三种方法加固软土地基适用性分析
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三种方法加固软土地基的适用性分析摘要:为了认识phc桩(预应力高强度混凝土管桩)、深层水泥搅拌桩与高压旋喷桩加固软土地基的适用性及其特点,结合工程实例,从加固效果、施工质量要点以及经济效益等方面对这三种方法进行对比分析,结果表明:三种加固方法各有其优缺点及适用范围。
phc桩相比深层水泥搅拌桩和高压旋喷桩具有施工工期短、加固深度大、加固效果好、质量可靠及适用范围广等优点,但其工程造价高;深层水泥搅拌桩相比高压旋喷桩具有成桩质量好、工程造价低等优点,但加固效果差;高压旋喷桩相比phc桩和深层水泥搅拌桩具有施工机具移动灵活、工作作业面小、适用范围广等优点,但施工质量难以控制。
关键词:加固方法;适用性分析;加固效果;经济效益
1 概述
软土地基加固在建筑工程中占有极其重要的位置,其加固得好坏直接影响着人民的生命和财产安全。
软土地基加固的方法有很多种,选择加固方案时,要做到因时制宜和因地制宜,对加固方案进行技术性、可行性和经济合理性分析,才能取得事半功倍的效果。
2工程概况
工程地点位于广东省东莞市麻涌镇漳澎村,地处东江下游淡水河北岸,离淡水河河口约2.6公里,紧邻漳澎水闸的下游。
根据勘查结果,场区表层为一套第四系河边滩湘沉积地层,以淤泥、淤泥
质土为主。
淤泥土层厚且厚薄不均匀,成分复杂,性质变化大。
另外,表层土堆积时间短,形成的淤泥欠固结,而覆盖荷载又小,使得淤泥层的土质力学性能差、含水量高、压缩性大、强度低及渗透性差,且该地区降雨量大,地表水和地下水丰富,这都给加固处理带来了很大的困难,根据沿岸地质条件的特点,对于加固处理主要采用了phc桩、深层水泥搅拌桩与高压旋喷桩这三种方法。
3加固效果比较分析
对phc桩、深层水泥搅拌桩与高压旋喷桩加固效果进行比较分析,其中phc桩加固平均深度为25m,在其施工区域设置k1-1……k1-10共计10个观测点;深层水泥搅拌桩加固平均深度为16m,在其施工区域设置k2-1……k2-10共计10个观测点;高压旋喷桩加固平均深度为20m,在其施工区域设置k3-1……k3-10共计10个观测点。
3.1施工工期比较
按实际施工情况,在正常工作条件下,一台机械每天不间断施工8小时,对三种加固方法以每天所能处理的面积进行比较分析4施工质量控制要点比较
4.1 对于phc桩加固法,主要控制桩体的贯入度、桩位和桩身垂直度偏差、焊接接桩质量、桩身完整性等。
在施工过程中,特别是在淤泥土中施打phc桩时不宜采用大流水打桩法施工,应采用小锤施打;桩位测放偏差应控制在20mm内,第一节桩身垂直度偏差
不得大于0.5%,整节桩垂直度偏差不得大于1%;焊接接桩时焊接层数不得少于二层,内层焊渣必须清理干净后方能施焊外一层,焊好的桩接头应自然冷却后才可继续锤击,自然冷却时间不宜小于
8min;桩入土深度应由标高控制为主,贯入度控制为辅,当设计与实际施工标高相差1m以上时应告之业主、监理,会同设计单位共同解决,严禁为达到设计标高而采用重锤施打。
桩身质量可以采用小应变检测,抽查10%。
4.2 深层水泥搅拌桩采用单搅头深层搅拌机进行搅拌,搅头为一个直径70cm的搅刀;桩体每米掺入水泥量50kg,cacl2 1 kg,水泥标号p.o 32.5,cacl2纯度70%;喷浆法作业,采用两喷两搅施工工艺;深层水泥搅拌桩偏差为桩身垂直度<1%,桩径<4%,桩位<50mm。
采用轻型动力触探(n10)检查每米桩身的均匀性和3天桩身,3天龄期n10不小于15击,检验数量为施工总桩的1%;搅拌桩成桩28天后,采用双管单动取样器钻探抽芯做28天和90天龄期抗压强度试验,抽芯量1%,抽芯直径ф=100mm。
4.3 高压旋喷桩采用单管法施工,桩体每米掺入水泥量250kg,按水泥重量比掺入cacl2 4%;水灰比和喷浆压力由工艺桩确定;高压旋喷桩桩身倾斜度<1.5%,有效直径,强度特性应符合工程要求。
旋喷桩28天龄期抽芯进行无侧限抗压试验,强度必须大于1.2mpa。
由此可见,phc桩加固法施工工艺复杂,但施工质量易于控制,处理深度大;深层水泥搅拌桩加固法施工工艺简单,随着时间的推
移,桩体强度逐渐增大,但处理效果差;高压旋喷桩加固法见效快、耐久性好,但施工质量难以控制。
5经济效益比较
phc桩桩径为400mm,水泥搅拌桩和高压旋喷桩桩径均为600mm,为了更直接地比较三种加固方法的经济效益,结合本工程的实际施工情况,计算这三种加固方法在相同桩径为400mm的情况下每米所需要的费用,
6结束语
6.1 phc桩加固软土地基具有施工速度快、施工质量易于控制、工后沉降小等优点,但工程造价高,施工噪音大,破坏力强,对地基的承载力要求高。
适用于结实平坦、周围居民和建筑物少、持力层分布均匀、无不良边坡的地基,对于有强度和工后沉降要求的地基尤为适用。
6.2 深层水泥搅拌桩法具有破坏力小、施工工艺简单、成桩质量好、工程造价低等优点,适用于处理淤泥、淤泥质土和含水率高且地基承载力标准值低于120kpa的粘性土等的软基加固,不适用于含石块、有机物过多、对承载力要求高的地基。
6.3 高压旋喷桩加固软土地基具有施工机具移动灵活、施工作业面小,尤其是在对堤岸进行加固时可以通过辅助施工的方法直接打入堤下,适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固,但其施工质量难以控制
且工程造价较高。
综上所述,三种加固方法各有其优缺点,也有其适用的范围和条件。
因此,在选择加固方案时应综合各方面考虑,选择最适合的施工方案。