CN104404838B - 速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法 - Google Patents
速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104404838B CN104404838B CN201410669718.XA CN201410669718A CN104404838B CN 104404838 B CN104404838 B CN 104404838B CN 201410669718 A CN201410669718 A CN 201410669718A CN 104404838 B CN104404838 B CN 104404838B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pile
- construction
- stake
- soil
- cement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B37/00—Making, maintaining, renewing, or taking-up the ballastway or the track, not provided for in a single one of groups E01B27/00 - E01B35/00
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B2/00—General structure of permanent way
- E01B2/006—Deep foundation of tracks
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D11/00—Methods or apparatus specially adapted for both placing and removing sheet pile bulkheads, piles, or mould-pipes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/34—Foundations for sinking or earthquake territories
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
- E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
- E02D5/385—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds with removal of the outer mould-pipes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
- E01B2204/08—Deep or vertical foundation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2250/00—Production methods
- E02D2250/0007—Production methods using a mold
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2250/00—Production methods
- E02D2250/003—Injection of material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2300/00—Materials
- E02D2300/0004—Synthetics
- E02D2300/0018—Cement used as binder
- E02D2300/002—Concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,属于铁路施工技术领域。本发明的速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,包括:步骤1、以两个涵洞或两桥之间为一个施工单元,首先进行水泥土挤密桩消除地基上部黄土的湿陷性,具体采用先两边后中间、隔排施工进行;其中水泥土挤密桩采用沉管法成孔;步骤2、采用CFG桩进行地基加固,其中CFG桩采用长螺旋钻机成孔;步骤3、清除桩间土后进行水泥土垫层施工,通过试验检查确认合格后进入路基本体填筑工序。本发明主要解决度200km/h以上快速铁路路基施工后沉降要求高,而湿陷性黄土一般处于饱和状态,路基工后沉降量控制难度较大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及铁路施工技术领域,尤其是一种铁路湿陷性黄土路基基底的处理方法。
背景技术
湿陷性黄土是在干旱的气候条件下形成的,在形成初期,季节性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起来,而长期干旱使水分不断蒸发,形成以粗粉粒为主体骨架的多孔隙结构。它的特性是在天然干燥状态下具有较高的强度和较小的压缩性,一旦大量降水或渠水渗入,黄土中的多种可溶盐浸湿后被溶化,土中胶结力减弱,在自重和一定荷重共同作用下土体结构迅速破坏,承载力也急剧降低,产生大量湿陷变形,致使位于其上的结构物遭到破坏。西北地区干旱、半干旱的气候环境,使黄土堆积具备了欠压密的大孔隙结构,这是黄土产生湿陷的一个重要条件,黄土在荷载和浸水作用下,结构连接的松弛和强度的削弱是产生湿陷变形的基本原因。黄土微结构特征的不同,即组成黄土骨架颗粒的成分、形态、颗粒间连接的性质,孔隙发育状况的不同,湿陷变形发生的迟缓和剧烈程度就不同。黄土的湿陷性主要取决于土的内在基本特征、所处地区的地质环境这两个方面的因素,同时,这两个因素也决定了黄土的其它工程地质性质。
目前,对于速度200km/h以上快速铁路路基施工后沉降要求高,而湿陷性黄土一般处于饱和状态,路基工后沉降量控制难度较大,这是目前湿陷性黄土路基基底建设上遇到的最大困难,特别是在新建兰新第二双线铁路甘青段路基占设计总长度的72%,土石方达7800多万方,是国内路基比重最高的高速铁路。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,主要解决度200km/h以上快速铁路路基施工后沉降要求高,而湿陷性黄土一般处于饱和状态,路基工后沉降量控制难度较大的技术问题,提供一整套高质量、高效率的厚层湿陷性黄土路基基底处理、路基填筑及沉降控制技术,满足西北地区建设高等级铁路路基施工及工后沉降的相关要求。
