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地基下沉整治方案范文1
关键词 路基;病害;整治技术
中图分类号X3 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)92-0145-02
0 引言
大准铁路是国家“八五”计划重点建设项目“准格尔项目一期工程”三大主体工程之一,东起山西省大同市,西至内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾,正线全长265.142公里,途径两省六旗县(市),是已形成的“西煤东运”大通道大秦线的向西延伸,属国家干线Ⅰ一级单线电气化铁路,于1990年7月开工建设,1997年6月28日全线开通运营,设计运能1500万吨;2006年扩能改造后运能已达4800万吨,运量逐年增加,目前运量已达到7600万吨。
大准铁路沿线地貌类型多样复杂,以冲洪积平原盆地、中低土石山区、河谷阶地和黄土丘陵为主,沿线水土流失现象普遍存在,风蚀、水蚀、重力侵蚀等类型共存。沿线地区的气候均属于中温带干旱气候,年均降水量400mm。大准铁路至运营以来,随着运量的不断增加,对线桥设备的破坏程度日益严重,翻浆冒泥、路基下沉等病害日益突出。采用探地雷达进行无损检测发现多处路段存在道床、基床含水量大,路基下沉、翻浆冒泥道碴陷槽等病害[1]。其中部分路段由于排水不畅,病害尤为严重,基床的强度和稳定性已很难保证列车的安全与稳定运行。
因此,对大准铁路的病害路段进行治理、改善列车的运行环境,保证列车安全运行是十分必要的。尽管目前已有很多治理方法对上述病害进行处理,然而这些方法对施工环境的要求往往比较严格,对既有线的运营将产生较大的影响。大准铁路是国家I级单线重载电气化铁路,列车荷载大,运输任务繁重,很难提供良好的施工条件,在这种情况下,如何在不影响铁路运营的情况下,有效地治理病害是解决大准铁路病害问题的关键。
1路基病害及传统处理方法分析
铁路既有线路基病害类型主要有翻浆冒泥、下沉、外挤和道砟陷槽等。这些病害的产生主要与路基土、水、动荷载的性质等因素有关[2-4]。从路基病害产生的原因可知,病害的整治应从改善路基土的性质、针对路基进行排水处理和减小列车荷载在路基中产生的动应力等方面入手,结合《铁路工程地基处理规程》(TB10106-2010)和已有文献,对目前传统的路基病害治理方法简单介绍如下。
1.1路基土的更换或改良
1.1.1换填垫层法
换填法是普遍采用的一种病害整治方法,特点是操作简单、消耗材料少和造价较小等,但对行车干扰比较大。杨忠文等(1992)对换填法从填土强度方面作了一些理论探讨,并建议对于因土强度低而引起的翻浆冒泥路基,不宜用与原路基土强度差别过大的刚性材料(如浆砌片石等)作换土处理[4]。
换填法虽然具有操作简单、造价较小等优点,但对行车影响比较大。在对既有线病害的治理当中受到施工条件的限制。
1.1.2挤密桩法
挤密桩法是近年发展起来的对行车干扰相对较小、操作较简便的方法,这种方法能在线路运营的情况下进行路基病害的处理和施工。首先用机具在基床成孔,然后分层夯填(橄榄锤)水泥土或石灰土,使桩体与土体相互作用,形成复合地基,从而达到改良土质、提高路基承载力的目的。如李世稳(2008)介绍了某处排水不畅路段导致路基土的整体软化的病害,该处地下水并不十分发育,主要为大气降水,采用石灰桩处理的案例,监测结果显示处理效果较为良好[5]。
1.1.3注浆法
它是一门应用范围广、实用性强,具有一定理论的工程施工技术。其特点是将流动性和胶凝性的浆液,利用压送设备灌入到地层空隙或裂隙内从而使其扩散与原来的松散土粒或裂隙岩石固化或胶凝在一起,凝结成强度大、结构新、防水性能好及化学稳定性高的结石体,从而达到加固地层或防渗的目的。压浆技术在既有线病害的整治中,如七家沟隧道[6]、包西线蟠龙镇站I道[7]等,取得了较好的治理效果。
1.2排水措施
采用有效措施,及时排出路基中的水,使路基始终处于比较干燥的状态,路基就产生不了翻浆冒泥病害了。排水措施有很多种方法,例如排水管插入陷槽疏干法、线路两侧挖切疏干法、设置横向盲沟法和单向切沟排出陷槽积水等方法。
作为产生翻浆冒泥、路基下沉的必要条件,水的治理是处理病害的关键性问题。
1.3改变荷载(列车)在路基中的应力分布
通常情况下,轨枕正下方或钢轨正下方是路基面上的动应力最大值所在地,而两侧相对较小。路基面应力总体上呈马鞍型横向分布。倘若在基床内铺设土工材料,就会改变基床的受力状态,达到列车动应力在基床中分布比较均匀,并且提高整个基床的承载力,消除路基病害。如通让线的病害治理中就采用铺设土工布的方法[8]。郑希正(2000)介绍了铺设土工合成材料埋置的技术要点,并根据道床应力与枕下深度的关系曲线建议了土工材料埋置深度定在35cm处较适当[9]。
上述这些方法都有解决既有线病害的实例,但是由于不同的铁路能提供的施工条件不同,处理方法和施工方式都针对具体的工程实际问题进行了相应的调整。大准铁路列车荷载大、运输繁忙,几乎很难提供需要的施工条件,在这种情况下,对方案的选择和施工工艺等方面的要求就十分苛刻,在保证线路运行基本正常的情况下,如何完成路基处理施工、保证施工期、施工后以及长期的行车安全,保证处理效果是有待研究解决的关键性问题。
2 路基病害处理新方法
2.1处治措施
在路基下沉原因分析和发展规律及危害程度认识的基础上,结合各种加固处治措施的适用性分析,提出对应的处治措施办法,处治的原则是:一次根治,方便施工,正常行车。经过对大准铁路路基病害分析,确定了如下三种处治措施,结合具体工点地质条件和施工条件选用。
以灰土桩、树根桩、加劲型排水盲管为主,结合其它加固措施。
2.2施工工艺
2.3整治效果
大准铁路2011年9月已对K37+400~640等七处路基病害地段采取灰土桩+树根桩等上述措施分别进行了加固,加固过程中无需采取停车或限速运行,保证了铁路的正常运营。完工交付使用通车至今,七处路基病害地段均未发生因路基松软等病害而危及行车安全事件,效果良好。
3结论
针对大准铁路路基病害复杂、运输任务重等特点,提出了具有针对性的、切实可行、经济合理的系统整治方案,同时改进了施工工艺,保证在基本不影响既有线运行的情况下,完成路基病害整治的施工。
参考文献
[1]神华大准铁路路基、桥梁及隧道探地雷达无损检测工程-路基检测报告,2011,中铁西北科学研究院有限公司.
