薄壁混凝土筒桩在软基处理中的应用.doc

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1、薄壁混凝土筒桩在软基处理中的应用宋心琳,吴国芝(江西省交通工程集团公司江西南昌330003)摘要:根据杭州至千岛湖高速公路第七合同段软基处理工程实例,介绍薄壁混凝土筒桩在软基处理中的应用,并取得满意的技术、经济、质量等效果。关键词:道路工程;混凝土薄壁筒桩;软路基;复合地基;承载力0前言本合同段软基处理段K28+580~K31+100,位于杭州市富春江冲平原上。路线沿线地势平坦,湖塘密布,水系发育,鱼塘水渠众多,主要排涝河渠与小江相连。根据地质勘探结果,软土为第四系沉积怨淤泥质粘土,呈软塑~流塑状,具高压缩性,力学指标差,满足不了上部荷载对路基的要求,因而导致路基在

2、通车后将产生较大沉降,为保证该段路基的稳定,提高地基土强度和变形模量,以满足上部荷载对地基土承载力的要求,除K28+580~K28+618施工段为鱼塘,采用清淤回填处理,部分匝道采用塑料排水板和粉喷桩外,其余从K29+333开始至K31+100软基处理段,根据软土层厚度、层位、性质及填土高度等因素采用了薄壁混凝土筒桩进行处理,这主要是基于薄壁混凝土筒桩具有处理深度大、易施工、工期短、经济等特点,成桩后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高,整体结构得到加强;通过对薄壁混凝土筒桩、塑料排水板和粉喷桩的处理效果的比较以及对软基处理段的路基工后沉降观测及对地基承载力和稳

3、定性分析,证明薄壁混凝土筒桩在软基处理上效果明显。1混凝土薄壁筒桩工作机理薄壁混凝土筒桩是利用高频液压振动锤,通过振动把带有混凝土桩尖的筒桩成孔器打入土层至设计深度,然后向成孔器的内外环形空腔中浇注混凝土,通过桩内外壁与地基土的摩阻力和挤密作用,使地基土与桩形成复合地基,从而提高地基的承载力和整体稳定性。2薄壁混凝土筒桩施工方案2.1薄壁混凝土筒桩施工技术参数2.1.1高频液压振动锤功率激振力200KN-3200KN,功率从60Hp-1200Hp。2.1.2沉桩速度一般来说,高频液压振动锤的施工效率是普通桩工机械的10倍,振动沉桩速度一般在4m/min―7m/min

4、,在非淤泥地质最快速度达到12m/min。2.1.3软土处理要求桥头与路堤相邻处经处理后沉降≤10cm,箱涵和箱型通道处沉降≤20cm,一般路基沉降≤30cm。2.1.4薄壁筒桩结构形式及间距布置本标段薄壁混凝土筒桩内径0.76m,外径1.00m,壁厚0.24m,采用C20水泥混凝土;桩顶盖板尺寸为1.5m×1.5m×0.2m,采用C25钢筋水泥混凝土。桩间距3.0m-3.5m,呈正三角形布置,桩长9.5m-18m。如图1所示。图1混凝土薄壁筒桩及盖板构造图2.2薄壁混凝土筒桩施工方法2.2.1准备工作①完成全线导线点、水准点的复测和加密,精度符合要求;②完成薄壁筒

5、桩的坐标计算,定线放样;③完成各种材料的试验及混凝土的配合比;④施工所需的人员、机械设备、材料全部到位。2.2.2施工流程薄壁筒桩的施工工序流程:整平原地面→填筑宕渣→平面位置放样→钻机就位→桩机水平校核→埋置环形桩尖→双管激振下沉→检测下沉深度→料槽送混凝土→振动并上拔成孔器→成孔器拔出地面→浇筑盖板。2.2.3施工方法①桩位放样:根据设计图纸提供的坐标、尺寸、基准点,经计算用全站仪放样,在放样点打入木桩,并用素混凝土封固,插上保护标识;②桩尖预制及埋设:桩尖质量及形状是筒桩施工工艺技术的关键,桩尖刃口的形状决定筒桩施工排土量大小及沉管阻力。本工程桩体混凝土强度为

6、C20,桩尖混凝土强度C30。桩位放样后,先清除桩位范围内的宕渣,再埋设桩尖。桩尖定位采用拉十字线法检验、检查,桩尖中心和桩位中心偏差<20mm;③桩机就位:桩基底座架在钢管上,钢管下垫机座枕木,依靠桩机自身设备实现桩机在枕木上滚动。位置初步对中后,下放成孔器,使成孔器的内外钢管底端接近桩尖顶面,再调整纵横相对位置,使桩尖顶面凸环嵌入成孔器内外管间的腔内,实现完全对中(保证不扰动桩尖位置,且对中后校正桩机底座水平和桅杆垂直度,垫实底座)。为了不使地下水和淤泥从桩尖与管壁接触处挤入桩内外管的空腔中,在埋置桩尖的内外台阶上铺纤维性布料,作为密封材料;④振动沉管:将下端形

7、成切削刃的筒形桩尖套入设在竖立的外护壁套管筒与内护壁之间的筒孔中,并使外支护壁套管和内护壁套管的下端面分别同桩尖上端的外支撑面和内支撑面接触,且桩尖的内支撑面的内径略小于内护护壁套管的内径,该护壁套管和内护壁套管的上端同管锤连接器相接。在振动锤的激振力作用下,作用力经内外钢管套传至桩尖,桩尖即随外护壁套管和内护壁套管进入土层,被桩尖排挤的泥土则进入内护壁套管。由于地基土质比较差,在振动力的作用下,筒桩内的土芯没有被挤出原地面,反而下沉1.0m-3.0m,下沉的部分就形成了混凝土实心段。因此,当筒桩打入到设计深度后,用测绳测出土芯与地面的实际距离,并作发记录,根据

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