本发明采用的技术方案如下:
本发明的速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,通过以下步骤实现:
步骤1、以两个涵洞或两桥之间为一个施工单元,首先进行水泥土挤密桩消除路基基底黄土的湿陷性,具体采用先两边后中间、隔排施工进行;其中水泥土挤密桩采用沉管法成孔;
其中步骤1中,先将黄土土料与水泥按设计配合混合搅拌,要求黄土土料中的有机质含量不得超过5%,水泥掺量为9%,最大干密度ρdmax=1.68g/cm3,含水率ωopt(%)=16.12%,允许偏差不得大于±2%;
水泥土挤密桩施工步骤为:(1)、场地平整清理;(2)、定桩孔位和编号放样;(3)、沉桩机就位,将沉桩管尖对准桩位,调平扩桩机架,桩管保持垂直,检查桩管垂直度偏差不大于1.5%;采用沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔,桩管顶端设桩帽,下端作成60°角度锥形活动桩尖,沉桩管至设计标高时,再拔管,要求控制拔管速度,在拔管前宜停顿约10秒;(4)、检查,验孔合格后进行夯实操作,要求夯实次数不小于8击;再向孔内填料,其中水泥土分层回填夯实,逐层以量斗定量向桩孔内下料,每层回填厚度280~320mm;(5)、反复进行前述步骤(3)和(4),直至综合检验合格成桩;其中处理区段地基土的含水率低于12%时,需对处理范围内的土层进行增湿,增湿处理应在路基基底处理前4~6d完成,待需增湿的水通过渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。
步骤2、采用CFG桩进行路基基底加固,其中CFG桩采用长螺旋钻机成孔;
其中采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工的步骤包括:
(1)、CFG桩钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
(2)、混合料搅拌,混合料搅拌要求按粉煤灰:粗砂:碎石:水:外加剂=170:150:813:1076:150:3.84的配合比进行配料,计量要求准确,拌合时间不得少于1min,所述碎石的粒径范围为5~31.5mm;
(3)、钻进成孔,钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进;在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺;当钻头到达设计桩长预定标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记,作为施工时控制孔深的依据;当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求;
(4)灌注及拔管,CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆心充满混合料后开始拔管,成桩的提拔速度宜控制在2~3m/min,灌注成桩完成后,桩顶采用湿黏土封顶;
(5)移机当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。
步骤2中,沉管法施工步骤为:
(1)沉管:根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装;
(2)其中桩机就位,保持桩管垂直,垂直度偏差不大于l%;采用预制钢筋混凝土桩尖时,需埋入地表高且停机后投料,直至管内混合料顶面与钢管料口平齐;
(3)拔管,启动电动机,首次投料留振5~10s再开始拔管,拔管速率为1.2~1.5m/min;成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米,且浮浆厚度不超过20cm;
(4)封顶,沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用湿黏土封顶;
(5)移机,钻机移位进行下一根桩的施工。
其中在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d;冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。
步骤3、清除桩间土后进行水泥土垫层施工,通过试验检查确认合格后进入路基本体填筑工序。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明的速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,主要解决度200km/h以上快速铁路路基施工后沉降要求高,而湿陷性黄土一般处于饱和状态,路基工后沉降量控制难度较大的技术问题,提供一整套高质量、高效率的厚层湿陷性黄土路基基底处理、路基填筑及沉降控制技术,满足西北地区建设高等级铁路路基施工及工后沉降的相关要求。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是本发明中水泥土挤密桩施工工艺流程图;
图2是本发明中CFG桩施工工艺流程图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1和图2所示,本发明的速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,运用到兰新第二双线铁路路基基底处理上,分别采用了冲击碾压、强夯、重夯、换填等多种方式,在厚层湿陷性黄土路基基底处理过程中,为更好地满足路基施工后沉降的要求,采用长短桩结合进行复合路基基底处理:先采用水泥土挤密桩消除路基基底黄土的湿陷性(先两边后中间、隔排施工的原则进行施工),再采用CFG桩进行路基基底加固。
由于西北地区风沙大、干旱少雨、昼夜温差大、冬季严寒且持续时间长,尤其桩基处理地段集中在甘肃省张掖市民乐县境内,平均海拨2400m,有效施工时间仅为6~7个月,为实现快速铁路路基工后沉降的严格要求,结合本标段复合地基处理工程量大的特点,需对施工组织进一步细化,并制定切实可行的技术及工艺措施,确保成桩质量满足要求。经现场调查并结合设计要求,确定成孔方式为:水泥土挤密桩采用沉管法成孔,CFG桩采用长螺旋钻机成孔,以两个涵洞或两桥之间为一个施工单元,首先进行水泥土挤密桩施工,再进行CFG桩及桩帽施工,清除桩间土后进行水泥土垫层施工,通过试验检查确认合格后进入路基本体填筑工序。
其中本发明中的水泥土挤密桩施工工艺及措施如下:
