重锤夯实+cfg桩在湿陷性黄土地基处理中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 重锤夯实+CFG 桩在湿陷性黄土地基 处理中的应用 摘要:兰新铁路第二双线（甘青段） 部分路基位于西北湿陷性黄土地基上， 通过重锤夯实+长螺旋钻管内泵压混合 料 CFG 桩综合地基处理方式在工程中 的实际应用，说明该综合地基处理方式 针对湿陷性黄土地基处理的有效性和可 行性。 中国论文网 /2/view-12895327.htm 关键词:湿陷性黄土 ；重锤夯实； CFG 桩 ；地基处理 Abstract: the second double lanzhou-xinjiang railway (GanQing section) is located in the northwest part of the subgrade collapsible loess foundation, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 by a heavy hammer spiral drill pipe ramming + long pump pressure mixture CFG pile foundation treatment in engineering comprehensive way in the practical application shows that the foundation treatment for comprehensive way collapsible loess foundation treatment is effective and feasible. Keywords: collapsible loess; Hammer ramming; CFG pile; Foundation treatment 中图分类号：TU4 文献标识码： A 文章编号： 1 概述 新建兰新铁路第二双线（甘青 段）LXS-14 标段 DK873+100- DK874+650 段路基工程位于甘肃省玉门 市境内，线路所经基本为农田地貌，地 表分布主要为黏质黄土，局部分布粉质 黏土，均属松软土，其中黏质黄土具 I 级非自重湿陷性，湿陷土层厚度 210 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 米，压缩模量参考值 Es=38Kpa。 湿陷性黄土泛指饱和的结构不 稳定的黄色土，在自重压力或自重压力 与附加压力作用下，受水浸湿后，土的 结构迅速破坏，发生显着下沉的现象。 它的这种特性，会对结构物带来不同程 度的危害，使路基及结构物大幅度沉降、 折裂、倾斜，严重影响其安全和使用。 本段路基基本为路堤结构，路 堤最大边坡高度为 7 米，因存在不良地 质，地基处理质量不佳易对路基稳定造 成较大影响。 2 总体施工方案 针对原设计所采用的振动沉管 挤密法 CFG 桩因该段地基土质干燥松 散而难以成孔、成孔后塌孔严重的问题， 在采用多种替代方案试验均难以达到满 意效果的情况下，采用重锤夯实+长螺 旋钻管内泵压混合料 CFG 桩的优化施 工方法，利用重锤夯实消除表层黏质黄 土湿陷性的同时利用 CFG 桩对基底深 层进行加固。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 3 施工过程控制及工艺流程 3.1 重锤夯实施工流程 重锤夯实施工流程如图 3.1 所示。 3.1.1 施工工艺 3.1.1.1 施工准备 地基处理施工前，清除地表 0.51.0m 深度范围内的腐殖土、杂填 土，彻底清除基底范围内树根、农作物 根茎等杂质，地表土清除根据设计垫层 底面高程加预留重锤夯实沉降量确定清 除厚度，但清除地表土后的地表不得残 留腐殖物，当存在腐殖物时应加大清除 厚度。 预留夯沉量根据土壤含水率选 取有代表性的地段进行重锤夯实工艺性 试验确定,本段地基根据工艺性试验夯沉 量大约为 2025cm。 3.1.1.2 测量放样 定出控制轴线、重锤夯实场地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 边线，标出夯点位置，并在不受夯实影 响地点，每工作面设置两个水准基点， 用于观测夯沉量。 3.1.1.3 机具选择 本段地基处理重锤夯实机具采 用履带式重锤夯实机，锤重 3.5t，夯锤 底面直径 1.2m 左右。 3.1.1.4 夯击参数确定 根据重锤夯实工艺性试验确定 夯锤落距、夯击遍数及预留夯沉量。 