褥垫层用什么石子(2篇)

时间:2023-05-03 11:00:07 公文范文 浏览次数:

篇一:褥垫层用什么石子

  

  1.何谓“虚铺厚度”、“最大干密度”、“最优含水量”、“压实系数”?

  在标准的击实仪器、土样大小和击实能量的条件下,对于不同含水量的土样,可击实得到不同的干密度ρd,从而绘制干密度ρd和制备含水量ω的关系曲线,曲线上的峰值,即为最大干密度ρmax,与之相应的制备含水量为最优含水量ωop,土的控制干密度ρd与最大干密度ρmax之比就是压实系数λc。

  2.如何区别换土垫层和排水垫层?

  3.对砂垫层施工方法、施工质量检测要求进行说明。

  砂垫层一般可采用振动碾或振动压实机等压密;施工质量检测可用环刀法:用容积不小于200cm3环刀压入每层2/3的深度处取样,取样前测点表面应刮去30-50mm厚的松砂,环刀内砂样应不包含尺寸大于10mm的泥团和石子。测定其干密度应符合设计才认为合格。贯入仪测定法:先将砂垫层表面30—50mm厚的砂刮去,然后用钢筋的贯入度大小来定性地检查砂垫层的质量。可采用直径?20mm及长度1.25的平头钢筋,自700mm高处自由落下,贯入深度以不大于根据该砂的控制干密度测定的深度为合格。

  4.叙述强夯法的适用范围以及对不同土性的加固机理。

  适用范围:适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软——流塑和黏性土等地基上对变形控制要求不严的工程。

  强夯加固地基有三种不同的加固机理:动力密实、动力固结、动力置换。

  动力密实:采用强夯加固孔隙、粗颗粒、非饱和土是基于动力密实的机理,即用冲击型动力荷载,使土体中的孔隙减小,土体变得密实,从而提高地基土强度。

  动力固结:用强夯法处理细颗粒饱和土时,则是借助于动力固结的理论,即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波,破坏了土体原有的结构,使土体局部发生液化并产生许多裂隙,增加了排水通道,使孔隙水顺利逸出,待超孔隙水压力消散后,土体固结。

  动力置换:可分为整式置换和桩式置换,整式置换是采用强夯将碎石整体挤入淤泥中,其作用机理类似于换土垫层。桩式置换是通过强夯将碎石填筑土体中,部分碎石桩间隔地夯入软土中,形成桩式的碎石桩。其作用机理类似于振冲法等形成的碎石桩主要是靠碎石内摩擦角和桩间土的侧限来维持桩体的平衡,并与桩间土起复合地基的作用。

  5.阐述强夯法有效加固深度的影响因素。

  实际上影响有效加固深度的因素很多,除了锤重和落距外,还有地基土的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其他强夯的设计参数等。

  6.碎石桩和砂土桩处理砂土液化的机理。(见p45页)

  7.碎石桩和砂土桩对黏性土加固机理。

  对黏性土地基,碎(砂)石桩的作用不是使地基挤密,而是置换。以性能好的碎石来替换不良地基土;大部分荷载将由碎(砂)石桩承担,地基强度提高。

  8.碎石桩和砂桩的承载力影响因素及桩体破坏模式。

  桩体破坏模式:鼓出破坏,刺入破坏、剪切破坏

  9.桩土应力比和置换率的概念。

  在黏性土和碎石桩所构成的复合地基上,当作用荷载为p时,设作用于桩的应力pp和作用于黏性土的应力为ps,桩土应力比n=面积,Ap表示桩的总面积。

  10.水泥粉煤灰碎石桩和碎石桩的区别。

  碎石桩是指振动、冲击或水冲等方式子软弱地集中成孔后,再将碎石或砂挤入已成的孔中,形成大直径的碎石所构成的密实桩体。

  ppps及面积置换率m=ApA,其中A表示一根桩所分担的水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合制成的一种具有一定粘结强度的桩,CFG桩不同于碎石桩,是具有一定粘结强度的混合料。CFG桩复合地基的桩土应力比明显大于碎石桩复合地基的桩土应力比,亦即其桩体作用明显。

  桩型

  对比值

  单桩承载力

  碎石桩

  CFG桩

  承载力主要靠桩顶一下有限承载力主要来自全桩长的摩地范围内桩周土的侧向约束,阻力及桩端承载力,桩越长则当桩长大于有效桩长时,增加

  承载力越高。

  桩长对承载力的提高作用不大。

  加固黏性土复合地基承载力的提高幅度较小,一般为0.5~1倍

  减少地基变形的幅度较小,总的变形量较大

  应力—应变曲线不呈直线关系,增加围压,破坏主应力差增大

  多层建筑物地基

  承载力提高幅度有较大的可调性,可提高4倍或更高

  增加桩长可有效地减少变形,总的变形量小

  应力应变曲线呈直线关系,围压对应力应变曲线没多大影响

  多层和高层建筑物

  复合地基承载力

  变形

  三轴应力应变曲线

  适用范围

  11.褥垫层在水泥粉煤灰碎石桩复合地基的主要作用。

  ⒈保证桩、土共同承担荷载

  ⒉减少基础底面的应力集中

  ⒊褥垫厚度可以调整桩土荷载分担比

  ⒋褥垫层厚度可以调整桩、土水平荷载分担比

  12.排水固结法中的排水系统和加压系统有哪些类型?