1、配合比设计:水泥土挤密桩土料宜就近选用黄土,水泥可选用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥,水泥土按设计配合比在集料拌和站集中拌和,并且根据施工进度要求随拌随用,并经试验确定水泥土所用土料的合理含水率,通过室内试验,确定水泥掺量为9%,最大干密度ρdmax=1.68g/cm3,最优含水率ωopt(%)=16.12%。
施工时应隔排隔行,间隔1~2孔跳打,成孔后立即回填,以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。当整片处理时宜由内向外进行,局部处理宜由外向内进行。处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量,当土的含水率低于12%时,宜对处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在路基基底处理前4~6d完成,需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。
2、施工工艺及注意事项:水泥土挤密桩施工工艺流程如图1,施工注意事项:(1)土料中有机质含量不得超过5%,不得含有冻土或膨胀土,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,其允许偏差不得大于±2%;土料与水泥应拌和均匀,水泥用量不得少于按试验确定的重量;向孔内填料前孔底必须夯实;桩顶夯填至设计桩顶标高后,垫层施工前应场地整平并碾压密实。
(2)处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量,当土的含水率低于12%时,宜对处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在地基处理前4~6d完成,需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。
(3)填料的拌制与运输:水泥土(灰土)要求采用厂拌,各种用料计量准确,配合比符合设计值,水泥土(灰土)混合料外观颜色均一,采用运输车覆盖运输,水泥土(灰土)拌制根据回填要求随拌随用,已拌成水泥土(灰土)不得超过6小时或隔夜使用,被雨水淋湿、浸泡水泥土(灰土)严禁使用按作废处理。下雨期间不进行水泥土(灰土)拌制。
(4)施工顺序:隔排隔行,间隔1~2孔跳打,成孔后立即回填,以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌;整片处理时宜由内向外进行,局部处理宜由外向内进行;机就位后,使沉管尖对准桩位,调平扩桩机架,使桩管保持垂直,用线锤吊线检查桩管垂直度,确保垂直度偏差不大于1.5%。
(5)成孔工艺:采用沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔,桩管顶设桩帽,下端作成60°角度锥形活动桩尖,施工前在桩架或钢管上标出控制深度标记,以便施工中进行钢管深度观测。水泥土(灰土)挤密桩施工时应控制拔管速度,在拔管前宜停顿10秒左右。成孔后清底夯实、夯平,夯实次数不小于8击,成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查,合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。
(6)水泥土(灰土)回填夯实:成孔后及时夯填,在向孔内填料前先夯实孔底。水泥土(灰土)分层回填夯实,逐层以量斗定量向桩孔内下料,每层回填厚度280~320mm,采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。回填夯实,应针对施工机具(锤重、落距),在工艺试验中找出满足密实度要求的夯击次数,作为施工的参数,夯填前测量成孔深度、孔径,作好记录;水泥土(灰土)回填夯实采用连续施工,每个桩孔一次性分层回填夯实,不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。
3、试验检测:
(1)水泥土挤密桩所用的水泥品种、规格及质量应符合设计要求。
检验数量:同一产地、品种、规格、批号的水泥,每200t为一批,不足200t时也按一批计,散装水泥500t为一批,当袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计,每批抽样检验1组。
检验方法:检查产品质量证明文件。在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间。
(2)灰土挤密桩所用石灰质量应符合设计要求。设计无要求时,石灰中活性CaO、MgO含量不应低于50%(按干重计),粒径应小于5mm,夹石量不大于5%。
检验数量:同一厂家、同一产地的石灰,每200t为一批,不足按200t也按一批计。每批抽样检验1次。
检验方法:检查石灰质量证明文件,按《建筑石灰试验方法》(JC/T478)规定的试验方法进行抽样检验。
(3)挤密桩所用土的质量应符合设计要求,采用较纯净的黄土且有机质含量不应大于2%。
检验数量:同一取土地点、相同土性的土,每1000m3为一批,不足1000m3也按一批计。每批抽样检验1次。
检验方法:按《铁路工程土工试验规程》(TB10102)规定的试验方法进行检验。
(4)水泥土(灰土)挤密桩的数量、布桩形式应符合设计要求。
检验数量:全部检验。
检验方法:观察、现场清点。
(5)桩身密度检测方法、数量及标准。
①内填料应分层回填夯实,其压实系数不应小于0.97(轻型击实)。
②检测数量:施工单位抽样检测总桩数的0.3%,且每台班不少于1根。
③检测方法:在全部孔深内,每2m取土样测定干密度,检测点的位置应在距孔心附近,轻型击实试验应符合《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004)的规定。
(6)桩间土处理效果的检测方法、数量及标准。
在孔之间形心点附近、成孔挤密深度内采用钻机取样,每2m取土洋测定干密度、进行压缩试验(湿陷性黄土地区湿增加陷性试验),计算干密度与其最大干密度的比值(最小挤密系数)、压缩模量(湿陷性黄土地区湿陷系数)。
检验数量:沿线路纵向连续每50m抽样检验6处。
(7)复合地基承载力检测方法、数量及标准。
①检测数量:总桩数的2‰,且每检测批不少于3根。
②检测方法:平板载荷试验。
③设计要求:沿线路纵向连续每50m抽样检验3点,取样测定干密度、压缩实验和黄土湿陷性试验,满足挤密系数≥0.95(轻型击实),δs<0.015。
本发明中CFG桩施工工艺及措施如下:
1、配合比设计:
首先,桩体主体材料为碎石,应符合设计级配要求;其次,选用的水泥、粉煤灰及外加剂等原材料应符合设计要求,并按相关规定进行检验。经过室内试验,确定配合比为:
水泥:粉煤灰:粗砂:碎石:水:外加剂=170:150:813:1076:150:3.84
其中,粗骨料(碎石)粒径范围为5~31.5mm并采用三级配。
CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法,也可采用连打法,具体的施工方法由现场试验来确定。
混合料搅拌要求按配合比进行配料,计量要求准确,拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度(设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时,坍落度控制在16~20cm)根据采用的施工方法按工艺试验确定的参数进行控制,在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
2、CFG桩施工工艺流程如图2所示,
3、长螺旋钻机法施工步骤
(1)CFG桩钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
(2)混合料搅拌
混合料搅拌要求按配合比进行配料,计量要求准确,拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度(设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时,坍落度控制在16~20cm)根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
(3)钻进成孔
钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进。一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又容易检查钻孔的偏差,以便及时纠正。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记,作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异,作相应增减。
(4)灌注及拔管
CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆心充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2~3m/min(具体可由试桩确定),成桩过程宜连续进行,应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后,桩顶采用湿黏土封顶,进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
(5)移机
当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多,经常将临近的桩位覆盖,有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此,下一根桩施工时,还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核,保证桩位准确。
4、沉管法施工步骤
(1)沉管
根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装。桩机就位,保持桩管垂直,垂直度偏差不大于l%;若采用预制钢筋混凝土桩尖,需埋入地表高且停机后须尽快完成投料,直至管内混合料顶面与钢管料口平齐。
(3)拔管
启动电动机,首次投料留振5~10s再开始拔管。拔管速率按工艺性试验并经监理工程师批准的参数进行控制,一般1.2~1.5m/min较合适。拔管过快易造成局部缩颈或断桩;拔管太慢振动时间过长,会使桩顶浮浆增厚,易使混合料离析,对淤泥质土,拔管速度可适当放慢。拔管过程中不宜反插留振。如上料不足,须在拔管过程中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米,且浮浆厚度不超过20cm。
(4)封顶
沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用湿黏土封顶。
(5)移机
钻机移位进行下一根桩的施工。
5、施工注意事项
(1)CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法,也可采用连打法。连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈,在粘性土中易造成地面***;跳打法不易发生上述现象,但土层较硬时,在已打桩中间补打新桩,可能造成已打桩被振裂或振断。
在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d;在饱和的松散粉土中,如桩距较小,不宜采用隔桩跳打;全长布桩时,应遵循由“由一边向另一边”的原则。钻进应先慢后快。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺。
(2)混合料按设计配合比经搅拌机拌合,检查其塌落度。
向管内泵送混合料,混合料的泵送量按试桩确定的数量进行,泵送时不得停泵待料。
(3)拔管速率应按试桩确定参数进行控制,拔管速度均匀,拔管至桩顶。
(4)冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。
(5)桩基施工完成后,CFG桩间采用水泥土回填至设计桩帽顶标高。水泥土质量标准参照CFG桩上层水泥土褥垫层标准,回填单层厚度≤20cm,跳夯机分层夯实至桩帽顶标高,跳夯过程中,注意对桩帽的成品保护。
(6)通常桩顶混凝土密实度差,强度低,对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。
(7)为保证施工中混合料的顺利输送,施工中采取强制式搅拌机。
6、试验检测
(1)成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体),进行28天标准养护后,测定立方体无侧限抗压强度;应抽取不小于总桩数的10%的桩进行低应变动力试验,检测桩身完整性。
(2)CFG桩施工中,每台班均须制作检查试件,进行28d强度检验,抽检率为桩的5‰,且每一工点不应少于3处。成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验,其承载力、变形模量应符合设计要求。