地基下沉整治方案范文2
关键词:高速公路 高填路堤 加固技术
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)08(a)-0045-01
随着经济的快速发展,我国高等级公路建设十分迅速,然而由于我国在防护工程方面研究基础薄弱,虽然公路被建成,但质量问题令人堪忧。如沈大、京石等高速公路均出现过水毁现象。其实随着技术的日益先进,水毁现象已经少了很多。就在十多年前,内蒙古爆发特大洪涝灾害,不仅人民的生命财产受到严重损毁,就连高等级公路也未能幸免。东部地区数百条公路和桥梁受到不同程度的损毁,其直接经济损失高达1.07亿。这样严重的问题不加以解决,那么国家每年都要受到巨大的经济损失。
1 高填路堤病害防治的必要性
随着经济由东南沿海向中西部的蔓延,“开山填谷”解决山区高速公路工程建设的项目日益增多,高填路堤的问题就更加突出。在公路建设完成以后,随着时间的推移和汽车荷载作用,填土密度及固结发生改变,产生了不均匀沉陷或局部沉陷,特别是在填挖方接头处,这种现象更加显著。路堤长期曝露在自然环境之下,受水、空气、温度等自然因素的影响,发生物理力学性质的改变。如:浸水温度变大,强度降低;水、温度影响加剧岩土风化;温差作用形成胀缩循环,湿差作用干湿循环,使路堤强度变低;地表水冲刷、地下水入侵等都可能引起路基病害。这些病害会导致路基强度下降,湿软地基容易产生沉陷。对高填路堤进行整体治理有以下好处:(1)在路线跨越深沟时采用高填路堤方案,能加快工程进度,从而使高速公路建设上跨上一个新的台阶。(2)在跨越黄土地区各种冲沟时采用高填路堤方案,能够解决黄土地基的各种弊病,使各项技术指标更加合理,产生更大的经济效益。(3)加筋法可以使边坡更稳固,从而减少工程土石方量和占地面积,降低工程造价。这对高等级公路尤其是山区公路尤为必要。
2 高填路堤病害的预防措施
路基是公路的基础,其受到破坏后维修难度大、工作量大,对交通影响也很大。因此要做好高填路堤的预防。
2.1 保证路基宽度
应该严格按照设计规范来施工,同时要对观测点沉降及位移资料加以分析,确定施工速度以及碾压宽度,还要按其施工后沉降量预留一定宽度,这样在出现沉降后不至于实际宽度小于理论宽度。
2.2 选择合适的路基材料
理想的选择材料是稳定性好、压缩性小和便于施工的土石材料。在施工时不仅要考虑经济性,还要考虑填料的性质。要分层填筑,每一层须采用同一种填料。为了保证更好的加固效果,还可以在路堤中加筋,这样具有更好的效果。
2.3 处理好填挖结合部
填挖结合部位是最容易出现沉陷,造成病害的部位,一定要严格按照施工工艺来完成。当填方区填至路槽底以下6~8 m时要设置土工格栅,一般做4层,每层1.5~2 m间距,这样可有效防止不均匀沉降。
2.4 要符合高填方路基的路床要求
路床土质应均匀,在达不到要求时必须采取针对性措施,以达规定强度;如有树根、草皮等杂物时应及时清除;地表水影响路基时,可采取引排措施或用结构稳定的片石、沙砾填充,保证一定地透水性。
2.5 确定边坡高度,做好坡面加固
边坡设计要合理,在边坡过高时应每隔8~10 m设一个宽1~3 m的平台;如果使用透水性材料做边坡,可适当提高边坡陡度。
2.6 做好坡面的加固防护
主要是防止雨水冲刷、温差、温度等因素影响,提高路基的整体稳定性,同时兼顾一定的美化环境的要求。生物防护和矿料防护是两种最常用的方法。植物防护可以美化路容、净化环境,但宜选择在坡高不大、坡面较平缓的坡面。网格固定播种是一种较好的防护方式,先在边坡引入土工格栅,再在栅格内种上草种,这样既克服了单纯草皮长时间容易被冲刷掉的弊端,也更加经久耐用。这种方式具有良好的耐久性,可长期有效地防止边坡被雨水冲毁。
2.7 严格按照设计规范
高填路基是基础工作,必须对每一个施工环节加以重视。在施工过程中要严格按照设计图纸来施工,填筑材料遵循适用、经济原则。一般采用机械作业,保证顺利施工,同时尽量避开雨季施工。
3 高填路堤病害的整治措施
在自然环境因素及汽车重复荷载的作用下,路基容易形成整体下沉或局部沉陷,在产生严重病害后就要进行有效处理,其具体方法有以下几点。
3.1 换土复填法
一般是局部沉陷,下沉面积不大,可采取这种简便方法。将病害部位的填土全部挖去,然后更换符合规范要求的新土,一般是级配较好的砂砾土进行回填;挖补面积要比病害部位大且形成逐层的台阶状;机械压实,高度比原路基高出2个百分点。
3.2 固化剂法
如果路基填料受到限制并且填筑量不大时,可在原材料的基础上加入一定比例的固化剂,重新回填。这种方法在我国已有应用,效果不错,值得一试。
3.3 粉喷桩法
在处理高度不超过10 m的路基下沉病害,这种方面十分理想。用机械将固化剂与地基软土进行强制搅拌,两者间发生一系列反应后强度、刚度大大增加,形成的复合地基来承担外荷载。
3.4 灌浆法
灌浆法是利用液压、气压或电化学原理将浆液均匀地注入地层中。浆液会与土粒或裂隙胶结在一起,形成一个结构强、化学稳定、防水性高的结合体,从而有效地承担外荷载。这种方法已经得到广泛应用且效果非常显著。
3.5 土工格栅法
在路基下沉不明显且只出现纵向的开裂时,可采取土工格栅法。将病害处沥青路面对称切开,铺设玻纤土工格栅,用钢钉固定,最后恢复沥青路面。这种方法简便实用,经济可靠,并且有较好的抑制沉降作用。
4 结语
综上所述,高填路堤病害的发生、发展是遵循一定规定的,如果能抓住这一规律,对症下药,完全可以在病害产生前进行解决,从而避免灾害带来的损失。根据高填路堤形成机理和边坡稳定性现状、发展演化规律的调查、分析,一般主要遵从以下原则:一是针对性原则,即找到病灶所以,有针对性地实施治理,从根源上将病害彻底拔除;二是综合性原则,造成边坡失稳的因素十分多,针对性对症下药还不够,要把多种因素综合起来加以防治,如将加固工程、生物工程和行政管理结合起来,才能产生理想的治理效果;三是及时性原则,一旦发现苗头,立即进行处理,且不可等事态发展到非治不可的地步,亡羊补牢并不是最好的解决方案。根据灾害特点,力争做到“一经发现、立即治理、治早治小、力求根治”。
参考文献
[1] 杨勇.高填路堤施工质量控制[J].甘肃科技,2014(6):124.
