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湿陷性黄土地区地基基础施工技术
分公司
2011年12月
目录
一、综述 1
(一)湿陷性黄土在我国的分布 1
(二)湿陷性黄土的形成及特性: 4
(三)常用的湿陷性黄土地基处理方式 5
二、工程介绍 6
(一)、工程简介 6
(二)、现场勘探土层及岩土性质介绍 7
(三)、湿陷性黄土厚度 10
三、地基处理需解决的问题 11
四、地基处理方案选择 13
五、施工工艺 15
(一)、灰土垫层地基 15
(二)、水泥土桩复合地基 20
(三)、静载试验 25
六、实施效果 26
(一)、满足设计及规范要求 26
(二)、效益分析 26
(三)、工期分析 26
湿陷性黄土地区地基基础施工技术
一、综述
(一)湿陷性黄土在我国的分布
1.我国湿陷性黄土主要分布在山西、陕西、甘肃的大部分地区,河南西部和宁夏、青海、河北的部分地区,此外,新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区和山东、辽宁、黑龙江等省,局部地区亦分布有湿陷性黄土。湿陷性黄土总面积约为63.5万平方公里,约占中国黄土分布面积的60%左右,厚度最大达30m左右。并具有自东向西、自南向北其湿陷性逐渐加剧的规律。
2.河南省湿陷性黄土主要分布在三门峡、灵宝、 等西部地区,受地壳影响以及地理位置、地质条件、气候条件诸多因素的影响,使各地区之间湿陷性黄土在构成、层厚上存在较大差异,而 地区的湿陷性黄土的岩土地质条件又是我国最复杂地区之一。在 地区分布的基本情况详见下图、表:
中国湿陷性黄土工程地址分区略图
湿陷性黄土的物理力学性质指标
(二)湿陷性黄土的形成及特性:
1.湿陷性黄土的形成:黄土在一定压力(土自重或自重压力和外压力)作用下,受水浸湿后结构迅速破坏而发生的显著下沉现象,称之为湿陷。具有湿陷性的黄土称为湿陷性黄土。有些杂填土也具有湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。中国现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004对湿陷性黄土从工程角度作了明确划分,将湿陷系数δs≥0.015的黄土定义为湿陷性黄土,同时将实测或计算自重湿陷量大于7cm的湿陷性黄土定义为自重湿陷性黄土,将实测或计算自重湿陷量小于或等于7cm的湿陷性黄土定义为非自重湿陷性黄土,并将黄土的湿陷等级划分为轻微(Ⅰ级)、中等(Ⅱ级)、严重(Ⅲ级)、很严重(Ⅳ级)4个级别。
湿陷性黄土地区地貌图
2.湿陷性黄土的特性:
湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土,具有大孔和垂直节理,在天然湿度下,其压缩性较低,强度较高,但遇水浸湿时,土的强度显著降低,在附加压力或在附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形,是一种下沉
量大、下沉速度快的失稳性变形,对建筑物危害性大。
(三)常用的湿陷性黄土地基处理方式
1.防止湿陷性黄土地基湿陷的综合措施:可分为地基处理、防水措施和结构措施三种。其中地基处理措施主要用于改善土的物理力学性质,减小或消除地基的湿陷变形;防水措施主要用于防止或减少地基受水浸湿;结构措施主要用于减小和调整建筑物的不均匀沉降,或使上部结构适应地基的变形。
显然,上述三种措施的作用及功能各不相同,根据该工程的特点和地质情况采取的是以地基处理为主的综合措施,即以治本为主,突出重点,消除隐患。
湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性,提高地基的承载力。在湿陷性黄土地区进行建设,应根据湿陷性黄土的特点和工程要求,因地制宜,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基浸水湿陷对建筑物产生危害。
