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挤密桩法施工质量问题与防治

2015-10-21李钟

建筑工程技术与设计 2015年17期
关键词:施工

李钟

摘要:挤密桩法适用于处理地下水位以上的新填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水量较大的软弱地基等,可消除填土及湿陷性黄土的湿陷性,施工设备简单,节省大量挖土工作量,降低工程造价,但在施工过程中容易产生缩颈、坍孔、桩身疏松断裂、干密度低等质量通病,本文就这些通病的防治进行探讨。

关键词:挤密桩法 施工 问题防治

挤密桩法是处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基的一种加固方法,是由桩间挤密土和填夯的土共同组成的复合地基。

挤密桩法主要是进行横向挤密,这种方法同样可达到要求的最大干密度指标。与土垫层相比,无需开挖回填,因而节约了开挖和回填土方的工作量,比换填法缩短工期约一半。由于不受开挖和回填的限制,处理深度可达15m;由于填人桩孔的材料均属就地取材,因而通常比其他处理湿陷性黄土和人工填土的造价还低。

挤密桩法适用于处理地下水位以上的新填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水量较大的软弱地基等。这些软弱地基经过处理后,持力层范围内土的变形将大大减少,承载力可提高1~2.5倍,并可消除填土及湿陷性黄土的湿陷性,不仅施工设备简单,而且可节省大量挖土工作量,降低工程造价。但在施工过程中容易产生缩颈、坍孔、桩身疏松断裂、干密度低等质量通病。

一、缩孔或坍孔

在挤密桩施工的过程中,夯打成孔时产生缩颈或坍孔是其最常见的质量问题之一,应当引起足够的重视,避免这类质量通病。

1.缩孔或坍孔原因

在挤密桩施工的过程中,产生缩孔或坍孔的原因很多,主要有以下四个方面。

(1)地基土的含水率过大或过小。含水量过大,土体呈流塑态,挤密成孔后易发生缩孔;含水量过小,土层呈硬塑态,挤密成孔后易碎裂松动而产生坍孔。

(2)确定合理科学的挤密桩成孔顺序,是保证顺利成孔和避免缩孔或坍孔的重要措施,如果不按规定的施工顺序进行成孔,很容易造成缩孔或坍孔。

(3)成孔利用强大夯击力向四周挤密土层,从而使土体对孔内形成一种压力,如果对已成的孔未及时回填夯实,在土壓力的作用下会造成缩孔或坍孔。

(4)如果桩孔设计较密,在夯打另一孔时,会对已成孔的孔产生较大的振动和挤压,若挤压力较大,会使成孔的孔壁失稳,造成相邻孔缩孔或坍孔。

2.预防措施及处理方法

(1)如果孔内土层中含水率过大,可往孔内灌入干土粉或石灰粉以吸去部分水分,或快速成孔浇灌,或边成孔边下套管,或成孔后下套管;如果孔内土层中含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,使之达到或接近最优含水量再进行夯打。

(2)在施工挤密桩时,首先应根据工程地质的实际情况,科学合理的安排成孔的顺序,以便保证成孔顺利进行和避免出现缩孔或坍孔。在一般情况下,成孔顺序应当是先外圈、后里圈并间隔进行。

(3)对已经达到设计要求的成孔,应防止其受地上水和地下水浸湿遭到破坏,并且注意立即进行回填夯实。

二、疏松及断裂

挤密桩出现的疏松或断裂质量问题是指桩孔回填不均匀,夯击不密实,桩身疏松或断裂,或出现松散夹层。

1.产生疏松及断裂的原因

产生疏松或断裂的原因很多,归纳起来主要有以下四个方面。

(1)未按施工规定进行操作,回填速度过快,夯击次数不够。

(2)填料未拌和均匀,含水率过大或过小。

(3)填料的实际用量未达到成孔体积的计算用量。

(4)锤重、锤形和落距选择不当。

2.预防措施及处理方法

(1)为保证桩身底部的密实性,在桩孔填料之前,应先夯击孔底3~4锤;根据试验测定密实度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数。