本段重锤夯实工艺性试验夯锤 落距选取 6.5m，每一夯点两次夯击作为 一遍，根据现场实测夯沉量，同一夯点 第 7、第 8 遍夯击的夯沉量均小于 1cm，初步认定该段地基经过 8 遍夯击 达到夯实效果。 夯击结束后，在试验段落内深 度 1.5m 的位置取土样进行室内土工试 验，测定压缩模量 Es=16.4MPa，湿陷 系数 s=0.009，符合设计要求；该段平 均夯沉量为 23cm。 通过工艺性试验，确定本段重 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 锤夯实落距为 6.5m，夯击遍数为 8 遍， 预留夯沉量为 25cm。 3.1.1.5 夯击 根据场地条件选择跳打法或者 顺序打夯法，本段地基场地平整、规则， 选择顺序打夯法施工。 对夯击点依次夯击完成为第一 遍重锤夯实施工。在第一遍夯实完成后， 用推土机将场地推平，压路机碾压两遍 后进行测量布置夯击点位置及水准测量。 第二次按设计选用已夯点间隙中间，依 次补点夯击为第二遍，以下各遍均按设 计在中间补点，锤印彼此搭接，表面平 整。最后以低能量满夯，满夯可采用轻 锤或低落锤多次夯击，锤印搭接不小于 1/4 夯锤的直径。 3.1.1.6 夯击质量检测 夯击施工结束后，针对该段湿 陷性黄土的特征，在有效加固深度内取 样，通过室内土工试验，检测加固范围 内的压缩模量和湿陷系数，作为地基处 理效果评定依据。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3.2 长螺旋钻管内泵压混合料 CFG 桩施工流程 长螺旋钻管内泵压混合料 CFG 桩施工流程如图 3.2 所示。 3.2.1 施工工艺 3.2.1.1 施工准备 重锤夯实地基处理完毕并检验 合格后，清除夯击面浮土，碾压密实， 由于本段地基土质较为干燥，碾压前采 用洒水闷湿处理。 3.2.1.2 测量放样 根据设计地基处理边界及桩位 布置图测量放样，标记出准确桩位，为 防止桩间土清除或钻机移位过程中破坏 已标记的桩位，使用直径大于 1cm 的竹 签或钢筋在桩位处打入 1520cm，之 后拔出并灌入白灰。 3.2.1.3 机具选择 根据工点施工桩长选取合适的 CFG 桩钻机，进场钻机应对设备状况进 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 行检查试验后方可进行施工，包括钻机 移动装置、动力装置、钢丝绳完好程度、 钻杆垂直度、钻杆直径等。 本段地基处理 CFG 桩桩长为 410m，因此选择 CFG20 型钻机进行 施工，能够满足要求。 3.2.1.4 工艺性试验 根据进场钻机性能，选取有代 表性的地段进行工艺性试桩，通过对工 艺性试桩的桩身质量及复合地基承载力 进行检测评定，确定能够指导施工的工 艺参数。 3.2.1.5 成孔、成桩施工 根据选定的工艺参数，进行 CFG 桩成孔、成桩施工，施工过程如下： 钻机就位-钻机调平并使钻头对准桩位- -开钻钻至设计深度-停钻泵送混合料- 边提钻边泵送混合料-钻头提离地面后 停止泵送混合料-钻机移至下一桩位。 通过以上循环，完成全部 CFG 桩施工，施工中如实做好施工记录。 3.2.1.6 桩身完整性检测 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 CFG 桩施工完毕破除桩头后， 按照施工总桩数 10%的检测频率，采用 低应变法检测桩身完整性。 3.2.1.7 复合地基承载力检测 桩身完整性检测合格后，按照 施工总桩数 2的检测频率，采用平板 静荷载法检测 CFG 桩复合地基承载力。 3.2.1.8 桩帽施工 针对湿陷性黄土地段 CFG 桩， 设计扩大桩帽用于分散应力，提高复合 地基的承载能力，桩帽施工应凿除桩头 的松散混合料，支立模板、绑扎钢筋进 行浇筑，浇筑完成达到设计强度后对桩 帽周边基坑进行回填夯实。 4 地基处理效果检测及评价 4.1 重锤夯实地基处理质量检测 4.1.1 检测方法 针对湿陷性黄土地基，在每 5001000m2 面积内的各夯点之间任选 一处，在有效加固深度内，取土样进行 室内试验，采用环刀法测定土的干密度、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 压缩模量和湿陷系数。 4.1.2 设计要求 根据设计要求，重锤夯实加固 深度范围内压缩模量不小于 15MPa，湿 陷性黄土地基湿陷系数小于 0.015。 4.1.3 检测过程 根据重锤夯实设计检测频率， 在每 100 米长度范围内选取 3 个点，在 有效加固深度范围内不同深度取样，进 行室内检测试验，分析结果，判定地基 加固效果。 