  排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。

  普通砂井

  竖向排水体

  袋装砂井

  排水系统

  塑料排水带

  水平排水体—砂垫层

  排水固结堆载法

  真空法

  加压系统降低地下水位法

  电渗法

  联合法

  13.试述采用排水固结提高地基强度和压缩模量的原理。

  排水固结法亦称预压法,是对地下水位以下的天然地基或设置有砂井等竖向排水体的地基,通过加载系统在地基土中产生水头差,使土体中的孔隙水排出,有效应力逐渐提高,孔隙比减小,从而达到减小沉降、增加地基土强度的目的。

  14.对比真空预压法与堆载预压法的原理。

  堆载预压法是用填土等加荷对地基进行预压,通过增加总应力σ,并使孔隙水压力μ消散来增加有效应力σ′的方法;真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层,然后

  埋设垂直排水管道,再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝,薄膜四周埋入土中,通过砂垫层内埋设的吸水管道,用真空装置进行抽气,使其形成真空,是通过减小孔隙水压力μ来增加地基的有效应力σ′的,总应力σ并不变化。

  15.砂井固结理论的假设条件。

  ①每个砂井的有效影响范围为一直径为的圆柱体,圆柱体内的土体中水向该砂井渗流,圆柱体边界处无渗流,即处理为非排水边界;②砂井地基表面受均布荷载作用,地基中附加应力分布不随深度而变化,故地基土仅产生竖向的压密变形;③荷载是一次施加上去的,加荷开始时,外荷载全部由孔隙水压力承担;④在整个压密过程中,地基土的渗透系数保持不变;⑤井壁上面受砂井施工所引起的涂抹作用(可使渗透性发生变化)的影响不计。

  16.涂沫作业和井阻的意义。

  17.堆载预压中如何通过现场监测来控制加载速率?

  ①孔隙水压力观测②沉降观测③水平位移观测④真空度观测⑤地基土物理力学指标检测

  18.应用实测沉降—时间曲线推测最终沉降量的方法。

  19.灌浆法有哪些广泛用途。

  灌浆法在我国煤炭、冶金、水电、建筑、交通和铁道等部门都有广泛使用。

  20.渗透灌浆、劈裂灌浆和压密灌浆不同灌浆原理以及适用范围。

  渗透灌浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙,排挤出孔隙中存在的自由水和气体,而基本上不改变原状土的结构和体积,所用灌浆压力较小,适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。

  劈裂灌浆是指在压力作用下,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,引起岩石和土体结构的破坏和扰动,使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂,使地层中原有裂隙或孔隙张开,形成新的裂隙或孔隙,浆液可灌性和扩散距离增大,而所用的灌浆压力相对较高。一般适用于黏性土。

  挤密灌浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液,在注浆点使土体挤密,在注浆管端部附近形成浆泡。向外扩张的浆泡在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处的土体遭受严重破坏和剪切,并形成塑性变形区,在此区内土体的密度可能因扰动而减小;离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形,因而土的密度有明显的增加。常用于中砂地基,黏土地基中若有适宜的排水条件也可采用。

  21.比较水泥土搅拌桩采用湿法施工和干法施工的优缺点。

  22.影响水泥土搅拌桩的强度因素。

  ①水泥掺入比aw对强度的影响②龄期对强度的影响③水泥强度等级对强度的影响④土样含水量对强度的影响⑤土样中有机质含水量对强度的影响⑥外掺剂对强度的影响⑦养护方法

  23.高压射流破坏土体形成水泥土加固体的机理。

  高压水喷射流是通过高压发生设备,使它获得巨大能量后,从一定形状的喷嘴,用一种特定的流体运动方式,以很高的速度连续喷射出来,能量高度集中的一股液流,冲击破坏土体,使土与浆液搅拌混合,凝固成圆柱状的固结体。

  计算题:

  1.某可液化砂土地基,厚度10m,处理前现场测得砂土平均孔隙比约为0.81,土工试验得到

  的最大、最小孔隙比分别为0.9和0.6。为了消除液化,要求处理后的相对密度达到0.8。试制定碎石桩地基处理方案,并对施工和检测提出要求。

  2.某仓库为黏性土地基,承载力特征值为80kpa,压缩模量为30Mpa。仓库地坪使用荷载(荷载效应标准组合)为120kpa,堆载面积为20m×15m。要求处理后复合地基承载力达到120kpa,使用期间仓库地坪沉降小于30cm。拟采用碎石桩地基处理方法,试制定地基处理方案,并对施工和检测提出要求。

