发布时间:2023-03-16 15:54:40
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关键词:公路,软土地基,粉喷桩,施工工艺,检测方法
连云港东疏港高速公路工程位于连云港开发区境内,本单位承建开发区高架桥和大岛山互通枢纽工程。大岛山枢纽工程匝道位于软土地基路段,其土层状态基本是表层1~2m厚硬塑层,下6~18m为淤泥、淤泥质粘土、流塑层,再下为硬塑层(或基岩),采用粉喷桩处理软土地基,即以水泥作为固化剂,利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体,它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果,下面结合工程实际对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与检测方法进行探讨。论文大全。
1.设计简介
连云港东疏港高速公路粉喷桩设计桩径为50cm,间距2m,按梅花型布置,桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于50cm为原则,通常为8~12m,用于粉喷桩的水泥(3.25级普通硅酸盐水泥)为干粉。论文大全。根据地基含水量的大小,采用水泥喷入量为65~80kg/m。设计要求水泥土28天无侧限抗压强度≥1.0MPa。
2.施工准备
1、粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。
2、场地平整、清除障碍。如场地低洼,应回填粘性土;施工场地不能满足机械行走要求时,应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软,则应采取防止机械失稳措施。论文大全。
3、施工机具准备,进行机械组装和试运转。
4、粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5根,通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。
5、粉喷桩所用的水泥(32.5级普通硅酸盐水泥)应符合设计要求,并有产品合格证,并经室内检验合格才能使用,严禁使用受潮、结块变质的加固料。
3.粉喷桩施工操作流程
粉喷桩操作步骤为:
1、深层搅拌机械就位。
2、预搅下沉(至设计标高)。
3、搅拌提升,同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处(设计桩顶)。
4、在桩上部的5m长范围内重复搅拌一次(1/3~1/2)桩长、桩上部强度要求较高。
5、重复搅拌提升,直到离地面下0.5m,上部回填5%灰土(或水泥土)并压实。
6、关闭搅拌机械移位至下一桩位。
4.施工注意事项
1、控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度。
2、严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。
3、定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于2cm。
4、当钻头提升至地面以下0.5m时,喷粉机应停止喷粉。
5、当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,在第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小于1m。
6、粉喷桩施工时,泵送水泥必须连续,固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录,其用量误差不得大于±1%。
7、为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,每工作班检查不少于2次,使垂直度偏差不超过1%。
8、搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求,搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录,深度应达到设计要求,时间误差不得大于5秒,施工前应丈量钻杆长度,并标上明显标志,以便掌握钻入深度,复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。
9、储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,如储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。
10、粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工,操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等,监理人员应随时检查记录情况。
5.质量检测
1、粉喷桩属地下隐蔽工程,施工质量受机具、施工工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响,因而其质量控制要贯穿于施工的全过程,并坚持全方位的施工监理。
2、施工过程中必须随时检查加固料用量、桩长、复搅长度及施工中有无异常情况,记录其处理方法及措施。
3、成桩7天内浅部开挖桩头,其深度宜为0.5m,目测检查搅拌的均匀性,测量成桩直径。检查频率为10%。
4、在成桩7天内采用轻便触探仪检查桩的质量,触探点应在桩径方向1/4处,抽检频率为2%。
5、成桩28天后在桩体上部(桩顶以下0.5m、1.0m、1.5m)分别截取3段桩体进行现场足尺桩身无侧限抗压强度试验,检查频率为2‰,每一工点不少2根。
6、成桩28天后,按1‰频率或每一工点不少于2根采用钻孔取芯法对其进行终检。
7、粉喷桩施工质量允许偏差应符合规范及设计规定。
6.结语
1、粉喷桩处理高等级公路软土地基是当前最常用的方法之一,目前的粉喷桩施工队伍大多属个体私营,一定要加强管理,施工中要加强监理,实行全天候、全方位旁站,以确保施工质量。
2、对成桩28天的粉喷桩采用钻孔取芯法、动力解探法等进行检测是行之有效的,一方面可以通过芯样的抗压强度试验掌握桩体的强度,另一方面对整个桩体也是一次全面的检查,从而保障了粉喷桩的施工质量。
论文摘要:本文介绍了深层搅拌法加固地基的原理,并结合实际工程介绍了该方法的施工工艺和加固效果,工程实际表明深层搅拌法具有造价低、施工简单和效益好的优点,在条件适宜时应优先采用。
1 前言