本发明的速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,主要解决度200km/h以上快速铁路路基施工后沉降要求高,而湿陷性黄土一般处于饱和状态,路基工后沉降量控制难度较大的技术问题,提供一整套高质量、高效率的厚层湿陷性黄土路基基底处理、路基填筑及沉降控制技术,满足西北地区建设高等级铁路路基施工及工后沉降的相关要求。
本发明的速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,使湿陷性黄土地基经过水泥土桩挤密和CFG桩处理之后,其工程物理性质发生了明显变化。桩基与桩间挤密土由于工程物理性质相近,两者能较好地共同作用,合理地分担荷载,共同组成了复合地基,即CFG桩+水泥土挤密桩复合地基,承载力显著增加。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (1)
1.速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法,其特征在于:它通过以下步骤实现:
步骤1、以两个涵洞或两桥之间为一个施工单元,首先进行水泥土挤密桩消除路基基底黄土的湿陷性,具体采用先两边后中间、隔排施工进行;其中水泥土挤密桩采用沉管法成孔;
先将黄土土料与水泥按设计配合混合搅拌,要求黄土土料中的有机质含量不得超过5%,水泥掺量为9%,最大干密度ρdmax=1.68g/cm3,含水率ωopt(%)=16.12%,允许偏差不得大于±2%;
水泥土挤密桩施工步骤为:(1)、场地平整清理;(2)、定桩孔位和编号放样;(3)、沉桩机就位,将沉桩管尖对准桩位,调平扩桩机架,桩管保持垂直,检查桩管垂直度偏差不大于1.5%;采用沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔,桩管顶端设桩帽,下端作成60°角度锥形活动桩尖,沉桩管至设计标高时,再拔管,要求控制拔管速度,在拔管前停顿约10秒;(4)、检查,验孔合格后进行夯实操作,要求夯实次数不小于8击;再向孔内填料,其中水泥土分层回填夯实,逐层以量斗定量向桩孔内下料,每层回填厚度280~320mm;(5)、反复进行前述步骤(3)和(4),直至综合检验合格成桩;其中处理区段地基土的含水率低于12%时,需对处理范围内的土层进行增湿,增湿处理应在地基处理前4~6d完成,待增湿用的水通过渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中;
步骤2、采用CFG桩进行路基基底加固,其中CFG桩采用长螺旋钻机成孔;
其中采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工的步骤包括:
CFG桩钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%;
混合料搅拌,混合料搅拌要求按水泥:粉煤灰:粗砂:碎石:水:外加剂=170:150:813:1076:150:3.84的配合比进行配料,计量要求准确,拌合时间不得少于1min,所述碎石的粒径范围为5~31.5mm;
钻进成孔,钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进;在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺;当钻头到达设计桩长预定标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记,作为施工时控制孔深的依据;当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求;
灌注及拔管,CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆心充满混合料后开始拔管,成桩的提拔速度控制在2~3m/min,灌注成桩完成后,桩顶采用湿黏土封顶;
移机,当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工;
沉管法施工步骤为:
沉管:根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装;
其中桩机就位,保持桩管垂直,垂直度偏差不大于l%;采用预制钢筋混凝土桩尖时,需埋入地表且停机后投料,直至管内混合料顶面与钢管料口平齐;
拔管,启动电动机,首次投料留振5~10s再开始拔管,拔管速率为1.2~1.5m/min;成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米,且浮浆厚度不超过20cm;
封顶,沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用湿黏土封顶;
移机,钻机移位进行下一根桩的施工;
其中在软土中,桩距较大采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d;冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施;桩顶以下2.5m内进行振动捣固;
步骤3、清除CFG桩间的土后进行水泥土垫层施工,通过试验检查确认合格后进入路基本体填筑工序。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410669718.XA CN104404838B (zh) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | 速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410669718.XA CN104404838B (zh) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | 速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104404838A CN104404838A (zh) | 2015-03-11 |
CN104404838B true CN104404838B (zh) | 2016-06-15 |
Family
ID=52642500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410669718.XA Active CN104404838B (zh) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | 速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104404838B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105714766A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-06-29 | 洛阳市规划建筑设计研究院有限公司 | 一种提高湿陷性黄土场地地基承载力的施工方法 |