2.常用的地基处理方法有:土或灰土垫层、土桩或水泥土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。
各类地基的处理方法都应因地制宜,通过技术比较后合理选用。
对于Ⅱ级以上湿陷性黄土地基处理如采用土或灰土垫层、土桩或水泥土桩、桩基础、预浸水法,不同程度存在工作量大、花费劳力多、施工现场占地大、工期长、造价高等缺点。
二、工程介绍
(一)、工程简介
1.地理位置及地貌:项目位于 市老城区,交通便利。拟建场地位于 的邙山丘陵地区,由于受冲沟切割,场地地形为向东南突出的山梁顶部,各楼均位于山梁缓坡处,地势呈北高南低,西高东低。场地内场地地表相对平整,由北至南分布2~3个小坎,场地内勘探点地面标高在232.03~227.90m之间,最大相对高差4.13m。
项目现场状态图
2.工程建筑结构情况: 项目总建筑面积约13万平方米。包括2栋16层住宅楼、5栋11层住宅楼、10栋7层住宅楼及幼儿园和商铺。其中:16层和11层住宅楼高度分别为48.45m和33.45m,为剪力墙结构,有一层地下室,埋深6.15m拟采用桩基础或复合地基;7层住宅楼为异型柱框架结构,有一层地下室,埋深6.15m拟采用灰土垫层地基。地基承载力不低于200KPa各建筑物对差异沉降敏感程度均为合格。
序号
楼号
建筑面积(m2)
层数
檐高(m)
结构形式
基础埋深(m)
地基基础形式
1
3#楼
6506.26
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
2
6#楼
4350.32
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
3
7#楼
4350.32
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
4
9#楼
4353.15
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
5
10#楼
4353.15
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
6
12#楼
4350.32
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
7
13#楼
4350.32
7/1
21
框架结构
6.15
筏板
8
46#楼
10509.5
11
31.9
剪力墙结构
4.5
筏板
9
47#楼
6824.7
11
31.9
剪力墙结构
4.5
筏板
(二)、现场勘探土层及岩土性质介绍
1.勘探土层及岩土性质评价:
根据野外钻探、室内土工试验及原位测试成果进行综合分析,地基土上部主要为冲洪积作用形成的粘性土层,下伏第三系粉质粘土。现将本次勘探深度内的地基土层自上而下分述如下:
(1)填土(Q4ml):主要为表层耕土和素填土。土质松散,结构性差。厚度0.20~1.30m,层底标高223.48~228.83m,层底埋深0.20~1.30m。
(2)黄土状粉质粘土夹姜石(Q2al+pl):浅红褐色,黄褐色(稍红),硬塑~坚硬,局部可塑,具针状孔隙,含有白色钙丝、铁锰质斑,含有姜石,局部姜石富集成层,具块状结构,干强度中等,韧性中等,稍有光滑,无摇振反应,压缩系数平均值1-2=0.16MPa-1,属中压缩性土,湿陷系数大于0.015,具有湿陷性。厚度3.60~6.40m,层底标高217.78~224.67m,
层底埋深3.60~7.00m。
(3)黄土状粉质粘土夹姜石(Q2al+pl):浅黄褐~黄褐色,硬塑~坚硬,局部可塑,具针孔状孔隙和大孔隙,含有白色钙丝、铁锰质斑及姜石,顶部有厚度20cm左右的姜石富集层。干强度中等,韧性中等,稍有光滑,无摇振反应。压缩系数平均值1-2=0.21MPa-1,属中压缩性土。湿陷系数大于0.015,具有湿陷性。厚度2.10~3.40m,层底标高215.38~222.27m,层底埋深5.80~9.40m。
