碎石桩加固软土地基施工及质量控制
2015-06-09
引言
铁路建设过程中，受地质因素影响，软土地基问题长期存在。软土地基强度低、压缩性高、天然含水量高、孔隙比大、排水固结慢、预压期长, 若在软土地基上修筑路基而不加处理, 往往会发生路基失稳或边量沉陷, 导致路基病害的产生, 继而影响列车正常运行。碎石桩施工可以使用高效施工机械, 大大提高了施工速度和施工质量, 作为一种加固软土地基的方法, 在胶济电气化工程中得到了广泛应用, 效果十分显著。
1、施工工艺
㈠碎石桩成孔方法: 振冲法。
㈡填料选择: 碎石采用不易风化的硬质岩加工而成, 粒径为20 mm~ 80 mm, 含泥量不大于5 %。
㈢施工要点
1)测量放线。首先测定场地标高, 确定桩长用经纬仪控制边桩, 每排桩用钢尺或测绳测量, 不能分段测量, 每打一排桩, 用钢钎醒目标注桩位。
2)施工顺序。按规范要求, 对碎石桩, 从外围向中间打或从两侧向中间打, 对于粘土, 为减少打桩对原土的扰动, 采用隔排或隔桩间隔跳打方式进行施工。
3)定位。桩机就位后, 闭合桩靴, 对准桩位徐徐沉入土层, 发现偏差大于50 mm, 垫上碎石后重新下管, 最后调整桩管与原地面垂直。
4)沉管。
①先开动主卷扬机, 离合沉管钢索卷筒, 脱离拔桩钢索卷扬筒的离合器, 进行静压沉管, 当静压沉管能力不够时( 此时表现出桩架前部被抬起) 松开加压钢丝绳, 启动振动锤, 边振动边加压沉管, 直至达到设计深度。
②沉管过程中, 操作人员要密切注意沉管情况, 出现反常现象要及时处理。
③桩锤回弹过高或沉入速度过慢可能是由于土的含水量偏低或土内有硕石。处理方法: 如土的含水量偏低, 可进行定量预浸水。如遇到坚硬层, 可强行穿越或清除后穿越(大面积) 或不予越过(个别桩) , 在旁边补打一根桩。
④桩管沉入速度太快, 可能由于土质松软, 或土中有墓穴, 或桩管直径偏小。处理方法: 如土中有墓穴, 可拔出桩管填入碎石再沉管, 并在该区域内加密桩距; 如桩管直径偏小, 可会同设计人员改换桩管。
5)灌料及拔管。沉管至设计料口加满碎石, 开启振动锤, 使石子振实后, 再填满料, 然后边振边拔。每拔1 m 左右, 停拔, 继续振动20 s, 使拔管速度控制在0. 8 m/ min~ 1. 2 m/ min, 保证桩体密实度。拔管过程中, 专人负责检查桩管内石子高度, 发现带料现象, 示意机手慢拔密振。
6)桩管拔出后, 检查石子深度, 即检查充盈系数是否满足设计要求, 如不满足在原位复打或补充到下一根桩。
2、质量控制及检验
㈠质量控制
⑴在制桩过程中, 各段桩体应符合密实电流、填料量和留振时间等方面的要求。制桩时将水量关小, 填料时将振冲器提出孔口加料, 或边振边填。加料不能过猛, 采“少吃多餐”的方法,使石子能够充分填实。
⑵选用级配良好的石子, 保证振动过程中使之容易下沉。
⑶碎石桩的施工顺序采用中间向外慢拔密振, 使用石子级配良好, 振动中使之容易下沉, 充分填实。
㈡检验注意事项
⑴对饱和粘性土待孔隙水压力基本消散后进行, 间隔不少于28 d, 对粉质粘土地基间隔时间取21 d~ 28 d 进行。
⑵碎石桩的施工质量检验采用单桩载荷试验。检验数量为桩数的0. 5 %, 且不少于3 根。对桩体采用重型动力触探进行随机检验。对桩间土采用标准贯入, 静力触探或动力触探等方法进行检测。桩体质量检验数量不少于桩孔总数的2 %, 检验桩及桩间土的质量。
3、沉降观测
采用沉降板法进行观测。利用每200 m 设置一个观测断面来进行施工观测。每个观测断面在路基中心设一个地面沉降板,在两侧路肩各设一个观测桩(Ф40 mm, 钢钎长1. 0 m) , 在两侧路堤坡脚外1. 0 m~ 2. 0 m 及10 m~ 12 m 各设一个位移观测边桩。各观测桩及沉降板位于同一个断面上。利用观测断面随时掌握地基在路基填筑过程中的变化和发展趋势, 借以判断地基是否稳定, 来控制填土的速度。观测时边桩和沉降板在施工期间每填筑一层进行一次观测。如果两次填筑间隔较长时, 每3 d 观测一次。路堤经过分层填筑达到设计高程后, 在预压期前2 个月~ 3 个月内, 每5 d 观测一次, 3 个月后7 d~ 15 d 观测一次, 半年后1 个月观测一次, 一直观测到预压期末, 观测中做好观测记录, 观测后及时整理绘制“填土高—时间—沉降量”关系曲线图。观测控制标准为路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于1. 0 cm, 坡脚水平位移速率每昼夜不大于0. 5 cm, 地基便可以保持稳定。
4、结语
通过实践表明，碎石桩加固软土地基能够提高软土地基抵抗变形的能力, 在一定程度上能减少软土地基的沉降量，在铁路建设中是一种理想的加固软土地基的方法,且施工操作方便, 作业效率高, 适用于大规模、连片地基加固, 值得广泛推广应用。