深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种方法,它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。深层搅拌法处理地基可增加地基承载力、减小沉降差、提高边坡稳定性及挡水等。深层搅拌法处理后的地基承载力提高1~1.5倍。
深层搅拌法是相对于浅层搅拌而言,浅层搅拌法主要用于路基,冻涨土和边坡稳定的处理。深层搅拌分水泥系深层搅拌和石灰系深层搅拌。下面介绍的是水泥系深层搅拌法及其工程应用实例。
国外自二次大战以来开始研制用于深层搅拌桩的深层搅拌机械,到70年代,已广泛应用深层搅拌法处理地基,我国从70年代末开始进行深层搅拌的室内试验和搅拌机械的研制工作,1979年在塘沽新港进行机械考核和搅拌工艺试验,并获得成功。80年代初推广使用深层搅拌法,至今在上海、南京、连云港、唐山、昆明及内陆部分地区得到了广泛应用。我们在某写字楼(筏基)工程的地基处理中采用了深层搅拌法,取得了良好的技术经济效果。
2 水泥加固土的原理
软土与水泥采用机械搅拌加固的原理是基于水泥土的物理化学反应过程,它与混凝土的硬化机理有所不同。在水泥加固土中,由于水泥的掺量很小(占被加固土重的7%-15%),水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性介质--土的围绕下进行,硬化速度缓慢且作用较复杂,所以水泥加固土的强度增长过程也比较缓慢。
2.1 水泥的水解和水化作用
硅酸盐水泥的主要成分是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫组成,而这些氧化物又分别组成了不同的水泥矿物;硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙等。用水泥加固软土时,水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应,生成氢氧化钙、含水硫酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。其中,硅酸三钙在水泥中含量最高(50%左右),是决定强度的主要因素;硅酸二钙含量较高(25%),主要产生后期强度;铝酸三钙占水泥重量10%,水化速度快,能促进早凝;铁铝酸四钙占水泥重量10%,能提高早期强度;硫酸钙占水泥重量3%,能和铝酸三钙一起与水发生反应,生成一种水泥样菌,对高含水量的软土强度增加有特殊意义。
2.2 粘土颗粒与水泥水物的作用
离子交换和团化作用。通过离子交换,较小的土颗粒结合可形成较大的土团粒;土团粒的进一步结合形成水泥土的团粒结构,并封闭各土团之间的空隙,形成坚固的联结,也就使水泥土的强度得到大大提高。
凝硬反应。随着水泥水化反应的深入,逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物。这些化合物在水中、空气中逐渐硬化,增加了水泥土的强度,而且其结构也比较密实,水分不容易侵入,从而使水泥土具有足够的水稳性。
2.3 碳酸化作用
水泥水化物中的氢氧化钙,吸收水中和空气中的二氧化碳发生碳酸化反应生成不溶于水的碳酸钙。这种反应能提高水泥土的强度,但速度较慢,幅度较小。
3 工程实例
3.1工程概况
某写字楼建筑面积近一万平方米,层数九层,结构型式为框架结构,柱网尺寸为6.3m×7.2m(纵向)、6.3m×3.6m(纵向)、2.4m×7.2m(纵向)、2.4m×3.6m(纵向),所处场地为浏阳河冲积平原、地表土层为1.9m~2.0m厚的人工填土,以下为第四纪沉积层,地层从上到下分别为:第①层粉土,湿至很湿,疏松到稍密,承载力标准值fk=115KPa ,压缩模量平均值Es=11(MPa)、层厚3.9~4.0m;第②层粘土夹粉土,饱和,软塑至可塑状,承载力标准值fk=110KPa ,压缩模量平均值Es=7.0(MPa)、层厚2.3~3.7m;第③层粉土,很湿,中密,承载力标准值fk=120(MPa),压缩模量平均值Es =15.42(MPa ),层厚1.0~1.3m;第④层粘土饱和,可塑至硬塑状,承载力标准值fk=120KPa ,压缩模量平均值Es=6.5(MP a),层厚3.5~3.8m;第5层粘土,饱和,硬塑状,承载力标准值fk=140KPa ,平均压缩模量Es=7.5(MPa ),本层揭示最大厚度4.2m。场地地下水属孔隙潜水类型,地下隐定水位14.5m,但由于粘性土的隔水作用。上部土体已达饱和状态。经检测,地下水无侵蚀性。
3.2 加固方案的比较
灌注桩。因场地土呈软塑~流塑状态,成孔很困难,需要有较高施工技术水平来保证施工质量,且造价高、工期长。 转贴于
(2)碎石桩。工期短,施工简单,造价低;因受场地条件的限制而不能采用。
(3)预制桩。能较好地满足所需要的承载力,但工期长,施工噪音大影响周围居民的正常生活;其造价经测算约54万元。
(4)深层搅拌桩。施工速度快,工期短,施工方便,能较好地保证施工质量,造价约23万元,仅是预制桩的42.6%。
经方案比较,决定选用深层搅拌桩处理地基。地基处理后的承载力标准值F=250KP 。
3.2 深层搅拌桩的施工
3.2.1 室内试验
软土地基深层搅拌加固法是基于水泥对软土的加固作用,而目前这项技术无论设计计算方法,还是施工工艺都不太成熟,因此,应特别重视水泥土的室内外试验。试验步骤:1)为保证试验准确性,将现场挖掘的天然软土立即封装在双层厚塑料袋内,基本保持天然含水量;2)根据施工要求的试验程序、配方,分别称量土、水泥、外掺剂和水,放在容器内搅拌均匀,按要求进行振动,制成试块后,盖上塑料布,防止水份蒸发过快,并按要求进行养护。本工程经过室内试验得出如下结论,水泥土的容重比原状土仅增加2.7%,因此,其加固部分对于下部未加固部分不会产生过大的附加荷重,水泥土的无侧限抗压强度为2.12MP ,大于设计要求的F =2.0MP 的要求,满足设计要求。
3.2.2 施工要求
目前,对深层搅拌法加固质量的检验缺少简便可靠的办法,因此,我们要求施工单位严格按照建筑地基处理技术规范有关要求进行施工,并提出以下要求:(1)每根桩均应确保均匀和足额的喷灰量,送灰时要密切注意电子称计量变化,如发现喷灰量不足,应及时采取复喷或补喷等措施,每根桩应保证送灰连续、均匀、不得间断;(2)考虑到与基础接触部分的搅拌桩顶部受力较大,因此,要求对桩顶1.5m范围内复搅、复喷。因设计时考虑桩端承载力,因此,应确保桩端质量,除应复搅、复喷外,钻头至桩底时,应原位旋转1~2分钟,以便叶片对土的压实及水泥的充分拌和,并以慢档提升0.5~1.0m。
4 结语
写字楼投入使用一年多,经观测基础沉降基本稳定,总沉降量为5.9cm,完全满足使用要求,从施工情况看,在含水量较高的软土地区, 深层搅拌法处理地基比较适合,且施工简单,经济合理,效益好。
参考文献
[1]陆培毅.土力学[M].北京:中国建材出版社2000.
