水泥土擠密樁施工方案

1、水泥土擠密樁施工技術(shù) 一、工程概況 該段水泥土擠密樁施工屬于鄭西客運(yùn)專線鄭州至澠池段,該地段為非自重濕陷性黃土,濕陷等級(jí)為級(jí),承載力低,抗剪強(qiáng)度弱等,故采用水泥土擠密樁處理,從而消除黃土地基的濕陷性,保證路基工后沉降滿足要求。水文地質(zhì)情況:地表水和地下水均不發(fā)育。 二、基本操作及加固原理 基本操作。水泥土擠密樁是采用機(jī)械成孔,選用相對(duì)單一的土質(zhì)材料,與水泥按一定配比,在灰土拌合站充分拌和均勻制成水泥土,分層向孔內(nèi)回填并強(qiáng)力夯實(shí),制成均勻的水泥土樁。樁和樁間土一起形成復(fù)合地基;2、加固原理。一是成樁夯實(shí)過(guò)程中擠密樁間土,使樁周土強(qiáng)度有一定程度提高,二是水泥土本身夯實(shí)成樁,且水泥與土混合后可產(chǎn)生離

2、子交換等一系列物理化學(xué)反應(yīng),使樁體本身有較高強(qiáng)度,具水硬性。處理后的復(fù)合地基強(qiáng)度和抗變形能力有明顯提高。 三、施工參數(shù) 配合比:配合比為12%(質(zhì)量比)水泥土,最優(yōu)含水量為16.5%,最大干密度1.76g/cm3,28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為3135.16kpa;樁長(zhǎng)、根數(shù)及樁徑:樁長(zhǎng)為14m,樁間距為1.05m,樁徑為40cm,根數(shù)為每組7根,梅花型布置;原狀土的物理力學(xué)性質(zhì):最優(yōu)含水量為14.6%,最大干密度1.77g/cm3;設(shè)計(jì)要求:擠密樁室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于3000kpa,現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)單樁承載力不小于194.39kn,復(fù)合地基承載力不小于332.30kpa,復(fù)合地基壓縮模量第一層為23

3、.888mpa,第二層為33.755mpa。第三層為35.90mpa。 四、施工設(shè)備 成孔設(shè)備:2.5t柴油打樁機(jī),樁管直徑400mm,長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)長(zhǎng)12m;夯實(shí)設(shè)備:提升式夯實(shí)機(jī);回填設(shè)備:鐵鍬、量斗、鐵篩、手推車等。 五、施工工藝 處理區(qū)段地基土的含水量宜接近最佳含水量,當(dāng)土的含水率低于12%時(shí),宜對(duì)處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行增濕。增濕處理應(yīng)在地基處理前46d完成,需增濕的水通過(guò)一定數(shù)量和一定深度的滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。 成孔工藝:樁機(jī)就位,使沉管尖對(duì)準(zhǔn)樁位,調(diào)平擴(kuò)樁機(jī)架,使樁管保持垂直。采用錘擊打樁機(jī)將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔,樁管頂設(shè)樁帽,下端作成60角度錐形活動(dòng)樁尖,

4、施工前在樁架或鋼管上標(biāo)出控制深度標(biāo)記,以便施工中進(jìn)行鋼管深度觀測(cè)。成孔順序?yàn)橄葟睦?或中間)向外間隔12孔進(jìn)行,以免因擠壓造成相鄰孔縮孔或坍孔。成孔后清底夯實(shí)、夯平,夯實(shí)次數(shù)不小于8擊,成孔后進(jìn)行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查,合格后進(jìn)行下道工序施工或用蓋板蓋住孔口防止雜物落入。 水泥土拌制與運(yùn)輸:土料選用取土場(chǎng)黃土,水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。水泥土配合比按設(shè)計(jì)要求采用廠拌,采用運(yùn)輸車覆蓋運(yùn)輸。根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)嚴(yán)格控制水泥土含水量,若含水量大采用分?jǐn)偭栏?若含水量小采用灑水潤(rùn)濕。 水泥土回填夯實(shí):水泥土分層回填夯實(shí),逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料,每層回填虛鋪厚度250300mm,采用

