摘要:随着我国城市化进程的推进,国家加大了对交通基础设施建设的投入,使得交通网络建设日益完善。在现代市政道路工程施工中,面临着某段存在着软土路基的情况,如:某市政道路中一段软土路基宽50米,长4千米,因为路堤斜交的位置处于一条河道上,而河道和周围的淤泥厚度不均,路堤的填土又比较高,因此,如果不加以处理,会引起滑塌,造成危险;因此,市政道路工程中软土路基处理技术有广泛的应用之处;其中,本文探讨的CFG桩处理软土路基具有许多传统路基处理方法所不具备的优势,可以在软土路基处理时大范围地应用。
关键词:市政道路工程;软土路基处理技术;实际应用
一、CFG桩处理地基的特点概况
(一)应用的范围广泛
CFG桩复合地基可以适用于多种地基基础,比如条形基础、独立基础、筏形基础和箱形基础等;从地基的土质来看,它可以处理粘性土、粉土、砂土和淤泥质土型,也就是说,它对于土质的挤密效果没有多大的要求,挤密效果好或者差的土质,它都可以应用;同时,CFG桩复合地基处理技术在高层建筑的地基处理中也得到了广泛地运用。
(二)负荷力强
CFG桩的桩长范围可以调整的幅度较大,2米到25米之间都可以,加上全桩长发挥桩的侧阻力的影响,桩的承载力在总承载中占据的百分比为35%-80%之间,因此复合地基的负荷能力具有较大范围的提高空间,同时可以进行灵活的调节;如果天然地基的负荷力较大,而且上部的负荷不大,可以减少桩的长度;通过长桩和短桩的搭配,并且以地基负载的要求和地基土层的性质为依据,充分发挥不同类型和不同土层的端承力。
(三)桩体排水的性能
CFG桩在发挥作用之前,首先应该进行打桩,如果打桩的土质是饱和的粉土和砂土,在成桩施工过程中会因为振动作用而使砂土液化,超静孔隙水压力由此产生,而此时,已经施工完的CFG桩恰好起到排水通道的作用,孔隙的水分通过桩体通道不断排除,这个排水的过程可以一直持续到桩体已经硬化为止。排水并不会给桩体的强度造成任何的影响,而且可以减少地面隆起现象,也可以使桩与桩之间的土体更加密实,具有这样好处的原理就是增大了孔压消散的速度。
(四)沉降变形
CFG桩复合地基的重要优势之一是自身的复合变形模量大,建筑物因此可以减少沉降的幅度。如果软土地基存在于建筑物的上部和中间部位,应用CFG进行处理路基时,在下面的土质良好的图层中设置桩端的持力点,这样可以得到变形模量大的复合地基,由此使建筑物的沉降幅度减小;根据大量的应用实践的调查结果,采用CFG桩处理地基后,建筑物的沉降幅度在30毫米左右。
(五)时间效应
振动沉管施工中产生的振动效应,会对CFG桩之间的土层产生一定的干扰作用,如果是高灵敏度的土质,产生的扰动作用会更明显,因此会使结构强度出现暂时性的丧失或减弱,成桩施工完成后,经过一段时间的恢复作用,桩的结构强度会出现逐渐增强的趋势,直到恢复到既定的强度,这时,桩与桩之间的土层的负荷力呈上升的趋势。其中,在成桩的第25天至65天之间,是CFG桩自身强度恢复最快的时间段,这个时间之后,强度的增加就缓慢下来,但是还是有所增加的;如果采用的原料是高标号的混合原料,要在65天左右才会达到既定的强度,还有可能比原先设计的强度还要高。
二、地基处理的施工技术
(一)施工的设备
CFG桩的施工设备包括以下几种:长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机。根据不同的地基特点选择不同的机器设备的型号。
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(二)施工工艺综述
1、测量定位
测量定位沿用传统的方法,即钻孔灌石灰的方法,钻孔使用钢管,钢管的口径为25cm,打好的孔的深度应为30cm,打孔完毕,就是填灌石灰,这个步骤完成后,还需要用钢筋插入孔中完成桩位的复核工作,要求所有的桩孔经过一次定位就可以完成。