(4)粉质粘土(Q2al+pl):棕红色、浅棕红色,硬塑~坚硬,具少量针状孔隙,含有铁锰质斑,略具块状结构,油脂光泽,干强度高,韧性较高,稍有光滑,无摇振反应,压缩系数平均值1-2=0.18MPa-1,属中压缩性土。湿陷系数大于0.015,具有湿陷性。厚度0.80~5.20m,层底标高211.18~221.47m,层底埋深7.50~13.90m。
(5)粉质粘土夹姜石(Q2al+pl):黄褐色(带红色)、浅棕红色,硬塑~坚硬。具少量不明显的针状孔隙,含有铁锰质斑及姜石,夹姜石薄层,局部含砂量较高。干强度较高,韧性较高,切面光滑,无摇振反应,压缩系数平均值1-2=0.20MPa-1,属中压缩性土。湿陷系数大于0.015,具有湿陷性。厚度1.60~7.00m,层底标高205.68~219.77m,层底埋深9.20~20.50m。
(6)钙质胶结(N):灰白色,坚硬,为钙质结晶层夹富钙质土团。钻探施工较困难,采用岩心管回转钻进。分布不稳定,厚度变化大,厚度1.10~3.40m,层底标高203.40~205.38m,层底埋深18.40~22.90m。
(7)粉质粘土夹砂(N):黄褐色为主,局部稍带红色,硬塑~坚硬。具少量针状孔隙,含有铁锰质斑点及姜石,局部钙质结核含量大,胶结成薄层。局部夹粉砂。钻进较困难。干强度高,韧性中等,稍有光滑,无摇振反应。压缩系数平均值1-2=0.15MPa-1,属中压缩性土,该层未钻穿,揭露最大厚度19.50m。
根据野外钻探,现场原位测试及室内土工试验成果,依据国家有关规范,并结合地区建筑经验,综合确定各地基土层的承载力特征值及变形参数如下所示。
各地基土承载力特征值及压缩模量
地基土层层名
承载力特征值fak(kPa)
压缩模量Es(1-2)(MPa)
(2)黄土状粉质粘土夹姜石
190
11.8
(3)黄土状粉质粘土夹姜石
180
10.0
(4)粉质粘土
210
10.5
(5)粉质粘土夹姜石
240
9.8
(6)钙质胶结层
340
25.0*
(7)粉质粘土夹砂
300
10.7
注:带“*”者为变形模量。
该项目场地地貌单元属于邙山丘陵,场地上部主要分布由冲洪积作用形成的黄土状粉质粘土、粉质粘土层,下部为第三系粉质粘土层。(2)、(3)、(4)、(5)层都具有湿陷性,湿陷性黄土厚度为9.20~20.50m。
2.地下水评价
在勘探深度(20.0m)范围内,未见地下水。
3.场地地震评价
建筑场地抗震地段
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)4.1.1条,场地位于一突出山梁斜坡,根据规范,该场地应视为抗震不利地段。
1)场地抗震设防烈度
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)的附录A, 市区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g。
2)场地土类型及建筑场地类别
本次勘察采用的是单孔检层法,依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)的有关规定,依此判定建筑场地类别为Ⅱ类。
3)场地的抗震稳定性评价
拟建场区内及其周围无全新活动断裂通过,地震时不会产生液化现象。场地地势平坦,该场地在地震时不会发生滑坡、坍塌等现象,地震时场地是安全稳定的。
4)地基土抗震承载力调整系数
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)之第4.2节规定,结合地基土的性状与名称,各地基土层抗震承载力调整系数可按下表采用。
地基土抗震承载力调整系数
地层层号
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
调整系数
1.3
1.3
1.3
1.3
1.5
1.5
4.不良地质条件
勘察结果表明,场地无岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区和因城市或工业区抽水而引起区域性地面沉降等不良地质现象。
