CFG+灰土擠密樁處理濕陷性黃土工法

1、濕陷性黃土地基CFG樁+灰土擠密樁處理施工工法1. 前 言 濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，其土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較??；當(dāng)在一定壓力下受水浸濕后，土結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，強(qiáng)度迅速降低，產(chǎn)生較大沉降。高鐵在運(yùn)營(yíng)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)要求為“0”沉降，故在濕陷性黃土上進(jìn)行高鐵建設(shè)，應(yīng)根據(jù)地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對(duì)不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，采取綜合措施，防止地基濕陷對(duì)高鐵運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生危害。在京沈高鐵的濕陷性黃土地基處理施工過程中，我單位采用灰土擠密樁+CFG樁相結(jié)合的方式，對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處理，取得了良好的效果。經(jīng)總結(jié)，形成本工法。2. 工法特點(diǎn)2.1 利用CF

2、G樁與灰土擠密樁結(jié)合，灰土擠密樁解決了黃土的濕陷性，同時(shí)利用CFG樁提高了地基承載力。2.2 灰土擠密樁+CFG樁施工工藝簡(jiǎn)單，材料來源廣泛，整體造價(jià)低。2.3 既能解決黃土路基的濕陷性問題，又能保證基礎(chǔ)的承載力。3. 適用范圍本工法適用于濕陷性黃土地基的處理施工。4. 工藝原理利用灰土擠密樁對(duì)濕陷性土體進(jìn)行擠密，降低濕陷系數(shù)，消除地基濕陷性。利用CFG樁提高地基的承載力。5. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程圖 原地面處理 樁位測(cè)量放樣 原地面處理 設(shè)備就位灰土擠密樁成孔合格 樁位偏差、樁孔垂直度、樁孔直徑、樁孔深度三七灰土檢測(cè)、分層夯填厚度、壓實(shí)度合格樁體分層夯填 擠密樁成樁質(zhì)量檢

3、驗(yàn) 原材料進(jìn)場(chǎng) 孔位復(fù)核， 樁機(jī)就位，鉆桿垂直度檢查。否 CFG樁孔位放樣原材檢驗(yàn)退場(chǎng)合格 CFG樁鉆孔 合格 拌 和 提管灌注混凝土 CFG樁基檢測(cè) 復(fù)合地基承載力檢測(cè)圖5.1施工工藝流程5.2 操作要點(diǎn)5.2.1原地面處理對(duì)施工范圍內(nèi)的原地面進(jìn)行清表處理，開挖至路基填土標(biāo)高部位，地表清理要做到無草皮、樹根等雜物，且無積水。5.2.2 樁位測(cè)量放樣根據(jù)確定各個(gè)樁位的位置及關(guān)系，采用全站儀測(cè)量放線，定出控制軸線，打樁場(chǎng)地邊線并標(biāo)識(shí)。5.2.3 設(shè)備就位樁機(jī)就位，使沉管尖對(duì)準(zhǔn)樁位，調(diào)整擴(kuò)樁機(jī)架，保持樁管垂直，用線錘吊線復(fù)核垂直度，偏差不大于1.5%。5.2.5灰土擠密樁成孔根據(jù)定位孔位，采用鉆機(jī)

4、下鉆，灰土擠密樁要穿透濕陷性黃土，可根據(jù)錘擊樁尖帶出的顆粒進(jìn)行判斷，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土樣判斷為主，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)判斷為輔。成孔后要及時(shí)對(duì)樁孔進(jìn)行檢查驗(yàn)收。檢查的內(nèi)容有：樁徑、孔深、垂直度、有無縮徑、塌孔、回淤等現(xiàn)象。如遇塌孔或縮徑現(xiàn)象，則采用回填灰土復(fù)打處理。5.2.6樁體分層夯填成孔后及時(shí)夯填，在向孔內(nèi)填料前先夯實(shí)孔底?；彝练謱舆M(jìn)行回填夯實(shí)，逐層定量向樁孔內(nèi)下料，采用夾桿夯實(shí)機(jī)和吊錘分層夯實(shí)。夯擊次數(shù)為610次，灰土夯填采用連續(xù)施工，每個(gè)孔樁一次性分層回填夯實(shí)，不得間隔停頓或隔日施工。5.2.7灰土擠密樁成樁質(zhì)量檢測(cè)灰土擠密樁施工結(jié)束714天后，采用重型動(dòng)力觸探、鉆機(jī)取樣對(duì)試樁樁身質(zhì)量進(jìn)行檢查，不少于3