2、钻机就位
钻机就位前要做好准备工作,其中,重要的一点是要对施工场地进行仔细的勘察,场地土质太软,就采用扩大钻机支腿与地面相接触的面积;此外,还要对施工场地的坡度进行细致的测量,如果坡度在35度以上,需要在施工中垫上枕木,保证钻机的平衡性;调整钻机的水平时,还可以通过四条腿油缸的应用来保持,最终是为了钻塔保持垂直,将对位的偏差减到最小,钻机进行工作前,还要检查钻头,看上面的出料活门有没有打开,这个过程一定要严格。
3、钻进打孔
钻孔的过程中需要对钻压、钻头的转动速速和钻孔的速度进行一定的调整,调整的依据视施工的具体需要,考虑的因素包括地基土层的变化、动力头工作时通过的电流数值等。钻孔一般采用间歇式方式,也就是钻进一次进行间歇,在钻进,不是连续进行的;当钻孔的深度达到预定值后,暂停45秒左右,等到电流稳定下来,核查桩长是否满足设计要求,达到要求后钻孔就完成了。
4、搅拌混凝土和泵送
搅拌混凝土要遵循配料的比例,还要注意选择质量好的原材料,搅拌的时间根据经验来控制,混凝土的搅拌质量也是非常重要的。
5、当每一个装罐混凝土到位后,需要立刻封顶,目的是防止桩头受损。
6、意外处理
施工过程中可能会遇到地下障碍物的干扰,桩位由此发生移位,此时应该及时进行处理,处理好之后第二次进行就位;此外还要处理的问题有,混凝土泵送过程中熟料管被堵塞而不畅通;钻孔的过程汇总也会出现这样那样的问题,施工人员及时应对即可。
(三)施工质量监控
制作桩体的过程中,拔管的速度和高度是应该关注的焦点,如果没有成桩实验的经验参数,灌满混合料后,应该对桩管进行锤击,锤击的时间在8秒左右,然后锤击和拨击同时进行,最大限度地避免桩底吊脚情况的发生;拔管的高度范围在半米到一米半之间,拔管一次后停拔进行8秒左右的锤击;一边拔管,一边灌注混合料,管内的混合料的高度保持在比拔管高度高两米的位置,目的是最大程度的保证桩体的完好。拔管速度也有要求,一般为每分钟拨两米左右,并且根据实际情况来调整拔管的速度,比如,途经淤泥层时,为了避免桩身缩径,拔管应该保持较慢的速度。
施工过程会有意外情况出现,比如,钻孔达到了目标的深度,在泵料时遇到钻头阀门紧闭无法打开,致使成桩失败。钻头阀门无法开启主要有两个原因,一个是因为钻头的质量有问题,由于加工过程的不合理使钻孔过程中的石子砂砾卡死阀门,因此阀门不能开启;另一个原因,当桩端落在透水性良好的土层中时,比如沙土,使钻杆内部混合料的压力远远小于阀门外的水头压力,因为压强的作用,阀门被紧紧吸住,无法开启。遇到砂土的情况时,可以改用防水钻头或者延长桩的长度,以便保证阀门可以正常开启。
混凝土的配置上,应该将水和水泥的比例控制在0.7左右,坍落度在80毫米左右;桩位的准确度应该严格,偏差应该较小,同时,桩体的垂直度偏差控制在百分之一以下;打桩过程中如果遇到石头,可以改变原来的桩位,保证桩体的既定规格,保证桩体能够正常发挥性能。
总结:
本文主要探究了CFG桩的施工技术在市政道路施工中的应用,它是一种具有很多优势的全新的道路软土路基的处理方法,本文对CFG桩的设计方法、施工过程等方面对这一技术应用于市政道路工程软土路基处理中的实用性做了探讨。
参考文献:
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[3] 王鼎.CFG桩地基处理施工工艺[J].建筑施工,2012,02
论文作者:寿祝平
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/18
标签:地基论文; 钻孔论文; 土路论文; 土质论文; 钻机论文; 土层论文; 钻头论文; 《基层建设》2016年32期论文;