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微型钢管混凝土桩加固软弱地基

2015-07-13 196 0

1 概述
　　随着我国工程建设的不断发展，软弱地基加固处理在工程项目中大量出现，并且成为工程项目中必须解决的重大问题。传统的深层软基处理有高压旋喷桩、搅拌桩、CFG桩、打入桩等，由于施工现场地质、场地及设计方面的特殊考虑，传统软基处理方式会受到制约，进而无法施工。为满足工程建设对地基强度的要求，需采用新型的软基处理方式与新施工技术。
　　2 工法特点
　　①施工方便。所需施工设备小而灵活，对施工场地要求较小，尤其适用于施工条件及空间受限制的地方。②安全可靠，对既有构筑物影响小。施工时桩孔孔径小，因而对基础和地基土几乎都不产生附加应力，施工时对既有桥台构筑物的稳定影响小。③穿透能力强，能在地质条件相当复杂的环境中施工。能穿透各种障碍物，适用于各种不同的地质条件。④布桩形式灵活。根据实际情况的需要可以采用垂直、斜布、成排布置、交叉成网状的多种布置型式。其中网状布置体系由于具有良好的承载能力，单桩也能够承受较大的拉、压、剪及弯曲应力。⑤桩体体积小，结构合理，造价低廉，施工周期短。
　　3 适用范围
　　适用于各种工程建设项目中软弱地基加固处理，尤其是地质情况复杂，紧邻既有构筑物受施工条件及施工空间制约的地方。
　　4 工艺原理
　　微型钢管混凝土桩是通过一定的方法或手段在地基中先成孔，再在孔中打入设计所要求的钢管，在钢管中下放钢筋笼，注浆形成一定直径的刚性桩体。微型钢管桩复合地基是在注浆形成钢管桩体的过程中，通过钢管四周的透浆孔对桩周土体进行注浆，这样桩壁与桩周土之间的空隙会被水泥浆填充，从而使桩侧与桩周土接触良好，钢管混凝土桩与桩周土共同受力，形成“刚性复合地基”。
　　5 施工工艺流程及操作要点
　　5.1 施工工艺流程如图1所示
　　5.2 施工工艺要点
　　5.2.1 施工准备施工中所需各种材料、机具、设备等就位，以保证施工顺利进行。
　　5.2.2 测量定位根据设计图纸及要求准确测量定位，保证桩位偏差及桩顶高程满足设计要求。
　　5.2.3 潜孔锤偏心钻机就位潜孔锤跟管钻机安放在设计的桩位上，并保持垂直，施工时采用水平尺进行检查，允许倾斜度不得大于1.0%。
　　5.2.4 潜孔锤偏心钻机跟管作业由于路基本体已填筑完毕，且路基本体下有一定厚度的混凝土层，需要利用偏心钻头边下钻边跟进护筒套管，直至穿透路基本体及基底回填混凝土层，保证地质钻机成孔作业时可顺利通过混凝土层，同时利用护筒套管保护路基本体不受施工影响及防止路基本体发生塌孔现象。
　　5.2.5 地质钻机成孔在护筒套管上架设XY-100型地质钻机，保证钻机底座水平，钻杆垂直，钻进过程中对钻杆进行测量，保证钻杆倾角在1%以内。
　　钻机深钻时要注意，由于计划施工长度25m，钻杆必须几次搭接，随孔深的增长，旋转推进需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其是推力要严格控制，不能过大。
　　5.2.6 液压振动锤沉管为了保证钢管与桩周土有良好的接触，地质钻机成孔孔径略小于钢管直径，且地质钻机在软弱地基中成孔后会略有缩孔，需使用液压振动锤将钢管打入孔内至设计标高。钢管底端加工闭口桩尖，防止沉管过程中地下泥土、砂等进入钢管内;沉管过程中利用锤球随时检查钢管垂直度，并随时调整，保证钢管桩垂直度小于1%。根据设计桩长配备钢管，严格控制钢管顶标高，保证钢管桩设计桩长。
　　5.2.7 拔除护筒套管拔除护筒套管，护筒套管拔出后经整理循环使用。
　　5.2.8 安放钢筋笼钢筋笼的制作根据设计要求制作，每段钢筋笼的长度可以视现场条件和机具的吊放能力而定。钢筋笼的接头可采用绑扎或焊接，其搭接长度应符合规范要求。由于微管桩的直径均较少，故保护层取1.5-2.0cm，对于特殊要求另作处理。钢筋笼下放后固定于钢管孔口，防止孔内注浆时钢筋笼上浮。
　　5.2.9 灌注高强度混合材料成桩由于微型钢管桩孔径较小，普通的混凝土在浇筑过程中会产生离析现象，不能满足强度要求。因此微管桩内采用灌注高强度混合材料成桩，混合材料采用孔道压浆剂作为早强材料，水泥、孔道压浆剂、水按照1：0.11：0.367拌制，水胶比0.33。
　　6 施工材料及机具设备
　　6.1 施工人员本工法施工人员配备见表1：
　　6.2 施工材料本工法中使用的钢管为地质钻探专用无缝钢管，连接采用内螺纹接头，地质套管可跟管作业。
　　6.3 机具设备本工法的主要施工机具见表2：
　　7 质量控制措施
　　①开工前组织施工人员进行技术交底，施工中根据工程要求召开质量管理专题会议。②随时检查施工记录，对照施工工艺对每根桩进行质量评定。对不合格的桩，根据具体情况补救措施。③根据要求进行桩基检测。
　　8 安全措施
　　严格执行安全操作规程，并特别注意以下几点：①禁止非操作人员上机操作。②岗上人员必须坚守岗位，夜间作业应有照明。③建立机械设备定期检查，保养制度。④现场临时用电不得私拉乱接，必须由专业电工进行作业。⑤现场施工用电严格实行“一机一闸”的安全配置要求。⑥钻孔机械在进行正常的桩位转移时，必须要有专人指挥吊装，以确保施工机械和作业人员的安全。
　　9 环保措施
　　①坚持环境保护设计、施工、使用统筹规划、同步运行。②潜孔锤偏心钻机在作业过程中易产生扬尘，制定操作规程及采取洒水降尘措施。③压浆流出的废浆，清洗机械废水等，集中回收统一处理，不得排放到农田，污染稻田。④施工产生的废弃物、建筑垃圾禁止随意乱丢污染环境，进行统一管理，集中堆放，再运至环保部门指定地点填埋处理。
　　10 效益分析
　　本工法操作简单，易于掌握，可在特定的施工条件下快速完成地基加固处理。潜孔锤跟管作业每2小时完成1根护管跟进作业，地质钻机每4小时成孔1根，挖掘机液压振动锤1小时沉管1根，完成每根微型钢管混凝土桩总用时8小时。
　　参考文献：
　　[1]张振.微型桩的构造及施工工艺[J].中华建设，2011（07）.
　　[2]郭一，汪新平.微型桩在地基处理中的应用[J].工业建筑，2010（06）.
　　[3]梁光友，叶丽宏，胡良明，孙志明.树根桩在杭州河道整治工程中的应用[J].河南水利与南水北调，2009（06）.

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