地基下沉整治方案范文3
关键词:站台;侵限;病害治理
1前言
我国第一条高速铁路京津城际高速铁路,自2005年开工建设至2008年月1日投入运营以来,中国高速铁路从探索初创阶段、扩大发展阶段再到快速发展阶段得到了迅猛发展,截至2020年底,我国高速铁路运营里程达3.79万km,高铁运营里程稳居世界第一,在建高铁里程也位列世界前列。在几万公里的高铁沿线,镶嵌了一座座造型美观、功能齐全的车站,高铁车站不仅使广大旅客的出行更加便捷舒适,也成为了“城市的门户”和“中国铁路的窗口”。高铁车站投入运营以来,部分客站站台出现了地面沉降、站台墙及帽石侵限等质量病害,给旅客通行带来不便,给高铁列车运营带来安全隐患,本文重点研究探讨高铁车站站台侵限等质量安全问题产生的原因、影响因素和防治策略为今后高铁站台的建设和运营维护管理提供参考依据。
2高速铁路车站站台侵限问题现状
我国高速铁路建设、运营十余年来在高铁车站站台的静态验收、联调联试和日常使用过程中,部分高铁车站先后出现过站台地面不均匀沉降,面层(砖)下沉、错台或翘起损坏,站台侧墙下沉、结构变形、倾斜侵限,帽石侵限等质量病害。其中,站台侵限的表现形式一是站台侧墙或帽石倾斜,在水平方向侵入线路限界;二是站台的局部高度过高在垂直方向造成侵限,曲线段站台较易出现此类问题。站台不均匀沉降、侧墙和帽石侵限,不仅影响了进出站旅客的通行安全,也会对高铁列车运营安全带来危害。从源头上防治站台沉降、侵限质量安全问题是高铁建设和运营管理的一项重要工作。
3高速铁路车站站台沉降、侵限问题原因分析
3.1设计管理方面
①设计单位房建专业和线路(站场)专业配合不够密切,限界设计不明确。②相邻线间距、站台限界、雨棚限界综合考虑不周,出现不能同时满足现象。③线路、站台、雨棚排水统筹协调不密切,雨排水渗灌站台基础,站台墙下沉倾斜。④曲线段站台建筑限界设计不明确,限界加宽范围考虑不周。铁路由正线转入站台到发线部分时,因存在曲线加宽、外轨超高现象,而站台及铺贴面层局部未调整或调整不到位导致站台侵限。⑤站台长度范围内的线路坡度与站台墙设计坡度不一致所致。⑥软土地区、湿陷性黄土地区、寒冷易出现冻胀地区、高填土车站和站台过渡段的地基处理措施设计不足。⑦咨询等设计单位审查不严格,没有及时发现设计不明确或错误之处并加以指正。
3.2施工技术管理方面
①站前工程与站后工程采用的测量控制点不一致。站内线路与站台、站台面层施工中,测量采用控制点不同或数据存在偏差。铺轨单位常采用CPIII点,而站台墙、铺贴单位采用的是CPII点,而CPIII点与CPII点之间本身也存在坐标及高程的偏差。②站前工程与站后工程施工单位之间的技术测量工作未能建立有效的沟通协调机制。站内线路和站台工程往往由不同施工单位分别施工,测量所用控制点及其相关数据,线路施工单位与站台、站台铺贴施工单位之间不能很好地衔接,存在测量误差;主体工程边界尺寸不能满足装饰施工工艺和质量要求。③测量误差造成侵限。测量方案不合理,施工测量不准确;站台限界测量尺存在系统误差,测量人员操作、读取数据存在误差,也会造成站台墙位置定位不准确、站台边缘侵入限界。④地基处理措施方案不完善,尤其是软弱地基加固处理方案有问题,地基加固难以满足设计及相关规范要求,造成站台、侧墙地基承载力不达标。⑤站台回填土施工组织方案不合理,站台墙单侧土方填筑厚度过大,碾压过程中造成站台墙单侧受力过大,向线路侧产生位移或倾斜。⑥站台墙模板刚度设计不够,模板支撑不牢固,站台墙混凝土浇筑过程中模板变形,造成站台墙局部侵限。
3.3施工质量管理方面
①施工单位技术人员素质不高,对限界控制工作不重视,未针对站台与线路控制坐标的不同,积极与相关单位和人员进行协调、复核,未有效开展复测工作,站台限界测量定位和过程控制不准确。②现场管理人员、作业人员质量安全素质不高,质量安全责任意识、工匠意识淡薄,技术水平参差不齐,难以满足高铁工程高质量的要求。③基础加固处理未严格按照设计和施工方案执行,基础施工质量存在缺陷。④站台侧墙、帽石及面层施工时,各道工序施工质量控制不严,工序质量验收流于形式,累计误差偏差较大,站台自身尺寸控制出现偏差,导致站台侵限。⑤站台回填土未按规范和技术交底要求分层填筑夯实,回填碾压方式不正确,回填土填筑质量差,造成站台不均匀下沉、变形,站台墙或帽石侵限;⑥抢工施工期间,正常工序所需施工时间被压缩,忽视了工序质量控制。线路轨道未调整到位就盲目抢先施工站台墙或铺贴面层,线路轨道精调后站台建筑限界不能满足要求。⑦暗埋在站台回填土中的排水管断裂、排水管淤堵,雨水冲刷回填土,造成站台墙、站台面下沉、站台墙倾斜。⑧出现限界施工质量缺陷后,处置不科学、不及时。⑨施工阶段质量验收把关不严。施工过程中,施工单位、监理单位、建设单位对站台等分部分项工程质量检查验收把关不严,未能做好工序之间的交接验收,竣工验收阶段,建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和有关运营单位对站台限界复测不细致、不准确,对站台存在问题督办整改不到位。
3.4建设管理方面
①建设单位征地拆迁进度滞后,导致施工工期缩短。②站前工程施工单位施工进度滞后,压缩了站后工程的有效施工时间。站台抢工期间施做站台侧墙基础、侧墙及帽石、站台回填土和面层施工时间被迫压缩,施工质量难以保证。③建设单位协调管理不到位。建设单位将站台主体工程和装饰工程划分为两个不同的标段,发包给两家施工单位承建施工,在施工过程中放松了对两家施工单位的协调管理,施工单位之间缺乏沟通、配合,装饰施工单位未对主体施工单位的工程质量进行严格验收,最终造成站台侵限。
3.5静态验收、联调联试及运营阶段管理使用问题
①联调联试期间,因外界条件变化造成站台侵限。随着联调联试列车的运行,轨面可能出现下沉,造成站台超高侵限。轨道也可能发生水平位移,造成站台水平方向侵限。②高铁列车频繁高速运行产生的强烈振动造成站台及侧墙地基变形、不均匀沉降,引发地面下沉、侧墙或帽石侵限;③钢轨热胀冷缩向站台方向发生弯曲变形,造成站台侵限。④工务部门日常整修线路、拨道、抬道、落道等施工时限界尺寸控制不严,如向站台侧拨道,有可能造成站台侵限。⑤站台墙或帽石受违规的大吨位机动车辆挤压,造成站台墙倾斜或站台帽石水平移位发生侵限。⑥运营单位的房建管理部门日常巡视、检查、周期限界检测工作不落实,限界管理资料不规范,未能及时发现和向有关部门报告限界问题,对存在的限界问题整改不及时,处置不力。
4高速铁路车站站台侵限问题质量安全治理措施
