摘 要:結合工程實例,介紹了無砂混凝土小樁在高速公路復合地基處理中的運用,從施工工藝、施工方案、施工檢測等方面進行了論述,指出無砂混凝土小樁是地基處理的一種新工藝,值得推廣應用。
關鍵詞:無砂混凝土小樁,高速公路,復合地基
中圖分類號:U416. 04 文獻標識碼:A
無砂混凝土小樁是地基處理的新工藝,其原理為先通過螺旋鉆機成孔,然后將干凈的小碎石(5 mm～10 mm) 投入孔中,投石之前先放入直徑為25 mm 的鋼管用于壓漿,用壓漿機把水泥漿壓入樁體,形成無砂混凝土小樁。孔徑在150 mm～450 mm 范圍,根據地基情況孔徑常用斷面直徑250 mm～350 mm ,無砂混凝土小樁樁位采用梅花或方格布置,這樣小樁和地基組成復合地基。由于該工藝施工進度快,施工中可控性強,加固的效果好,近年來在河南省高速公路地基處理中已得到一定的應用。文中結合平頂山—臨汝高速公路NO. 1 合同段( K0 + 000～ K4 + 700) 無砂混凝土小樁的施工,對無砂混凝土小樁的施工工藝、檢測進行闡述。
1 工程概況
平臨高速公路K0 + 000～K10 + 850 段土層為第四系全新統砂河沖積層,厚度8 m～10 m ,巖性為亞粘土夾亞砂土,軟塑狀,個別流塑,容許承載力120 kPa ,地下水位埋深7. 0 m～12. 5 m。主要力學指標:含水量W = 32. 9 %～35. 3 % ,液限WL = 26. 9 %～34. 3 % ,塑限WL = 15. 5 %～18. 4 % ,塑性指數IP = 0. 40～0. 75 ,錐尖阻力qc = 0. 73 MPa～4. 75 MPa。鑒于該段為填方路段,對臺后、高路堤和跨徑6 m 的通道涵洞作復合地基處理。
2 施工工藝和方案
2. 1 工藝原理
無砂混凝土樁施工原理用長臂螺旋鉆(CFG鉆機) 鉆孔,使孔內淤泥隨螺旋鉆的葉片旋轉上,人工在地面清除鉆桿帶出的孔內淤泥,直至鉆到設計深度成孔。然后將壓漿管放入孔內,壓漿的長度比孔深長20 cm ,然后將碎石投入到孔內,填至與地面相平為止。工程注漿分入注漿和二次補漿兩個階段,用水泥壓漿機通過預埋帶孔的壓漿管向管內壓注水泥漿,直到水泥漿從碎石頂面涌出,并保壓2 min ,第一次注漿結束;為增大樁側阻力并保證樁頂部不因漿液下沉引起強度降低,采取在樁身初凝前用1. 5 MPa～2. 0 MPa 壓力進行二次補漿。
2. 2 工藝流程
放樣→鉆機就位→成孔→移機→置入壓漿管→投石→兩次壓入水泥漿。
2. 3 施工方案及技術參數
2. 3. 1 測量放樣
依據施工圖紙測量施工場地標高和控制樁標高,之后按照邊長2 m 的正方形定出地基處理范圍內的每一個樁位。測量人員精確地將每一根小樁的中心標定在場地上,同時在中心樁周圍埋設四個保護樁,施工之前,要明確施工場地范圍內是否存在地下光纜、地下管道等地下障礙。
2. 3. 2 鉆機就位
根據工程地質勘察報告,本工程無砂混凝土小樁施工成孔采用長臂螺旋鉆成孔,由于長臂螺旋鉆設備體積大且較重,一些工作面不足、設備無法運至施工現場不便于施工的情況也可考慮用機械洛陽鏟。本工程所用設備可直接從施工便道運至施工現場,在施工現場組裝鉆機,長臂螺旋鉆組裝時需用吊車。鉆機組裝就緒以后,兩個方向調平鉆機,精確對位直至兩心同軸。鉆機移至樁位處對準樁位中心,開鉆之前一定要檢查鉆機是否平穩,掌握鉆機機械性能是否良好,特別是鉆桿上部動力頭處,要時常檢查鉆桿與電機連接螺絲是否松動。
2. 3. 3 鉆孔
啟動螺旋鉆桿,鉆尖對準樁位中心,然后勻速鉆進,鉆孔時要有專人及時清理干凈鉆出的泥土,鉆至預定深度后,鉆桿上拔時要及時清理干凈鉆桿上的泥土,不允許等到下根樁下鉆時再清理,從而保證清土安全,加快施工進度。鉆機移位、對樁位時要有專人指揮,從而避免因司鉆人員看不到致使行走電機脫軌或鉆機傾覆。鉆機維修、移位、工作時除必要工作人員外,近處嚴禁站人圍觀。鉆孔時技術人員要在施工現場,發現問題及時解決或者上報。
2. 3. 4 成孔
