夯实水泥土桩
1 适用范围
夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基,或有地下水但土的渗透系数小于10-5cm/s的粘性土,当地下水位在桩端以上不超过1米,采取某些工艺措施也可施工。处理深度不宜超过10m。适应的建筑结构类型为6层或6层以下多层建筑,适应的市政项目为铁路、公路路基。 2 施工准备 2.1 材料准备
2.1.1 如有条件,可采用粉煤灰、炉渣等工业废料作拌和料。
2.1.2 现场取土,确定原位土的土质及含水量是否适宜作夯实水泥土桩的混合料,当采用原位土作混合料时,应采用无污染、有机质含量低于5%的粘性土、粉土或砂类土,使用粘性土时常有土团存在,使用前应过10-20mm的筛子,如土料含水量过大,须风干或另加其他含水量较小的掺合料。在现场可按“一抓成团,一捏 即散”的原则对土的含水量进行鉴别。
2.1.3 水泥一般采用P032.5水泥,使用前应做强度及稳定性试验
2.1.3 桩顶垫层材料,垫层材料应级配良好,不含植物残体、垃圾等杂物。 2.2 机具设备
2.2.1 成孔机具:根据夯实水泥土桩设计参数、工程地质水文地质条件、场地条件等确定成孔机具:
2.2.1.1 排土法成孔机具:排土法是指在成孔过程中把土排出孔外的方法,该法没有挤土效应,多用于原土已经固结,没有湿陷性和自陷性的土。其成孔机具有以下几种:人工洛阳铲、长螺旋钻机。
成孔机具 特点 成孔时将洛阳铲刃口切入土中,然后摇动并用力转动铲柄,将土剪断,拔出洛阳铲,铲内土柱被带出。利用孔口附近退土钎(φ20-25mm,L=0.8-1.2的钢钎)将铲内土挂出。 人工洛阳铲 洛阳铲成孔直径一般在300-400mm之间,洛阳铲成孔的特点是设备简单,不需要任何能源,无振动、无噪音,可靠近旧建筑物成孔,操作简单,工作面可根据工程的需要扩展,特别适合于中小型工程成孔。 长螺旋钻机成孔是夯实水泥土桩的主要机种,它能连续出土,效率高,成孔质量好,成孔深度深。适应于地下水以上长螺旋钻机 的填土、粘性土、粉土,对于砂土含水量要适中,如果砂土太干或饱和会造成塌孔。长螺旋钻机按行走方式分为步履式、履带式、汽车底盘钻孔机、简易型钻机等。
长螺旋钻机主要技术参数:
钻孔直径(mm) 300~400 400 600 800 1000 1500 1500 900 1800 600 钻孔深度 (m) 8 12 12 27.5 27 50 43 26 30 25 转 速 (r/min) 85 75/110 40/55/75 22 31 33 32 钻杆最大 扭矩(kN.m) 2.47 12.9 48.4 27.1 118 135 83.3 145 动 力 (kW) 电动机22 电动机30 电动机55 电动机55×2 电动机45×2 发动机138 发动机127 发动机125 发动机198 钻机型号 BQZ-Ⅱ型 ZKL400型 ZKL600型 ZKL800型 ZKL1000型 B125型 B140E型 GH85型 GH150型 CM-45VT型 2.2.1.2 挤土法成孔机具:所谓挤土法成孔是在成孔过程中把原桩位的土体挤到桩间土中去,使桩间土干密度增加,孔隙比减少,承载力提高的一种方法。成孔机具有以下几种:锤击成孔法、振动沉管法 2.2.1.3 干法振动器成孔机具 干法振动器成孔 2.2.2 夯实机具 吊锤式夯实机 夹板锤式夯实机 SH30型地质钻机改装式夯实机 一般采用胶轮或铁轮的行走机构,由电动机带动卷扬机,由卷扬机钢丝绳通过机架拖动夯锤进行工作。 一般采用装载机或翻斗车改制, 方法是在SH30型地质钻机支腿顶部用一根槽钢作一横梁,其上安一定滑轮,卷扬机上的钢丝绳通过滑轮起吊夯锤,横梁前横额焊上两个可穿φ20mm螺栓的叶片,该螺栓在机前连接一根前后活动的支腿,起到支撑和固定夯机的作用。 采用碎石桩的干振器成孔的方法,采用该法时也宜停振拔管,否则易使桩孔坍塌,也存在损坏电机的问题 2.2.3 夯锤
夯锤重量和形状对于夯实效果很重要,夯锤重一般1-1.5KN,下部一般为尖形,使其夯实时产生水平挤土力,使桩间土挤密,使湿陷性的黄土湿陷性可以消失,平底锤一般不产生挤土效应,锤径孔径比值称为锤孔比,一般锤孔比宜采用0.8-0.9,锤孔比越大,夯实效果越佳。 2.3 作业条件
2.3.1 施工作业范围的地表、地下和空中障碍物应清理或改移完毕,对不能改移的障碍物必须进行标示,并有保护措施。
2.3.2 对施工场区进行清理平整,对不利于施工机械行走的松软地面进行碾压或夯实处理,以保证各种设备行走的安全和平稳。作到路通、电通。
2.3.3场地地面标高应高于设计桩顶标高0.3m以上,避免对成桩质量产生影响。 2.3.4进场后,可根据施工场区的具体情况搭建施工临设用房,作为施工现场办公用房及用品贮存用房。 2.4 技术准备