5、根。在樁心附近采用鉆機(jī)取樣，每2m采用試樣測(cè)定干密度。5.2.8 CFG樁孔位放樣對(duì)已施工的灰土擠密樁場(chǎng)地清理平整，按樁位點(diǎn)設(shè)計(jì)布置圖放樣布點(diǎn)。灰土擠密樁與CFG樁位置關(guān)系如下圖：5.2.9 CFG樁成孔使鉆機(jī)就位，保證鉆桿垂直度，偏差不大于5cm，垂直度控制在1%之內(nèi)。關(guān)閉鉆頭閥門，移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面。啟動(dòng)先慢后快鉆進(jìn)，減少鉆桿晃動(dòng)。開鉆之前要在鉆桿上標(biāo)記刻度，鉆機(jī)每鉆進(jìn)1m，及時(shí)觀察電流數(shù)據(jù)，達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)要觀察電流值，當(dāng)電流顯示已進(jìn)入持力層時(shí)要控制進(jìn)尺，確保嵌入深度滿足設(shè)計(jì)要求。樁長(zhǎng)判斷以電流值為主，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為輔。5.2.10提管灌注混凝土鉆孔完畢滿足入巖要求后進(jìn)行灌注，混合料的泵送

6、量應(yīng)與拔管速度相匹配。成樁過程須連續(xù)進(jìn)行，施工樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)高程50cm，確保有效保護(hù)狀體。拌合料的原材料需進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行拌和。5.2.11 CFG樁基檢測(cè)28天成樁之后進(jìn)行樁頭切割，切割前做好樁頭抄平準(zhǔn)備，之后使用切割機(jī)對(duì)樁帽進(jìn)行切割，切割面平整順滑，樁身高程控制更精確。因?qū)嶋H樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高+0.5m，在清除樁間土?xí)r使用50小挖機(jī)配合人工進(jìn)行清理，施工時(shí)注意在此過程中施工周邊應(yīng)放置嚴(yán)禁大型、重型機(jī)械進(jìn)入的標(biāo)識(shí)牌，避免出現(xiàn)因機(jī)械碾壓造成斷樁現(xiàn)象。采用低應(yīng)變法對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)，確定樁身完整長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求后采用堆載法檢測(cè)樁身承載力。5.2.12復(fù)合地基承載力檢測(cè)樁基全部施

7、工完畢后，選取樁周圍的地質(zhì)情況，對(duì)處理后的復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢測(cè)。5.3勞動(dòng)力組織勞動(dòng)力組織見表見表5.3。表5.2 勞動(dòng)力組織表序號(hào)職務(wù)/工種人 數(shù)（人）備 注1施工負(fù)責(zé)人1現(xiàn)場(chǎng)指揮2技術(shù)負(fù)責(zé)人 1現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)3安全負(fù)責(zé)人14安全員25施工員26試驗(yàn)員27工人68灰土擠密樁操作手19長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)操作手110電焊工211氣割工112混凝土工3合 計(jì)236. 材料與設(shè)備6.1工程材料CFG樁采用強(qiáng)度等級(jí)為C20混凝土，坍落度控制在160200之間，具體配比根據(jù)環(huán)境類別確定?；彝馏w積配比為3:7，含水量控制±2%范圍，三七灰土采用現(xiàn)場(chǎng)拌和，拌和后的應(yīng)當(dāng)日鋪填夯壓。6.2機(jī)具設(shè)備采用的機(jī)具設(shè)

