淺析某市政道路施工中的現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)應(yīng)用

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文淺析某市政道路施工中的現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)應(yīng)用淺析某市政道路施工中的現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)應(yīng)用 摘要： 現(xiàn)澆混凝土管樁復(fù)合地基技術(shù)在高等級(jí)公路軟基加固中的使用，將有助于解決許多工程實(shí)踐問題，節(jié)約成本,縮短工期，提高工程質(zhì)量。本文作者重點(diǎn)介紹了現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁技術(shù)在某市政道路軟基加固中的應(yīng)用。對現(xiàn)澆薄壁管樁進(jìn)行了靜載試驗(yàn),樁基容許承載力超過了設(shè)計(jì)值，滿足了工程要求；通過低應(yīng)變測試分析,檢測樁樁身質(zhì)量完整。通過現(xiàn)場測試沉樁過程中地面水平位移和樁周土壓力的變化,發(fā)現(xiàn)薄壁管樁側(cè)向擠土效應(yīng)小，沉樁對周圍土體變形影響小。 關(guān)鍵詞： 現(xiàn)澆混凝土管樁；市政道路; 技術(shù)；地基加固

2、 中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： 前言 我國地域遼闊,地質(zhì)條件極為復(fù)雜,特別是在沿海地區(qū)及內(nèi)地湖河沉積地區(qū)存在著許多復(fù)雜的軟土地基, 在這些地質(zhì)條件下修建高質(zhì)量的公路及建筑物都要進(jìn)行軟基處理， 以增加地基的穩(wěn)定性及減少沉降。軟基處理方法的選擇對工程質(zhì)量、工期和經(jīng)濟(jì)效益均有重要的影響。目前軟基處理中使用的方法主要有樁基、水泥土攪拌樁、強(qiáng)夯法和真空預(yù)壓、超載預(yù)壓等加固方法.每種加固技術(shù)都有它的適用性和局限性.水泥土攪拌樁施工質(zhì)量難以控制,檢測繁瑣且費(fèi)用高，加固深度也有限；超載預(yù)壓方法由于軟弱地基土的強(qiáng)度很低，存在路堤的穩(wěn)定性問題,不能快速加載,制約了工程的進(jìn)度,因此施工工期很長,影響

3、了工程投資的經(jīng)濟(jì)性。強(qiáng)夯法主要是針對透水性較強(qiáng)的軟土，加固效果明顯,而對軟粘土不適宜, 使沿海地區(qū)的粘土及淤泥質(zhì)土的加固處理受到了限制。樁基在加固軟土地基中使用,由于施工速度快，可大大縮短工期，加固處理深度不受限制,適宜各種地質(zhì)條件,能明顯增加路基的穩(wěn)定性,提高地基的承載力和減小變形。長期以來,無論在建筑工程還是在道路工程中，都得到普遍采用。樁基主要包括實(shí)心預(yù)制樁、現(xiàn)場灌注混凝土樁以及預(yù)制混凝土管樁等。預(yù)制實(shí)心樁較現(xiàn)場灌注樁造價(jià)要高； 現(xiàn)場澆筑混凝土樁單方造價(jià)較低,但也不能節(jié)省混凝土材料。為此又發(fā)展了預(yù)制混凝土管樁，該樁形的單方混凝土承載力較實(shí)心混凝土樁有了較大的提高。但預(yù)制混凝土管樁的使用需

4、要在工廠預(yù)制， 預(yù)制混凝土管樁從形式上是節(jié)省了材料，但考慮到施工和運(yùn)輸因素，又必須加入大量的鋼筋以增加強(qiáng)度抵抗施工可能帶來的破壞性, 從而增加了造價(jià)使基礎(chǔ)加固成本提高。因此，尋求使用較少的混凝土方量,以實(shí)現(xiàn)造價(jià)低、承載力高，并且地基的穩(wěn)定性增加明顯的新樁形成為巖土工程界的迫切需要解決的問題.正是考慮到實(shí)心樁及預(yù)制管樁的不足, 工程實(shí)踐中開發(fā)了高效經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)場澆筑混凝土薄壁管樁軟土地基加固技術(shù)和施工工藝， 且已開始在高等級(jí)公路中推廣應(yīng)用. 1 現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)簡介 現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)吸收了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、振動(dòng)沉管樁和振動(dòng)沉模薄壁防滲墻等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。該管樁樁身強(qiáng)度高，直徑可達(dá)1。5m，有效加固深