  3.某住宅楼采用条形基础,埋深1.5m,设计要求地基承载力特征值为180kpa。场地土由6层土组成:第一层填土,厚度1.0m,侧摩阻力特征值为16kpa;第二层淤泥质黏土,厚度3.0m,侧摩阻力特征值为6kpa,承载力特征值为60kpa;第三层黏土,厚度1.0m,侧摩阻力特征值为13kpa;第四层淤泥质黏土,厚度8.0m,侧摩阻力特征值为6kpa;第五层淤泥质黏土夹粉土,厚度5.0m,侧摩阻力特征值为8kpa;第六层黏土,未穿透,侧摩阻力特征值为33kpa,端承力特征值为1000kpa。拟采用CFG桩复合地基,试完成该地基处理方案。

  4.某高速公路地基为淤泥质土,固结系数CH=CV=1.8×10?3cm2/s,Es=2Mpa,厚度为50m,不排水抗剪强度su=15kpa,固结不排水强度指标为c=0,?=20。,其下为不排水土层。路堤总高度为5m,总荷载为100kpa。路堤底部宽度为20m。采用堆载预压法进行处理,由于工期限制,预压期需控制在120天以内,并要求达到工后沉降小于20cm的要求。

  (1)进行排水系统设计,确定排水系统的布置;

  (2)进行加载系统的设计,保证堆载期间的地基稳定性;

  (3)进行沉降验算,满足工后沉降小于20cm的使用要求;

  (4)制定相应的监测方案和检测方案,提出监测和检测要求,以验算地基处理效果。

  5.有一饱和软黏土层,厚度H=8m,压缩模量Es=1.8Mpa,地下水位与饱和软黏土层顶面相齐。为了提高施工工作面标高,先准备分层铺设1m砂垫层(重度为18kN/m3),施工塑料排水板至饱和软黏土层底面。然后采用80kpa大面积真空预压3个月,要求固结度达到80%(沉降修正系数取1.0,不考虑附加应力随深度变化)。试完成以下设计计算工作:

  (1)进行排水系统设计,确定排水系统的布置;

  (2)设计相应的监测方案,了解施工过程中固结度的发展情况。

  6.某建筑条形基础,宽1.2m,埋深1.0m,基底压力为100kpa。场地土层分层如下:第一层为杂填土,厚4.0m,以建筑垃圾为主;第二层为砂土,厚15m,未修正地基承载力特征值为110kpa。拟采用灌浆法处理杂填土地基,试完成该地基处理方案,并对灌浆的施工和检测提出要求。

  7.某高速公路地基为淤泥质黏土,固结系数CH=CV=1.8×10?3cm2/s,厚度为50m,承载力特征值为80kpa。路堤总高度为5m,总荷载为100kpa,路堤底部宽度为20m。由于工期限制,没有充分的堆载预压时间,因此采用水泥土搅拌桩法进行地基处理,并要求达到工后沉降小于20cm的要求。经现场试验,当水泥掺入比aw=12%时,?500直径的单头搅拌桩有效桩长为7m左右,单桩承载力特征值为100kN。

  (1)确定水泥搅拌桩的布置;

  (2)进行复合地基的承载力和沉降验算;

  (3)提出地基处理施工质量和效果检测要求。

  8.沿海某软土地基拟建一幢六层住宅楼,天然地基土承载力特征值为70kpa,厚度10m,采用搅拌桩处理。桩周土的平均摩擦力q

  桩端天然地基土承载力特征值qp=60kpa,桩s=15kpa,端天然地基土的承载力折减系数取0.5,桩间土承载力折减系数?取0.85,水泥搅拌桩试块的无侧限抗压强度平均值取1.5Mpa,强度折减系数取0.3。

  (1)确定水泥搅拌桩的布置;

  (2)进行复合地基的承载力验算;

  (3)对浆液配比及搅拌桩施工工艺提出要求;

  (4)提出地基处理施工质量和效果检测要求。

  9.某宾馆建筑,地上17层,地下1层,箱型基础埋深4.0m,基础尺寸为20m×55m,基底压力为250kpa,基底附加压力为190kpa。场地土层分布如下:第一层砂砾层,厚度6m,未修正的地基承载力特征值为180kpa,压缩模量为16Mpa;第二层为黏土层,厚度为14m,压缩模量为5kpa,未修正的地基承载力特征值为80kpa,侧摩阻力特征值为15kpa,端承力特征值为500kpa;第三层为中砂层,未穿透,压缩模量为15Mpa,侧摩阻力特征值为30kpa,端承力特征值为2000kpa。拟采用旋喷桩地基处理方法,完成该方案的设计,达到沉降不大于200mm的要求,并对地基处理施工和检测提出要求。

  一、名词解释

  1.地基处理2.天然地基3.人工地基4.夯实法5.垫层法6.排水固结法7.振冲法8.碎石桩

  9.石灰桩10.CFG二、简答题

  1、地基处理的目的是什么。

  2、夯实法或碾压法的作用原理、适用范围是什么。

  3、换土垫层法的作用原理和适用范围。

  4、排水垫层指的是什么。

  5.排水固结法的原理,适用范围是什么?