据甲方介绍,场地内没有防空洞,但场地内分布墓坑较多,分布深度在3~6m,施工前应根据文物普探资料进行处理。
(三)、湿陷性黄土厚度
根据地勘报告(2)、(3)、(4)、(5)层都具有湿陷性,湿陷性黄土厚度为9.20~20.50m。
6#楼,基底标高219.80m,基础持力层为第四层黄土状粉质粘土; 7#楼,基底标高219.80m;10#楼,基底标高220.00m;12#楼,基底标高220.00m,基础持力层为第三层黄土状粉质粘土,基底以下持力层及主要受力层空间分布稳定,层面坡度小于10%,属均匀地基。
3#楼,基底标高220.30.m,基础持力层为第三层黄土状粉质粘土和第四层黄土状粉质粘土: 9#楼,基底标高220.00m基础持力层为第三层黄土状粉质粘土和第四层黄土状粉质粘土,基础坐落于不同土体之上,为不均匀地基。
13#楼,基底标高220.00m,基础部分底面高于场地自然地面,需回填处理,为不均匀地基。
三、地基处理需解决的问题
1.根据上述勘探内容可以看到湿陷性黄土广泛地存在于该项目的各层土下,该土属大孔隙土,具中、高压缩性,在天然含水量下,其压缩性较低,强度较高,但遇水浸湿时,土的强度显著降低,在附加压力或在附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形,是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形,对建筑物危害性大。故针对不同土质条件和建筑物的类别,在地基压缩层内或湿陷性黄土层内采取处理措施,以改善土的物理力学性质,使土的压缩性降低、承载力提高、消除土的湿陷性是该工程地基处理的重点。
多层住宅基础底标高为-6.15m,与设计勘探给定的地基持力层间有一层湿陷性黄土,该土层为非自重湿陷性黄土,含水率不高、承载力差;小高层基础埋深不大,基底以下湿陷性黄土较厚,如何消除黄土的湿陷性,使地基承载力满足设计要求是需要解决的问题。
2.开挖后的现场地质情况
除46#楼开挖过程中遇到小型墓坑2个、6#楼出现小范围夹姜石,以外其余栋号都未发生异常,与计划开挖情况基本相符。
夹姜石土层
夹姜石土层开挖后的剖面
姜石为钙质结核,所谓结核,就是指沉积岩中与围岩成分有明显区别的某种矿物质团块,其形态有球状、卵状及不规则状等等。姜石主要产于粘土质地层中,并夹杂在土层中,如页岩、板岩、粘土岩和黄土之中。
四、地基处理方案选择
湿陷性黄土产生湿陷的主要原因是由于土体压密性低,通常以各种工程措施增加土体的密实度,以达到消除湿陷性的目的。
在该地区的地基设计方面如何选用合理的地基基础处理方案尤为重要,从设计方面来讲,应结合岩土地质条件、工程性质、工程实践经验进行综合分析研究,对于湿陷性黄土地基处理的实践已有几十年了,具体方法也很多,但归纳起来其基本思路主要为以下几种:
(1)基本消除基础已有土层的湿陷性;其常用方法有强夯、换土、挤密桩、水泥土桩等。这是对于土层较薄(10m以内)时采用的办法。当土层深厚时,常用办法就是预浸水处理。这类办法是通过工程措施,针对湿陷土层本身进行处理,改善其土壤结构和基本特性,以达到消除其湿陷性的目的。这种方法的缺点是对于深厚湿陷性黄土来说,耗时太长,往往影响工期。优点是施工方便,费用较低;
(2)使建筑物基础穿透湿陷性黄土层,传力于湿陷土层以下的持力土层上,达到躲过湿陷性黄土层的目的。常用方法就是桩基,尤以灌注桩为主。这种方法避过了湿陷性土层,使基础传力于湿陷土层以下的持力土层上,相对来说比较安全可靠,所以被广泛应用于比较重要的独立建筑物的基础处理。缺点是投资费用较大;
(3)充分作好建筑物基础的隔水层,使基础湿陷性黄土地基无法浸水,以达到避免地基湿陷的目的。常用的隔水材料有灰土、油毡以及各种PVC和PE膜。这种方法常常用于对基础承载力要求不高的设施,如游泳池、供水管床、渠道等。
通过对几种方法进行比较,从中选择最合适本工程的施工方法尤为重要,强夯法成本低,简单易行,但本工程湿陷性黄土分布厚度偏差较大(在同一楼层基础面),夯实效果不易控制,土层含水率低也影响夯实效果,另外,夯实产生的冲击噪音不利于环保,故不适于本工程。