【关键词】 水泥搅拌桩 土钉支护 坑基
水泥搅拌桩复合土钉支护技术是建立在传统土钉支护方法基础上,主要有水泥搅拌桩止水帷幕复合土钉支护、超前微桩复合土钉支护及预应力锚杆复合土钉支护等多种方式。虽然与传统土钉支护技术相比,会投入大量资金,提高造价成本,但是总体而言,这种新型土钉支护技术施工较为简便,不需要使用大型、重型机械设备,施工工期较短,因而在建筑施工中得到了广泛应用。
1 水泥搅拌桩复合土钉支护原理
在基坑开挖之前,地层处在平衡状态中,但由于基坑开挖打破了受力平衡状态,局部地层的结构状态会发生改变。主要有如下表现:
(1)地层中重力重新分布,基坑四周土体应力增加,特别是基坑的边坡附近,土体应力大幅增加;(2)基坑附近土体侧向约束力削减,致使承载力降低;(3)地下水失去原有平衡,进而导致渗流出现,同时渗透压力还会对搅拌桩稳定性产生影响。最终导致坑基附近土体出现沉降或位移,边坡遭到破坏。
通过水泥搅拌桩复合土钉的支护,能够承担基坑开挖产生的荷载,使土体尽量保持原有受力平衡状态,避免地下水出现渗流[1]。水泥搅拌桩复合土钉作为一种新型的基坑支护技术,结构形式多样,针对性强,从而起到了分担载荷、传递载荷止水抗渗、局部稳定及超前加固的作用。
2 水泥搅拌桩复合土钉在基坑支护中的实际应用
2.1 工程概况
某地一个在建商贸大厦,工程总面积为32000平方米,地上19层,地下2层,建筑总高度为56米,整个商贸大厦的结构体系以框式剪力墙为主,地基深度为6.8米,下桩基础为29.5米。相关地质资料显示,建筑工程场区内土层至上而下分别为人工土、淤泥、粉质粘土及花岗片麻岩,地下水主要分布在淤泥层缝隙和岩层空隙中,总体透水性比较差。
2.2 选择支护方案
本建筑工程周围建筑物较少,土地空旷,坑基四周较为平坦,附近没有重要管道线路经过。通过对该工程地质及周围环境等因素的综合考虑,结合基坑开挖深度与经济效益,最后决定选用水泥搅拌桩复合土钉的支护方案,直立开挖,并使用双排搅拌桩做超前支护。
2.3 水泥搅拌桩
在实际施工中要选用强度等级为32.5的普通性硅酸盐水泥,合理控制水泥用量。通常情况下,实际水泥使用量大约为被加固土重的20%,同时要掺合0.2%的木质素、
0.05%的三乙醇胺,水灰比为0.45。采用上下各搅拌两次的水泥搅拌工艺,在喷浆时要把速度控制在80-100cm/min范围内,水泥泵的进流量为恒定值,泵送压是 0.3MPa[2]。考虑到实际地质条件,不同地段具有不同的坑基开挖深度,因而也要分段设计支护方案。搅拌桩长度要控制在9-11m,并且插入淤泥层的深度要超过1m,而锚杆插入淤泥层的深度要超过3m。
2.4 土钉支护
选用的土钉长度为48mm,焊接钢管厚度为2.5m,倾斜角度为30°。在布置土钉时,尽量成梅花形状,无论是水平还是垂直间距都控制在1.2m左右。注浆压力控制在0.35-0.65MPa,在水泥用量标准下,锚管注浆量要超过35kg/m,水泥、石子和砂子之间的质量配合比为1:2:2。通过计算来准确判断锚杆参数,锚杆长度为12-24m,每个锚杆间距控制在100cm-120cm之间[3]。图1为水泥搅拌桩复合土钉支护典型剖面图。
2.5 稳固性分析
在高水位软土基层中,经常会应用泥搅拌桩复合土钉来支护,水泥搅拌桩起到了隔水作用。由于软土基坑经常会出现隆起、滑坡等问题,因而在支护时,需要对搅拌桩的抗渗漏和隆起稳定性进行分析。另外,在开挖基坑时,墙背侧土体会对搅拌桩直接产生作用力,很可能由于材料拉力不足或抗剪承载力不够,而使整体发生滑移,进而产生弯折或冲剪破坏,因而也需要对搅拌桩弯折与冲剪稳固性进行计算,从而确保搅拌桩稳固性。
通过相关计算可以发现,土钉内力与土钉的位置具有一定相关性。在上部和底部位置的土钉通常受力比较小,在之间部位的土钉的受力比较大,而在最底部的土钉则有较小轴力;随着基坑深度的增加,土钉拉力也随之加大,一直到挖到基坑底部之后,土钉拉力则不会再增加;土钉支护能使墙后土体的稳定性大幅度增加,而通过更改土钉长度,则可以对支护结构的安全性进行调整;基坑深度的加深,基坑自身结构稳定性和安全系数会降低,当加入土钉后,则能够有效提升坑基结构的稳定性与安全系数[4]。另外,在水泥搅拌桩复合土钉支护过程中,正常情况下,土钉自身不会出现断裂形式的破坏,往往都是拉拔式破坏。
3 结语
水泥搅拌桩复合土钉作为一种新型的基坑支护技术,具有分担载荷、传递载荷止水抗渗、局部稳定及超前加固的作用,同时还具有安全经济、适用范围广及支护位移小等特点。因而在新时期的建筑施工中,我们要对该项支护技术有足够重视。我们要继续加强对水泥搅拌桩复合土钉支护技术的研究,在实际应用中,坚持动态化原则,根据工程的实际地质条件、支护结构以及支护环境,合理设计支护方案,并要对设计方案进行及时反馈。同时,要加大信息化的投入,科学计算,对数据进行多次检验,防止坑基位移和基地隆起,提高搅拌桩稳定性,发挥出水泥搅拌桩复合土钉支护技术的优势,创造更大价值。
参考文献:
[1]李建.水泥搅拌桩复合土钉在基坑支护中的应用研究[J].中南大学,2012,05(01:12-13.
[2]郭秋菊.水泥搅拌桩复合土钉基坑支护应用[J].铁道科学与工程学报,2013,08(28):9.