根据上述高速铁路客站站台沉降、侵限问题现状和原因分析,对高速铁路站台下沉、侵限问题开展质量安全治理,应针对每个站具体的原因,采取针对性的措施。总体上既要从建设期的建设管理、勘察设计、施工、验收各个阶段加强控制,也要加强运营期的日常检查、运营维护管理,发现问题和隐患及时处置,从源头防治站台不均匀沉降、侵限问题,确保高铁运营安全。
4.1深化工程设计,提高设计质量
一是根据勘察成果文件和相关设计规范进行工程设计,严格施工图审核,提高设计质量和深度。二是要深化软土地区、湿陷性黄土地区、寒冷易出现冻胀地区、高填土车站和站台过渡段地基加固设计,满足站台全寿命周期质量安全要求。三是设计单位应明晰站前工程的线路(站场)专业与站后工程的站房、站台等的限界设计,细化站台设计,做好设计交底。
4.2严格技术管理,加强测量控制
一是施工单位要编制、审核审批内容完善的站台工程实施性施工组织设计或质量保证措施,做好技术交底并检查指导施组或措施的实施。二是根据站前工程与站后工程采用的测量控制点不同或数据存在偏差的特点,制定并实施站台限界测量方案,做好与相关施工单位、维管单位测量工作的协调、复核和复测工作,确保站台主体工程、装饰工程尺寸控制准确。三是选用测量精度高、方便操作的站台限界测量尺,并加强对测量人员的测量技术培训,减少测量误差。
4.3加强人才培养,培育产业工人
加强高铁车站项目管理人员、技术人员和作业人员的质量安全和施工技术培训教育,提高质量安全责任意识、质量安全管理能力,培养新时期满足高铁工程建设需求的高素质作业人员和产业工人队伍,弘扬工匠精神,规范质量安全行为,建设合格工程、品质工程。
4.4强化施工管理,建设品质工程
一是施工单位要严格按照设计、施工规范、施工组织设计和技术交底要求,规范站台基础加固、侧墙、帽石、回填土和站台面层每道工序施工质量控制。二是站台内回填土施工要严格按照规定分层填筑密实,回填土碾压方法要正确,不得对站台侧墙形成挤压产生位移破坏,消除站台沉降质量隐患。三是出现特殊情况必须抢工时,必须采取切实可行的技术措施、组织措施和管理措施,确保工程质量受控。四是检查发现存在站台侵限隐患时,要及时向相关方报告,分析问题产生的原因,制定可行的整修方案,在相关方的监督下及时整修合格,不留隐患,不留遗憾。
4.5规范质量验收,严格质量卡控
一是施工单位要坚持“三检制”做好工序质量的自检、互检和专检。二是施工单位、监理单位、建设单位等要严格按照质量验收规范开展对站台等分部分项工程质量的检查验收。三是施工单位要配合第三方检测单位要做好对站台工程的质量检测。四是施工单位要配合运管单位的提前介入检查验收,对现场可能引起侵限的环节进行重点卡控、验收和质量缺陷整治,严把质量验收关。
4.6加强建设管理,保证项目建设
一是建设单位要合理确定工期,做好高铁建设项目前期准备工作,落实好征地拆迁等主体责任,避免因征地拆迁进度滞后导致施工工期缩短。二是建设单位要督促站前工程施工单位保证施工顺利进行,避免站前工程进度滞后造成站后工程抢工,导致站台基础、侧墙及帽石、站台回填土和面层施工产生质量缺陷。三是建设单位要协调管理站前工程、站台主体工程和站台装饰工程等施工单位,督促各单位之间加强沟通、配合,建立常态化沟通机制,避免因沟通不畅造成站台侵限问题。
4.7建立联动机制,促进责任落实
一是施工单位、监理单位、建设单位、运管单位和联调联试单位等要建立畅通的沟通联动机制,在静态验收、联调联试阶段,要将动态测量检测结果及时通报,共同分析原因,及时组织质量病害整治。二是在运营阶段运管单位的各铁路局集团公司所属车站(车务段)、工务段、建筑段要共同建立统一的站台限界台账。建筑段和工务段对客运站台要做好日常巡视、检查,并定期开展联合检测,做好检查记录。发现限界不符合要求时,建筑段、工务段等单位须做好登记并及时报告,车站值班员(车务应急值守人员)应及时向列车调度员汇报。建筑段和工务段应共同分析原因,根据产生的原因和各主管单位责任,确定整修责任单位,及时组织整修消除隐患。三是铁路主管部门要加强质量安全监督检查,督促各方责任主体落实质量安全职责,强化高铁建设项目质量安全管理。
地基下沉整治方案范文4
关键词:高压旋喷桩;河道整治;滚水坝
1 工程概况
惠安县林辋溪城南工业区河道整治工程建设地点起点位置梧塘中桥,终点至洋坑中桥。项目里程总长1694.70m,河道宽度为30m。本工程主要建设内容为河道两岸台阶式浆砌石挡墙,墙顶C15砼压顶并设置条石栏杆和1.9m人行道,河岸两侧为1:2的草皮护坡,河道中间各设立2座人行桥和滚水坝。
两个滚水坝的施工是本工程的重点和难点,分别设在桩号1+119.86及1+572.42的位置,其中一号滚水坝和二号人行桥设在一起。滚水坝上下游的落差都高达三米,整个河道在施工期间不能断流,受周边厂房及天然气管道的影响只能在局部地方进行围堰导流,施工难度大。地质情况为上部细中砂和下部中粗砂层,个别部位有泥土淤积。高压旋喷桩达能够达到巩固基础及防渗的目的。
2 施工技术措施
2.1 施工前准备工作
施工所使用的水泥的质量、规格及生产日期等都需要经试验室检验合格后,才能够投入使用。在使用加固料的时候,禁止使用过期的、质量发生变异的加固料。在本工程项目中使用的是P.C32.5R水泥,施工用水要保证PH值在五至十之间,以确保酸碱度适中。其次,为了确保施工质量,要在室内进行配合比试验。首先要根据现场土样的情况来设计配合比,在室内将土样烘干磨碎成粉末状,再确定施工过程中喷浆量及水灰比。为了提高水泥土的强度及抗沉淀性,可以加一些石膏、氯化钙、陶土等外加剂。第三,根据确定的喷浆量及水灰比来制作水泥浆。同时还需要在试验施工现场打好试桩,通过试桩试验来确定施工过程中的喷浆量、搅拌机的搅拌速度、喷入时的压力等施工工艺参数。第四,在施工现场要根据实际情况安置排截水设施,在施工现场附近挖好泥浆池及排浆沟,以保证废泥浆不影响施工。第五,根据施工设计方案做好施工放样工作,一般要用木桩固定桩位,再在附近用白石灰作标志。
2.2 施工工艺
本次施工主要采用单管法旋喷,为防止旋喷桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短,造成相邻高喷孔施工时串浆,采取分批跳孔施作,钻孔桩施工时按每间隔两孔施作,围护桩内部按次序依次进行操作。
2.2.1 利用钻机定位。首先将旋喷桩机放到固定的桩位处,钻头与孔的中心对齐,钻机放正放稳,尽量与地面保持垂直,控制好偏差。一切准备就绪后就可以先进行低压射水试验来观察喷头能不能正常工作,喷射压力是否正常。
