《挤密灰土桩处理湿陷性黄土施工技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挤密灰土桩处理湿陷性黄土施工技术（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、挤密灰土桩处理湿陷性黄土施工技术1.工程概况西安至阎良高速公路是国道主干线(GZ40)二连浩特至河口陕西境内的一段，也是陕西公路网“米”字型骨架的一部分，全长39.24公里。海拔高度350400米，属渭河及其支流的漫滩和阶地。本单位施工的 合同段全长 7.3 公里（15+20022+500）， 合同段所经地段地基均为湿陷性黄土，厚度510米，湿陷系数约0.055，湿陷量较大，自重湿陷发生较缓慢，压缩性中等，天然平均含水量22%，天然容重1.745/cm，液限18%，塑性指数25。管段内通道工程（米）基础全部设计为3:7挤密灰土桩复合基础，桩径40厘米，桩距110厘米，桩长4.0米，共计3173
2、根桩，12692延米。15+20017+380为晚更新世（Q4）冲积区，地下水埋藏较深， 地基承载240kPa；k17+38022+500为全新冲积区次生黄土，色褐黄黄褐， 土质均匀致密，粉粒含量较大，大孔发育， 地基承载力 180200kPa。2.基本原理2.1.湿陷性黄土湿陷的原因2.1.1.湿陷性黄土的大孔性和多孔性是产生湿陷的内在原因湿陷性黄土在其形成过程中， 因当地气候干燥，土中水分不断蒸发，水中所含的碳酸钙、硫酸钙等盐类在土粒表面析出、沉淀、形成胶结物；此外，还有土粒间的分子引力、薄膜水和毛细水所形成的水膜联结。使得颗粒之间具有抵抗移动的能力，阻止土的骨架在其上覆土自重压力作用下可
3、能产生的压密，从而形成肉眼可见的大孔结构和多孔性，使得土处于欠固结状态。 2.1.2. 水和压力是湿陷性黄土产生沉陷的外部条件 黄土被水浸湿后，水分子楔入颗粒之间，破坏联结薄膜，并逐渐溶解盐类，同时水膜变厚，土的抗剪强度降低，在土自重应力或自重应力和附加应力的作用下，土的结构逐渐破坏,颗粒向大孔中滑动，骨架挤密，从而发生沉陷。2.2.挤密灰土桩处理湿陷性黄土地基的基本原理2.2.1.机械打桩成孔横向加密土层，改善土体物理力学性能。采用振动桩锤或其他打桩机械将钢套管打入地层中，管周围地基土受到较大的水平向挤压作用，使地基土体积压缩约7%，且管周围一定范围内的地基土的工程物理性质得到改善，其密实度
4、增加，压缩性降低，湿陷性全部或部分消除。通过试验计算确定满足基础荷载要求的有效影响范围，即桩距，使挤压程度满足基础荷载要求。2.2.2.3：7灰土加固地基土作用机理2.2.2.1.挤密加固石灰吸收土体中的孔隙水，生成Ca(OH)，体积膨胀，周围土体被挤密。2.2.2.2.脱水加固土体中的水被石灰吸收形成Ca(OH)，使土体中的孔隙水减少； 在形成Ca(OH)2的过程中放出大量的热，使未被吸收的水部分汽化，因此土体中孔隙水压力降低，土体加密，有效土压力增大，地基固结。2.2.2.3.胶凝加固 石灰吸水后形 成 Ca(OH)2 与 土 中 的SiO2.AP2O3反应, 生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，
5、使土体颗粒产生胶结， 排列趋于紧密，同时桩与桩周土中的钠离子和 钙离子进行交换，使土中的粘粒减少，从而改变了土的结构，提高地基强度。2.2.2.4.桩身强度的生成石灰吸水后形成Ca(OH)2,同时经碳化反应生成CaCO3使桩身变硬，且其强度、刚度随时间的增长而提高，提高地基承载力，减少沉降。2.2.3. 灰土桩与桩间挤密土合成复合地基，类似与灰土垫层。上部荷载通过它传递时，由于它们能互相适应变形，因此能有效而均匀地扩散应力，地基应力扩散的很快，在加固深度以下附加应力已大大衰减，无须坚实的下卧层。2.2.4. 本合同段湿陷性黄土含水量偏大，在22左右，使用 3:7灰土效果更佳。施工技术准备3.1
6、.主要机具准备3.1.1.沉管成孔机械选用DZ45PS塔形滚筒平移式振动沉管桩机。该机使用DZ45型振动锤与ZJ40桩架相结合,利用振动锤和钢丝绳沉管。锤重4.5t，桩架主卷扬机功率11KW，采用四绳加压，最大静压力150KN,最大拔270KN，打设深度510米。3.1.2.套管的加工与制作套管的长度选定为7.55米,采用壁厚为1.5厘米的钢板卷制而成； 内管的长度为6.5米，也采用壁厚1.5为厘米的钢板卷制而成。 套管内径为40厘米（详细尺寸如图1）。 投料口在加工时设置插板， 防止土进入内、套管之间。内管每隔50厘米设入土深度观测标记。3.1.3.机械拼装（如图2） 图1 套管、内管示意图
7、 图2 机械拼装图3.1.4.计量磅秤经鉴定，并将黄土体积比折算成重量比，计量均匀拌合。3.2.材料准备3.2.1. 石灰：粒径不大于5mm的熟石灰，其质量等级不低于级，活性的CaOMgO含量不小于55（重量计）。3.2.2. 土料：不含杂物及有机质低的纯净土,液限不宜超过25%。3.3.技术准备3.3.1. 进行技术交底，使施工人员熟悉设计图纸、施工顺序及标准。332进行测量定位放控制桩，做测量控制复核方案。3.3.3.按3:7（体积比）灰土配比进行标准击实试验，做试验桩确定一次成桩长度，每次投料数量，振动锤作用时间；下管深度比设计加固深度深2030厘米。一次投料量1k/421压实系数取1.
