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浅谈软基路基处理沉管灌注桩施工工艺

论文关键词:软基路基;沉管灌注桩;施工工艺;基地处理

论文摘要:文章结合软土地基基地处理——沉管灌注桩施工过程及质量通病,对施工过程所产生的挤土效应进行了分析,认真总结并优化施工方案及施工工艺,为以后同类地基及桩基施工提供参考。

一、工程概况

本合同段软基处理采用段长度1.535km,其中采用沉管灌注桩(φ377)处理段长度为400m;处理深度为11～15m。合同段共计51611m。

二、施工准备

(一)施工场地

1.清表:先清除地表树木、草皮等杂物,挖除15～30cm厚的腐植土。

2.整平:清表工作完成后报监理工程师检查,经检查合格后方可进行场地整平。

3.回填:整平后回填一层宕渣。回填标高同设计原地面线高度,且设2%～4%的横坡度,以便排水,回填完成后做压实处理。

(二)设备选择

采用DZ-90型电动振动沉管机。DZ-90型电动振动沉管机的主要组成部件有桩架框架、绞车、滑轮组、电动振动锤、桩管、吊斗、底盘等,主要技术性能指标:行走速度:96m/h;激振力:429～697kN;适用桩长:20m以内;容许抗拔力:240kN。

三、试桩

(一)试桩目的

1.选择合理的施工方法和机具设备。

2.根据桩的设计承载力,确定桩的入土深度。

3.确定合理的拔管速度和充盈系数。

(二)试桩数量

在相同的地质条件下,试桩根数取设计数量的1%,且不少于2根。

(三)试桩方法

1.在软基段上根据设计文件和地质条件合理选择试桩的位置,并机具就位。

2.采用单打法进行沉桩作业,作业过程中根据沉管速度和电流变化确定地层地质变化情况。

3.沉管至持力层标高或设计标高后,根据沉管时确定的地层地质变化情况,初步拟定拔管速度。在拔管过程中及时测定推算各种地层中混凝土的充盈系数,在不能满足要求时及时采取补救措施。

(四)试桩检验

试桩施工完成后,根据试桩确定的施工工艺和参数进行沉管桩的施工。

四、施工顺序及注意事项

沉桩顺序:考虑沉管灌注桩施工过程中的挤土效应(沉管灌注桩施工过程中由于挤压土体及振动造成含水量饱和土体的液化,土体受挤压逐渐密实,土体颗粒间的气体及空隙水大量排走,在大面积桩体施工过程中土体受压,桩体周围的土体大面积隆起现象),施工时主要采用从中向外、隔排跳打的原则,否则,由于沉管灌注桩施工过程中所造成的挤土效应,部分桩基已施工完成,该部分土体较为紧密,如果再在其周围振动施工时,沉管桩机振动下沉、挤压、混凝土灌注及振动灌注上拔过程对部分土体又产生了挤压作用,迫使土颗粒间隙继续缩小,由于该挤压力无法使土颗粒间隙继续缩小时将会使周围土体快速往压力较小方向扩展(土体可扩展方向有三种情况,即周围;向下;向上)。由于周围已加固土的体颗粒较为紧密,基本无法继续挤压,所以往周围扩展的可能性较小;基地持力层土体颗粒紧密,所以扩展的可能基本没有;被挤压土体形成向上扩展的趋势。该结果所造成的土体上隆对已施工强度较低的桩基造成的挤压及上拔可能会形成缩颈,甚至断桩等质量事故的发生,所以先施工中间一排桩,然后再向两侧施工。施工时应采用调排、跳行法施工。两侧应采用逐排沉桩的方法,沉桩过程中要边退边打,避免桩机移动时扰动已施工的桩位。

五、施工方法及工艺流程

(一)设置桩尖和桩管

按照施工放样的桩位中心,先设置预制钢筋混凝土桩尖。桩架安装必须水平,桩管应垂直套入桩尖,二者在同一轴线上。

(二)沉管

在振动沉管过程中,不得有偏心,并随时检查预制钢筋混凝土桩尖有无破损,桩管有无偏移或倾斜,若有上述情况应立即纠正。桩管内不允许进入水或泥浆,当有水或泥浆进入时,应灌入1.5m高的封底混凝土后再开始沉桩。

(三)灌注混凝土

每次向管桩内灌注混凝土时应尽量多灌,用长桩管打短桩时,混凝土可一次灌足;打长桩时第一次灌入桩管的混凝土应尽量灌满。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需要灌入的混凝土量为限,不宜拔得太高。在拔管过程中应设专人用测锤检查管内混凝土面的下降情况。

(四)拔管

开始拔管时,应测得混凝土确已流出桩管后,才可进行继续拔管。由于采用了预制桩尖振动沉入的桩管,应先振5～10秒再开始拔管,边振边拔。每上拔1m,应停拔并振动5～10秒。如此反复操作至桩管全部拔出。拔管速度应控制在0.8m/min以内。

六、施工控制要点

1.施工前应复核测量基线、水准基点和桩位。桩基轴线的定位点及施工地区附近所设的水准点应设置在不受桩基施工影响的地方。

2.沉桩设备就位后必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。为准确控制沉桩深度,应在机架或桩管上标志醒目的深度标记。桩身必须垂直。应在机架上相互垂直两面上分别设置两个0.5kg重的吊线锤,并划上垂直线。

3.沉管灌注桩施工中,应注意观察桩顶和地面有无隆起及水平位移情况,并应及时研究,采取措施。

4.沉桩过程中桩突然下沉困难或不能下沉时,可能桩尖损坏或遇到地下障碍物,应及时将桩管拔出,进行研究处理后,重新插入进行施工。

5.检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。在灌注过程中应用测锤测定混凝土的灌注高度,以检查灌注质量。灌注充盈系数不得小于1。

6.加强施工管理,密切注意桩身混凝土有无发生缩颈及断桩等现象,若有发现应立即采取反插法或复打法及时处理。

参考文献

[1]软基路基施工技术指南[S].