湿陷性黄土区域灰土挤密桩质量控制QC小组成果分析方案

1、湿陷性黄土区域灰土挤密桩的质量限制QQb组成果报告中铁西北科学研究院二0一一年四月1 / 14一、课题简介1二、小组简介1三、研究的必要性2四、成因分析3五、设定目标4六、现状调查4七、施工中易产生问题的原因4八、质量限制举措5九、加固效果8十、下步方案 102 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途一、课题简介由甘肃铁科建设工程咨询兰州枢纽监理站监理的兰渝 铁路兰州枢纽LYSN-1标段东起桑园子HDK25+400西止长寿山隧道 出DHDK54+500正线长度约29.1km.另含新建包兰线水源大砂 坪联络线7.89km|1线；改建包兰线6.32km#线、砂金坪专用 线2.785k

2、m单线；新建青白石、大砂坪两处车站,改建水源车 站.有桥共计24座,隧道共17座,通信、信号及信息电力及电力 牵引供电、相关房屋等工程.标段内路基工程大局部跨越湿陷性黄土区域,其中路、桥、隧 过渡段及路基段,设计技术标准高、施工限制难度较大,路基段多 为自重湿陷性黄土地区,覆盖层黄土属风成粉质黄土,天然密实度 小、孔隙率大、含水量低,土体垂直节理较发育、土质结构松散, 在自重或外力与水的侵入作用下极易发生湿陷和陷穴,假设地基加固 处理不当,工程实体结构容易发生较大的平安、质量隐患.因此, 湿陷性黄土区域地基加固的质量限制尤为重要,直接影响路基实体 质量和行车平安.由于以往类似加固工程存在效果达

3、不到设计要求 的现象,为此监理站在工程建设的开始阶段就成立了QC质量限制小组,在路基施工前期的工艺性实验阶段就开展了质量监督,实验段 选定在大浪沟路基段HDK31+361965,同时结合工艺性实验,展 开专项课题“湿陷性黄土区域灰土挤密桩地基加固质量限制的可 行性研究工作.、小组简介3 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途课题名称：湿陷性黄土区域灰土挤密桩的质量限制小组名称：大浪沟路基段灰土挤密桩及改进土工艺性实验质量限制QOJ、组QC题组简介序号姓名性别组内分工职务1龙娟女组长实验室主任2张振龙男副组长副总监3杜建强男副组长监理组长4马伟男组员实验监理工程师5佟旭雯女组员实验

4、监理工程师6张进女组员实验监理7蔺利霞女组员实验监理8周立峰男组员专业监理9常北岳男组员实验监理10苗松峰男组员专业监理三、研究的必要性1、兰州枢纽铁路建设区域主要分布于：桑园子、砂金坪、青白石、水源车站、大砂坪,这些段落是典型的自重湿陷性黄土区域,路、桥、隧道的过渡段及路基的根底加固处理效果,对以后的行车平安尤为重要；2、为消除黄土湿陷,设计采用灰土挤密桩与改进土作为褥垫层,尽管设计说明提出了参考的加固参数,但为获取最正确加固效4 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途果,消除加固施工中存在的缺陷,施工前进行工艺性实验非常重 要,同时也可以发挥我单位的科研优势,在实验中获取合理

5、的施工 参数；3、兰州枢纽工程工期紧任务重,属兰渝铁路、兰州新客站建设 的限制性工程,施工过程必须一次性到达设计要求,因此科研工作 结合于工艺性实验也显得非常重要.四、成因分析兰州枢纽线路走过的黄土区域,对线路构成病害隐患的就是覆 盖于地表浅埋黄土,其成因并不复杂,主要是晚更新世后风成为主 的沉积物.从我们实验的数据看其天然含水率一般在510.2%,天然密度1214KN/m3孔隙率为53.755.5%, 土体中的CaCO翁量 为11施右,由于枯燥的气候条件,使其胶结物质 CaCO3交结作用, 形成了高孔隙率间的细粒骨架结构,尤其是单位体积内骨架颗粒胶 结点相对较少,因此骨架构成的结构强度不会太