预浸水处理法主要用于自重湿陷性黄土,浸水处理结合强夯法,工期漫长,不利于现场文明施工,该方法在建筑工程中已很少使用。
灰土垫层法施工大量应用于豫西地区1级(轻微)非自重湿陷性黄土场地上的多层建筑,从豫西湿陷性黄土地区灰土垫层多年实践经验看,灰土垫层地基承载力可达250KPa,多层建筑多年累积沉降量仅数毫米。采用灰土垫层浅基础方案时应特别注意的问题是:该场地属 邙山岭地区,该地区古墓较多,采用换填垫层浅基础方案时,应对基槽作钎探检验,确保基底下无古墓分布(钎探应有记录)。还有以下问题值得注意:
1、对该类地基到底是按灰土垫层还是按灰土地基进行持力层验算,二者有矛盾,现在看来难以定论,但从豫西湿陷性黄土地区灰土垫层多年经验看,按灰土垫层验算是偏于安全的。
2、关于灰土垫层质量的评价方法问题也值得探讨:不必强制性规定对灰土垫层必须进行载荷试验,这样造成大量浪费现象;对土料进行控制,对灰料以CAO和MGO含量进行控制;当对灰土的配料质量、配比、垫层质量有异议时,应以灰土垫层的水稳性作控制标准,进行饱水无侧限抗压强度试验。
挤密土桩、水泥土桩近些年用于湿陷性黄土地基处理已越来越多,结合本工程湿陷性黄土的性状、分布及厚度,采用此方法较为适用。
夯实水泥土桩是一种施工周期短、工程造价低、施工文明、质量容易控制的地基处理方法。近年来经过大量的室内、原位测试和工程实践,该方法日臻完善,产生了较好的社会经济效益,节省了大量建设资金。
通过几种方法的比较,结合现场实际情况,多层住宅采用灰土换填地基,高层和小高层住宅楼荷载较大,对沉降和差异沉降较敏感,为了提高地基的均匀性和减小地基不均匀变形采用夯实水泥土桩复合地基。
五、施工工艺
(一)、灰土垫层地基
3#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#楼主楼筏板基础均以第(4)层土作为基础的持力层fak=190kpa,对基底以下第(4)层土以上各土层应全部挖出。12#、13#楼主楼筏板基础均以第(3)层土作为基础的持力层,承载力特征值为fak=190kpa,对基底以下第(3)层土以上各土层应全部挖出。多层住宅采用灰土垫层。灰土体积比为3:7。垫层施工应按有关规范规定确定单层厚度,并通过现场试验确定碾压遍数,每层施工结束后应及时进行质量检验,检验时取样点应位于每层厚度的2/3深度处,检验点数按有关规定确定,压实系数不小于0.95。
灰土垫层的承载力宜通过现场静载荷试验确定。初步设计时可取200kPa。灰土垫层厚度和宽度可按JGJ79-2002规范中公式4.2.1-1、4.2.1-2和4.2.2确定:
Pz+Pcz≤faz
Pz=b(Pk-Pc)/(b+2ztgθ)
b’=b+2ztgθ+C
式中各符号意义同规范。
对已发现的墓坑按规范要求采用灰土垫层分层压实回填,其压实系数应满足规范要求(在地基主要受力层范围内压实系数λc≥0.97,在地基主要受力层范围以下压实系数λc≥0.95。建筑物范围以外建议压实系数λc≥0.95)。基底应采用不小于20吨压路机碾压。
20吨压路机碾压现场
1、主要施工方法及质量要求
1)工艺流程
验土和石灰粉的质量并过筛→灰土拌合→槽底清理→分层铺灰土→碾压密实→找平验收
2)施工要点
(1)首先检查土质和石灰的材料质量是否符合标准的要求,然后用机械搅拌机拌和,振动过筛,筛去其中未熟化的生石灰块,颗粒粒径不得大于5mm。
筛土现场
(2)灰土拌合:灰土的拌合采用装载机,严格按设计要求的配合比用铲斗计量,然后拌合均匀。首先铲运2斗土堆成一堆,再铲1斗筛好的灰自土堆顶部轻轻倒下,重复上述过程2次(每次铲运的土或灰都应自土堆顶部倒下),最后铲1斗土自土堆顶部倒下,这样就形成了7斗土、3斗灰的灰土堆。为了使消石灰和黏土拌合均匀,用装载机铲运配好的灰土至另一位置由高空倒下,其后铲运的灰土必须从土堆的顶部下落,这样重复挪移灰土堆2~3次。灰土配比3:7(体积比)。垫层灰土必须过标准斗,严格控制执行配合比。拌合时必须均匀一致,至少拌和两次;拌合好的灰土颜色应一致。
(3)灰土施工时,应适当控制含水量,工地检验方法是:用手将灰土紧握成团,两指轻捏即碎为宜。如土料水分过多或不足时,应晾干或洒水润湿。
