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摘要:市政道路的建设更注重道路的建设质量,搅拌桩作为一种广泛应用的地基加固方法,已被市政府广泛采用。在公路路基的加固处理中,必须充分发挥搅拌桩的作用,从而保证了市政道路路基的稳定性。
关键词:市政道路;水泥搅拌桩;应用
1水泥搅拌桩的优点以及特点分析
水泥搅拌桩的优点包含以下几点:一是水泥搅拌桩再次进行搅拌作业的时候,不产生任何的环境污染、噪声及振动,因此可以在市区的内部和建筑物比较比较的区域进行施工;二是水泥搅拌桩与钢筋混凝土搅拌桩相比,可以在一定程度上节约大量的钢材,从而降低生产成本;三是水泥搅拌桩将原来地基中的软土与固化剂进行就地搅拌混合,可以在最大程度上利用原土,不破坏周围的生态环境;四是运用水泥搅拌桩制成的水泥加固体,既可以作为基坑工程的维护挡墙,又可以作为竖向承载的复合地基;五是水泥搅拌桩制成的桩体是灵活多变的,形状既可以是壁状、隔栅状,又可以是柱状、块状等。
特点:由于水泥搅拌桩在成桩过程中最大限度地利用了原土,因此,其相较于其他地基加固方法,其施工成本低廉、施工方法简便且在施工过程中无污染、噪音小、震动浮动小的优势便非常明显。此外,由于该种施工技术方法简便,可以进行多机同时作业技术,且处理后可以快速投入使用,从而极大的降低了施工工期;同时,水泥搅拌桩施工中不会发生挤土效应,不会对软弱下卧层产生附加沉降,因此,对周围既有建筑物所产生的影响是很小的。
2工程案例
某城市次干路,红线宽度为30m,总长度约为1.33km,道路沿线经过农田、果园,路基主要以低填方为主,以下对一般路段地基处理承载力计算进行简要介绍。
2.1工程地质概况
根据《岩土工程勘察报告》,在场地内本次勘察岩土体中未发现洞穴、临空面及其附近无人为地下工程及大面积开采地下水的活动,不会产生地面塌陷,地裂缝的灾害,拟建场地内岩土体种类较多,对各岩土体工程地质特性自上而下分析评价如下:杂填土层。层厚1.847m,部分为人工堆填而成,褐黄、深灰等杂色,粘性土回填为主,局部地段上部含较多植物根系及碎石块等,呈稍湿~湿,松散状态,堆填时间约6年,自重固结一般。力学性质均匀性差,工程性能差。因此不宜直接作为拟建道路地基持力层,天然地基承载力特征值fa0=40kPa,工性能程极差,力学性能较均匀,不能作为拟建物的地基持力层;粉质粘土层。
2.2道路地基处理方法
由于该路西延伸段施工工期较短,且两侧靠近居民房,拟采用水泥搅拌桩进行地基处理;根据《城市道路路基设计规范》(CJJ194-2013)第6.2.8条规定路基容许工后变形:一般路段≤50cm,涵洞通道处≤30cm,桥台与路堤相邻处≤20cm;本次计算瑞京路为城市次干路,一般路段路基容许工后变形≤50cm,路基承载力≥100KPa,因此水泥搅拌桩复合地基承载力应大于100KPa。
2.3复合地基承载力计算
在该市政道路工程设计当中,水泥搅拌桩采用桩径为50cm,使用正方形的结构对水泥搅拌桩进行布置,一般路段水泥搅拌桩间隔采用1.4m。
2.3.1计算依据:《该路西延伸段岩土工程勘察报告》。
2.3.2计算条件:桩间土层分布为:粉质粘土厚1.847米,qs=12KPa,fK=120KPa,淤泥-淤泥质土厚8.953米,qs=5KPa,fK=40KPa;粉质粘土厚0.5米,qs=10KPa,fK=160KPa。
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2.3.3单桩承载力RK计算:桩长L=11.3米(按打穿淤泥质土层进入持力层0.5米进行控制),桩径d=0.5米,桩周长度S=1.57米,桩身截面积AP=0.19625m2,α=0.5;
RK1=qslS+αAPfK=3.14×0.5×(12×1.847+5×8.953+10×0.5)+0.5×3.14×0.252×160=133.158KN