6、高或由于含水量 小,这种骨架结构暂时具有一定的刚度和强度,但是当出现集中降 雨或地表水的深入并溶入大量的 CO2寸,即降低土体骨架强度,虽 然CaCO显难溶解盐,但是由于 CO2f乍用又要溶解土体中的 CaCO3使其分子间失去链接,形成的重碳酸钙随水流失,变化过程 是：CaCO3+ CO2+H2OCaHCO3 2黄土的大孔隙率、垂直节理发育等特性的存在,为流失的颗粒 物创造了条件,因此在这些地区出现湿陷或地表出现陷穴的危害,5 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途就不难理解了.只有通过技术改进的手段消除线路走向范围内的黄 土湿陷问题,才能到达加固处理的目的,也就是说：土体在最优

7、含 水量时通过挤密方式提升土体密实度,灰土的夯实填充形成柱状型 的受力桩用于提升承载力,在黄土中掺入一定比例的石灰用于提升土体中的CaCO翁量到达改进土体的目的,其中石灰内的 CaO+MgO 含量非常重要,它和黄土中一些活性粘土矿物发生一些物理化学反 应以改变黄土的物理力学特性.总之这种复合地基的设计其目的就 是消除黄土湿陷、提升地基承载力.五、设定目标总目标：树立企业丰碑、创不朽工程！课题目标：消除黄土湿陷、提升加固效果分目标：1满足设计要求；桩成孔 清底夯 桩孔填土 夯实 检测 垫层 验收2、施工弊病灰土挤密桩加固效果不佳的主要原因发生在：人员素质、材料质量、机械状况、施工方法、作业环境五

8、个大的环节上,通过“因果图分析法追溯出发生施工弊病的 26个要因,并分析得到17个主要限制要素：灰土挤密桩效果差因果分析图:7 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途务填厚度吵!测值偏差出实次数不够 测量钢尺不标准防雨、防冻举措八、质量限制举措1、事前限制QC小组通过对施工前工艺性实验段的同步岩土实验,为施工流 程及方案的选定,提供了可靠的实验参数,设定了具体质量限制目 标,小组在设定的不同类施工工艺的前、后,做了大量的土工、原 位实验工作,积累了根底的实验数据,见照片1、2针对湿陷性黄土的成因、实验机理,通过科学的分析,根据数理统计学,确定 了湿陷等级,制定了具体对策和举措,为

9、选定最优的施工方案提供 了依据,同时也为施工过程的质量限制积累了珍贵的经验,为兰州8 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途地区湿陷黄土进行有效地基加固的研究,采集了根底参数并取得了 预期效果.照片1 QC小组做锥探贯入实验照片2 QC小组做轻型触探实验2、事中限制兰州枢纽监理站QC小组贯穿于整个施工过程的质量监督,根据 工艺性实验方案在已经平整的施工区域,根据等边三角形布置桩 点,中央距为：1.1m,直径为：0.4 m,桩长：8.0 m,为了保证成 孔过程中相邻不被挤坏,采用分四批隔孔成孔,每批成孔间距：2.2m,隔排隔彳间隔12孔跳打,成孔后即分层回填夯实 见照 片3),以预

10、防邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌.当 整片处理时宜由内向外进行,成孔后逐层回填夯实,再分别进行下 一批的成孔挤密.同时 QC小组要求驻地监理对照因果分析法查找出 的17个要素,对施工出现的偏差,采取针对性举措进行纠偏,举措 对照表如下：9 / 14勿作商业用途个人收集整理资料,仅供交流学习,照片3分层回填夯实后的灰土桩举措对策表序 号末端原因对策目标举措因素1人员掩训 少1 1整嚼加给员加钿施工过彳呈监生、官1：要因2不到位经常检查督 的抑女借况口兀间士瓯馋圣父厮 食壹识到 疝的重要者艺术交底进 呈要因3监督落实 不够增强现场监 管力度使施工按程序f f进行严格根据质量目标要 求,执