关键词:灌注桩,质量控制,验收
前言:混凝土钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大,因此在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在地下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。所以在施工过程中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度。因此,加强混凝土灌注桩在施工阶段的质量控制和成桩后的质量验收,就变的尤为必要。
1.测量质量控制
建筑工程桩基础施工测量的主要任务有:①把设计总图上的建筑物基础桩位按设计和施工的要求,准确地测到拟建区地面上,为桩基础工程施工提供标志,作为按图施工、指导施工的依据;②进行桩基础施工监测;③在桩基础施工完成后,为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料,需要进行桩基础竣工测量。
在进行质量控制时,应注意一下两点:
1)建筑物定位矩形网点需要埋设直径 8cm、 长35cm的大木桩,桩位既要便于作业,又要便于保存,并在木桩上钉小铁钉作为中心标志,对木桩要用水泥加固,在施工中要注意保护,使用前应进行检查。对于大型或较复杂、工期较长的工程应埋设顶部为 10cm ×10cm,底部为 12cm × 12cm,长为 80cm的水泥桩为长期控制点。
2)必须加强检查工作,对桩位测量放线图的所有计算数据,必须经第二个人进行 100%的检查,确认无误后才能到现场测设。在建筑物定位测量成果经检查满足要求后,才能测设建筑物桩位轴线进行建筑物的定位测量。
2.成孔质量的控制
在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
2.1确保桩身成孔垂直精度
这是灌注桩顺利施工的一个重要条件,否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
2.2 进行严格钻进控制。
钻进时须严格控制泥浆的比重、粘度、砂率等指标。特别象本桥淤质砂层较厚的地层,控制适当的钻时速度,不可急进;并采用适当增大泥浆泵的单位小时循环量等措施,以减轻钻机钻进时的负荷。钻进时,泥浆比重可适当大点,泥浆池要设2~3级的沉淀池,使粉砂、 碎岩等物充分沉淀,并经常清理泥浆池,以保证泥浆具有良好的悬浮功能。在土层变化处应经常捞取碴样,判明土层,详细记录并和地质剖面图核对,及时反馈调整施工工艺。
2.3保证钢筋笼制作质量和吊放准确
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范验收钢筋的规格、数量和制作质量。论文参考。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的,因,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放,如果是成孔偏斜而造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。
2.4保证清孔质量
清孔的主要目的是清除孔底沉渣。论文参考。清孔是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净。灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于 1.10-1.20 ,测得孔底沉渣厚度小于50mm ,即抓紧吊放钢筋笼和沉放砼导管。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被砼冲击反起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在砼灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行水下砼的灌注工作。
3.成桩质量控制
混凝土灌注质量是影响成桩质量最重要的因素。
(1)在灌注前, 首先要严格检查验收进场原材料的质保书 (水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告) 和配合比试验报告, 核对进场材料是否与抽检样品一致, 拌合及计量设备能否能正常工作,并根据理论配合比和现场实际情况计算施工配合比。其次,水下混凝土主要采用导管灌注,由于落差较大,很可能出现混凝土离析现象,但良好的混凝土配合比可降低离析程度。因此,配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整。在混凝土搅拌前复核配合比并严格计量和测试管理。为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。
(2) 在灌注过程中, 随时注意每米桩的混凝土用量,并对每根桩的用量进行记录, 以及时判断是否发生塌孔及缩孔, 并以此确定每段桩体的充盈系数,要求充盈系数 > 1。灌注混凝土应连续施工, 否则导管内产生气囊高压; 容易将两节导管间的封水橡皮垫挤出,致使接口漏空而进水。如果中断灌注超过半小时或确认发生塌孔、缩孔, 则必须立即采取补救措施或重新钻孔。每根桩至少应作混凝土试件一组, 以其28 d试压强度作为质量评定的依据。论文参考。
(3) 注意:在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作方法。抽动导管的力度应适中,保证有序的拔管和连续灌注,升降幅度不能过大,否则容易造成混凝土冲刷孔壁,导致缩颈或坍落、桩身夹泥、夹砂。
4.工程验收阶段的成桩检测和质量评价
(1) 成桩检测: 包括桩位偏差、 桩身质量、桩的承载力检测等。可以采用超声无损检测法检测桩体质量,有未发现严重的缩颈、夹层和混凝土不密实等缺陷。桩的承载力检测包括静载试验、动力测试两项。规范要求:作静载试验的桩数不少于总桩数的 1% ,且不少于 3根;检验桩体竖向承载力的动力测试取桩总数的 10%~15%。
(2) 质量评价: 完工后应根据桩基施工过程记录、成桩检测及试块试验结果对施工质量做出评定质量结果。
结语
由于灌注桩基的特殊性和隐蔽性,施工人员要根据实际情况采取合理的施工组织设计和施工工艺,精心施工,加强管理,并充分考虑施工中可能出现的意外,提前提出质量控制和检验标准,施工过程中严格遵守和执行,同时充分重视工程验收阶段的检测结果,并认真分析总结,从而不断提高施工水平。
参考文献
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[5]蒋路华,罗宇光,姚若荣.软弱地基桩基础施工质量检测分析[J].中南公路工程,2003,28(1):57-59
关键词: 桩基检测建筑材料振动
Abstract: pile quality detection technology, especially the pile dynamic test, the detection of the foundation is very important, because it would include Rock and Soil Mechanics, Vibration, pile construction technology and computer technology and many other professional knowledge, as China's economic continues to soar, the city's growth rate is also undergoing tremendous change, a spate of high buildings erected on the building's foundation soil requirements are becoming stricter up. In the course of construction, foundation construction is particularly important, unlike conventional construction materials testing, but unlike ordinary structural testing.