灰土拌合现场
(4)基坑底表面应将虚土、树叶、木梢等杂物清理干净。
(5)分层铺灰土:灰土拌合均匀后,用装载机运至拉好控制线的部位,铲斗轻轻放下,边倒车边倾斜铲斗,倒出灰土,人工随后找平。灰土铺摊厚度200~250mm/层;各层虚铺厚度都用人工摊平。
(6)压实::灰土铺设完毕后,用打夯机夯实。打夯机必须行驶速度均匀,夯压第二遍时,方向应与第一遍垂直。
(7)留槎和接槎:上下层接槎部位要错开2米,并且要夯压密实。
(8)找平和验收:灰土最上一层完成后,应拉线或用靠尺检查标高和平整度。高的地方用铁锹铲平;低的地方补打灰土,然后请质量检查人员验收。
(9)取样:虚铺灰土压实完毕后,应采用环刀取样,测定其干密度。取样部位在每层灰土压实后的2/3深度处,达到设计要求时,才能进行上一层灰土的铺摊。
3)质量标准
(1)基底的土质必须符合设计要求。
(2)配料正确,拌合均匀,分层虚铺厚度符合规定,碾压密实,表面无松散、翘皮。
(3)留槎和接槎,分层留接槎的位置、方法正确,接槎密实、平整。
2、应注意的质量问题
1)按要求测定干土质量密度:灰土垫层施工时,每层都应测定夯实后的干土质量密度,检验其密实度,符合设计要求后,才能铺摊上层灰土。并且在试验报告中注明土料种类,配合比、试验日期、结论、试验人员签字。未达到设计要求的部位,均应有处理方法和复验结果。
2)石灰熟化不良;没有认真过筛,颗粒过大,造成颗粒遇水熟化时体积膨胀,将上部结构或垫层拱裂。务必认真对待石灰熟化工作,严格按要求过筛。
3)灰土垫层表面平整度偏差过大,造成地面开裂、空鼓。应认真检查灰土垫层表面标高和平整度,防止造成返工损失。
4)雨期做好灰土垫层工程分项施工方案;施工时应严格执行技术措施,避免造成灰土水泡返工事故。
施工完成后灰土垫层
(二)、水泥土桩复合地基
夯实水泥土桩的设计、施工、检验应严格按照有关规范进行。夯实水泥土桩复合地基承载力特征值应按现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按下式估算:
fspa=m
式中各符号的意义详见《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中第9.2.5条。
Ra按下面两个公式综合计算单桩竖向承载力特征值:
式(一):Ra=qpaAp+UΣqsiali(桩基设计参数见本工程岩土工程勘察报告书表7)
式(二):
fcu—桩体混合料试块(边长为150mm立方体)标准养护28d抗压强度平均值(按4.50MPa取值计算)。
施工时周围两排桩应加长加密形成止水帷幕,在桩顶面铺设100~300mm厚的褥垫层,垫层材料可选用中砂、粗砂或碎石等,最大粒径不宜大于20mm。褥垫层施工完毕后,对四周采用与褥垫层同厚度宽约0.5m左右的夯实水泥土进行围护,以防渗水浸泡地基。由于复合地基承载力较高,设计时可考虑在建筑物外侧加一排素土挤密桩进行防护。
复合地基施工应遵循有关规范,施工中和施工后应进行有关项目的检测,以保证施工质量。
1.桩距的布置形式
该工程轴线尺寸43.20m×13.50m,筏板基础。采用夯实水泥土桩,布桩形式采用在基础内三角形布桩,设计桩径400mm,施工桩长7.5m(桩顶标高-4.80m),有效桩长7.2m,桩距1.2m,共布桩762根。
旋挖钻机挖孔现场
2.夯实水泥土桩施工工艺
1)施工工艺流程图
场地平整
桩孔位置测量及布设
成孔
验孔
混合料拌制
桩孔夯实
桩体质量检测
2)施工要点
(1)根据设计图纸会同甲方共同完成桩的测量放线工作;
(2)施作Φ350,质量要求满足如下:
项目
孔位
孔垂直度
孔径
孔深
虚土
实测结果
<5cm
≤1.5%
±2cm
<10cm
<10cm
(3)拌料:水泥和土要均匀拌合,颜色一致,含水量控制在最优含水量±3%以内,控制标准为:手握成团,落地开花。按1:7的体积比将水泥与土料进行混和。为便于计量,可以将体积比换算成每根桩的水泥用量,一根桩(7.5m)用水泥约为156 Kg,用土(松方)0.84 m3。现场按比例混和后的水泥土用人工拌和一次,再由粉土机粉碎、搅拌、筛制与拌和。