(2)回填料的颗粒大小应符合设计要求,在回填时应拌和均匀,并严格控制其含水量,使其接近于最优含水量。

(3)为使每个桩孔连续填料和填料充足,每个孔填料用量应与计算用量基本相符,并适当考虑1.1~1.2的充盈系数。

(4)为保证有足够的夯击力,夯锤质量一般不宜小于100kg;譬形以梨形或枣核形较为合适,这样有利于夯实边缘土,不宜采用平头夯锤;落距是填料能否密实的重要数据,一般情况下应大于2m,如地下水位较高,应降低地下水位后再回填夯实。

三、干密度不匀,密实度较低

1.产生原因

产生干密度不匀、密实度较低的原因主要有如下几种。

(1)违反操作规程,土或灰土未计量,翻拌不均匀,干湿不一。

(2)选用的填料质量不符合设计要求,或品种、规格不当。

(3)在密实施工中,夯锤的落距不同,夯击次数不一。

(4)抽样检查干密度不全面,如只检查上部,未检查下部等。

2.预防措施及处理方法

(1)认真按操作规程进行施工;填料要按照设计的配合比严格控制,在填料前搅拌要均匀,干湿度要适度。

(2)每次向孔内填充的填料的厚度、数量、落锤高度、夯击次数等,要按试验规定的技术参数施工,并要做到前后一致。

(3)施工中严格按质量评定标准进行抽样检验,对不符合设计要求的桩孔,要采取措施进行处理,直至达到标准。

四、质量控制与检验

1.质量控制

桩机就位时必须平稳,不发生移动或倾斜,桩管应对正桩孔。沉管开始阶段应轻击慢沉,待桩管方向稳定后再按正常速度沉管。驾桩管沉至设计深度后应及时拔出,不要在土中搁置时间过久,拔管困难时可用水浸润桩管周围土层或将桩管旋转后再拔出,以防孔口破坏。成孔后若发生桩孔严重缩颈和回淤,应填入干砂等,重新沉管成孔。

为防止孔口破坏和保证锤头准确入土,在钻机上应装有钢管导向器。开孔时应低锤勤击,锤头全部入土后再按正常冲程锤击,一般不宜多用高冲程,以免引起坍孔、扩孔或卡锤。在钢丝绳上应设有长度标志,以便观测和掌握冲孔的深度。

在夯实机就位后应保持平稳,使夯锤对准桩孔,能够自由落入孔底。桩孔内有杂物和积水应清除干净,填料前应先夯实孔底。人工填料时应指定专人按规定数量均匀填入,不得盲目乱填,更不能用送料车直接倒料人孔。基础地面以上应预留0.7~1.0m厚的土层,待施工结束后,将表层挤松的土挖除或分层夯实。

施工过程中应有专人监测成孔及回填夯实的质量并做好施工证录。如发现地基土质与勘察资料不符,并影响成孔或回填夯实时,应立即停止施工,待查明情况或采取有效措施处理后,方可继续施工。雨期或冬季施工,应采取防雨、防冻措施,防止土料受雨水淋湿或冻结。

2.质量检验

施工结束后,对土或灰土挤密桩加固处理地基的质量,应及时进行抽样,进行检验。对一般工程,主要检查桩和桩间土的干密度、承载力和施工记录;对重要或大型工程,除应检测上述内容外,尚应进行荷载试验或其他原位测试。也可在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性。土或灰土挤密桩复合地基进行荷载试验时,试验桩的数量不应少于3根,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值作为土或灰土挤密桩复合地基承载力标准值。抽样检验的数量不应少于桩孔总数的2%。不合格处应采取加桩或其他补救措施。

参考文献:

[1]刘吉士.阎洪河主编.建筑施工技术.北京.人民交通出版社.2013.

[2]李军主编.建筑机械化施工设备与技术.北京.人民交通出版社.2012.

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