Keywords: vibrating pile testing supplies
中图分类号:TU473.1+6 文献标识码:A 文章编号:
1.地基的基本内容
1.1在整个建筑作业过程当中,将建筑物与土壤直接连接的部分叫做根本,把与支承建筑物重量的土层叫地基。根本是连接上部结构(譬如房屋的墙和柱,桥梁的墩和台等)与地基之间的构造显得极具间接性,除了能连接起上半部分的建筑更能衔接下部的构造,构造的作用能力很强。根本把建筑物竖向体统传递的荷载传给地基,如果从平面的角度去看,竖向结合构造适合将荷载集中于一点,或分布成线、形,但是最后还是作为最终支承机构的地基,提供了的是一种分布的承载能力。
1.2当地基的承载能力足够时,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于处于土或荷载的条件下,需要采用满铺的伐形基础。有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对地基承载力特征值进行修正时,基础宽度的地基承载力修正系数取零,基础埋深的地基承载力修正系数取1.0;在受力范围内仍存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的地基承载力。
当地基承载力不足时,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就经常足以把荷载传给地基。
2、基桩低应变检测实例分析
由于其快捷、普测、经济的优点,基桩低应变反射波法对桩身完整性的检测成为国内目前的主流方法之一,但仍须多种检测方法综合使用,扬长避短。采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,同时,实际测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。
2.1桩基础是地基基础主要形式之一,由于桩的施工具有高度的隐蔽性,因此桩基工程的前期设计、实际施工、最后质量检测等方面实际上都比上部建筑结构显得更为复杂,更容易在质量方面存在隐患。
2.2在遇到一些问题时需要加强对桩基的检测,比如施工质量有疑问的桩,设计方认为重要的桩,局部地质条件出现异常的桩,施工工艺不同的桩。
2.3,桩基在施工过程中如果控制不当,就会造成质量事故。不良地基土一般具有较高含水量及压缩性、较大孔隙、较低抗剪强度与明显的流动性与结构性。倘若其受到较大荷载作用,便较易出现局部地基破坏甚至是地基整体滑动现象,在较深开挖基坑阶段便会出现坑壁失稳、隆起基坑等现象。
3、低应变动力检测中,波速、桩长、桩身缺陷位置及缺陷性质的关系
3.1、低应变反射波法检测桩身完整性的工作方法是在桩顶施加一个初始扰动力,即是用特制的力锤敲击,由此激发的弹性波从桩顶往桩底传播,地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩,以及单节混凝土预制桩,抽检数量可适当减少,但不应少于总桩数的10%,且不应少于10根。瞬态激振应通过现场敲击试验,选择合适重量的激振力锤和锤垫,宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号,宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。
3.2检测桩基缺陷的方法是,根据桩身类型的分类标准和波形规则,桩底反射明显,有缺陷相位出现,但无多次反射出现,则为基本完整桩或轻微缺陷桩;对同一场地、地质条件相近、状型和成桩工艺相同的基桩,因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时,可按本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号盘顶撞身完整性类别.
3.3建设工程中的质量问题和重大质量事故多与基础工程质量有关,其中有不少是由于桩基工程的质量问题,而直接危及主体结构的正常使用与安全。案例分析:瑞安市仙桥包装实业公司综合楼工程,该桩径600mm,有效桩长50m,混凝土强度C25,简易钻孔桩。该桩在8m附近有同向反射,并伴有多次反射,断桩,判为Ⅳ类桩。原因分析:简易钻孔桩护壁较差,在混凝土浇注至距桩顶标高8m左右时出现坍孔,使该桩在8m左右形成严重夹泥,相当于断桩。处理方法:由于桩在6m至8m附近存在流动性较大的淤泥层,开挖有一定的难度,而该桩处在四桩承台中,旁边是三桩承台,设计人员经过计算,把两个承台合并成一个大承台,并增加配筋量。
4、具体检测时,可观察场地已经截掉的桩头对场地进行预判,然后对场地桩整体把握,对个别桩具体分析。
4.1实心桩的激振点位置应选择在桩中心,测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处;空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成的夹角宜为900,激振点和测量传感器安装位置宜为柱壁厚的1/2处。
4.2桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。当埋设有测量桩身应力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时,可测定桩分层侧阻力和端阻力或桩身截面的位移量。
4.3我国目前的现状对于地基的研究表现出一些现象,不良地基土一般具有较高含水量及压缩性、较大孔隙、较低抗剪强度与明显的流动性与结构性。倘若其受到较大荷载作用,便较易出现局部地基破坏甚至是地基整体滑动现象,在较深开挖基坑阶段便会出现坑壁失稳、隆起基坑等现象。
4.4采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择;时域信号采样点数不宜少于1024点。
4.5设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长,设定桩身截面积应为施工截面积。
5、复合地基中,桩体存在如下四种可能的破坏模式:刺入破坏,鼓胀破坏,整体剪切破坏和滑动破坏
体刚度较大,地基土强度较低的情况下比较容易发生桩体刺入破坏。桩体发生刺入破坏后,不能承担荷载,进而引起复合地基桩间土破坏,造成复合地基全面破坏。一般刚性桩复合地基较易发生刺入破坏。