5、電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī)分層夯實(shí),落錘高度不小于2m,每層夯實(shí)不小于10錘。樁頂高出設(shè)計(jì)標(biāo)高150mm,挖土?xí)r將高出部分鏟除。采用錘擊夾桿夯實(shí)機(jī)夯填,錘徑28cm,錘重1800n,落距5060cm,每分鐘夯擊次數(shù)為4245次。 注意事項(xiàng):水泥土樁盡可能打一孔填一孔,打孔時(shí)采用間隔打法;水泥土要配比準(zhǔn)確,干濕適度,嚴(yán)格控制虛鋪厚度。機(jī)械夯實(shí)時(shí)落錘高度及錘擊次數(shù)等嚴(yán)格按要求施工,以免出現(xiàn)夾層、松散等情況,確保樁身質(zhì)量。 六、樁縮孔或塌孔,擠密效果差的施工措施 (1)現(xiàn)象。夯打時(shí)造成縮頸或堵塞,擠密成孔困難;樁孔內(nèi)受水浸濕,樁間距過(guò)大等使擠密效果差。(2)原因分析。地基土含水量過(guò)大,土層呈強(qiáng)度極低的流

6、塑狀,擠密成孔時(shí)易發(fā)生縮孔;含水量過(guò)小,土層呈堅(jiān)硬狀,擠密成孔時(shí)易碎裂松動(dòng)而塌孔。不按規(guī)定的施工順序進(jìn)行。對(duì)已成的孔沒(méi)有及時(shí)回填夯實(shí)。樁間距過(guò)大,擠密效果不夠,均勻性差。(3)防治措施。地基土的含水量在達(dá)到或接近最佳含水量時(shí),擠密效果最好。當(dāng)含水量過(guò)大時(shí),必須采用套管成孔。成孔后如發(fā)現(xiàn)樁孔縮頸比較嚴(yán)重,可在孔內(nèi)填入干散砂土、生石灰塊或磚渣,稍停一段時(shí)間后再將樁管沉人土中,重新成孔。如含水量過(guò)小,應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍的土層,使之達(dá)到或接近最佳含水量。對(duì)已成的孔,應(yīng)防止受水浸濕且必須當(dāng)天回填夯實(shí)。施工時(shí)應(yīng)保持樁位正確,樁深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。為避免夯打造成縮頸堵塞,應(yīng)打一孔,填一孔,或隔幾個(gè)樁位跳打夯實(shí)

7、。控制樁的有效擠實(shí)范圍。 七、質(zhì)量檢驗(yàn) 樁位、垂直度、有效直徑的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定;樁孔夯填質(zhì)量檢驗(yàn):采用鉆孔或開(kāi)剖隨機(jī)取樣檢查,進(jìn)行室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),抽查數(shù)量大于樁孔數(shù)的2%,同時(shí)每臺(tái)班至少檢驗(yàn)2根,確保夯填密實(shí)度,壓實(shí)系數(shù)不小于0.97;樁間土擠密效果檢驗(yàn):在任意3個(gè)樁孔構(gòu)成的擠密單元內(nèi),按11.5m為一層分層剖開(kāi),測(cè)取土的干容重或密實(shí)度,并與原狀土的室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,當(dāng)樁間土的平均密實(shí)度不小于0.93或濕陷性系數(shù)不大于0.015時(shí),即已達(dá)到擠密效果,否則就要采取補(bǔ)夯或其它補(bǔ)充擠密措施。 水泥土擠密樁施工的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法 水泥土擠密樁加固既有鐵路路基基床的

8、施工技術(shù) 摘 要：在既有營(yíng)業(yè)線利用4h的“天窗”施工時(shí)間內(nèi)進(jìn)行線上機(jī)械、人工大規(guī)模施工作業(yè)，通過(guò)運(yùn)用水泥土擠密樁提高基床承載力，并在夯入復(fù)合材料過(guò)程中對(duì)樁周圍原有填土進(jìn)行橫向擠密，從而達(dá)到提高路基承載力作用的技術(shù)原理。文章介紹了在既有線上用水泥土擠密樁加固路基的施工方法和施工工藝。 關(guān)鍵詞：既有營(yíng)業(yè)線；水泥土擠密樁；加固路基基床；施工技術(shù) 1 工程概況 膠濟(jì)鐵路提速改造工程,我公司承建a1標(biāo)段在四方車站至即墨車站間的路基基床水泥土擠密樁加固施工37000延長(zhǎng)米，擠密樁布置如圖1所示，正線全長(zhǎng)3.5雙線公里。路基基床表層0.6m。承載力在110160kpa，基床底層承載力150kpa，主要填料為