5、度可達(dá)25m 以上,施工工藝簡單,可操作性強(qiáng),便于質(zhì)量控制、監(jiān)督,單樁承載力高而造價(jià)相對較低。圖1 為現(xiàn)澆混凝土管樁原理圖。該技術(shù)采取自動(dòng)排土振動(dòng)灌注而成管樁, 具體步驟是依靠管腔上部錘頭的振動(dòng)力將內(nèi)外雙層套管所形成的環(huán)形腔體在活瓣樁靴的保護(hù)下打入預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，在腔體內(nèi)現(xiàn)場均勻澆注混凝土,之后振動(dòng)拔管,在環(huán)形域中土體與外部的土體之間便形成混凝土管樁。為了保證樁與土共同承擔(dān)荷載, 并調(diào)整樁與樁間土之間豎向荷載和水平荷載的分擔(dān)比例以及減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中問題,在樁頂設(shè)置褥墊層。具體為待管樁中混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后, 在樁頂鋪設(shè)一層砂石,并在砂石墊層中放置土工格柵, 使樁間土與管樁共同發(fā)揮作用,從

6、而形成現(xiàn)澆管樁復(fù)合地基?，F(xiàn)澆混凝土管樁的設(shè)計(jì)和檢測可參照目前現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范，如建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79 91)；建筑基樁技術(shù)規(guī)范（JGJ94 94)；建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ7- 89）和基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測規(guī)程（JGJ/T93 95)等。實(shí)際設(shè)計(jì)中一般選用如下參數(shù): 直徑8001500mm，壁厚100150mm,樁長可達(dá)25m 以上， 混凝土等級(jí)C10C25,坍落度58cm,樁間距橫向2.54。0m,縱向間距排與排之間2.54.0m，采用梅花形或正方形布置。 圖1 現(xiàn)澆混凝土管樁 2 現(xiàn)澆混凝土管樁技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 現(xiàn)澆混凝土管樁復(fù)合地基技術(shù)在高等級(jí)公路軟基加固中的使用，將有助于解決許多工程

7、實(shí)踐問題，節(jié)約成本,縮短工期,提高工程質(zhì)量。這里僅與目前工程中廣為使用的粉噴樁復(fù)合地基進(jìn)行比較，闡述其優(yōu)點(diǎn)。 (1）施工適用性?，F(xiàn)澆管樁:屬于剛性樁，樁身強(qiáng)度較高，可達(dá)到C20C25，樁徑可達(dá)1。5m，采用邊振動(dòng)邊加壓的沉管方式，處理深度大于25m；粉噴樁:屬于柔性樁,樁身強(qiáng)度低，樁徑小,一般0.5m 左右， 處理深度小， 目前國內(nèi)現(xiàn)有粉噴樁機(jī)最大處理深度15m左右,且深度大于10m以后，下部壓力增大,噴灰困難，粉噴樁固結(jié)往往較差。 （2）施工質(zhì)量控制?，F(xiàn)澆管樁:施工工藝簡單,過程清晰，便于質(zhì)量監(jiān)督管理，可操作性強(qiáng)，混凝土現(xiàn)場質(zhì)量易控制;粉噴樁:水泥灰量輸送由高壓氣流控制,實(shí)際施工時(shí),土層變化

8、大,造成送灰壓力不均勻，因而噴灰量分布不均勻,極易出現(xiàn)攪拌不均勻，局部固結(jié)差，施工隱蔽性強(qiáng),現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督管理困難。 （3）樁基檢測?，F(xiàn)澆管樁:采用小應(yīng)變或人工開挖進(jìn)行檢測，測試費(fèi)用低，一般占工程總造價(jià)的12。由于采用無損測試,檢測周期短，檢測范圍廣;粉噴樁:通常采用鉆探取芯，靜載等方法，檢測費(fèi)用高,一般占工程總造價(jià)的35%，檢測周期長,范圍小(一般占總樁數(shù)2%左右）,不能全面反映整個(gè)工程質(zhì)量。 （4）加固效果?，F(xiàn)澆管樁：采用半排土半擠土沉管方式，大大提高路基承載力，如樁端至持力層,承載力是粉噴樁的10倍,且系群樁基礎(chǔ),沉降量很??；粉噴樁:樁身強(qiáng)度低，其承載效果、抗剪強(qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如現(xiàn)澆管樁,由于

9、處理深度淺，下臥層沉降量大。 （5）經(jīng)濟(jì)比較,以廣東地區(qū)綜合單價(jià)為對象?，F(xiàn)澆管樁：假設(shè)樁長同為12m,樁徑1000mm，壁厚120mm,樁距313m,現(xiàn)澆管樁每延米綜合單價(jià)約為180 元，加固費(fèi)用為198 元/m2；粉噴樁：假設(shè)某樁長12m，樁徑500mm,樁距114m，粉噴樁每延米綜合單價(jià)為32 元，加固費(fèi)用為195 元/m2。基于以上比較分析:粉噴樁與現(xiàn)澆薄壁管樁軟基加固的兩種處理方法，造價(jià)方面相差不大，但現(xiàn)澆管樁具有地基適應(yīng)性好、施工質(zhì)量易控制，無需預(yù)壓、承載力高、總沉降量小、檢測方便、橋頭跳車改善程度好等粉噴樁無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因此選現(xiàn)澆薄壁管樁加固軟基更經(jīng)濟(jì)、更合理。從目前對兩種不同處