结语:我国正处于社会发展的高速期,大规模的工程建设方兴未艾,大量的地基加固工程也将实施。在工民建的具体施工中,针对不同的地质条件,施工单位应合理选择不良地基土的改造技术,保证工程项目建设的质量、进度与安全。从源头抓起,加强施工队伍的技术素质培训,规范监理人员的职责,避免工程事故的产生,桩基检测中的低应变动力检测,在地基完成后是必须要做的事情,我们要加以重视。
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【关键词】水泥搅拌桩 复合地基 应用实践
1.前言。水泥搅拌桩是利用水泥或水泥系材料作为固化剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将原位土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和其它掺和料与土之间产生一系列的物理-化学反应,使软土硬结成水泥土圆柱体,桩周土得到部分改善,组成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土体。水泥加固土与天然地基共同作用形成复合地基,共同承担上部建筑物的荷载。其具有设备简单,施工方便,噪音小、无振动、工期短,投资少且不污染环境,对相邻建筑物无不利影响的特点,对软土厚度大、含水量高、孔隙比大、力学强度低的地基有较好的加固效果,近年来被广泛的运用于工程实践。
2.水泥土的加固机理。水泥(或水泥浆)与软(粉)土采用机械搅拌加固的机理是基于水泥加固土(简称水泥土)的物理化学反应过程。由于水泥的掺量很小(仅占被加固土重的7%~15%),水泥的水解和水化反应完全是在具有一定活性的介质――土的围绕下进行的,所以硬化速度缓慢且作用复杂,因此水泥加固土强度增长的过程比混凝土缓慢。
普通硅酸盐水泥主要是由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3等成分组成。用水泥加固软土时,水泥颗粒表面的矿物与土中水产生水化反应和水解作用首先生成氢氧化钙Ca(OH)2,和含水硅酸钙(CaO•2SiO2•nH2O)。两者能迅速溶解于水,逐渐使土中水饱和和形成胶体,另一方面使水泥颗粒表面重新露出,再与土中水发生作用形成水化物。当水泥的各种水化物和胶体溶液形成后,按下面途径继续反应形成水泥土:
①水泥水化物中的一部分自身继续硬化,形成早期水泥土的骨架。
②水泥水化物及其溶液与活性粘土颗粒发生反应(如粘上矿物表面所带的Na+和K+与水化物Ca(OH)2中的Ca+进行当量吸附交换)形成上团粒后又进而结合成团粒结构,同时进一步凝聚反应形成水稳水化物,并在空气中逐渐硬化。
③随着水泥水化反应的深入,Ca(OH)2的碱活性作用和矿渣水泥水化作用又生成水化物。最终形成水泥与土颗粒相互连结成难以分辨的致密空间网络结构,使水泥土具有足够的强度和水稳性,达到了加固目的。
3.搅拌桩的加固形式。搅拌桩的布置型式对处理效果影响较大,一般根据工程地质特点和上部结构要求可采用柱状、壁状、格栅状以及长短桩相结合等不同处理形式。
3.1柱状处理形式。当表层及桩端土质较好,需处理局部饱和软粘土夹层时,采用柱状处理形式可充分利用桩身材料强度与桩周摩阻力。
3.2 壁状和格栅状处理形式。在深厚软土层或土层分布很不均匀的场地,对于上部建筑长高比大、刚度小、易产生不均匀沉降的长条状住宅楼,采用壁状和格栅状处理形式可以有效地克服不均匀沉降。
3.3 长短桩相结合的处理形式。当地质条件复杂,同一建筑物坐落在两类不同性质的地基土上时,采用长短桩相结合的处理形式可以调整沉降量和节省材料降低造价。
3.4 块状。上部结构单位面积荷载大,对不均匀下沉控制严格的构筑物地基进行加固时可采用这种布桩形式。
4.工程实例。
4.1 工程概况。温溪路龙景立交至龙华段城市化公路改造工程,起于核龙线与清平高速公路相交的龙景立交,沿线穿过坂田、民治、龙华、大浪四个街道,沿途有较多的工厂和居民区,终点与龙大高速公路相接,道路全长9.11公里。目前为双向六车道的一级公路,需改造成双向8车道的城市主干道,并设人行道、非机动车道、绿化带,配备市政管线并完善全线交通标志标线、安全设施等附属设施。
4.2 工程地质。地层岩性自上而下为:①第四系人工填土层(Qml);②第四系植物层(Qpd);③第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl);④第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)Ⅰ、淤泥质粘土Ⅱ、砾砂;⑤第四系中、上更新统坡残积层(Q3-2dl+el);⑥第四系中更新统残积层(Q2el);⑦燕山期侵入岩(γ53)Ⅰ、全风化层Ⅱ、强风化层Ⅲ、中等风化层。
4.3 水泥搅拌桩应用。
工程对于软弱土层埋深大于2.5米的路段,采用水泥搅拌桩处理。水泥搅拌桩按正三角形布桩,桩间距为1.2m,搅拌桩直径50cm,水泥搅拌桩要保证穿透软弱土层,进入持力层不少于1m。第一排桩从旧路基外1m处开始,人行道范围仅设置两排桩。砂垫层选用含泥量
4.4 应用分析。考虑到温溪路两侧已普遍开发,为避免施工对道路两侧房屋安全产生不利影响,尽量降低对居民生活的影响,软基处治采用水泥搅拌桩。由于且表层及桩端土质较好,故选用柱状处理形式。道路人行道与行车道受不同荷载的影响,参考普遍做法及成功经验,经过验算,进行布桩。由于项目,中粗砂等粒状材料组成的散体垫层保证桩与用承担荷载、调整桩与桩间土之间竖向荷载的分担比例,使得水泥土搅拌桩与桩间土能够受力变形协调。通过土工布防水及钢筋砼管横向排水,可迅速排出地下水,保证路基的稳定。保证施工工艺和成桩效果,施工前进行试桩,保证了工程质量。
5.结语。水泥搅拌桩加固软土地基,具有独特的经济与技术优势,在温州地区的软土地基加固和支护工程中得到了广泛的应用。温溪路龙景立交至龙华段城市化公路改造工程路基分项部分现已完工近一年时间,经过一年时间的路基沉降观测,未发现路基有明显沉降现象,该分项竣工验收时,各项指标均达到优良工程的标准。采用水泥土搅拌桩处理温溪路软土地基取得了令人满意的成效。
参考文献
1 叶观宝.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版社,2002: 124~125
关键词:混凝土,U型防渗渠,农业节水灌溉
一、混凝土U型防渗渠工程技术的主要特点
U型横断面从水力学角度而言是最接近最优输水断面,混凝土U型防渗渠具有节约用水、少占耕地、节省工时费用等特点。