8、備見表6.2所示。表6.2主要機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備 注1灰土擠密樁機(jī)QUY50A臺(tái)12長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)臺(tái)13混凝土泵臺(tái)14柴油發(fā)電機(jī)250KW臺(tái)15發(fā)電機(jī)50KVA臺(tái)16挖掘機(jī)220臺(tái)17裝載機(jī)ZL10臺(tái)18全站儀徠卡502臺(tái)19水準(zhǔn)儀DSZ2臺(tái)110電子天平臺(tái)111電子秤臺(tái)112輕型觸探儀10KG臺(tái)113重力觸探儀63.5KG臺(tái)114取土環(huán)刀50m把17. 質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)本工法質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GB50025-2004）。7.2質(zhì)量保證措施7.2.1加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量控制，不合格品嚴(yán)禁使用，做好三七灰土攪拌及存儲(chǔ)工作。7.2.2對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行全

9、程旁站監(jiān)督，做好現(xiàn)場(chǎng)記錄，并隨時(shí)進(jìn)行抽查。7.2.3 CFG樁施工時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況，以電流值控制為主，樁長(zhǎng)控制為輔，保證每根樁深入持力層。7.2.4 運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的三七灰土要及時(shí)施工，過期的拌和料嚴(yán)禁繼續(xù)使用。8. 安全措施8.1嚴(yán)格遵循高速鐵路路基施工安全規(guī)定，落實(shí)方案評(píng)審、人員培訓(xùn)取證、機(jī)械進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收等工作。8.2對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工人員必須進(jìn)行安全教育，過程中要加強(qiáng)監(jiān)控，并設(shè)專職安全員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行盯控管理。8.3 已成孔未關(guān)注的孔位及時(shí)覆蓋，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行圍擋，做好警示標(biāo)識(shí)，非施工人員禁止入內(nèi)。8.4提前做好現(xiàn)場(chǎng)施工用電的線路布設(shè)，“做到一機(jī)一閘一漏報(bào)”，并配置專業(yè)的施工用電人員進(jìn)行操作。9. 環(huán)保節(jié)能

10、措施9.1減小施工中的噪聲和振動(dòng)，不擾民。9.2施工期間保持工地清潔，施工廢棄物及時(shí)清理；施工垃圾集中處理。9.3針對(duì)本工程地處環(huán)境，大風(fēng)時(shí)節(jié)較多，對(duì)存放、攪拌的場(chǎng)地建立施工專用棚，在施工棚內(nèi)進(jìn)行原料存放和攪拌，防止揚(yáng)塵影響環(huán)境。10. 效益分析通過對(duì)灰土擠密樁和CFG樁的復(fù)合施工的研究，可以發(fā)現(xiàn)較常見的混凝土樁基相比，具有施工速度快，質(zhì)量易控制，造價(jià)低的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。10.1工期效益復(fù)合地基處理與普通混凝土成樁對(duì)比，速度更快，可調(diào)高1/32/3速度，具體見下表：10.1復(fù)合樁與混凝土樁成樁速度對(duì)比表比較內(nèi)容擠密樁+CFG混凝土樁節(jié)約時(shí)間備注成樁速度（根/天）10015050701/32/310.2社會(huì)效益灰土擠密樁+CFG樁與普通混凝土樁基相比，由于采取了擠密土體的結(jié)構(gòu)，使表層濕陷性黃土的承載力得到了較大提高，避免了單一混凝土樁出現(xiàn)質(zhì)量缺陷造成沉陷的可能性。11. 應(yīng)用實(shí)例京沈高鐵TJ-5標(biāo)一工區(qū)，DK371+394DK376+949段路基，地質(zhì)情況均有新黃土覆蓋，具有濕陷性性，濕陷等級(jí)為I級(jí)，下部地質(zhì)為粉