  6.用于提高地基承载力与稳定性的预压设计原理。

  7.砂桩的加固机理。

  8.振冲密实、振冲置换的作用原理及工程应用。

篇二:褥垫层用什么石子

  

  低强度混凝土桩

  概述

  低强度混凝土桩是近10多年来发展起来的一种新型桩,通常指用水泥,石子及其它掺合料(如沙,粉煤灰,石灰等)加水拌和,以各种成桩机械在地基中制成的强度等级C5—C25的胶结材料桩,桩身强度和刚度比一般水泥土桩大,常因地制宜采用当地材料配制各种强度的低强度混凝土桩。低强度混凝土桩介于碎石桩和钢筋混凝土桩之间。与碎石桩相比,低强度混凝土桩桩身具有一定的刚度,不属于散体材料桩。其桩体承载力取决于桩侧摩擦力和桩端端承力之和或桩体材料强度。当桩间土不能提供较大侧限力时,低强度混凝土桩复合地基承载力高于碎石桩复合地基。与钢筋混凝土桩相比,桩体强度和刚度比一般混凝土桩小得多。这样有利于充分发挥桩体材料的潜力,降低地基处理费用。

  低强度混凝土桩复合地基法可以较充分发挥桩体材料的潜力,又可充分利用天然地基承载力,并能因地制宜,利用地方材料,因此具有较好的经济效益和社会效益。低强度混凝土桩复合地基法具有良好的发展前景。

  与一般的碎石桩相比,碎石桩系散体材料桩,桩本身没有粘结强度,主要靠周围土的约束形成桩体强度,并和桩间土组成复合地基共同承担上部建筑的垂直荷载。土越软对桩的约束作用越差,桩体强度越小,桩传递垂直荷载的能力越差,碎石桩和CFG桩加固效果见表所示。

  碎石桩和CFG桩的对比

  对

  桩

  比

  型

  碎石桩

  桩的承载力主要靠桩顶以下有限范围内桩周土的侧向约束,当桩长大于有效桩长时增加桩长对承载力的提高作用不大。以置换率10%计,桩承担荷载占总荷载的百分比为15%~30%。

  加固粘性土复合地基承载力的提高幅度较小,一般为0.5~1.0倍。

  减小地基变形的幅度较小,总的变形较大。

  应力应变曲线不是直线关系,增加围压,破坏主应力差增大。

  多层建筑地基

  CFG桩

  桩的承载力主要来自全桩长的摩阻力及桩端承载力,桩越长则承载力越高。以置换率10%计,桩承担荷载占总荷载的百分比为40%~75%。

  承载力的提高幅度有较大的可调性,可提高4倍或更高。

  增加桩长可有效的减小变形,总的变形量小。

  应力应变曲线是直线关系,围压对应力应变曲线没有多大的影响。

  多层和高层建筑地基

  单桩承载力

  复合地基承载力

  变形

  三轴应力应变曲线

  适用范围

  通常在碎石桩桩顶2~3倍桩直径范围为高应力区,4倍直径为碎石桩的临界桩长,当桩长超过其临界桩长,大于6~10倍桩径后,轴向力的传递收敛很快,当桩长大于2.5倍基础宽度后,即便桩端落在较好的土层上,桩的端阻力也很小。

  刚性桩与散体材料桩不同,一般情况下,不仅可全桩长发挥桩的侧摩阻力,桩端落在好的土层上也可较好的发挥端阻作用,若将碎石桩加以改进,使其具有刚性桩的某些性状,则桩的作用大大增强。复合地基承载力会大大增加。这样就在碎石桩体中,掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和,制成一种粘结强度较高的桩,所形成的桩的刚度远大于碎石桩的刚度,但和刚性桩相比刚度相差较大,它是一种具由高粘结强度的柔性桩。CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成柔性桩复合地基。CFG桩与素混凝土桩的区别仅在于桩体材料的构成不同,而在其变形和受力特性方面没有太大的区别。

  CFG桩处理软弱地基,应以提高地基承载力和减少地基沉降量为主要加固目的。其途径1是发挥CFG桩的桩体作用。对松散砂性土地基,可考虑施工时的挤密效应,但若以挤密松散砂土为其主要加固目的,则采用CFG桩是不经济的。

  设计方法

  (一)

  桩径dCFG桩常采用振动沉管法施工,其桩径d应根据桩管大小而定,常用的振动沉管打桩机的管径为?377mmmm,一般桩径设计为350~400mm。

  (二)

  桩距l

  桩距l的大小取决于设计要求的复合地基承载力、土性和施工机具,所以选用桩距需考虑承载力的提高幅度应能满足设计要求、施工方便、桩作用的发挥、场地地质条件以及造价等因素。试验表明,其他条件相同,桩距越小复合地基承载力越大,当桩距小于4倍桩径后,随着桩距的减小,复合地基承载力的增长明显下降,从桩、土作用的发挥考虑,桩距大于4倍桩径为宜。