2.4.1 建筑场地工程地质及水文地质资料,须查明土层的厚度和组成、土的含水量、有机质含量和地下水水位埋深及水的腐蚀性等。 2.4.2施工前应进行现场踏勘,熟悉现场情况。
2.4.3 建筑场地和临近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物及地上障碍物等调查资料。
2.4.4 桩施工图及图纸会审记录
2.4.5 制定施工方案和施工组织设计,准备机具设备,进行施工场地平面布置,制定质量、安全等技术保证措施。
2.4.6施工前管理人员应熟悉有关设计图纸、地质勘察报告及施工组织设计 2.4.7按设计图纸和给定的坐标点测设轴线定位桩和高程控制点。 2.4.8根据定位桩放出桩位并报业主和监理复核。 2.4.9要合理选择和确定钻机的进出路线和成桩顺序。 2.4.10 配合比试验
掺合料确定后,进行配合比试验,用击实试验确定掺合料的最佳含水量, 重要工程,在掺合料最佳含水量的状态下,在70.7*70.7*70.7mm试模中试制几种配合比的水泥土试块,作3天、7天、28天的无侧限抗压强度试验,确定适宜的配合比。
一般工程,可采用水泥:混合料=1:6(体积比)试配
2.4.11 施工前须作成孔和成桩试验,以确定施工工艺和施工设计参数、技术要求是否适宜。
2.4.12 备好施工记录表 3 操作工艺 3.1 工艺流程 3.1.1 成孔工艺流程 3.1.1 成桩工艺流程 3.2操作方法 3.2.1 钻机就位
3.2.1.1 现场放线、抄平后,移动钻机至桩位,完成钻机就位
3.2.1.2钻机就位时,必须确保机身平稳,确保施工中不发生倾斜、位移。 3.2.1.3 使用双侧吊垂球的方法校正调整钻杆或夯锤垂直度,确保成孔垂直度。 3.2.2 成孔
3.2.2.1 成孔时应根据地层情况,合理选择和调整钻进参数,控制进尺速度。 3.2.2.2 钻进遇有砖头瓦块卵石较多的地层,或含水量较大的软塑粘土层时,应控制钻杆跳动与机架摇晃,以免引起孔径扩大。
3.2.2.3当钻进中遇到卡钻、不进尺或进尺缓慢时,应停机检查,找出原因,采取措施,避免盲目进尺,导致桩孔严重倾斜等事故。 3.2.3 检测成孔质量
3.2.3.1 用测绳测量孔深、孔径,成孔深度、孔径应符合设计要求,当无设计要求时,应符合本标准4.2节中的有关规定。
3.2.3.2检查成孔垂直度、检查孔壁有无涨缩、塌陷等现象。 3.2.4 成孔检查合格后,填好成孔施工记录,并移至下一桩位成孔。 3.2.5 夯实孔底,向孔内填料前孔底必须夯实 3.2.6 制备水泥土
3.2.6.1土料中有机质含量不得超过5%,不得含有冻土和膨胀土,使用时应过10-20mm筛,混合料含水量应满足土料的最优含水量ωop其允许偏差不得大于±2%,土料和水泥应拌合均匀,水泥用量不得少于按配比试验确定的重量。 3.2.7 分段夯填成桩
3.2.7.1夯填桩孔时,宜选用机械夯实。分段夯实时,夯锤的落距和填料厚度应
验收成孔 夯实孔底 制备水泥土 分层夯填成桩 检查成桩量 平整场地 定桩位 钻机就位 钻孔至设计深度 检查成孔质量 验收成孔 复测桩位 根据现场试验确定,混合料的压实系数λc不应小于0.93 3.2.8 铺设垫层
3.2.8.1垫层铺设时应压(夯)密实,夯填度不得大于0.9。采用的施工方法应严禁使基底土层扰动。 3.3 季节性施工
3.3.1 雨期或冬期施工,应采取防雨、防冻措施,防止土料和水泥受雨水淋湿或冻结 4 质量标准 4.1 一般要求
4.1.1施工前应对水泥、土料等材料进行检检查,对施工组织设计中的施工顺序、监测手段(包括仪器、方法)也应检查。
4.1.2施工中应对成孔、夯实孔底、填料夯实等进行全过程检查。 4.2 实测项目允许偏差
实测项目允许偏差 序号 1 2 3 4 5 检查项目 桩径 垂直度 孔深 混合料强度 桩顶标高 允许偏差(mm) 不小于设计桩径 不应大于1.5% 不应小于设计深度 符合设计要求 +30 桩孔中心偏差不应超6 桩位偏差 过桩径设计值的1/4,条形基础不应超过桩径设计值的1/6
4.3 其他特殊要求 5 成品保护
5.1施工过程中应注意保护好现场的轴线和高程点。
5.2成孔后应及时填料夯实成桩,填料前孔口须加盖板保护,并作好标志,防止行人、车辆行走。
5.3施工顺序的选择应考虑对成品的保护,避免机械行走时碾压成品桩或桩孔,桩顶应留200-300mm厚保护桩长,垫层施工时应将多余桩体凿除。 5.4雨季施工期间,孔口周围应有排水措施,防止雨水流入孔内。
经纬仪 检验方法 孔径仪 测斜仪 测绳 试件要求 水准仪 每根桩一点 检查频率