粉喷桩论文:粉喷桩在水闸软地基施工中的应用探讨
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粉喷桩论文:粉喷桩在水闸软地基施工中的应用探讨
【摘要】合理的施工方案,严格的施工过程控制,是保证施工质量的关键所在。
作为水利基础设施,水闸直接关系着民生大计。
本文结合实例,就粉喷桩在水闸软地基施工中的应用进行了探讨,以供类似工程参考。
【关键词】粉喷桩;水闸;软地基;施工控制
0.前言
水闸通常建在河道、渠道及水库、湖泊岸边,具有挡水和泄水功能。
水闸多数是低水头水工建筑物,挡水高度一般不超过15m,上下游最大水位差一般不大于10m。
众多水闸的修建,在防洪调度、排除涝水、农业灌溉、水产养殖、城镇工业和居民生活供水等方面发挥了巨大作用,属于不可缺少的水利基础设施。
1.软土地基上水闸设计和施工时应解决问题
1.1选择适宜的闸址。
1.2选择与地基条件相适应的闸室结构形式,保证闸室及地基的稳定,做好防渗设计,特别是上游两岸连接建、构筑物及其连接部分,要在空间上形成防渗整体。
1.3做好消能、防冲设计,避免出现危害性的冲刷。
1.4选择适合的软基处理和施工方法,高质量的完成闸基施工。
在水闸施工中对软基处理的方法有很多,如钢筋砼灌筑桩、碎石振冲桩、粉体桩等,每一种处理方法都有自己的特点,本文结合实例,就粉喷桩在水闸软地基施工中的应用进行了探讨,以供类似工程参考。
2.工程概况
珠海市某水闸重建工程,担负着防洪潮、排涝、灌溉、供水、航运及连接两岸交通等任务。
工程由水闸、交通桥和管理区房屋建筑物三大系统组成。
主体结构由5孔净宽10m 的水闸组成,其中左岸边孔为300t级通航孔,闸室总宽度59.6m,左右岸设护岸混凝土挡墙,上下游设消力池、防冲槽等消能结构。
工程地质条件:闸址位置表层为淤泥,以下为牯土与砂砾层。
其中表层淤泥层深度达15.7~26.6m,含水量高(52.5~97.2%),孔隙比大(61.o%~73.7%),压缩性大(压缩模量0.91~2.10mpa),力学强度低(无侧限抗压强度0.8~1.2mpa,凝聚力i~9mpa,内摩擦角1°10′~3°2o′)。
本工程的水闸、空箱、挡土墙、防洪堤等结构物采用粉喷桩加固软基,喷粉深度直达更新世牯土和砂砾层组成的持力层,平均处理深度约18m。
3.粉喷桩设计要求
3.1桩径¢ 500,桩距8oo~1200mm(密排双桩桩距
400mm),桩长15~19m,按梅花形、正方形、圆弧等距、矩形、密排双桩等形式布置。
3.2采用水泥作固化剂,水泥采用金旺牌425r普通硅酸盐水泥,喷粉强度55kg/m,水泥掺入比约15.6%。
3.3单桩桩身无侧限抗压强度为1.50mpa(90天龄期)。
4.粉喷桩施工工艺
4.1粉喷桩施工程序
本工程中采用gpp-5型深层搅拌机,配备pj4—1型喷粉记录仪、2m3空气压缩机、储粉罐、刮灰器等。
施工前应根据所用的材料,按设计要求的配合比在现场做2~3根成桩试验,确定钻进速度、提升速度、搅拌次数、压缩空气压力、喷粉量等要素。
粉喷桩施工必须作好施工流程控制,严格按图1工艺流程进行施工。
4.1.1就位对中:平整场地,测量放样,桩机安装就位、对中。
4.1.2预搅下沉:启动搅拌钻机,钻头正向旋转,按试验确定的参数下沉到设计孔底标高后停钻。
为了不堵塞钻头上的喷射口,钻进过程中只喷射压缩空气。