2.2.2 制作水泥浆。将桩机移开之后就可以根据事先设定的配合比来制备水泥浆。先把干净水倒入桶内,再加入水泥和外掺剂,打开搅拌机十到二十分钟,再把搅拌机底部的阀门打开,插入第一个筛网(筛孔直径0.8mm)进行过滤,流入浆液池。再用泥浆泵将浆液抽送到第二道过滤网,将过滤后的泥浆放到浆液桶,以作备用。
2.2.3 插管。本工程在钻孔时使用的是旋喷注浆管,该设备将钻孔与插管这两种工序融合在一起。在贯入土层时可以利用喷射管自身的优势贯入,首先要启动钻机与高压泥浆泵,以低压来输送水泥浆,将钻杆沿着导向架震动下沉,一直到桩底达到设计标准,确保工作电流小于额定值。
2.2.4 提升喷浆管、搅拌。当喷浆管下沉到预定深度后,就要停止钻机并保持旋转。使高压泥浆泵压力达到20~40MPa,维持坐底喷浆持续三十秒,喷浆的同时保持旋转,在这过程中需要根据施工设计与试桩时确定的速度来提升钻杆。如果是二重管法施工,在达到规定深度后,要迅速接通高压水管与空压管,开启高压清水泵、泥浆泵、空压机及钻机,控制好压力、流量与风速,在达到标准值后再次提升,直到达到设计的加固高度时再停止。
2.2.5 处理桩头部分。旋喷管提升到桩顶的时候,要从桩顶下一米的地方开始缓慢提升旋喷,几秒后在向上提升半米,一直到桩顶停浆面的位置。
2.2.6 地质变化。为了使桩径控制在标准范围内,需要采用重复喷浆与搅拌工序。首先按照上述四至六的步骤进行重复喷浆搅拌,在喷浆管提升到停浆面的时候停止操作,关上高压泥浆泵,不再输送水泥浆,把旋喷浆管提升到地面,关上钻机。
2.2.7 清洗。将清水注入浆液罐,开动高压泵将管路中残留的水泥浆与喷浆管上的土清洗干净。
2.2.8 施工机械设备。本次工程施工机械设备配套表具体内容如下:XY-150型号地质钻机一台;XP-30B型号高喷台车一台;3高压泵3D2-5Z型号栓塞泵一台;HB-80型号灌浆泵一台;P-0.8MPa,Q-6m3/min空压机一台;BW-150型号泥浆泵一台;WJG-80型号拌浆机一台。
2.3 机械操作安全技术要点
2.3.1 高压泥浆泵。要保持高压泥浆泵内部干净整洁,确保密封圈套完好、无泄漏现象;安全阀中的安全销要进行试压检验;指定专人司泵,压力表应定期检修,保证正常使用;高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作,要及时发现并排除故障。
2.3.2 钻机。司钻人员应具有熟练的操作技能,了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用;钻孔的位置需经现场技术负责人确认之后才可开钻;人与喷嘴距离应不小于600mm,防止喷出浆液伤人。
2.3.3 管路。使用高压胶管时不能超过规定的压力范围;弯曲胶管时不能小于最小的弯曲半径。
2.3.4 清洗与检修。在喷射注浆工序结束后,要用清水将钻杆、泵及胶管等清洗干净,以防浆液堵住管道,造成管内压力骤增发生事故;发生故障时一定要卸压后才能拆除接口,不得高压下拆除连接接口。
3 质量标准及检查措施
3.1 旋喷桩施工技术标准
旋喷桩的施工技术具体要求如下:
钻孔垂直度允许偏差≤1.5%;钻孔位置允许偏差50mm;钻孔深度允许偏差±200mm;桩体直径允许偏差≤50mm;5桩身中心允许偏差≤0.2D;水泥浆液初凝时间不超过20h;水泥土强度qu(28)≥1.2MPa。
3.2 成桩质量检查
高压喷射注浆结束后一周才可以检验喷射施工质量,只需检验施工注浆孔数的2%~5%,少于20孔的工程,至少要检验2个。检验点可以设置在荷载较大的地方、桩中心线上及有异常情况的部位。旋喷桩的检验可采用钻孔取芯法(从固结体中钻取岩芯,做成样品在室内进行性能试验,检查桩体均匀性及其抗渗性)。
4 结束语
高压旋喷桩相对于其他桩基处理来说具有:施工机具设备简单,耐久性好,价格低廉、噪声小,无污染等特点。事实证明本滚水坝采用高压旋喷桩对基础进行处理能很好的满足地基加固及防渗的要求,并克服了施工面狭小的难题,顺利的完成了滚水坝的修建任务,在此类工程中有推广价值。
参考文献
[1]福建省水利水电勘测设计研究院.惠安县林辋溪城南工业区河道整治工程初步设计报告[R].2010.
地基下沉整治方案范文5
关键词:病害,路基翻浆,高路堤
一、扩建后的问题及病害原因分析
1 老路基交界处的纵向裂缝
由于路堑在其自重及两边边坡土体重力的长期作用下,老路基及新开挖的拓宽部分一般已经固结,产生非均匀沉降的可能性不大,因此,出现此问题一般为路堤。
该纵向裂缝的出现,从表面现象看,是因为新老路基结合部位沉降不一,沉降速率不同,产生了一定的沉降差值,特别是新拓宽路基工后沉降较大,而老路基已经完成了相当的工后沉降量,这样在结合部产生一个沉降差值突变点; 究其本质原因,是因为在新老路基相关联区域存在应力集中现象,该处的弯拉应力相当大,而界面强度较低,因此,在此处产生开裂错台,形成纵向狭长裂缝。
图1 公路拓宽改造工程示意图
根据公路拓宽改造工程一般断面布置形式及地基新增荷载分布情况( 见图1a) ,图1b) ) ,采用地基弹性理论方法以及考虑应力历史影响的沉降计算方法进行定性分析研究( 地基下沉示意图见图1c) ) ,可知原公路因增设补强层和铺筑新面层,增加了下部(Ⅰ区) 土基的压力P1,拓宽部分( Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区) 地基相应外加的压力分别为P2,P3,P4,这些荷载使地基沿路基横断面发生不均匀沉降,其中S2,S3,S4大于S1,当路基压力大于地基极限承载力时还会使路基坡脚附近( 图1a) 中Ⅴ区) 产生沉降(S5) ,若路基压力大于土基极限承载力,除Ⅴ区沉降外,还引起Ⅴ区外的Ⅵ区地基隆起。
当S1 < S2时,路面就可能产生裂缝,产生原因大致有: 1) 由于土基地质差,导致新老路基底部土基因荷载的增加发生沉降( S1,S2,S3,S4) 。但原路基下的地基因在改造时已基本固结沉降到位并且所增加的荷载远小于新拓宽部分,其沉降S1远小于新拓宽部分地基的沉降( S2,S3) ; 2) 新路基本身所用的填筑材料、压实度等设计施工存在一定问题,造成新老路堤本身出现沉降; 3) 因施工工期短,土基及新老路基的固结下沉未到位,工后沉降大; 4) 工后新老路基出现差异沉降,路基失去稳定,表现为路堤内的破裂面( 顶部破裂面在老路范围内) 外的土体下沉侧移,将路面拉裂呈纵向开裂。
