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房建工程灰土挤密桩地基处理施工要点
来源:www.papers8.cn   本站编辑:中华论文联盟 日期: 2017-10-27 08:11 点击数:

 1 工程案例分析 
  某高层建筑,地上16层,地下1层,58.2m为其高度,12000㎡为建筑总面积。选取现浇钢筋混凝土剪力墙结构,7m为柱距,箱型基础,-6.2m为底板埋设深度。本工程所在地具有较为平坦的地势,地基土层有典型二元结构,上部为冲洪积成因的黄土状粉质黏土、粉土,同时自然地面下11m范围内地基土具有较低结构强度,湿陷性显著,下部卵石层埋设深度为22.5到23m之间,且厚度在6m以上。施工场地具有较为稳定均匀的土层分布情况,20m为地下水稳定水位。基础下主要持力层为黄土状粉质粘土及粉土,呈湿、稍湿、可握状态。且具有中等湿陷性,为轻微非自重湿陷性黄土,承载力特征值为150kpa,与建筑结构要求不符,为此必须做好地基处理工作。 
  2 设计计算 
  根据工程建设实际情况,可选取三种方案施工,如卵石层为桩端持力层的大直径钻孔灌注桩基础、箱形基础+灌注桩基础、箱基+灰土桩人工复合地基,基于经济性原则,对比分析以上方案,最终选取箱基+灰土桩人工复合地基方案施工。 
  箱形基础下地基承载力设计值在300kpa以内,选取灰土挤密法进行地基整片处理,规定复合地基处理后,其承载力特征值必须满足220kpa。设计桩径为40cm,90cm为桩距,则桩距系数=桩距/设计桩径=2.25。布桩根据等边三角形设置,排距等于三角形高,即78cm,0.179为灰土桩面积置换率。根据面积加权平均法预计复合地基承载力特征值为230kpa。 
  在综合考虑湿陷性土层、下卧层强度、施工机械条件等因素的前提下,确定7.4m为桩长,与基础外缘相比,处理平面范围应多出3m左右。于最外围二排桩而言,其具备防水帷幕功能,可在20~40cm间控制排距,且适当增加桩长,直至8.5m。0.5m为预留表面扰动层厚度,完成灰土桩施工作业后,即可将扰动层挖除,随后将灰土垫层设置到灰土桩复合地基上,厚度为50cm。选取体积比3:7灰土作为桩孔填料,且在0.95以上控制夯填灰土压实系数。 
  3 施工工艺 
  3.1 施工准备 
  选取消解后的石灰作為灰土桩石灰材料,不得选取生石灰,避免遇水消解出现膨胀现象。选取无杂质黄土作为拌和土料,应当天使用完拌和后灰土材料,如放置时间较长则会出现硬结现象,不仅会浪费施工材料,还会加大施工难度。施工前,应做好工程测量放线工作,确定各项施工参数,确定最佳含水量及最大干密度。 
  3.2 成孔 
  选取锤击沉管法挤密成桩,通过波兰15t履带吊车带动25t导杆式柴油沉桩锤,16m为桩架高度,采用直径377mm无缝钢管制作桩管,桩头位置加箍到直径440m,8.5m为长度,桩尖可活动,拔管可透气。选取夹杆式偏心轮夯实机夯填桩孔,28m为夯锤直径,0.11t为锤重,80cm为落距,夯击次数为45击/min。根据施工设计要求,要求成孔时桩位偏差控制在5cm以内,桩孔垂直度偏差则需控制在2%以内,要求间隔五孔做一次成孔施工记录。选取隔排跳打方式进行成孔施工,按照“外—内”顺序整体施工,要求先进行最外围两排加长桩施工,再施工内部桩。如存有严重缩径问题或桩孔垂直度偏差过大,选取复打法施工。因复打缩孔现象在施工后期较为严重,需选取人工削孔法进行施工,并增强夯击能。 
  3.3 填料控制 
  过筛处理回填土及石灰,5mm、20mm为筛网直径,均匀拌和填料,且在最佳含水量内控制含水量,0.95为夯填灰土压实系数。 
  3.4 夯机就位 
  安装调试夯机之后,需及时进场就位,确保夯锤和桩孔位于相同轴线上。 
  3.5 夯填施工 
  根据施工规定,选取夹杆式夯实机施工,260kg为锤重,夯机就位后,保证夯锤能够向孔底自由落入,防止孔口直接碰触孔壁。桩孔夯填是施工的主要工序,要求由专人负责土料加湿、灰土拌和及桩孔夯填,并做好监督、检查工作,各个桩孔需记录好其回填、夯实数据。 
  4 质量检验 
  (1)桩身灰土质量检验。施工时可将桩身灰土原状试样及时取出,对其干密度进行测试,并将压实系数准确计算出来,相比施工桩数,桩孔取样数为其2%。由此得出,90%试样干密度超过每立方米1.45t,压实系数在0.96以上,与施工设计要求相符。同时,还需进行桩身灰土无侧限抗压强度试验,结果如表1所示。桩身灰土无侧抗压强度范围为500~1330kpa,860kpa为平均值。 
  (2)桩间土挤密效果检验。将三个探井合理布设到地基处理范围内,8m为其开挖深度,原状桩间土取样间距为1m,并做好土工常规试验。桩间土挤密前后主要物理力学性质指标变化情况如表2所示。 
  由此可见,灰土桩挤密加固地基土施工后,可有效提升干密度,可多出9.3%~14.7%,挤密黄土状粉质粘土及粉土层土后,其干密度可满足每立方厘米1.56g,土孔隙可降低19.0%到27.2%,压缩系数可降低9.6%到66.1%,基本消除地基土湿陷性。可有效改善基底下黄土状粉质粘土及粉土层物理力学性能,挤密效果满足设计要求。 
  (3)复合地基载荷试验。为有效提升灰土桩复合地基承载力,需在施工现场进行三组单桩复合地基载荷试验,0.702m2压板面积。三组试验结果如下:第1组破坏荷载440kpa,承载力特征值220kpa;第2组比例荷载260kpa,承载力特征值260kpa;第3组极限荷载460kpa,承载力特征值230kpa。分析得出,三组试验结果极差在平均值30%以内,为此,可选取236.7kpa灰土桩复合地基承载力特征值。 

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