4.1.3喷粉搅拌提升:启动搅拌钻机,反向旋转提升钻头,开启pj4—1型喷粉记录仪和灰罐控制阀门,在原地搅拌约60s后,等加固料到达喷粉口,再按规定档速边喷粉
(35~40kg/m),边提升5~6m 。
4.1.4重复搅拌:桩机喷粉搅到5~6m后,关闭灰罐阀门。
将钻头搅拌下沉至第一段开喷标高,然后边喷粉(20~15kg/m)边复搅边提升5~6m。
提升5~6m并喷粉(35~
4okg/m)。
4.1.5往复双循环喷搅:关闭灰罐阀门,将桩机搅拌下沉至第一段开喷标高,重复上述2~5步骤往复双循环喷搅至桩顶。
4.1.6当钻头提升至高出桩顶40~50cm时,发送器停止向孔内喷射粉料,桩柱形成,将钻头提出地面。
4.1.7钻机移位:移动桩机至新孔位重复以上的过程进行下一根桩的施工。
4.2粉喷桩质量控制要点
4.2.1钻架必须保持竖直,桩体的垂直度偏差应≤1%,桩位偏差应≤5cm。
4.2.2施工前应根据地质条件,充分结合土层的含水量、粘土粒含量、密度、压缩系数、塑性指数、松散程度、土层厚度、地下水埋深等物理力学性质,按设计要求的配合比在现场做2~3根成桩试验,合理确定钻进速度、提升速度、搅拌次数、成桩时间、喷粉量等要素。
4.2.3粉体的喷射长度应比设计桩顶标高高出40~
50cm,待桩体达到一定强度(一般为成桩后25~30天),再将多余桩体截除。
4.2.4搅拌钻头下搅到桩底标高时,宜在原地喷粉搅拌60s后再往上提升,当喷粉即将到设计标高时,宜停止提升并搅拌30s,以保证桩头的均匀密实。
4.2.5每根桩的桩体制作应连续,不得在喷粉过程中间歇中断。
若因故停顿,第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度应≥1m。
4.2.6钻孔时应把握钻进速度,不宜过快,确保使原位土搅拌后疏松透气。
提升钻头时应均匀慢速,尽量达到均匀搅拌,保证掺入料与原位土充分混合。
4.2.7粉喷桩应自然养护14天以上方可进行基坑开挖。
4.2.8施工过程中应有专人负责记录所有粉喷桩的桩号、成桩时间、设计桩长、实际桩长、设计桩径、实际桩径、固化剂实际喷入量、桩底标高、桩顶标高等。
成桩时间必须按制桩程序(钻进、提升、复搅)详细记载,时间记录误差应≤5s,桩长记录误差应≤5cm。
4.2.9粉喷桩在成桩后7天内用轻便触探仪钻取桩身加固土样,观察搅拌均匀程度,检验桩的数量应不少于完成桩数的2%。
4.3检测结果
4.3.1施工过程中,浅部开挖成桩桩头(深度约50cm),检查桩头直径均>55cm,桩体外观整齐,灰土搅拌均匀,纵向无裂缝,符合设计要求。
4.3.2成桩后7天采用轻便触探仪(n10)检查桩的质量,触探点在桩顶桩径方向1/4处,贯入10cm 的击数n10均>10击。
4.3.3经桩身静载、抽芯及动测检验表明:单桩地基承载力、复合地基承载力均达到设计要求。
桩体均匀完整,桩体长度均符合设计要求。
5.结论
水阐作为蓄水和排涝建筑物,在现今社会中的作用越来越大,施工质量的好坏,不仅关系到人民的财产和生命安全,也是地方经济发展的保证。
粉喷桩加固技术成本低、工效快,曾大量运用于铁路、建筑工程地基加固,但对于水利工程的运用较为少。
本文通(下转第33页)(上接第31页)过粉喷桩加固技术成功运用于水闸软基处理实践,可供今后类似工程参考。
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【参考文献】
[1]薛殿基主编.粉喷桩设计与施工[m].河南科学技术出版社,l997.。