9、c組砂粘土。 我公司管段3.5雙線公里路基基床加固，設(shè)計(jì)擠密樁37000延長(zhǎng)米，分布在既有路基基床病害、凍害地段路基基床部分樁長(zhǎng)1.5m。樁距沿線路縱向按軌枕間距布置，即每個(gè)枕盒內(nèi)都有樁，與線路中心對(duì)稱布置。橫向間距為0.6m，兩股軌之間2根，左右兩側(cè)各2根，橫向計(jì)6根樁。所有樁挖孔孔徑為24cm，填料夯實(shí)后樁徑30cm。 2 水泥擠密土加固機(jī)理 水泥土擠密樁加固是基于復(fù)合地基原理的一種加固方法。通過(guò)在軌枕間挖孔并夯入水泥土，利用水泥土擠密樁的高強(qiáng)度和成樁過(guò)程中的擠密作用達(dá)到提高路基基床承載力。 （1）由于成孔過(guò)程中采用鋼套管跟進(jìn)成孔免除扒碴，所以能在成孔過(guò)程中避免道碴塌陷，確保道床技術(shù)狀態(tài)不

10、受影響。 （2）成孔后將拌和好的水泥土分次倒入孔內(nèi)，并用橄欖錘夯實(shí)。用橄欖錘夯實(shí)水泥土能對(duì)周困土體產(chǎn)生擠壓，增強(qiáng)了周圍土的密實(shí)度和壓縮模量;水泥土擠密樁形成的縱橫骨架網(wǎng)絡(luò)也起到了提高路基基床承載力的作用。 3 施工工藝 水泥土擠密樁加固路基基床施工工藝流程如圖2所示。 3.1樁孔定位 施工時(shí)縱向間隔7排軌枕，橫向按“先兩邊后中間”及“相鄰兩孔不同時(shí)”的原則施工。 3.2成孔 采用護(hù)筒跟進(jìn)成孔，在下護(hù)筒的同時(shí)就必須安好墊布。護(hù)筒擺放就位后，用取碴器從筒內(nèi)取出道碴，逐漸下沉直至基床表面，并取出筒內(nèi)全部道碴。在道碴層護(hù)筒的引導(dǎo)下，使用旋鉆器成孔至設(shè)計(jì)深度。 3.3原材拌和 （1）材料要求 水泥土復(fù)合

11、材料由水泥、粘性土、水3種材料組成：水泥采用por32.5水泥，用量為干土質(zhì)量的10%；水為飲用水；土為粘性c類土，如砂粘土、粘砂土。各原材須由試驗(yàn)室做成樁試驗(yàn)，確定配比及施工控制參數(shù)。 （2）拌和及運(yùn)輸 分段采取機(jī)械集中拌和、人工裝袋（每袋25kg左右）、汽車和人工倒運(yùn)的運(yùn)輸方式。 3.4回填 將袋裝水泥土分層倒入孔內(nèi)，每次1袋。每層的松鋪厚度40cm。 3.5夯實(shí) 夯實(shí)與水泥土倒填交替進(jìn)行，每層填料均以橄欖錘夯實(shí)致密，其控制技術(shù)參數(shù)按成樁試驗(yàn)報(bào)告而定。橄欖錘應(yīng)盡量避免碰撞孔壁和套筒。如果橄欖錘下落時(shí)有碰壁現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)增加夯吉次數(shù)。最后一層水泥土夯實(shí)后，再倒入12kg水泥土，用平底錘夯擊25

