主要措施。不能采用這類方法時,應考慮事先對可能受影響的構造物加以保護,否則應考慮以高架構造物代替路堤。如最近上海倒樓事故,經(jīng)過專家的實地調查之后,倒樓事故原因終于查明,那就是倒塌的那棟樓房北側在短期內堆土已高達9m,南側正在開挖4.6m深的地下車庫基坑,兩側壓力差導致過大的水平力,超過了樁基的抗側能力。在軟土地基上挖坑、堆土、起樓,這一系列建筑施工行為并不需要施工方盲人摸象,而是有現(xiàn)成的規(guī)范性的行業(yè)標準可以參照執(zhí)行。在2008年10月1日由建設部批準施行的《中華人民共和國行業(yè)標準:建筑樁基技術規(guī)范》(下簡稱《技術規(guī)范》)中,有如先驗般地寫入了這一施工常識——基坑開挖對樁基的影響以及不規(guī)范操作可能造成的嚴重后果。《技術規(guī)范》3.4節(jié)“關于軟土地基樁基的設計原則”中明確提及“,在軟土地區(qū),……由于基坑開挖的不均衡,形成‘坑中坑’,導致土體蠕變滑移將基樁推歪推斷,有的水平位移達1m多,造成嚴重的質量事故。這類事故從20世紀80年代以來,從南到北屢見不鮮。”該規(guī)范明確規(guī)定“,軟土場地已成樁條件下開挖基坑,必須嚴格實行均衡開挖,高差不應超過1m,不得在坑邊棄土,以確保已成基樁不因土體滑移而發(fā)生水平位移和折斷。”將大量棄土堆在基坑旁,引起土體滑移,并造成樁基水平位移和折斷的情況原來早已有前車之鑒,專家也已將此總結歸納為規(guī)范性文件并在建筑領域內強制推廣。

  3、施工中的技術問題分析與對策

  3.1 水泥深層攪拌樁質量通病及其預防措施

  在水泥深層攪拌樁施工過程中,遇到的樁的質量問題主要表現(xiàn)在樁位偏差及漏樁、樁身垂直度的超差、斷樁、個別樁身局部不均勻、個別攪拌樁機有時噴漿不正常、抱鉆冒漿現(xiàn)象、樁頂強度低、樁端強度較低等八個方面。

 。1)樁位偏差及漏樁,開工時復核樁位,對放樣結果自檢。每打一個樁對下一個樁位復查,并在施工圖上勾消,做好現(xiàn)場施工記錄表的填寫,要求整潔、及時、準確。

  (2)樁身垂直度的超差。及時調整樁機平整度,在地面不平整時,先調整枕木,然后調整機架,以保證垂直度在1%以內。

 。3)斷樁。在攪拌過程中發(fā)現(xiàn)有停泵或送泵障礙,須將攪拌頭提至地面,確認已噴漿,再重新將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處重新噴攪,對軟硬土層交接部位要均勻多次攪拌,以防斷樁現(xiàn)象發(fā)生。

 。4)個別樁身局部不均勻。

  1)攪拌機械、注漿機械中途發(fā)生故障,造成注漿不連續(xù)。防治措施:施工前對各種機械進行檢查、維修,使之處于正常狀態(tài)。

  2)攪拌機械預攪拌下沉時土體沒有充分被攪碎。防治措施:

  a)攪拌機械預攪拌下沉時應使土體充分攪碎。對遇到硬土,攪拌機下沉速度過慢時,對于噴漿攪拌可采用沖水下沉,但在噴漿提升前必須將輸漿管中的存水排盡;

  b)攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉數(shù)、提升速度應相互匹配,以確保加固深度范圍內土體的任何一點均能經(jīng)過20次以上的攪拌。

  3)施工參數(shù)和水灰比不合理。防治措施:施工前應確定攪拌機械的灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數(shù),并根據(jù)設計要求通過成樁試驗,確定攪拌樁的配比等各項參數(shù)和施工工藝。宜用流量泵控制輸漿速度,使注漿出口壓力保持在0.4~0.6MPa,并應使攪拌提升速度與輸漿速度同步。

  4)個別攪拌樁機有時噴漿不正常。施工中,造成個別攪拌樁機有時噴漿不正常的原因有如下方面:

 、僮{泵損壞。防治措施:

  a)注漿泵、攪拌機等施工前應試運轉、保證完好。

  b)如果施工中出現(xiàn)損壞,應及時更換施工設備。重新注漿時應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處重新噴攪,對軟硬土層交接部位要均勻多次攪拌,以免斷樁現(xiàn)象發(fā)生。

 、谟捎谒嗌顚訑嚢铇吨薪(jīng)常摻入中粗砂、礦渣等粗粒材料,而噴漿管直徑較小,容易造成噴漿口堵塞。防治措施:所使用的水泥漿液要經(jīng)過仔細過濾,防止堵塞出漿口。

 、酃苈分杏杏步Y塊及雜物,造成堵塞。防治措施:

  a)應及時清洗輸漿管路,防止雜物、硬塊進入堵塞。

  b)輸漿管路應保持干凈,嚴防水泥漿結塊,每日完工后應徹底清洗一次。噴漿攪拌施工過程中,如果發(fā)生事故而停機半小時以上,應先拆卸管路,排除水泥結石,然后進行清洗。

 、苣嗤恋构嗳雵姖{管道,堵塞噴漿口。防治措施:噴漿口采用逆止閥,防治泥土的倒灌。

  3.2 復合載體夯擴樁的質量通病及其預防措施

  在復合載體夯擴樁的施工過程中,遇到的樁的質量問題主要表現(xiàn)如下。

  3.2.1 管內進水、止淤失效

  在施工中出現(xiàn)管內進水、止淤失效的原因有以下兩個方面:

 。1)止淤所用干混凝土量不足。防治措施:添足止淤混凝土量。

 。2)內部底板直徑偏小,與外管內徑的間隙過大。防治措施:加大內管底板直徑。

  3.2.2 澆筑混凝土后的樁身局部直徑小于設計尺寸而引起縮頸

  在施工中出現(xiàn)澆筑混凝土后的樁身局部直徑小于設計尺寸引起縮頸(瓶頸),原因有以下五個方面:

 。1)拔管速度過快或管內混凝土量過少,混凝土來不及下落,而被泥土填充。防治措施:樁輕度縮頸,可采用反插法,每次拔管高度以1.0m為宜;局部縮頸采用半復打法;樁身多段縮頸宜采用復打法施工;樁拔管速度不得大于0.8~1.0m/min。

  (2)在地下水位以下或飽和淤泥或淤泥質土中沉樁管,土受強制擾動擠壓,土中水和空氣未能很快擴散,局部產生孔隙壓力,把部分樁體擠成縮頸。防治措施:在淤泥質土中采用復打或反插法施工。

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