(4)填料:水泥土拌合料应在3小时内用完,混合料要充分搅拌均匀,填料控制应均匀,夯锤落距与每锤填料量应根据现场试验确定,压实系数≥0.93,填料速度与落锤频率要协调一致,严禁突击填料。
(5)夯实:填料前应先夯实孔底(至少三锤),水泥与土粒配合比符合设计要求,夯实击数应经试验确定,质量符合设计要求,填料应及时夯实,随填随夯,保证成桩质量,使桩体成桩均匀。
(6)按要求设计施工静载荷试验桩,养护10天以上(应该28天),进行静载荷试验。
3.施工质量要求
1)测量放线的质量要求
(1)要求测量放线人员必须经验丰富,持证上岗;
(2)测量按有关规范、规程执行;
(3)认真作好复测验收工作,确保放线坐标、标高等准确无误。
2)成孔的质量要求
(1)成孔直径应达到设计要求直径,其允许偏差不得大于0.4D;
(2)成孔从自然地坪下开始打孔(成孔深度根据现场实际情况具体确定),孔底标高应达到设计深度,以确保桩身长度;
(3)桩位误差:桩中心偏差不应该超过桩径设计值的1/4,垂直度偏差不大于1.5%;
(4)进入持力层深度必须达到设计要求。
3)填料的质量要求
(1)水泥必须有出厂合格证,并经现场取样试验合格后方可使用。
(2)土料有机质含量≤5%,不得含有耕土、淤泥质土及生活垃圾。
(3)所有土料均采用打土机粉碎。
4)夯击的质量要求
(1)经现场试验取得投料量、夯击击数,必须严格执行,保证夯击质量;
(2)进行随机抽检,采用N10检测,N10≥30击,并应均匀。
(3)桩孔夯填高度(夯到设计标高)需超过桩顶标高300mm。
5)施工材料质量保证
所有进场材料,必须具有材质单和试验报告,无出厂合格证的材料不得进场。
4.质量保证体系
1)质量保证措施
(1)现场成立质量保证领导小组,明确责任。
(2)班组设专职质量检查员。
(3)发现不符合质量标准的问题及时纠正。
(4)严格按照国家有关规范、规程和设计要求施工,实行全面质量管理。
(5)分项工程如成孔、混合料拌制、桩孔夯实、桩体质量检验等要严格把关,按照施工规范要求进行质检,明确责任分工。
(6)及时作好各项施工记录,收集有关地质资料及试验数据,及时采取调整措施。
(7)派专职人员,进行材料试验工作,作好各种试验数据的记录和整理,以便及时发现问题,尽快解决。
(8)及时会同有关质检人员、监理人员对每道工序进行复检。
(三)、静载试验
承压板面积大于0.25m2同一土层参加统计的试验点四点,加荷分级为8级。最大加载量大于设计要求的两倍,每级加载后,按间隔10、10、10、15、15min,以后为每隔半小时测读一次沉降量,在连续两小时内,每小时的沉降量小于0.1mm,试验合格试验单位已向我项目部出具合格验收单据。
静载试验
夯实水泥土桩检测成果报告
六、实施效果
(一)、满足设计及规范要求
目前所有栋号均已进入装饰装修阶段,通过沉降观测分析,灰土地基及水泥土桩复合地基均满足设计要求
(二)、效益分析
两种地基处理方式与其他处理方法相比较相对要节约成本,夯实水泥土桩混合料采用水泥和土,造价低廉,处理占地面积200m2左右的一个多层住宅单元,费用2~3万元,较其它处理方法节省费用。
(三)、工期分析
由于灰土大面积灰土换填均采用机械施工,既保证了施工质量,又加快了施工进度。
夯实水泥土桩处理方法工期短、无环境噪音污染,对水、电条件要求不高,易于推行采用。
我们通过合理施工、严格控制,有效的解决了湿陷性黄土地质条件下的基础施工问题。 工程地基基础已全部完成。采取灰土垫层、夯实水泥土桩复合地基技术解决黄土的湿陷性和承载力不足的问题,是一种经济、高效、安全、可靠的地基处理方法。该项技术具有施工方便、加固效果显著、质量易控制、施工速度快,且造价低廉,具有明显的经济效益、社会效益。
回顾基础处理的全部过程积累了很多宝贵的经验,也有一些尚待进一步总结完善,希望能在今后同类地质条件下的地基基础施工起到指导作用。
分公司
2011年11月
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