12、次，并使樁的頂面略高出基床表面頂面12cm。 3.6起拔套筒，搗實(shí)道碴 成樁后應(yīng)分次向護(hù)筒內(nèi)填入道碴，每次用橄欖錘夯擊15次后再填入道碴直至將護(hù)筒拔出，并將孔口填平搗實(shí)。如遇枕底有碴空，須用大頭鎬串碴致密。 4 質(zhì)量控制與檢驗(yàn) 4.1質(zhì)量控制 施工前應(yīng)在既有線相應(yīng)施工段落的路肩上進(jìn)行成樁試驗(yàn)，確定施工控制參數(shù)，并且每完成10000m樁體施工或土質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)重新做成樁試驗(yàn)。同時(shí)要嚴(yán)格操作工藝，確保水泥在初凝時(shí)間內(nèi)完成拌和及回填。 4.2質(zhì)量檢驗(yàn) （1）取樣檢驗(yàn)（環(huán)刀法或核子密度儀法）。從樁體中鑿取成樁試塊與室內(nèi)制作的試塊進(jìn)行強(qiáng)度比較。 （2）采用標(biāo)準(zhǔn)貫入或輕型動(dòng)力觸探方法檢查樁體的均勻性和強(qiáng)

13、度。 5 安全措施 5.1車站聯(lián)絡(luò)員沒(méi)有下達(dá)封鎖線路命令,任何人不準(zhǔn)上道作業(yè);車站聯(lián)絡(luò)員下達(dá)封鎖線路命令給區(qū)段作業(yè)施工負(fù)責(zé)人,區(qū)段作業(yè)施工負(fù)責(zé)人再向各施工小組及安全員下達(dá)開(kāi)工命令。 5.2安全防護(hù)員、安全巡視員要高度負(fù)責(zé),防止鄰線行車危急施工人員的生命安全;施工人員要時(shí)刻注意,不要將施工工具隨意亂放,特別是影響鄰線行車的地方更要注意。安全檢查人員要時(shí)刻督促檢查,對(duì)危急行車安全及可能引起軌道聯(lián)電的一切行為要給予堅(jiān)決制止;各施工小組施工完成后，要經(jīng)質(zhì)量檢查員同意后才可離開(kāi)施工現(xiàn)場(chǎng)，除區(qū)段施工負(fù)責(zé)人以外，任何人沒(méi)權(quán)通知車站聯(lián)絡(luò)員消點(diǎn)開(kāi)通線路。 6 效果 工程從2004年3月25日開(kāi)工，截止5月27日

14、，擠密樁已全部完成。工程質(zhì)量檢驗(yàn)合格率達(dá)100%，優(yōu)良率達(dá)100%?；步?jīng)水泥土擠密樁加固施工后，經(jīng)1年多的運(yùn)行和沉降、位移監(jiān)測(cè)，不但無(wú)翻漿、積水和下沉、移位等病害現(xiàn)象發(fā)生，基床很穩(wěn)定、堅(jiān)固，而且達(dá)到2006年提速至200km/h的運(yùn)營(yíng)行駛目標(biāo)。封鎖施工正點(diǎn)率達(dá)100%。鐵道建筑railwayengineeringfebruary，2007文章編號(hào)：10031995(2007)02006403水泥土擠密樁機(jī)械成孔施工方法馬洪建，代遠(yuǎn)龍(中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津300162)摘要：新建遷曹鐵路灤縣至京唐港段，利用既有線路的路基填料較差，設(shè)計(jì)采用水泥土擠密樁進(jìn)行加固，在施工中采用機(jī)械成

15、孔。文章就水泥土擠密樁成孔機(jī)械的原理、構(gòu)造和施工步驟進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。關(guān)鍵詞：水泥土擠密樁成孔機(jī)械構(gòu)造施工方法中圖分類號(hào)：tu472.32；ru666文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b1機(jī)械成孔適用范圍新建遷曹鐵路灤縣至京唐港段既有線路路基填料為粉質(zhì)黏土、c組土，地基為粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、c組土；地質(zhì)環(huán)境較差，在路基基床范圍內(nèi)仃150kpa。設(shè)計(jì)采用水泥土擠密樁加固基床，間距1.0m0.6m，樁長(zhǎng)2.02.5m，以提高地基的承載力。機(jī)械成孔作為水泥土擠密樁成孔方法之一.，適用于地下水位以上素填土、粉土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、c組土等水泥土擠密樁地基加固工程；對(duì)地下水位以下情況，在進(jìn)行降水處理后，也可采取機(jī)械成孔。在施工數(shù)量上，