  基础形式也是值得注意的一个因素。

  桩距的选择应综合多种因素进行设计,一般桩距l=3~4d或参考表7·3·3。表7·3·3给出是振动沉管机施工桩距的选用表,供设计时参考。

  桩距选用表

  表7·3·3布

  式

  土

  桩

  质

  距

  桩

  形

  挤密性好的土、如砂可挤密性土、如粉质粘土、粉土、松散填土等

  土、非饱和型粘土等

  不可挤密性土如饱和粘土、淤泥质土等

  单、双排布桩的条基

  含9根以下的独立基础

  满堂布桩

  注:d为桩径,实际桩径

  3~4d3~6d4~6d3.5~5d3.5~6d4—6d4~5d4~6d4.5~7d(三)

  桩长L由式(7·3·6)可解得

  Rk=[fsp???(1?m)fk]AP/m(7.3.13)在进行复合地基设计时,天然地基承载力fk是已知的,设计要求的复合地基承载力fsp也为已知的。桩径d和桩距l设定后,置换率m和桩的断面积AP均为已知。桩间土强度提高系数?和桩间土强度发挥度的取值同式(7·3·6)。

  将以上各数值代入(7·3·13)式后,则可求得Rk。

  再将Rk值代入式(7·3·9),根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)中的qsi和qp就能2算出所需的桩长L。

  (四)

  桩体强度

  由RK和桩断面面积AP,可计算桩顶应力为:

  ?P?Rk/AP

  根据桩体强度和承载力的关系分析可知,桩体强度一般取3倍桩顶应力即可。

  R28?3?P

  褥垫层的设计

  1、褥垫层材料

  褥垫层的材料多用碎石、级配砂石(限制最大粒径一般不超过3cm)、粗砂、中砂等。

  2、褥垫层的铺设范围

  褥垫层的加固范围要比基底面积大,其四周宽出基底的部分不宜小于褥垫的厚度。

  3、褥垫层的厚度

  经过大量的工程实践,既考虑到技术上的可靠又考虑到经济上的合理,褥垫层的厚度取10~30cm为宜

  (五)

  桩的布置

  对可液化地基或有必要时,可在基础外某一范围设置护桩,通常情况下,桩都布置在基础范围内。桩的数量按下是确定:

  np?mA

  AP式中m——面积置换率;

  A——基础面积(m2);

  AP——桩断面面积(m2);

  np——面积为A时的理论布桩数。

  实际布桩时受基础尺寸大小及形状等影响,布桩数会有一定的增减。

  对独立基础、箱型基础、筏基,基础边缘到桩的中心距一般为桩径或基础边缘的最小距离不小于150mm,对条形基础不小于75mm。

  施工工艺

  在进行CFG桩设计时,要了解施工可能出现的问题,以及如何防止这些问题的发生与施工时采用什么样的设备和施工工艺。要根据场地土的性质、设计要求的承载力、变形以及拟建场地周围环境等情况综合考虑施工设备及施工工艺和控制施工质量措施。

  一、施工设备

  目前常用的施工设备及施工方法有:

  (一)振动沉管灌注成桩

  就目前国内情况,振动沉管灌注成桩用的比较多,这主要是由于振动打桩机施工效率高,造价相对较低。这种施工方法是用于无坚硬土层和密实砂层的地层条件,以及对振动噪音限制不严格的场地。

  当遇到坚硬粘土层时,振动沉管会发生困难,此时可考虑用长螺旋钻预引孔,再用振动沉管机成孔制桩。

  (二)长螺旋钻孔灌注成桩

  这种施工方法是用于地下水位埋藏较深的粘性土、粉土、填土等,成孔时不会发生坍孔现象,并适用于对周围环境要求如噪音、泥浆污染比较严格的场地。

  (三)泥浆护壁钻孔灌注成桩

  这种成桩方法适用于有砂层的地质条件,以防砂层塌孔并适用于对振动噪音要求严格的场地。

  (四)长螺旋钻孔泵压混合料成桩

  这种方法适用于分布有砂层的地质条件,以及对噪音和泥浆污染要求严格的场地。

  这种成桩方法在施工时,首先用长螺旋钻孔到达设计的预定深度,然后提升钻杆,同时用高压泵将桩体混合料通过高压管路的长螺旋钻杆的内管压到孔内成桩。这一工艺具有低噪音、无泥浆污染的优点,是一种很有发展前途的施工方法。

