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砾石桩加固公路盐渍化软土路基施工技术要点

发布时间:2021-03-31 来源: 河北省交通运输厅 作者:佚名 浏览量:0

  

  现结合某公路工程实际情况,对公路盐渍化软土路基的砾石桩加固技术要点进行深入分析。

  一、工程概述

  某公路所在场地分布有大量盐渍土,土体的天然含水量在27.4%-39.8%范围内,液限在28.1-39.1范围内,孔隙比在0.74-1.07范围内,压缩系数在0.24-0.43范围内,加之盐渍化程度超过弱盐渍土故属于典型的盐渍化软土。

  该公路K382+400~K382+700段分布有沉积厚度可以达到5-7m的盐渍化软土,通过多方案的综合对比决定对本工程盐渍化路段采用沉管方法进行砾石桩施工。

  二、施工材料与设备要求

  (一)材料选择

  加固材料以砂砾石为主,其粒径保持在50mm以内粒径在5-50mm范围内的颗粒含量在50%以上,含泥量不超过10%。已经风化的石料不可在施工中使用。

  (二)设备选择

  该工程砾石桩施工主要采用振动沉管方法进行,设备主要包括振动机、料斗、打桩机。

  在打桩机中套管内径为385-450mm,使桩身直径达到500mm以上。在振动沉管过程中,振动头的频率按照24.5Hz控制,电压稳定在360-400V范围内。对于激振力控制在100-150kN范围内;对于振孔器电流需通过试验确定一般为80A。振动沉桩锤主要技术参数:①电动机功率为45kW②激振频率为1030r/min③电机转速为980r/min④激振力为288kN⑤锤重为4500kg⑥容许加桩力为175kN⑦工作电流为100A⑧电压为380V⑨桩头形式采用活页式平底桩头。

  除振动沉桩锤外还需用到以下几种机械设备:一是自立式桩架,主要由行走机构、平台、支撑、动力机构、附属起落架几部分构成,依靠自身动力即可完成吊锤、行走、回转、起落、倾斜度调整,在多桩位施工中经常使用;二是灌砂桩管,由无缝钢管焊接而成,在管的下端设置圆锥形的桩尖,主要技术参数包括:外径500mm内径472mm桩管长7m桩尖长0.7m进料口长0.65m桩管容积1.22m3;三是其他辅助设备。

  三、施工工艺流程

  一是清除场地内表土并铺设厚度30cm以上的砂砾;二是组织设备进场;三是振孔器到达指定位置;四是挤土成孔;五是将振孔器提起并向孔内倒入砾石;六是振捣;七是再次将振孔器提起并向孔内倒入砾石;八是二次振捣;九是制桩直到孔口处。

  四、操作方法与要点

  一是借助振动沉桩锤以1-2m/min的速度把桩管打入到地基当中,直到设计要求深度,然后振动0.5min,通过振动将桩管拔出5cm,通过这样的处理,能使桩尖开口起到减小起拔过程中所受阻力的作用。二是向沉入到位的桩管中倒入之前准备好的砾石料,使砾石料高度达到实际抽拔高度2-3倍。三是采用振孔器进行留振时应持续10-20s的时间,同时每向上提升1m的高度都要悬振30s的时间,并反插5次。四是在拔管时速度严格按照1.5-3.0m/min控制。五是在拔管的同时做好振动将留振与反插充分结合到一起。六是在距离地面1-2m的地方因侧向约束力相对较小不容易成桩,在这一深度部位可采用超载投砂的方法并通过振挤来保证粒料密实度。七是继续在振动的同时向上拔桩直到地面。

  五、质量保证与控制

  一是在桩管起拔过程中速度不能太快,起拔速度可通过试验确定,一般情况下可按照2m/min严格控制。二是对每段桩的砾石灌注量进行严格控制,通常按照桩孔体积结合砾石处于中密状态下的干密度通过计算确定,实际灌注量应达到计算结果95%以上。三是每段桩的实际起拔高度与留振的时间都应通过现场试验来确定。四是在软粘土条件下进行施工时要在桩管进入到土体中前先向桩管中灌入一定量的砾石,将砾石打入至设计要求的深度后,连续振打2-3次,这样能有效保证成孔质量,为之后的施工奠定良好基础。

  六、质量检验

  一是桩身垂直度,采用观测桩架与桩管实际垂直度的方法来检验,要求不超过桩长的1.5%;二是桩点位置,采用对两个方向上的最大值进行检查的方法来检验,要求偏差不超过±15cm;三是灌砂石量,采用对施工记录曲线进行检查的方法来检验,要求不小于单位长度的要求值;四是桩身强度,采用重型动力触探仪进行检验,不得小于设计要求的值;五是桩身,采用对施工记录曲线进行检查的方法检验,不得小于设计要求的值;六是桩径,采用尺量的方法进行检查检验,不得小于设计要求的值。

  完成对砾石桩的施工后,应对加固效果进行全面检查:

  一是静力触探检测:根据检测结果可知因施工振动会使土体产生液化,孔隙水还没有完全消散,工后10d砾石桩之间的土体在挤密与振动作用下导致孔隙水压提高,强度只有原地基80%左右;工后20d伴随孔隙水压不断消散以及固结程度不断提高,砾石桩之间土体的强度可以恢复到原始状态,局部点位承载力提高10%-20%。

  二是载荷试验:对砾石桩与桩周土要进行载荷试验,以此确定桩体及桩周土的实际承载力,然后通过计算确定复合地基整体的承载力。通过对相关试验结果统计可知,复合地基整体承载力达到170kPa以上,相较于处理之前提高了近70%,加固效果十分显著。

  三是重型动力触探试验:结合国内外相关经验,需进行重型动力触探试验。试验时需将测点布置在桩体轴线处。经试验可知,桩体密实度都能达到10cm/贯入的锤击数不小于5击的要求,场地范围内的砾石桩大部分都处在中等密实的状态,承载力保持在300-450kPa范围内。

  七、结语

  综上所述经试验可知,该工程盐渍化软基砾石桩处理技术合理可行,加固效果显著,值得类似工程参考借鉴。(李希杰)

  (审核专家 王一臣)

  


原文链接:http://jtt.hebei.gov.cn/jtyst/zl/xsjl/101614332332517.html

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