16、適用于工程數(shù)量較大，需要大面積施工的水泥土擠密樁加固工程。2成孔機(jī)械設(shè)計(jì)原理其設(shè)計(jì)原理與螺旋鉆孔機(jī)相似，鉆頭的下部有切削刃，切下來(lái)的土沿鉆桿上的螺旋葉片上升，排至地面上。動(dòng)力來(lái)源是將手扶式拖拉機(jī)的動(dòng)力通過(guò)齒輪和渦輪的轉(zhuǎn)換，從而帶動(dòng)螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)并成孔。1)主要的設(shè)備配件組成：手扶式拖拉機(jī)、變速器、離合器、齒輪、皮帶輪、渦輪、鏈條、螺旋鉆桿、四角支架、丁字架等(見(jiàn)圖1、圖2)。2)行走方式：本機(jī)械采用手扶式拖拉機(jī)改裝而成，其行走方式為輪胎式動(dòng)力行走。3)手扶式拖拉機(jī)：采用16.18kw、2200rmin型號(hào)，是機(jī)械的動(dòng)力來(lái)源，為機(jī)械成孔和行走提供動(dòng)力。4)變速器：安裝在皮帶輪l和齒輪1問(wèn)，控制螺旋

17、鉆桿的旋轉(zhuǎn)速度。5)皮帶輪、齒輪、鏈條、渦輪：是將手扶式拖拉機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換到螺旋鉆桿使螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)并成孔的主要構(gòu)、配件。6)丁字架：由縱橫兩根鐵管組成。其中，縱向鐵管的一端焊有兩塊矩形鐵板，另一端通過(guò)套管連接在機(jī)身上，縱向鐵管上套有套管和彈簧；橫向鐵管的一端通過(guò)套管連接在渦輪外箱上，另一端配有齒輪6，橫向鐵管中間鉆有螺絲孔?？v管和橫管利用螺絲桿連接。丁字架的作用是控制齒輪5、6、7間鏈條的松緊度，防止掉鏈。7)螺旋鉆桿：機(jī)械的成孔鉆頭，配置在四角支架中間，頂部配有渦輪和滑輪。8)離合器：由皮帶輪2連接，控制螺旋鉆桿的下落速度和螺旋鉆桿的提升。9)鋼絲繩：連接離合器和滑輪l、2，并通過(guò)離合器和滑輪

18、提升螺旋鉆桿。10)四角支架：由四根鐵管組成，底部焊接在手扶式拖拉機(jī)底盤(pán)的槽鋼上，頂部用四根角鋼將四根鋼管焊接牢固。在支架右側(cè)橫撐上焊有滑輪，以提升螺旋鉆桿；在支架頂部中間增加一道橫撐，以固定鋼絲繩提升螺旋鉆桿。四角支架的作用是保證螺旋鉆桿的穩(wěn)定性，在螺旋鉆桿上端的渦輪外箱上焊有鐵板，鐵板的四角焊有套管，四個(gè)套管分別套在四角支架的四根鐵管上產(chǎn)以保證螺旋鉆桿的穩(wěn)定性(圖2)。3機(jī)械構(gòu)造1)動(dòng)力部分(圖1)。2)螺旋鉆桿穩(wěn)固部分(圖2)。4施工工藝1)檢查機(jī)械：進(jìn)場(chǎng)前在平地上進(jìn)行成孔試驗(yàn)，檢查機(jī)械，確保機(jī)械上道后的正常施工。2)樁孔定位：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求確定樁位，并用石灰點(diǎn)等標(biāo)示。3)機(jī)械移動(dòng)：做臨時(shí)便道，成孔機(jī)械通過(guò)臨時(shí)便道運(yùn)行到施工區(qū)域，做好施工準(zhǔn)備。4)機(jī)械定位：擺正成孔機(jī)械的施工姿勢(shì)，將成孔機(jī)成孔難，施工質(zhì)量控制更