2 公路改扩建后路基翻浆
它的产生有自然原因,亦有改扩建时施工的原因。1) 自然条件方面: 2) 施工方面: 翻浆多发地段没有考虑防冻影响,未设防冻层,抗冻防水性能差; 路基标高设计低,填土高度小,地下水位高,路基常处于潮湿状态; 改扩建时树根、草皮等未清除彻底; 分层压实不够,压实未达到要求; 施工中排水不畅,路基被水浸泡,土壤潮湿,冻结时聚冰严重,造成翻浆; 施工土层用了大量粉质土、腐殖土、盐渍土、大块冻土等。
3 改扩建时修筑高路堤带来的问题
高路堤造成施工困难、占地过多、行车不安全、路基稳定性变差、变形严重等现象。根据八五改建、一期、二期整治结果分析,提高路基高度,在稳定冻土路段可以减少路基路面不均匀变形,但有增加纵向裂缝的可能性; 而对于不稳定冻土地区,提高路堤高度不仅不能减少波浪、沉陷等变形类病害,反而会加剧纵向裂缝及边坡冲蚀等,路基纵向裂缝随路基增高而严重。
4 路基边沟冲刷
改扩建后,易出现路基边沟冲刷,导致冲毁路肩,直接危及路面。由于路基拓宽时,破坏了原来的边沟植被,而新修边沟的植被还未形成,边沟土颗粒较细时,当流水的流速超过了悬浮泥砂的临界速度,就会导致边沟被冲刷。
5 路基边坡坍塌
此病害主要发生在改扩建后的沿溪线和高路堑地段。其产生的原因有以下两点:
1) 改扩建时对沿线地质水文情况调查、勘探不充分。a. 在岩石地段没有充分分析岩层的走向和岩体节理的发育情况,往往岩层的走向是平行于路线方向,岩体的节理很发育,甚至是破碎的,即使按规范要求的边坡进行了设计,但岩体仍不稳定,当路线开挖后,破坏了原有的岩体结构,经雨水或地表水侵入岩层缝隙中,通过冻胀融化反复,而导致边坡坍塌或滑塌。b. 在地质土壤为粉性土、砂性土土颗粒比较小、土质粘着力不强、松散状砂砾土地段,往往设计的边坡比较陡,有些地段,边坡设计虽合乎规范要求,但由于排水系统的不完善,在边坡上方没有设置截水沟,地表径流水渗入土体,土体抗剪力减小,边坡失稳而导致坍塌。
2) 对于较难开挖的岩石边坡,路基边坡未达到设计坡度。
二、防治措施
1 裂缝防治
1) 严格按照规范要求挖台阶,逐层搭接,台阶尺寸为高不大于30 cm,宽不小于45 cm,台阶挖好后与新路基一同进行分层回填碾压压实施工。2) 接缝外( 老路肩) 的草皮、树根、腐殖土、杂土等必须处理干净,否则路基容易因为整体强度不足产生不均匀沉降,最终路面产生纵向裂缝等病害。3) 新老路基交接处,应采用同时强夯或大吨位振动压路机碾压新旧两半路基的施工方法,这样不仅使填筑的路堤达到密实,而且旧路基的土质结构受到强烈振动后密实度能与加宽的填方地段在一定深度内保持接近,不产生差异沉降的效果。4) 在低路堤新老路基结合部位采用多层( 一般为3 层~ 5 层) 土工布处理,土工布宽一般为4 cm 以上,水平铺在新老路基结合部位上。
2 路基翻浆处治
1) 加强路面路基排水,提高路堤适用于取土方便的地段。路基上部增加了临空面积,有利于水分蒸发,同时免受水浸、雪埋,土壤保持干燥,在冻结过程中不致因过分聚冰而失稳。在一些中、重冰冻地区及粉性土地段,不能单靠提高路基保证其稳定性,还要与其他措施,如砂垫层、石灰土基层等配合使用。2) 当地下水位或地面积水位较高,路基处于潮湿或过湿状态,且又不宜提高路基时,可铺设隔离层。隔离层铺设在路基顶面以下0. 5 m ~0. 8 m 处,目的在于隔断毛细管水上升进入路基上部,防止在负温差时的水分积聚,以保持路基上部处于干燥状态。3) 换土。在路基上层换填40 cm ~ 60 cm 厚的砂性土,路基可基本稳定。4) 设路基盲沟或渗沟。
3 高路堤的处治
1) 填筑高路堤时,路堤自重增大,引起地基沉降增大。分析表明,设置砂砾等排水垫层改善地基排水状态、采取措施保护冻土、减小冻土融化深度、适当降低路堤填筑高度则可以减小地基融沉变形。2) 老路基为软土地基时,采用粉喷桩、砂桩、塑料排水体、碎石桩进行处理,并配合填筑轻型材料; 同时在新老路基与路面结合部位采用挖台阶及铺设土工布或土工格栅等。
4 路基边沟处理
对于填方路段的沟渠,首先要将旧砌体及杂物清除,然后用与其相同的土填平,再用打夯机夯实,其压实度不能低于老路基的压实度,若土体含水量较大,须翻松晾晒或掺灰处理后碾压,保证压实时满足最佳含水量的要求。清除表土后的边沟,其开槽宽度至少要保证压路机的作业宽度,待底部碾压合格后,再分层回填碾压,直至与周围地表相平。施工时注意保持边沟畅通。
地基下沉整治方案范文6
关键词:岩土工程 超规范 施工
中图分类号:F470.22 文献标识码:A
岩土工程是一门地质与工程紧密结合的专业学科,也是以岩土的利用、改造与整治为研究对象的学科。土木、水利、交通及环境工程等遇到的岩土问题有明显的共性。
岩土工程主要包括“城市地下空间和地下工程、边坡与基坑工程、地基与基础工程”三个大部分。由于岩土介质的特殊性,它与一般的结构工程设计与施工有着较大的区别,带有明显的区域特征。因土性、时效、环境和工程特性等因素的复杂性。笔者分析研究了部分岩土工程,发现“超规范”施工的情况不在少数。众所周知,工程超规范设计施工会有安全、质量等方面危害和隐患,但能否根据岩土工程的具体情况和理论研究、施工设备的新成果进行科学的探索、“有思想的设计、施工单位”在岩土工程施工领域不断获得新突破,做到保证质量安全、缩短工期、减少成本,比其他普通施工单位获得更加多的利润?本文通过几个“成功超规范施工实例”来说明。
1【1】超规范高度填土边坡施工。铁路、公路和建筑等行业对填土边坡支挡结构形式的研究和应用走在前列,常用支挡结构形式有卸荷板式、扶壁式、加筋土式、锚定板式、空箱式等类型的挡土墙,但遇到超规范高度的填土边坡支挡结构形式也有一定局限,如《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)适用的边坡高度为15以下的土质边坡和30以下岩质边坡《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001) 和《公路路基设计规范》(JTGD30-2004),重力式挡土墙和衡重式挡土墙的高度不超过12m,短卸荷板挡土墙的高度不超过12m,另外悬臂式挡土墙的高度不超过6m,护壁式挡土墙的高度不超过15m等。