由桩身强度计算得
RK2:RK2=ηqucAp=0.33×3.14×0.252×2300=148.95KN两者取最小值,所以RK=133.158KN。
2.3.2复合地基承载力fcK计算。搅拌桩间距1.4×1.4m,面积置换率m=0.1001。
fck=m.RK/AP+β(1-m)fs
=0.1001×133.158/0.19625+0.8×0.9×(120×1.847+40×8.953+160×0.5)÷11.3=107.581KPa
fck=107.581KPa>100KPa,满足要求。
3水泥搅拌桩检验试验
3.1施工完成后对搅拌桩的深度、断面尺寸、桩身强度进行检验
在成桩3天后,用轻便动力触(N10)检查桩身的均匀性,检查频率为总桩数1%。成桩7天后,采用浅层开挖桩头测检查搅拌均匀性、整体性及外观质量,并测量成桩直径。开挖深度为停浆面以下1.5m处。检查频率为施工总桩数的5%。桩长验收用抽芯法检查桩长,数量按照设计要求。
3.2进行地基静载荷试验
静载荷试验能够较好地模拟桩身实际受荷条件,得到桩的实际承载能力,它是检测搅拌桩是否能满足设计承载力要求的最可靠的方法。静载荷试验在28d龄期后进行,通过P-S曲线确定桩的极限或容许承载能力。根据设计要求,会同设计院、监理单位、建设单位、市质监站、监理单位、项目部对水泥搅拌桩随机抽取进行静载荷试验,强度符合设计及施工验收规范规定。
4水泥搅拌桩的施工质量控制分析
4.1施工时指派专人负责搅拌桩的施工,全过程旁站监控
将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩间距等
制成标牌悬挂于明显处,确保人员到位,责任到人。
4.2将水泥搅拌配合水灰比、水泥掺量、下钻速度控制等参数制成标牌悬挂于明显处
严格按设计水灰比配置水泥浆液,并定期抽查,其控制措施为:确定搅拌池的加水量,并在每个池上做出标记,每次加水量必须达到该标记位置;根据每个池的水量确定需加入的水泥量,如某个池加水量为2m³即2t,则需加入水泥量为4t,水灰比2:4=0.5;将以上数据挂牌告知施工人员,严格按要求掺加水和水泥;配浆时搅拌至少3min,分浆池也不停搅拌,以免产生离析,现场配备多个水泥浆比重测定仪,以备监理和施工管理人员随时抽查检验水泥浆水灰比情况。
4.3准确计量,严格控制水泥浆的水灰比
水泥浆搅拌均匀、输送连续、不得离析,施工过程中不断搅拌,防止沉淀。
4.4施工时严格控制喷浆时间和停浆时间
每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆,严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg,储浆量小于上述数量时,不得进行下一根桩的施工。
4.5配置的电子计量装置,要能自动打提升记录
记录施工日期、施工时间、桩号、单位时间喷粉量、累计喷粉量、复搅深度等。
4.6施工中如发现喷送量不足,整桩复打,复打的喷送量不得小于设计用量
如遇停电或机械故障导致施工临时中断,必须进行复打,复打重叠长度应不小于lm。若中断时间超过水泥初凝时间,应重新施工。当钻头的磨损量大于lcm时,应及时对钻头进行加大。
结束语
综上所述,为了有效控制好施工质量,在利用水泥搅拌桩施工技术加固软基时,需要严格控制好喷粉量、搅拌桩强度的均匀性并避免出现断桩事件。
参考文献:
[1]吴卫华.基于水泥搅拌桩在市政道路路基处理中的应用[J].科学之友,2016(2)
[2]陈智勇.浅谈道路工程中的软基加固技术与应用[J].科技经济导刊,2017(02)
论文作者:陈庆连
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签:水泥论文; 地基论文; 路基论文; 水灰比论文; 水泥浆论文; 岩土论文; 承载力论文; 《基层建设》2018年第5期论文;