本工程軟基處理小樁成孔直徑為400 mm ,樁底到達設計標高以后,鉆機停止進尺,鉆桿拔出之后檢查成孔的中心位置、孔徑、孔深、傾斜度等項目,其水平位置偏差不大于50 mm ,樁徑偏差±20 mm ,孔深不小于設計孔深。成孔時若出現穿孔現象,要間隔鉆孔,間隔距離視現場確定。成孔深度根據設計標高確定,鉆機成孔時鉆機要安扎平穩,鉆桿和立塔要垂直,成孔要做現場詳細的成孔記錄,包括孔深、孔徑、實際地質情況,若鉆到地下障礙物或其他特殊情況要及時上報不可隱瞞。
2. 3. 5 投石壓漿
1)注漿管制作。本工程注漿管采用壁厚大于1. 0 mm的<25 mm的焊管,注漿管下部3. 0 m范圍內間隔布置出漿孔,間距為20 mm ,出漿孔直徑為6 mm ,注漿管長度要大于樁長30 cm ,從而方便樁體注漿管與輸漿膠管綁扎。
2) 填料。成孔結束后,及時放入注漿管,注漿管要高出樁孔50 mm ,且注漿管放置要居中,孔口棄土要及時清理干凈,以免填料過程中土落入孔內,影響樁身質量。填料不可間斷要一次性填成,填料要緊隨成孔進行,爭取做到成孔一個填料一個,以免時間過長,樁孔坍塌,影響工程質量。
3) 壓力注漿。填料達到一定工程量之后,緊接著配置水泥漿液注漿。P.O32. 5 普通硅酸鹽水泥摻入量70 kg/ m ,粉煤灰30 kg/ m ,水灰比為0. 8～1 ,碎石粒徑為5 mm～15 mm。配置水泥漿液之前,準確計算攪拌池體積,由水泥漿比重確定最大攪拌水泥漿量,從而加快注漿速度。水泥漿要嚴格按照水灰比來配制。水泥漿攪拌好以后,輸漿管與樁體鋼管要綁扎牢固(可用專用夾子加牢固) ,注漿結束要等壓力消散后再拔輸漿管,同時注漿泵也要回漿減壓。注漿過程中要時刻注視壓力表,一般來說,第一次注漿時,宜用慢擋,嚴格控制在0. 4 MPa～0. 6 MPa 之間;為增大樁側阻力并保證樁頂部不因漿液下沉引起強度降低,采取在樁身初凝前用1. 5 MPa～2. 0 MPa 壓力進行補漿根據注漿壓力及時回漿回壓,從而避免壓力過高輸漿管炸裂傷人,輸漿管距離不宜過長且不得彎折。注漿時若出現串漿現象,要及時采取措施跳注;壓漿時若發現施工范圍以外或路基斜坡處冒漿,要立即停止注漿或減小注漿壓力,壓漿過程中要由專人負責觀測周圍及路基穩定情況,出現重大異常及時上報。
3 檢測及其參數要求
施工結束后按J GJ 7922002 ,J 22022002 建筑地基處理技術規范要求由化學工業部(鄭州) 基礎工程研究檢測中心進行復合地基承載力和單樁承載力檢測,復合地基承載力特征值:通道Fspk= 171. 5 kPa ;路基Fspk = 180 kPa。單樁極限承載力Qu = 720 kN ,滿足設計單樁豎向承載力特征值Ra = 360 kN。檢測頻率為樁總數的0. 5 % ,其中單樁復合0. 25 % ,單樁0. 25 %。
參考文獻:
[1 ]吳志俊. 高速公路地基處理分析[J ] . 山西建筑,2005 ,31 (6) :68270.
The appl ication of small concrete pile
without sand in expressway composite foundation
LIU Chang2sen
Abstract : Combined with practical engineering , the author introduces the application of small concrete pile without sand in composite founda2tion treatment in expressway , discusses its construction technology , construction scheme and engineering detection , and points out that smallconcrete pile without sand is a new technology of foundation treatment .
Key words : small concrete pile without sand , expressway , composite foundation