节约用水:一般未经过防渗处理的普通土体农渠,经验估计其渠道输水利用系数为0.8左右,而采用混凝土U型防渗渠技术,因混凝土材料具有较好的防渗性能,输水利用系数可提高到0.99,据此推算,每灌溉10 000 m3的水即可节约用水2 400 m3。
少占耕地:一般1 m宽的普通土体农渠采用开口60cm宽的混凝土U型防渗渠即可满足要求,即每1 km长的农渠可节约土地0.6亩,据此推算每万亩农田可节约耕地200亩左右。节省工时费用:从灌溉、管理、疏浚维护等方面分析,混凝土U型防渗渠可节省大量工时和费用;此外,混凝土U型防渗渠还具有水土保持、环保和整洁美观等作用。
二、混凝土U型防渗渠规划设计
混凝土U型防渗渠的规划设计工作,首先要根据农田地形图,圈出所要规划的范围,计算面积;其次依照一定的灌排原则,初步在地形图上进行规划,构思大体的框架和初步的配套建筑物;最后到实地进行调查研究,修正原初步规划设计方案,确定所建防渗渠的平面布置等总体框架和相关配套建筑物。
混凝土U型防渗渠设计的重点应考虑需灌溉的农田面积、灌溉用水量及U型槽的过水能力,根据过水能力和过水流量,确定U型槽的横断面尺寸以及渠底的坡降系数。
三、混凝土U型防渗渠技术
(一)防渗及施工设计
1、防渗结构设计
根据上述比较及各支渠的流量大小,整个灌区的支渠以下渠全部采用U型渠道,由机修厂生产的专用机械现浇150#混凝土防渗,按输水流量的不同采用不同规格的U型断面。
为适应温度变化,渠道每隔4 m留伸缩缝一条,并在渠道拐弯处或连接建筑物两端各预留伸缩缝一条,伸缩缝为宽深各2 cm的凹槽,用1∶1∶4沥青水泥砂浆填塞。填缝要密实,确保质量。
2、施工设计
(1)土模成形。
土模成形是U型渠道工程的基础,质量好坏对U型渠道防渗效果至关重要,一定要把好土模质量关。
对于挖方渠道,渠槽开挖时预留0.15 m的开挖厚度,待浇筑时再削至设计断面。对于填方渠道,过去是将2 m长钢模做土模的内模,然后在外面进行人工填土夯实,这样U型半径与切线切点的下部是最薄弱地点,往往达不到设计密实标准,影响混凝土防渗效果,在灌区设计中对于填方渠道先进行清基后,基础夯实,再分层铺土,每层厚20 cm,铺土要求均匀,表面平整,无大土块,含水量一般在15%左右,机械碾压或人工夯打遍数不少于8遍,直到符合要求。
填土宽度根据U型渠道的断面大小定,一般每边超过渠口宽(50~60)cm,达到设计高程后再进行开挖,并预留0.15 m的超填厚度,待现场浇筑时再削到设计断面进行衬砌。
(2)混凝土配比及规格要求。
水泥标号不得低于325#,石子最大颗粒为衬砌厚度的一半,但也不能太小,小石子虽然便于施工,但它会使混凝土强度降低,一般应控制在(1~2)cm之间为宜,砂子必须过筛,不能有土块出现。硕士论文,农业节水灌溉。
合理配比,充分搅拌,防止因砂子多、砂浆少、或水多造成的麻面,因砂少造成的峰窝,因搅拌不匀造成的缺料,所以要求按体积进行配料,固定料斗,搅拌次数不少于两遍。
(3)养护要求。
由于U型渠浇筑在野外作业,战线长,洒水养护条件差,但养护的好坏直接影响混凝土的质量,根据多年实践经验,要求在初凝后用塑料布覆盖,可以保证混凝土的强度。
(二)混凝土U型防渗渠施工工艺
1、混凝土U型槽预制
混凝土U型槽预制目前有多种办法,有采用自制钢模,用小型振动棒插入振捣,但混凝土因需要一定的养护期,因此需要大量的钢模,施工不经济,不适用农田整理大批量使用的需要;也有使用振动台振动预制和卷板式混凝土U型槽预制等办法,但生产出的U型槽质量不佳,用的较少。通过实践现在有两种预制办法使用较多,应用较广。
(1)采用混凝土U型槽预制专用机械生产的办法。采用机械液压压实成型,辅以U型内侧表面振动,上下U型与槽壁厚同宽钢模保护成型,可立即脱机,经过一周的养护,便可运输安装,适合农田整理中大批量使用需要,预制质量尚可,关键在预制时要注意所用材料质量、混凝土配合比、水灰比及压实成型的压力控制。硕士论文,农业节水灌溉。这种预制办法,(30~60)cm口宽的可整块预制,(60~100)cm口宽的一般做成两半块预制,这样能减少变形,也便于运输安装。
(2)使用地胎膜预制的办法。这种办法适用于60cm口宽以上的U型槽且必须做成对称的两半块预制,安装时对接成型的。施工方法:首先平整一块场地,连续开挖平卧的半个U型坑槽,夯实并校正好尺寸,铺上塑料薄膜,然后用一定强度的胶合板或其他板材做成连续性的侧边模板和隔板,再浇筑拌制好的混凝土,刮平并收光,经过一定时间的养护即可搬运安装。这种方法较经济适用,预制的质量也较好,预制时对每块预制块连续编号,安装时按号码顺序安装,能达到非常好的效果。
2、基面开挖
基面开挖时要严格控制断面、尺寸和高程,基槽表面务求平整,草根、石块应清除干净,基础要用木夯夯实,并严格保证基面设计的坡降。
3、铺设安装
对于整块U型槽和两个半块拼接成的U型槽,安装时分别采用不同的办法。硕士论文,农业节水灌溉。
(1)整块U型槽的安装方法。
在开挖压实好的基槽面上,每50 m要在基槽一侧的侧边设高程控制桩,两高程控制桩之间带控制线,控制U型渠平面和侧边。混凝土U型槽放入基槽后,按控制线校正混凝土U型渠一侧的侧面,并用水平尺横向校正平面,符合要求后两侧及时回填土固定。混凝土U型槽在接头处须留设(1.0~2.5)cm宽的缝隙,铺设后一周左右的时间,U型槽基本沉降稳定,再进行校正。校正后用水泥砂浆或细石混凝土灌缝、压顶,缝隙一定要灌实、抹平,压顶一定要平滑顺直。
(2)两半块拼接成U型槽的安装方法。
可用板材裁剪成U型断面,在开挖压实好的基槽面上每50 m树立一块,校正好方向和高程,然后两边口带线,安装时两边的预制板块分别沿线带齐,然后回填土,铺设后待一周左右的时间,U型槽基本沉降稳定,再进行校正。校正后用水泥砂浆或细石混凝土灌缝、压顶,缝隙一定要灌实、抹平,压顶一定要平滑顺直。若是采用地胎膜预制办法预制的U型槽块,对号连号安装,效果更佳。硕士论文,农业节水灌溉。
四、总结和建议
综上所述,混凝土U型防渗渠道与梯形、矩形渠道相比,不仅有节省材料、节省投资的特点,而且还有节水省地,并有整体性好,施工速度快,使用寿命长等优点,相对于喷灌、滴灌等其他节水技术,更便于管理且易被群众接受。硕士论文,农业节水灌溉。混凝土U型防渗渠道不仅适用于河灌区,而且也适用于井灌区。硕士论文,农业节水灌溉。是渠道提高输水能力和农业节水灌溉的有效途径。而且U120以下断面,已在各大中型灌区的支渠以下渠道得到广泛应用,实践证明防渗效果是最佳的。建议设计单位在今后的设计工作中和建设单位联合努力学习先进技术,使大中型U型断面渠道能在灌区推广应用。
参考文献
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论文关键词:岩土工程特性 软弱地基 承载力 桩基础 预应力管桩(PHC桩)