11、行落实奖惩制 度.要因4设备艇位 不准确定设备心 亶增强工 场检查g见保证桩基就位准 确,林管垂直.疾小八月现场复检设 备就位,甘机,“口强现要因5桩管倾斜增强懈工过 程*空制桩官专桩 匚揭对责行 调F到X,统一协 .统一指挥.要因6夯机 落,自由 寻兖击旗进 行试夯,夯机自由洛度满足 要求1杨能贯进行检卫 才非专人抽行盯fe要因10 / 147夯锤重量 策标定停止该设备 的夯击施工夯锤重量满足要求立即进行夯锤重量标 定要因8生石灰未 熟化提前%行熟使得生石灰充分消 解满足筛孔直径 要求安排专人负责充分消 解生石灰并满足筛孔 直径要求UA*、r t、.、r r. z- 非要 因9灰土柱制 不均

12、集中拌制到达厂找要: 水率正好？; 到随件取我 今 血场做 直用女设计要求世ixTL 拌,保证食水率满足 要求,并械至i随节随 用要因10施工顺 序不符合 工艺要求增强垓企至 底程熊过根据设计要求隔行 跳打,预防随意性 太大,且成孔后应 及时回填严7 行【使声人现场盯堂咨 区搂照设计要求隔 眺打小？成也后应 及时迸行回填.要因11mi 洛土较多根据现场情 况斗辔升7 - 二、r JT/r 桩M 8 ?顺车 成升圆呗利提 代垂直 洛土. S7L旗 致工过程专人监控J 慢提升起常弹免导 回落土或易兼现象要因12桩体夯填 不标准亍 实验检测桩停夯填能1 锹二击、分,愧彳L 层夯填产7 分物玄那一 咨

13、落安- 县夯理 售后趾罩, 一锹二击、 的工艺标准 昌枣-二要因13桩长且不原位二次成 孔使得桩长符合要求加;:星现场t 设备上ijfe,在成 在行深度标要因14桩心距偏 大回填后 重新进愿他 行成J使得桩心布点准 确,复核设计及规 范要求,预防桩 心偏移1 行,IS 标力己2上 过程.那么量复椽点 酷那么 J监控.要因15天然交水 率低体含水番的 调整足最彳圭含水率要取现场坤当i左行水分补 天然含水至 含水率要求要因16回填厚度 较大及时进货 现场调整使得回填厚度满足 工艺标准要求现场靠井 控,翦亨人负责 安照工艺才 .行.示要因17桩郑度教直和现 检查.场使得各岗位人员各 负其责,做到按工

14、 序施工、检查.加舞现场检聋力地, 便倨各岗位人员各负 其责.要因个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途QOJ、组要求其驻地监理工程师,严格根据设计参数,工艺性实验的施工方案的内容,监督施工队按流程施工,特别是路基根底加 固过程中的桩基定位、成孔顺序、成孔直径、塌孔补救,灰土配合 比、钙镁质含量、含水量限制等都是跟踪、监控的要点,尤其是措 施对策表中的要因更是现场跟踪检查落实的重点对象,要求施工单11 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途位技术人员向作业队要有详细的交底记录,驻地监理要进行全过程监督验收,保证加固效果.3、事后限制QOJ、组依托监理站的技术优势对完成的加固

15、段及时组织验收,对第三方检测单位的资质严格审查,催促现场监理严格根据设计要求及?铁路路基工程施工质量验收标准?TB10414-2003内容的要求进行平行检测和见证检测实验,并对第三检测单位进行地基承载力实验过程进行全过程见证.九、加固效果桩基成型并间歇一周后对桩间土体检测实验其挤密系数最小为0.93,最大为0.99,平均为0.95 ,满足设计不小于0.93的要求 重型击实标准.桩体灰土压实系数最小为0.96最大为1.0平均为0.97 ,满足设计不小于0.96的要求 见照片4.照片4QC小组检测桩间土体挤密系数根据第三方 兰州交通大学对 HDK30+955HDK33+20殿路基进行抽查32个灰土桩所进行复合地基检测后的结论为：其中最大值12 / 14个人收集整理资料,仅供交流学习,勿作商业用途为300 kpa,最小值为180 kpa,其最小值的级差为30 kpa,超过标准设计值的20%灰土桩地基承载力满足设计要求 灰土桩地基承载力 标准值150kpa),加固效果良好 见照片5).照片5第三方单桩复合地基检测十、下步方案 通过监理站QOJ、组活动把全面质量治理的思想和方法真正推广运用到了路基施工监理工作中,用于