广西地区变电站超规范标准高度的填土边坡多项施工就突破了上述规范。广西地区大多属于山区丘陵地貌,随着变电站工程的增多,在开阔平坦的地方选取变电站站址越来越困难,而新建变电站工程所遇到的填土边坡也越来越多,从而大量出现了超过规范标准高度的填土边坡。挡土墙是支撑填土或自然边坡土体、防治填土或土体变形失稳的有效支挡方式,在广西变电站填土边坡经常采用。挡土墙的结构类型多,而随着广西变电工程的增多,站址选择相当困难,现有的变电工程对超规范高度的填土边坡采取的支护措施主要以重力式挡土墙、衡重式挡土墙和悬臂式挡土墙等支挡结构型式为主,如500KV海港变18-22m高的填土边坡采用衡重式挡土墙+放坡进行支护,220KV振林变22m高的填土边坡采用衡重式挡土墙+放坡进行支护,220KV丹阳变14m高的填土边坡采用折线衡重式挡土墙进行支护。取得了施工效果。
他们的做法是,要求设计人员、施工队伍对该项技术理论和各项细节进行掌握,重点开展以下几个方面的研究调查研究:一是已有填土高边坡支挡结构的运行资料,分析其支挡结构的优点和存在的问题;二是通过理论分析和计算,从技术和经济两方面进行全面系统地总结分析和研究衡重式挡土墙、卸荷板挡土墙、加筋挡土墙和桩板墙等支护结构型式支挡高边坡的极限高度和最佳高度,形成自己的技术准则;三是卸荷板挡土墙、加筋挡土墙、悬臂式挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式与已有的重力式挡土墙、衡重式挡土墙和锚杆挡土墙等支护结构型式综合应用研究,确定适用于变电站超规范高度填土边坡最佳支挡结构型式,并对综合应应用的支挡结构型式施工技术进行研究;四是加强新型支挡结构型式的环保美观设计研究。五是结论:铁路、公路和建筑等行业对填土边坡支挡结构形式的研究和应用走在前列,但遇到超规范高度的填土边坡支挡结构形式也有一定局限性;超规范高度填土边坡支挡结构类型划分方法很多,一般有按支挡结构的材料、结构形式、设置位置、设置地区等进行划分的多种方法,支挡结构物的设计正在脱离只满足支挡功能的要求,而更加具有人性化的设计理念;现有的变电工程对超规范高度的填土边坡采取的支护措施主要以重力式挡土墙、衡重式挡土墙和悬臂式挡土墙等支挡结构型式为主,而加筋挡土墙、卸荷板式挡土墙、锚定板挡土墙、护壁式挡土墙和空箱式挡土墙等支护结构型式在变电站工程上应用比较少,广西几乎没有;变电站几种常用的超规范高度填土边坡支挡结构为卸荷板挡土墙、加筋挡土墙、锚定板挡土墙、桩板挡土墙,这几种新型支挡结构具有结构轻、施工快捷、便于预制和机械化施工、节省材料和劳动力、造价低等。
2[2]大粒径碎石桩超规范施工。JGJ 79—2002《建筑地基处理技术规范》[4]规定:振冲法适用于处理地基土不排水抗剪强度cu 不小于20 kPa 的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地
广东西江下游航道整治工程。其地基土的cu < 20 kPa为 7 ~ 15 kPa。
具体过程:
І现场碎石桩试验
І .1 工程背景虎跳门水道横坑裁弯工程是世界银行贷款项目———广东西江水道整治工程的组成部分,裁弯人工开挖河道设计断面底宽110 m、河底高程-9 .5 m、堤顶高程4 .0 m、坡高13 .5 m,两岸均采用1 : 3 的边坡。
I .1 .1 场地地层资料横坑裁弯工程区域地面以下涉及工程稳定性的土层有3 层:第1 层:0 .0 ~ -2 .3 m,淤泥质黏土,抗剪强度指标均值为c = 18 .9 kPa,φ = 5 .5o;第2 层:-2 .3 ~ -15 .0 m,淤泥,抗剪强度指标均值为c = 7 .89 kPa,φ = 4 .5o;第3 层:-15 .0 ~ -21 .0 m,粉质黏土,抗剪强度指标均值为c = 20 .2 kPa,φ = 12 .1。
I .1 .2 可能存在的工程问题在淤泥和淤泥质土层中开挖坡比为1 : 3 的人工河道,可能存在边坡稳定问题. 为了大幅度提高复合地基的抗剪强度,保证河堤的稳定性,设计中采用桩径1 .0 m、桩间距2 .0 m 的碎石桩加固淤泥和淤泥质土层。
I .2 试验目的通过碎石桩现场试桩和效果检测,提出大粒径碎石桩的施工工艺参数和工艺流程,并将其作为后续施工的依据. 第34 卷第4 期2006 年7 月河海大学学报(自然科学版) Journal of Hohai University(Natural Sciences) Vol .34 No .4 Jul . 2006
I .3 试验要获得的控制参数
I .3 .1 碎石填料级配根据GBJ202—83《地基与基础施工及验收规范》[1]规定,振冲碎石桩法所用碎石粒径应为2 ~ 5 cm. 但是,试验场地地基土的强度较低,主要处理土层的强度还不到8 kPa,采用小粒径的碎石难以成桩. 因为碎石桩是依靠桩间土的侧限阻力来成桩的,与桩间土的侧限阻力直接关联的是桩间土的不排水抗剪强度cu 和碎石填料粒径. 在试验桩施工初期,为了确定最优碎石级配,进行了4 组(每组3 根碎石桩)不同级配的碎石成桩试验,碎石桩的碎石级配与成桩情况,分别为:< 5 cm 、5 ~ 10 cm 、10 ~ 15 cm > 15 cm。:成桩情况第1 组:33.0 、56.1 、10.9 0 充盈系数大于2,密实电流小于50 A;第2 组:26.6 、57.8 、12.2、3.4制桩成功,但充盈系数为2 左右时密实电流才达到50 A ;第3 组18.1、 64.6、 17.3 0 制桩成功,但充盈系数为1.8 左右时密实电流才达到50 A 第4 组5.9、 72.8 、18.8 、2.5 制桩成功验. 现场试桩结果表明:使用粒径小于5 cm 的碎石含量最高的第1 组级配的碎石料,不能成桩;使用粒径小于5 cm 的碎石含量较高的第2 组和第3 组级配的碎石料,能成功制桩,但成桩困难,而且形成的碎石桩桩径偏大,桩体密实度较低。因此,将粗粒组最多的第4 组作为正式施工碎石桩的碎石级配。
I .3 .2 水压控制造孔水压过大,容易使孔壁冲垮;造孔水压过小,则振冲器难以贯入. 制桩水压过大,容易将下段已振密的碎石冲松或冲垮孔壁造成桩体夹泥,从而会影响制桩密实度;制桩水压过小,则下料困难,制桩时间延长,也会影响桩的密实性。根据该工程的实际情况,将造孔水压控制在0 .5 MPa 左右,水量控制在30 m3 /h 以上,以保证孔内淤泥返出地面,保证填料的顺畅,提高施工效率. 为保证成孔质量,终孔后必须清孔一两遍;同时,将制桩水压控制在0 .3 MPa 左右,以保证桩体对桩间土体的排水固结所起的排水通道作用不因桩体含泥量大而受影响。