论文摘要:本文在对某风电场工程的场址进行岩土工程勘察的基础上,通过了解场地的工程地质条件和水文地质特征,查明场地勘探深度范围内岩土性质、分布规律、埋藏条件,提供各土层的物理力学指标和有关的建筑抗震设计基本参数,对拟建场区的稳定性和适宜性进行评价,最后根据所得土的岩土参数、室内试验及现场测试的资料成果,分析地基土的工程特性,提出经济合理的地基方案及基础设计方面的技术建议。
1 场地地质环境
场址区面积约为11km2,属全新世洪冲击和海积平原地貌类型,地形平坦,地面平均高程在2.5m(黄海高程系)左右。场址区所处扬子地台北部边缘,主要地质构造有北东向、北北东向及北西向三组段裂,场区北西测有一北东向推测断裂构造通过,无活动性断裂。场址区域及其附近地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类型,初步判定地下水对混凝土有腐蚀性,对基础和施工影响较大。场址区位于郯庐地震带东侧,近年来未发生过4级以上的破坏性地震,地质构造活动尚处在相对稳定期,相应地震基本烈度为Ⅶ度,建筑场地类别为Ⅲ类,场地适宜建设。
2 岩土体工程地质特性
根据前期勘察成果,并结合邻近的工程地质资料,按其成因类型、岩性、埋藏条件及物理力学性质特征,将场址区域土层按其工程地质性质划分为10层,其中在场址区域地面以下30m以浅地层划分为5个工程地质层:(1)以粘土为主的素填土,厚2.0m~2.5m;(2)厚15m~17m淤泥质粘土;(3)厚1.5m~4.0m粘土;(4)(5)为粉质粘土和粉土。
场区内淤泥层土质覆盖层较厚,承载力低,工程地质条件较差,采用天然地基不能满足要求,其下层(4)(5)中密~密实粉土或粉质粘土层承载力较高,工程地质条件较好,故风电场主要建、构筑物采用以该层土为持力层的桩基可满足强度和正常使用状态等设计要求。
3 地基与基础处理方案评价
3.1 地基处理分析评价
建筑物和构筑物可根据各建(构)筑物部分的使用功能和基础埋深,采取以下两种地基处理方案。
(1)换填垫层法。
填土可采用砂、碎石、素土等。现行的设计思路是将换填垫层作为基础的持力层,利用基底附加应力在换填垫层中向下扩散时应力不断减小的特点,选择合适的垫层厚度,以达到软弱下卧层顶面所受的压应力不大于其容许应力的目的。
(2)水泥土搅拌法。
用水泥、石灰等建筑材料做固化剂,运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌,使得固化物和软土搅拌均匀,从而产生一系列的物理或者化学反应,使软土硬结成水泥(或石灰)土桩(柱)体或连成地下桩排,使之成为具有整体性和一定度的复合地基,这样就能够使得软土强度大大高于天然强度,其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。
(3)预压法。
预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏性土地基。当软土层厚度小于4m时,可采用预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。该方法是在通过在软土层中按一定的距离设置砂井,通过设置的砂井来改变软土层的排水条件,排水条件的提高有利于加速软土的固结,有利于减少预压的时间。
(4)挤密法。
挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法;采用一定措施,通过振动和挤密使深层土密实,使地基土孔隙比减小,强度提高。主要途径是通过望土中打入桩管成孔,并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基,对于粘性大的饱和软土地基不太合适。 转贴于
(5)高压喷射注浆法。
该方法是使用较大的压力,把水泥浆液从管路中喷射而出,该方法能够通过切割破坏土体,并能和土拌和均匀,并产生部分的置换作用,通过自然凝固后成为拌和桩体,并与地基形成良好的复合地基。
3.2 基础处理分析评价
根据区域地质描述,结合勘察成果,本场区地处沿海滩涂区,上部淤泥层土质很厚,地下水位较浅,属于软土地基,此地基常用的桩基型式有钻孔灌注桩、预应力混凝土方桩、预应力高强混凝土管桩(PHC桩)等,并结合建筑物结构形式,采用预应力(PHC桩)桩基方案,生产值班楼、主控楼、35kV及GIS配电装置和主变压器四个主要建筑物采用桩基础,桩型可选用预应力高强混凝土管桩(PHC桩),而且设计时可根据不同建筑物的要求,选定适宜的持力层。
4 基础方案分析与设计
预应力高强混凝土管桩(PHC桩)要根据岩土工程勘察成果,考虑到淤泥层厚度可能存在不均匀性和其下粘土层高低起伏的问题,因此施工图阶段将根据各风机位置的地层分布,粘土层标高及特性等因素,综合优化基础埋深与桩长。
(1)桩端进入持力层的深度,对于粘性土、粉土不宜小于2倍桩身直径,砂土不宜小于1.5倍桩身直径。桩端持力层为硬塑粘土或粉质粘土,且桩端下不存在软弱下卧层,地质条件较好,桩型初定为壁厚130,直径600的PHC桩,桩长35m,为端承摩擦桩。
(2)每组风电机组配置一台箱式变压器,箱式变压器较小,对地基变形无严格要求,但对防水要求较高,故对箱式变压器基础顶面设计标高适当提高,便于防潮水,上部为框架结构。
(3)箱式变电器基础承台底面为矩形,尺寸为4.2×2.7m,埋深1.0m。施工图阶段具体尺寸视厂家资料适当调整。周围设集油槽,内铺洁净卵石,旁设钢筋混凝土事故油池。110kV进出线架构、主变架构及母线架构还是采用桩基基础,电容器基础底座连于钢筋混凝土支架上,支架高度根据场地位置及工艺要求确定,支架基础在地基处理的基础上采用现浇钢筋混凝土刚性基础。
5 结语
通过了解场地的工程地质条件和水文地质特征,以及根据所得土的岩土参数、室内试验及现场测试的资料成果,分析地基土的工程特性,提出经济合理的地基方案及基础设计方面的技术建议,改良场址地基与基础,使得满足各种大型场址建筑的需要。因此我们以后在处理类似地基的时候,要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况,采用不同的地基处理方法,保证工程建设的质量,才能取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 工程地质手册(第4版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[2] 建筑地基基础设计规范[S].GB50007-2002.