  CFG桩多用振动沉管机施工,也可用螺旋钻机,有时是振动沉管和螺旋钻机联合使用。

  二、施工程序

  实际工程振动沉管机成桩用的比较多,这里将振动沉管机施工做一介绍。

  (一)施工准备

  1、设计布桩图及说明。

  2、场地地下结构物及障碍物等调查资料。

  3、具备“三通一平”条件。

  4、确定施工机具及配套设备。

  5、材料供应计划,标明所用材料的规格、技术要求和数量。

  6、试成孔应不少于两个,以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜,核定选用的技术参数。

  7、复核测量基线,水准点及桩位、CFG桩得轴线定位点,检查施工场地所设的水准点是否回收施工影响。

  (二)施工前的工艺试验

  施工前的工艺试验主要是考查设计的施打顺序和桩距能否保证桩身质量。工艺试验也4可结合工程桩施工进行,需要作如下两种观测:

  1、新打桩对未结硬的已打桩的影响

  在已打桩桩顶表面埋设标杆,在施打新桩时两侧已打桩桩顶的上升量,以估算桩径缩小的数值,待已打桩结硬后开挖检查其桩身质量并量测桩径。

  2、新打桩对结硬的已打桩的影响

  在已打桩尚未结硬时,将标杆埋置在桩顶部的混合料中,待桩体结硬后,观测打新桩时已打桩桩顶的位移情况。

  对挤密效果好的土,比如饱和松散的粉土,打桩振动会引起地表的下沉,桩顶一般不会上升,断桩可能性少,当发现桩顶向上的位移过大时,桩可能发生断开。若向上的位移不超过1cm,断桩的可能性很小。

  (三)CFG桩施工

  1、桩机进入现场,根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装。

  2、桩及就位,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%。

  3、启动马达沉管到预定标高,停机。

  4、沉管过程中做好记录,每沉1m记录电流表的电流一次,并对土层变化予以说明。

  5、停机后立即向管内投料,直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和,拌和时间不得少于1min,如粉煤灰用量较多,搅拌时间还要适当放长。加水量按坍落3~5cm控制,成桩后浮浆厚度已不超过20cm为宜。

  6、启动马达,留振5~10s开始拔管,拔管速率一般为1.2~1.5m/min(拔管速度为线速度,不是平均速度),如遇淤泥或淤泥质土,拔管速率还可放慢。拔管过程中不允许反插。如上料不足,需在拔管过程中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到要求。成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩长。

  7、沉管拔出地面,确认成桩复合要求后,用粒状材料或湿粘性土封顶,然后移机进行下一根的施工。

  8、施工过程中,抽样做混合料试验,一般一个台班做一组(3块),试块尺寸为15cm×15cm×15cm,并测定28d抗压强度。

  9、施工过程中,应随时做好施工记录。

  10、在成桩过程中,随时观察地面升降和桩顶的上升。

  (四)施工顺序选择

  在设计桩的施打顺序时,主要考虑新打桩对已打桩的影响。施打顺序大体可分为两种类型,一是连续施打,从1号桩开始,依次是2号、3号……,连续打下去,二是间隔跳打,可以隔一根桩也可以隔多根桩,,先打1、3、5……,后打2、4、6……。

  连续施打造成桩的缺陷是桩径被挤扁或缩径。如果桩距不太小,混合料尚未初凝,连打一般较少发生桩完全断开。

  隔桩跳打,先打桩的桩径较少发生缩小或缩径现象,但土质较硬时在已打桩中间补打5新桩时,已打的桩可能产生被震裂或震断。

  施打顺序和土性与桩距有关,在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,在饱和的松散粉土中施工,如果桩距较小不宜采用隔桩跳打的方案。因为松散粉土振密效果较好,先打桩施工完后,土体密度会有明显增加,而且打的桩越多,土的密度越大,桩越难打。在补打新桩时,一是加大了沉管的难度,二是非常容易造成已打桩断桩。

  对满堂布桩,无论桩距大小,均不宜从四周转圈向内推进施工,因为这样限制了桩间土向外的侧向变形,容易造成大面积的土体隆起,断桩的可能性增大。可采用从中心向外推进的方案,或从一边向另一边推进的方案。

  对满堂布桩,无论如何设计施打顺序,总会遇到新打桩的振动对已结硬的已打桩的影响,桩距偏小或夹有比较坚硬的土层时,亦可采用螺旋钻引孔的措施,以减少沉、拔管时对桩的振动力。

  (五)施工监测

  信息施工能及时发现施工过程中的问题,可以使施工人员有根据地把握施工工艺的决策,对保证施工质量是至关重要的。

  施工过程中,特别是施工初期应作如下一些观测:

  1、施工现场标高观测

  施工前要测量场地的标高,注意测点应有足够的数量和代表性。

  打桩过程中随时测量地面是否发生隆起,因为断桩常常和地面隆起相联系。

  2、桩顶标高的观测

  施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化,特别要注意观测桩距最小部位的桩。

  3、对桩顶上升量较大的桩(>1cm)或怀疑发生质量事故的桩开挖查看,或采取逐桩静压的办法加以处理。

  三、施工中的有关注意事项

  (一)混合料坍落度的控制

  大量工程实践表明,混合料坍落度过大,桩顶浮浆过多,桩体强度也会降低。坍落度控制在3~5cm,和易性很好,当拔管速率为1.2~1.5m/min时,一般桩顶浮浆可控在10cm左右,成桩质量容易控制。