I .3 .3 护壁及填料方式在强度很低的软土地基中施工,由于地基土体的强度很低,必须先进行护壁,否则很容易塌孔,使塌孔处产生卡料现象,振冲器无法沉入到预定位置,产生断桩或桩体不密实现象。本试验在试制第1 根试验桩时未采取“先护壁,后制桩”方法,振冲器下沉过程中激振电流随下沉深度和填料量的增加发生了变化。由此可见,深度9 m 处产生了卡料现象,导致振冲器激振电流达到额定电流60 A 时仍然无法向下贯入. 为此,在后续试验施工中采用了“先护壁,后制桩”方法. 即在开孔时,不是一下子到达加固深度,而是先到达第1 层软弱层,再加些碎石料进行初步挤振,让这些填料挤入孔壁,加强此段孔壁以防塌孔,然后将振冲器下降至下一段软土中并用同样方法加料护壁. 如此重复进行,直到设计深度. 孔壁护好后,就可开始填料制桩了. 填料方式,先把振冲器提出孔口,往孔内倒入约1 m 堆高的填料,然后再放下振冲器使孔口的碎石填料落到先前振密的碎石顶部或孔底,当振冲器达到碎石充填的位置时,振冲电流增加,开始对碎石填料产生振密作用. 每次加料均重复以上步骤. 施工过程中让振冲器在孔内不停地上、下串动,以避免饱和软土振冲碎石桩施工中发生“卡管”和“断桩”事故,保证桩体的连续性和密实度。
I .3 .4 充盈系数的确定充盈系数定义为每根碎石桩实际灌入碎石量与根据设计桩径和桩长计算的理论碎石桩体积的比值. 根据JGJ 79—2002《建筑地基处理技术规范》[4]的建议,碎石桩的充盈系数为1 .1 ~ 1 .2 。通过现场碎石桩施工过程中较精确的碎石计量和施工后的现场开挖实测碎石桩直径,统计出了10 根碎石桩实测桩径与实测充盈系数的关系,当设计碎石桩的桩径为1 .0 m 时,要保证碎石桩桩径大于1 .0 m,充盈系数应为1 .5 左右,远大于JGJ 79—2002《建筑地基处理技术规范》[1]所建议的数值. 这是因为在超软弱地基中,要形成密实度较高的碎石桩,必须在桩底形成强度较高的葫芦状桩头,桩身区也有部分碎石挤入到四周土中。
I .3 .5 密实电流和留振时间现场试验中,使用30 kW 振冲器,密实电流控制在50 A 以上. 留振时间是指打桩过程中,某段碎石桩施工时,密实电流达到控制值后振冲器基本不下沉而能够保持密实电流的振动时间. 在超软黏土中,留振时间一般较短,时间过长会破坏侧壁土体,给制桩造成困难. 现场试验中,留振时间控制在5 ~ 15 s 之间. 现场试验表明,留振时间对桩径和桩身密度有重要影响.
II碎石桩的质量检测
II .1 桩径检测
II .1 .1 浅部桩径检测为现场试验服务的82 根试验桩制桩完成后,开挖检测了其中15 根碎石桩的桩径,开挖深度为2 .5 m,15 根被检测桩的直径均大于1 .0 m,检测结果,桩径分别为(单位:m): 1.23 1.03 1.10 1.10 1.04 1.10 1.10 1.02 1.05 1.10 1.02 1.05 1.10 1.02 1.10 ;深层桩径检测结果:桩身质量评价A :0.90 ,12.5 0 ~ 10.5 m 成桩质量较好, 10.5 ~ 12.5 m 处碎石量不足;B :0.95 ,12.0 成桩质量较好;C :1.05, 12.5 成桩质量较好。
II .1 .2 深层桩径检测现场试验结束后,利用地质雷达对3 根试验桩的桩径和桩长进行了检测,由于未采用“先护壁,后制桩”方法,深度9 .5 ~ 10 .0 m处孔壁发生坍塌,制桩过程中出现卡料现象,致使10 .5 m 以下桩体桩径明显不足。
II .2 桩体的动力触探测试为了检测碎石桩桩体的密实度,制桩完成后对27 根桩进行了重(Ⅱ)型动力触探测试,在抽检的27 根试验桩中,N63.5 > 10 击的有18 根,占67%;7 击< N63.5 < 10 击的有9 根,占33% 。
通过现场桩径检测、动力触探试验和复合地基大型直剪试验结果表明,采用大粒径碎石桩加固超软土地基是可行的,大粒径碎石桩对增强地基土的抗剪强度和提高软土地基承载力十分有效。
3[3]多车道大断面公路隧道施工。随着我国的交通建设事业的迅猛发展,大断面隧道和地下工程逐渐增多,大断面隧道施工技术也有了较大发展。与以往修建的隧道相比,大断面隧道的问题比较复杂,再加上我们对工程地质和岩石力学机理还不能完全具体的认识掌握,因此我们对大断面隧道的设计和施工仍然处于探索和尝试阶段。从严格意义上讲,现行的规范只能指导跨度不超过15m的隧道及地下工程的设计与施工,无法指导四车道公路隧道的设计与施工,而且忽略了围岩本身也是结构这一重要特征。沈阳至大连单项四车道公路隧道净宽19.24m、高10.39m、开挖宽度21.24m。该项目成功的设计与施工在岩土施工中具有重要的指导意义。它是在岩石力学基本原理和新奥法的基本思想的指导下,对不同扁平率下的坦三心圆形洞室围岩应力分布特征进行计算分析,建立了大断面公路隧道围岩稳定基本判据;又根据国家已建的大型重点工程,利用大型有限元分析软件ANSYS对几种常用的施工方法的施工过程在不同的围岩条件下,进行了有限元数值模拟分析,较好的分析、解决了四车道公路隧道的施工开挖、支护过程中围岩与支护结构的稳定性问题。在进行模拟分析计算的过程中,隧道采用了更为完善、合理的“岩体一结构”模式,考虑围岩不仅仅是荷载,而且也是结构,分析过程中重视围岩与结构的共同作用,充分考虑了围岩自身的自承能力,体现了NATM法的精髓和理念。论文计算结果与实际设计施工的结果比较吻合,所得有关结论,可以为采用弹塑性有限元计算分析大断面隧道与地下工程的施工力学效应及公路隧道(大跨度)施工方法优选、施工技术规范的修订提供参考。
综上所述,笔者得出以下结论:
1、岩土施工规范(规程)是在一定时期内,岩土施工过程按照既定标准、规范的要求进行操作,使某一建设项目行为或活动达到或超过规定的标准,它是保证岩土施工达到最终目的一个重要手段。
2、不能因为它是规范(规程)就不能突破、一成不变。岩土施工规范(规程)是随着科技进步、技术提高、设备创新、思想认识的进步而进步的。
3、岩土施工是一个实践性很强的学科,现行的岩土施工规范(规程)局部有一定的局限,我们在实践中不应盲从,需要甑别清楚。不能为了方便施工不讲科学的“超越”和“变化”,也不应该为了遵守规范(规程)墨守成规,不愿、不敢“超越”和“变化”,使施工成本有不必要的增加。
4、“超规范”施工必须要认真做好以下工作:
①要对使用的岩土施工规范(规程)有一个全面的了解和掌握,弄清楚需要超越规范的实质内容、前提条件、工程环境、安全稳定等情况。