李國琴
(貴州路橋集團有限公司)
根據(jù)以上的地質(zhì)情況,工程分別擬采用預(yù)制樁、鉆沖孔樁、CFG 樁三種樁基形式:
基礎(chǔ)類型一:高強預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ),極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為43.8 kPa,這種基礎(chǔ)類型技術(shù)相對成熟,且有利于進度和成本控制,但如果遇到石灰熔巖,容易出現(xiàn)高頻率的斷樁現(xiàn)象,據(jù)以往施工經(jīng)驗,斷樁率高達30%左右。
基礎(chǔ)類型二:沖鉆孔樁基礎(chǔ),極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為41.3 kPa。在溶洞區(qū)域適用性強,但不利于成本和進度控制,且容易造成場地污染。
基礎(chǔ)類型三:CFG 樁復(fù)合地基,極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為28.8 kPa,在巖溶地區(qū)應(yīng)用,可保證樁基的整體性,無論是淺層應(yīng)力的擴散,還是溶洞頂板的保護,都具有比較強的適應(yīng)性,譬如在地勢起伏位置,可在填充溶洞的同時,降低基巖局部應(yīng)力,且有利于成本和進度控制。
基于技術(shù)經(jīng)濟視角,比對分析了以上三種類型基礎(chǔ),筆者認(rèn)為CFG 樁復(fù)合地基在整體性、抗變形等方面具備較強的技術(shù)優(yōu)勢,可提高路基的承載力和降低樁基的壓縮性,且進度和成本控制方法簡單,因此本工程決定先用CFG 樁復(fù)合地基進行施工。
本工程在復(fù)雜條件下施工,重點在于提高路基的剛度和整體效果,施工前要明確單樁豎向承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值,作為施工的參數(shù)。
(1)單樁豎向承載力
按照公式計算Rd=(UP∑qsihi+qpAp)/k 計算
上式中,Ra表示單樁豎向承載力特征值;Up表示單樁的周長,基本單位m;qsi表示單樁側(cè)阻力極限值,基本單位kPa;hi表示第i 層土厚度大小,基本單位m;qp表示單樁端阻力極限值,基本單位kPa;Ap表示單樁樁端截面積大小,基本單位m2;k 表示安全系數(shù),取值2。
本工程樁徑按照400 mm 計算,按照最不利鉆孔的情況計算,確定單樁豎向承載力特征值為310 kN。
(2)復(fù)合地基承載力
上式中,fspk表示復(fù)合地基承載力特征值;m 表示面積置換率,取值7.69%;β 表示樁基之間土體承載力折減系數(shù),取值0.9;fsk表示樁基處理后樁基之間土體承載力特征值,基本單位kPa。
經(jīng)計算,確定復(fù)合地基承載力特征值為80 kPa。
按照以上單樁豎向承載力特征值和復(fù)合地基承載力特征值的計算結(jié)果,本工程復(fù)雜條件下的路基施工,要將“淺埋溶洞處理”、“短樁處理”、“塌孔處理”,作為施工的重點。
(1)淺埋溶洞處理
結(jié)合本工程的地質(zhì)勘察報告,筆者發(fā)現(xiàn)巖溶區(qū)域內(nèi)有四個位置的鉆孔,顯示出風(fēng)化石灰?guī)r的溶洞上部厚度不大,大約在1.1 m 左右,但溶洞的平均高度達到了2.55 m。在這種地質(zhì)情況下施工,需采用高壓旋噴樁技術(shù),處理厚度1.6 m以內(nèi)的溶洞頂板,在施工后,為避免遺漏勘察溶洞的存在,需檢查周圍樁基長度是否有變化,并從各個鉆孔中,揭示出周邊區(qū)域地質(zhì)狀態(tài),確保淺層溶洞都能夠得到有效處理。
(2)短樁處理
施工期間,通過淺層溶洞引孔判別樁基,發(fā)現(xiàn)有部分樁的長度小于5 m,屬于典型的短樁。在本工程中,短樁的承載力達不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場決定以全程反插的方式施工,并在反插后,在短樁周圍加設(shè)高壓旋噴樁和補強處理。通過此法施工,有效保證了CFG 樁樁身質(zhì)量。
(3)塌孔處理
大約在樁基完工后的數(shù)小時內(nèi),發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)有個別塌孔現(xiàn)象,現(xiàn)場決定在塌孔樁的周圍,加設(shè)高壓旋噴樁和補強處理,隨后重新鉆孔和灌漿。施工后通過靜載試驗,確定塌孔問題得到妥善解決。
(1)冒漿處理。噴灌時,漿液粘帶數(shù)量眾多的土顆粒從管壁冒出,經(jīng)現(xiàn)場觀察,發(fā)現(xiàn)冒漿量大于灌漿量的20%,初步判斷噴射有效范圍與灌漿量不適應(yīng),灌漿量遠遠大于噴灌加固所需的漿量。針對該施工問題,筆者依次采用三個舉措嘗試性解決:①在保持噴漿量穩(wěn)定的前提下,適當(dāng)增大漿液噴射的壓力;②在保持噴射壓力穩(wěn)定的前提下,適當(dāng)縮小噴嘴的孔徑;③適當(dāng)加快灌漿旋轉(zhuǎn)的速度。以上三個施工舉措,均有效緩解冒漿異常現(xiàn)象。
(2)凹穴處理。剛開始施工時,噴射加固所用漿液為純水泥漿液,當(dāng)漿液與土粒攪拌后,凝固期間有明顯析水現(xiàn)象,使得固結(jié)體表面出現(xiàn)收縮所致的凹穴,凹穴深度在0~1 m之間,凹穴會誘發(fā)地基不密貼、脫空等現(xiàn)象。為確保凹穴病害的繼續(xù)擴大,工程分成兩個步驟施工,在成孔后,進行中壓灌漿,所形成的固結(jié)體,不僅含泥量低,而且強度高,能夠有效保證樁身的強度,但前提是嚴(yán)格控制好樁徑、泥土置換率、灌漿量等施工參數(shù),在水泥發(fā)生收縮離析時,予以及時補漿。
(3)深層掏土偏差。高壓噴灌水深層掏土偏差糾正的工藝手段,一方面是鉆孔,將鉆孔偏差控制在1 cm 以內(nèi),以及嚴(yán)格控制孔斜率,適時可借助測斜儀糾偏;另一方面是噴射管下至設(shè)計深度后,保持噴嘴與噴射方向的精準(zhǔn),以轉(zhuǎn)動、擺動、提升等方式,嚴(yán)格控制設(shè)計高度。
本道路路基工程在復(fù)雜條件下施工工作,應(yīng)用以上方法處理,施工效果顯然,且造價水平不高,有效地控制樁基沉降現(xiàn)象。文章通過研究,在為案例道路工程基礎(chǔ)選型后,從鉆孔勘察、地基計算和相關(guān)施工措施方面,明確了該工程復(fù)雜條件下施工的方法,但考慮到不同道路工程路基施工要求和條件的差異,相關(guān)工程在參考借鑒本文施工技術(shù)時,需要結(jié)合具體工程現(xiàn)場的施工情況,予以因地制宜地利用,并結(jié)合實際工程所需,進一步補充和完善本文的研究內(nèi)容。
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