  (二)拔管速率的控制

  试验证明,拔管速率太快,将会造成桩径偏小或缩颈断桩。在南京浦镇车辆工厂工地作了三种拔管速率的试验:

  1、为1.2m/min,成桩投料量为1.8m3成桩后挖开测桩径为38cm(沉管为?377mm)。

  2、为2.5m/min,投入管内料亦为1.8m3,沉管拔出地面后,大约有0.2m3的混合料被带到地面开挖后测量桩径为36cm。

  3、为0.8m/min,成桩后发现桩顶浮浆较多。

  曾做较长时间留振试验,拔管速率也很慢(0.8m/min),开挖至桩端发现,桩端石子没能被水泥浆包住,强度较低。经大量工程实践认为,拔管速率为1.2~1.5m/min是适宜的。

  应该指出,这里说的拔管速率不是平均速度。除启动后留振5~10s之外,拔管过程不再留振,也不得反插。

  (三)保护桩长的设置

  1、设计桩顶标高离地面的距离不大时,不大于1.5m,保护桩长可取50~70cm,上部再用土封顶。

  2、桩顶标高离地表面的距离较大时,可设置70~100cm的保护桩长,上部再用粒状材料封顶直到接近地表。

  (四)开槽及桩头处理

  CFG桩施工完毕,待桩体达到一定强度(一般3~7d),可进行开槽。

  设计桩顶标高距地表不深,基槽开挖宜采用人工开挖,防止对桩体扰动。如基坑较深,开挖面积大,可采用机械和人工联合开挖。但人工开挖厚度留置多少,与桩体强度和土质条件有关,建议不同的场地条件应现场试验确定。人工开挖留置厚度一般不宜小于70cm。

  基槽开挖到设置标高后,多余的桩头需要剔除,剔除桩头应采取如下措施:

  1、找出桩顶标高位置。

  2、用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头直到设计桩顶标高,并把桩顶找平。

  3、不可用重锤或重锤横向击打桩体。

  4、桩头剔至设计标高处,桩顶表面不可出现斜平面。

  如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下,必须采取补救措施。

  (五)褥垫层铺设

  褥垫层所用材料多为级配砂石,限制最大粒径一般不超过3cm,或粗砂、中砂等。

  褥垫层厚度一般为10~30cm,由设计确定。

  桩头处理后,桩间土和桩头处在同一平面,褥垫层虚铺厚度按下式控制

  ?H?h/?(7·4·1)式中

  ?H——褥垫层需铺厚度

  h——设计褥垫层厚度

  ?——夯填度,一般取0.87~0.9。

  ?虚铺后多采用静力压实,当桩间土含水量不大时亦可夯实。

  四、施工中常见的问题及处理措施

  (一)施工扰动土的强度降低

  振动沉管成桩工艺与土的性质具有密切关系。就挤密性而言,可将地基土分为三大类:①为挤密性好的土,如松散填土、粉土、砂土等。②为可挤密性土,如塑性指数不大的松散的粉质粘土和非饱和粘性土。③为不可挤密的土,如塑性指数高的饱和软粘土和淤泥质土。

  需要着重指出的是土的密实度对土的挤密性影响很大。我们知道,密实的砂土、粉土会振松。松散的砂土、粉土可以挤密。因此,讨论土的挤密性时,一定要考虑加固前土的密实度。对密实砂层和遇硬土层的情况,不宜用振动沉管法成桩,改用其他成桩方法。

  对饱和软土,特别是塑性指数较高的软土,振动将引起孔隙水压力上升、土得强度降低。振动历时越长,对土和已打桩的不利影响越严重。在软土地区施工时,采用静压振拔技术对保证施工质量是有益的。

  所谓静压振拔是说沉管时不启动马达,借助桩机自身的重量,将沉管沉至预定标高。填满料后再启动马达振动拔管。

  (二)缩径和断桩

  在饱和软土中成桩,桩机的振动力较小,当采用连打新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压,即,使得已打桩被挤扁成椭圆形或不规则型,严重的产生缩颈和断桩。

  在上部有较硬的土层或中间夹有硬土层中成桩,桩机的振动力较大,对已打桩的影响主要为振动破坏。采取隔桩跳打工艺,若已打桩结硬程度又不太高,在中间补打新桩时,已打桩有时被震裂,且裂缝一般与桩轴线成0~300角。

  (三)桩体强度不均匀

  桩机卷扬系统提升沉管线速度太快时,若采用控制平均速度为1.5m/min,一般采用提升一段距离,停下留振一段时间,非留振时,速度太快可能导致缩颈断桩。拔管太慢或留振时间过长,使得桩的端部桩体水泥含量较少,桩顶浮浆过多,而且混合料也容易离析,造成桩身强度不均匀。