本段 DK873+100-DK874+650 范围重锤夯实共取样 48 处，取样深度 1.52.5m，每处取样均测定压缩模量、 湿陷系数等关键指标。 4.1.4 检测结论 根据取样检测结果，在本段重 锤夯实地基处理范围内所有检测点均满 足设计要求。 部分代表性检测结果如下： DK873+100DK873+200、DK873+700 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 DK873+800、DK874+550DK874+6 50 共 3 段重锤夯实地基处理土工试验成 果如表 4.1 所示，据试验成果显示，该 段重锤夯实地基处理后的湿陷性黄土地 基压缩系数及压缩模量均满足设计要求。 4.2 CFG 桩地基处理质量检测 4.2.1 检测方法 对 CFG 桩地基处理，在采用低 应变法检测桩身质量合格后，主要采用 平板静载荷试验测定地基复核承载力， 检测数量为施工总桩数的 2，对比实 测承载力特征值与设计承载力，判定地 基处理质量。 4.2.2 检测要求 根据设计图纸，该段 CFG 桩地 基处理复合地基承载力特征值为： 511.7KPa。 4.2.3 检测过程 本段路基地基处理共施工 CFG -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 桩 19712 根，选择静载荷检测试验点 45 个。 采用压重平台反力装置，用油 压千斤顶分级向 CFG 桩施加荷载，用 大量程百分表观测每级荷载下承压板的 沉降随时间的变化。 4.2.4 检测结论 该段共选择 45 个静载荷检测点， 根据实测值绘制 P-S 曲线，通过分析 P- S 曲线，复合地基承载力均大于设计复 合地基承载力特征值 511.7KPa 。 部分代表性检测点 P-S 曲线如 图 4.1、4.2 所示。 1） DK873+230DK873+450 段 P-S 曲线及检测结论 本段 CFG 桩复合地基承载力试 验共检测 6 处，根据 P-S 曲线分析，6 处复合地基承载力均大于设计承载力 511.7KPa，承载力满足要求。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 图 4.1 DK873+230DK873+450 段 P-S 曲线 2）DK873+795DK873+895 段 P-S 曲线及检测结论 本段 CFG 桩复合地基承载力试 验共检测 4 处，根据 P-S 曲线分析，4 处复合地基承载力均大于设计承载力 511.7KPa，承载力满足要求。 图 4.2 DK873+795DK873+895 段 P-S 曲线 5 沉降观测评定 5.1 沉降观测方案 地基处理施工结束并检测合格 后，沿线路方向每 50 米埋设一处基底 沉降观测板，进行路基填筑，路基填筑 中逐步接长沉降板套管并进行沉降观测。 路基填筑结束后，在基床底层 左右线外侧 2.7m 位置及线路中心埋设 临时沉降板，填筑堆载预压土，预压土 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 填筑过程中，临时沉降板与基底沉降板 同步接长并观测。 堆载预压土填筑完成后确保根 据设计观测周期不间断观测 6 个月以上， 利用观测数据绘制沉降曲线图，通过对 一整段路基全部沉降曲线图进行分析， 评定该段路基的沉降情况。 5.2 沉降评定分析 该段路基共设计沉降观测断面 40 个，每个断面设置一个基底沉降板和 三个临时沉降板，共计观测点 160 个， 每个观测点均自 2010 年 11 月至 2011 年 9 月连续观测 11 个月，形成连续完 整的沉降曲线图，对所有沉降曲线图分 析得出如下结论： 1）该段路基所有基底沉降板中 累计最大沉降量为 DK874+645 里程的 基底沉降板，沉降值为 10.71mm(最后 一期累计沉降量)，其沉降曲线图如图 5.1 所示。 图 5.1 DK874+645 基底沉降板沉 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 降曲线图 从沉降曲线图上可以看出从 2011 年 4 月 14 日开始该测点曲线图已趋于 稳定，沉降量在 9.68mm11.03mm 之 间波动，沉降曲线已趋于稳定。 2) 该段路基临时沉降板中累计最 大沉降值为 DK873+585 里程的 3 号临 时沉降板，累计沉降量为 4.49mm(最后 一期累计沉降量)，其沉降曲线如图 5.2