10、理方法效果從經(jīng)濟(jì)性、安全性、效果性進(jìn)行對比來看, 振動(dòng)沉模大直徑現(xiàn)澆管樁技術(shù)是代替粉噴樁技術(shù)的一個(gè)很好的方案。3 現(xiàn)澆管樁技術(shù)在市政道路軟基加固中應(yīng)用 3。1 工程加固概況 某市政道路工程地基土層為818m 深粉質(zhì)粘土, 設(shè)計(jì)路堤填土最大高度為610m。通過堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓、粉噴樁等方案比較,最終確定了現(xiàn)澆管樁復(fù)合地基加固技術(shù)方案,設(shè)計(jì)樁長從61118m不等，工程總量為3，780 延米.設(shè)計(jì)直徑1000mm，壁厚120mm，混凝土等級(jí)C20,坍落度58cm，樁間距橫向310m,縱向間距排與排之間315m,采用正方形布置。設(shè)計(jì)718m長管樁豎向極限承載力600kN. 圖2 現(xiàn)場施工照片 3.2

11、 樁基檢測 該樁基工程檢測分3 種方式進(jìn)行，即: （1）現(xiàn)場開挖：檢查樁身外觀質(zhì)量，該項(xiàng)工作在樁基完工14天后進(jìn)行，檢查數(shù)量不得少于3 根。圖3 為開挖單根管樁樁頭。開挖結(jié)果表明，樁身混凝土結(jié)構(gòu)完整,無斷樁和空隙。 圖3 現(xiàn)場開挖單根管樁樁頭 (2）低應(yīng)變檢測：采用反射波法對樁身完整性進(jìn)行檢測,檢測數(shù)量為總樁數(shù)的25%。檢測機(jī)構(gòu)“樁基低應(yīng)變動(dòng)力檢測報(bào)告”表明：樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)C20 要求。實(shí)測各樁樁身完整，為A 類樁。 （3）靜載荷試驗(yàn)：對單樁承載力進(jìn)行檢測,檢測數(shù)量為3 根樁。曾有某公司基樁靜荷載試驗(yàn)報(bào)告表明,718m 管樁豎向極限承載力大于730kN,滿足設(shè)計(jì)要求.圖4 為靜載試

12、驗(yàn)結(jié)果. 3。3 現(xiàn)場測試 在樁基實(shí)施過程中,進(jìn)行了現(xiàn)場埋設(shè)儀器和測試研究，測試結(jié)果如下： （1)樁周地表土的位移.從實(shí)測資料可以看出,在沉樁過程中對于地表土體的擠密近于指數(shù)形式的衰減。在距樁心215m處樁周土的位移量均小于2mm， 說明本次設(shè)計(jì)的樁間距是合理的。圖5 是成樁結(jié)束后地表位移的分布. 圖5 成樁結(jié)束后地表位移的分布 （2）沉樁過程土壓力的變化。為了測試沉樁過程中的擠土壓力，在距施打樁中心115m和3m 處成孔，在215m、510m、715m 深度處埋設(shè)垂直向土壓力盒。樁機(jī)每下沉2m 觀測一次；施打完成后不同時(shí)間進(jìn)行觀測.成樁后在該樁側(cè)壁再埋設(shè)兩只土壓力盒,深度分別為215m 和4

13、m， 目的是為了檢測在施打相鄰樁時(shí)該樁所受到的擠土壓力。從距沉樁中心3m 處實(shí)測資料中反映出的特點(diǎn)：在單樁沉入時(shí),且無相鄰樁存在的情況下，沉樁的擠土壓力在上部5m 范圍內(nèi)近于一致的， 下部由于土質(zhì)較硬擠土作用明顯，因此，在5m以下土壓力要高于上部壓力。隨著沉樁深度的變化,下部土壓力也隨之上升,圖6 為距樁心3m壓力。 圖6 不同沉樁深度各測點(diǎn)土壓力 圖7 不同深度土壓力隨時(shí)間變化 圖7 顯示打樁結(jié)束后，樁周土壓力隨時(shí)間不斷地減小,由于已經(jīng)存在的樁對樁周土體已經(jīng)擠密,因此,在打入相鄰樁時(shí)，對在已成樁的邊緣產(chǎn)生較大的擠壓應(yīng)力， 其應(yīng)力變化特點(diǎn)為隨沉樁深度的加深有增加的趨勢，但增量有限.沿徑向土壓力也是衰減的，這一點(diǎn)