  在施工过程中,要严格控制拔管速度在1.2~1.5m/min,并始终保持速度均匀一致,并很好地控制留振时间。

  (四)桩顶上升量较大

  对重要工程或通过施工监测发现桩顶上升量较大,并且桩的数量较多,可以逐个桩快速静压以消除可能出现的断桩对复合地基承载力造成的不良影响,这一技术称为逐桩静压。逐桩静压技术在沿海一带广泛使用,当地称之为“跑桩”。

  静压桩机就是打桩的沉管机,在沉管机桩架上配适量压重,配量的大小按可施于桩的压力不小于1.2倍桩的设计荷载为准,当桩身达到一定强度后即可进行逐桩静压,每个桩的静压时间一般为3min。

  静压桩的目的在于将可能发生已脱开的断桩接起来,使之能正常传递垂直荷载。这一技术对保证复合地基桩能正常工作和发现桩的施工质量问题是有意义的。

  当然不是说所有的工程必须逐桩静压,通过严格的施工监测和施工质量控制,施工质量确有保证可以不进行逐桩静压。

  此外,静荷重也不一定都要1.2倍桩承载力,要视具体情况而定。

  五、质量检验

  施工结束后,一般28d后做桩、土以及复合地基检测。对砂性较大的土可以缩短恢复期,不一定等28d。

  (一)桩间土的检测

  施工过程中,振动对桩间土产生的影响视土性不同而异,对结构性土强度一般要降低,但随时间增长会有恢复,对挤密效果好的土强度会增加。对桩间土的变化可通过如下方法进行检验:

  1、施工后可取土做室内土工试验,检查土的物理力学指标变化。

  2、做现场静力触探和标贯试验,与地基处理前进行比较。

  3、必要时做桩间土静载试验,确定桩间土的承载力。

  (二)CFG桩的检测

  通常用单桩静载试验来测定桩的承载力,也可判断是否发生断桩等缺陷。静载试验要求达到桩的极限承载力。对CFG桩的成桩质量也可采用可靠的动力检测方法判断桩身的完整性。

  (三)复合地基检测

  复合地基的检测可采用单桩复合地基试验和多桩复合地基试验。对于重要工程试验所用荷载板尺寸尽量与基础宽度接近。具体试验方法按《建筑地基技术处理规范》(JGJ79-91)执行,若用沉降比确定复合地基承载力时,s/b取0.01对应的荷载为CFG桩复合地基承载力标准值。

  (四)施工验收

  桩的施工允许差应满足下列条件:

  1、桩长允许差?10Cm。

  2、桩径允许差?2cm。

  3、垂直度允许差?1%。

  4、桩位允许差:

  满堂布置的桩基础≤1/2d;

  条形基础:垂直轴线方向?1/4d,对单排布桩不得大于6cm,顺轴线方向≤1/3d,对单排布桩不得大于1/4d。

  完工后应提交的资料有:

  1、桩位测量放线图(包括桩位编号)。

  2、材料检验及混合料试块试验报告书。

  3、竣工平面图

  4、CFG桩施工原始记录

  5、设计变更单、事故处理记录。

  6、复合地基静载试验检测报告。

  7、施工技术措施。

  适用范围

  低强度混凝土桩复合地基适用于条形基础、独立基础、也适用于筏基、箱型基础。就土性而言,适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地质。既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。如CFG桩用于挤密效果好的土时,承载力的提高既有挤(振),又有置换作用,当CFG桩用于挤密效果差的土时,承载力的提高只与置换作用有关。CFG桩和其他复合地基的桩型相比,它的置换作用很突出。

  当天然地基土是具有良好挤密效果的砂土、粉土时,成桩过程的振动可使地基土大大挤振密,有时承载力可提高2倍以上。对塑性指数高的饱和软粘土,成桩时挤密作用微乎其微,几乎等于零。承载力的提高惟一取决于桩的置换作用。由于桩间土承载力小,土的荷载分担比低,会严重影响加固效果。所以对强度低的饱和软粘土,要慎重对待。最好能使用前现场做试桩,进行试验,来确定其适用性。

  而且这种桩施工常用振动沉管成桩,螺旋钻孔成桩,泥浆护壁钻孔灌注成桩以及长螺旋钻孔,管内泵压混合料成桩等。

  各种施工方法各有其自身的优点和适应性,长螺钻孔灌注成桩适用地下水位以上的粘性土、粉土和填土地基。泥浆护壁钻孔灌注成桩,适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石及砾石类土和风化岩层分布的地基。长螺旋钻孔,管内泵压混合料成桩法,适用于粘性土、粉土、砂土分布的地质条件以及对噪音和泥浆污染要求严格的场地。振动沉管灌注成桩法,适用于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土及密实厚砂层的地质条件。在实际中具体到某一个工程项目,如无使用经验,最好能做试验,并根据地质条件、现场施工条件以及设计要求,当地的施工技术配备条件等综合确定。

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