8、8一次成桩长度（0.5米）桩径3.4.其他准备3.4.1.场地准备按图纸开挖基坑， 至高于设计基底标高0.5米进行平整， 松软地段可用钢板或垫木作为垫板。3.4.2接通电源按规划设计引至工地。3.5劳动力组织序号工种人数 职责分工 工长 指挥协调，计划安排，安全质量控制技术员 技术指导，质量控制，事故分析处理，现场记录，资料整理 测试 人员 各 人测量控制，质量检查 司机 卷扬机振动锤的操作及养护 电工 供电照明用电检查操作工人机具就位，灰土拌和投料合计挤密灰土桩施工4.1施工工艺流程开挖基坑 基底平整 定桩位放线 桩机就位试验桩施工 振动套管智略深于设计标高确定施工参数 提升内管露出投料口
9、计量拌和 一 次 投 料 重下内管至灰土顶面 复提套管使灰土推入土中 振 动 锤 压 实 达设计强度素土压顶4.2施工工序4.2.1.：灰土标准击实试验根据设计及施工技术规范要求，选择经检验合格的熟石灰和素土，作标准击实试验确定最佳含水量为20.2，最大容重为1.649g/cm3。4.2.2.编制试验桩施工方案，确定施工参数依据使用振动锤功率及设计要求，拟定灰土一次投料量，即一次成桩长度及振动锤作用时间，并明确投料次数。4.2.3. 编制施工顺序，确定机械行车路线成桩顺序为先外排后内排，跳跃式间隔一个桩位施工。4.2.4测量定位，准确控制因每个构造物下灰土桩数量大，间距小，故桩身定位利用钢筋打
10、入土中20厘米后拔出，灌入石灰水，并在外围设置控制桩，进行经常性复核，确保桩位符合设计及规范要求。4.2.5.桩机就位依据桩中心位置，确定支架位置， 垫好垫块，支好起吊架，安立套管，使之对准中心，并调整其垂直度，使其在沉入前保持垂直。4.2.6启动振动锤，将套管及内管一并打入土中直至设计标高，并超打厘米，在沉入过程中对套管垂直度进行经常性检查，并及时调整，保证成孔的垂直度，开始时沉管要缓慢，防止套管突然偏斜，沉管入土距设计标高1.0米时， 要减慢沉管速度，直至设计标高下20厘米，放松内管钢丝绳，启动振动锤，夯实孔底土。4.2.7 提内管露出第一个投料口，抽出投料口插板，根据3:7灰土配比折算的
11、重量比人工均匀计量拌和，经常进行含水量检测，若实测含水量相对于最佳含水量偏差大于%，采取翻晒或掺入适当水进行调整。4.2.8将配好的、拌和均匀的、含水量适宜的石灰土由投料口人工投入套管，根据一次成桩长度，明确投料时每人投料数量严格控制。4.2.9 放松内管钢丝绳，使内管压至石灰土顶面，提起套管将石灰土完全推入孔中。4.2.10启动振动桩锤将灰土压实，根据试验桩确定的参数，控制好振动锤振动时间，不得过振或少振，影响灰土压实度。4.2.11重复上述步骤进行下一次投料直至达到设计长度，且填至桩顶时应超填20厘米。质量检测及效果5.1施工中要经常检查桩径、桩位、桩深、桩孔垂直度、缩径、坍孔和浸水以及土
12、料的含水量和拌和均匀程度等项目。实测项目标准如下：项目桩孔位置 桩孔垂直度 桩孔 直径桩孔 深度允许偏差50mm 2%-20mm100mm5.2桩身灰土质量检测，随机抽样，抽检数量不低于桩总数的，检验方法为深层逐层取样检测。使用洛阳铲在桩身中挖孔，然后每隔1.5米分层用带有小把的小环刀压入夯实灰土中取出原状的夯实土样,测定其干容重算出压实系数。灰土桩取样必须在成桩后48小时之内进行，否则无法取样。5.3桩间土平均压实度不小于90，采用核子密度仪检测。 检测深度为基顶下25厘米。5.4 通过对 k18+543、1-8米通道下经处理后的挤密灰土桩复核地基检测后，效果很好，挤密后的桩周土湿陷系数0.0010.0025，d为17.818.5KN/，0.4820.695。技术经济效果6.1.挤密灰土桩套管法处理湿陷性黄土地基，施工机械简单，方法简便，灰土填料价格低廉， 比碎石桩每方降低造价约35元， 形成的复合地基承载力较高，经济技术效果较好。6.2套管法施工挤密灰土桩，杜绝了缩径、坍孔现象，提高了工效，加快了施工进度，确保了工程质量。6.3挤密灰土桩处理西北地区湿陷性黄土效果更佳。5