CN106968139B (zh) * | 2017-03-09 | 2018-08-24 | 中铁十九局集团有限公司 | 下穿铁路顶进框构桥顶进过程中铁路路基支护的施工方法 |
CN107700281A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-16 | 中铁四局集团第四工程有限公司 | 用于重载型铁路风沙路基填筑施工方法 |
CN108385460A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-08-10 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种地下室顶板上道路路基层的施工方法 |
CN109826178A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-05-31 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种水泥土挤密桩填土夯实时间控制施工方法 |
CN111648348A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 中赟国际工程有限公司 | 一种非自重湿陷性黄土区域高层建筑地基的处理方法 |
CN111893831A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-06 | 中交路桥建设有限公司 | 一种湿陷性黄土路基施工方法 |
CN111910632A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-11-10 | 陕西建工第一建设集团有限公司 | 一种静压沉管挤密桩边桩施工方法 |
CN112458809A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-03-09 | 中交一公局集团有限公司 | 一种用于湿陷性黄土路基的处理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4701078A (en) * | 1984-04-20 | 1987-10-20 | Jse Lin J | Pile construction method for improving bearing power |
CN202265822U (zh) * | 2011-10-17 | 2012-06-06 | 福建工程学院 | 一种现场灌注混凝土薄壁桩的成桩装置 |
CN104153357A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-11-19 | 骆嘉成 | 复合桩的施工方法 |
-
2014
- 2014-11-20 CN CN201410669718.XA patent/CN104404838B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4701078A (en) * | 1984-04-20 | 1987-10-20 | Jse Lin J | Pile construction method for improving bearing power |
CN202265822U (zh) * | 2011-10-17 | 2012-06-06 | 福建工程学院 | 一种现场灌注混凝土薄壁桩的成桩装置 |
CN104153357A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-11-19 | 骆嘉成 | 复合桩的施工方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
厚层湿陷性黄土地基处理技术;顾怀义等;《公路交通科技》;20111231(第6期);第48-50页 * |
水泥土挤密桩在铁路客运专线湿陷性黄土地基加固中的应用;王素灵;《铁道建筑》;20081231(第2期);第81-83页 * |
浅谈水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)加固地层方法;李东旺;《山西建筑》;20090430;第35卷(第11期);第114-116页 * |
浅谈长螺旋钻机施工CFG桩工艺及质量控制;李育燕;《甘肃科技》;20110331;第27卷(第5期);第137-139页、第121页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104404838A (zh) | 2015-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104404838B (zh) | 速度200km以上铁路湿陷性黄土路基基底处理方法 | |
CN106759473B (zh) | 地下综合管廊和道路的施工结构及其施工方法 | |
CN106242422A (zh) | 肥槽回填用自密实水泥土浆液 | |
CN106759126B (zh) | 一种边坡支护排水渠的施工方法 | |
CN103074882A (zh) | 用于采用碎石桩加固处理岛状多年冻土地基的施工方法 | |
CN109914161B (zh) | 一种软土地区高速铁路填方路基的施工方法 | |
CN101974898B (zh) | 一种碾压砼垫层换填方法 | |
CN104762957B (zh) | 一种螺旋成孔夯扩cfg桩的施工方法 | |
CN111676987A (zh) | 振冲浆夯法建筑肥槽回填施工方法 | |
CN106149751B (zh) | 利用生石灰砖碴挤密桩加固房屋建筑地基的方法 | |
CN108623253A (zh) | 一种全组分钢渣混凝土桩及其处理软基施工工艺 | |
CN100523394C (zh) | 砼井壁墙体模块砌筑施工方法 | |
CN105386448A (zh) | 一种堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑施工方法 | |
CN113186951B (zh) | 一种松散粗粒混合土边坡生态加固方法 | |
CN103410143A (zh) | 一种提高空心桩桩基承载力的施工方法 | |
CN115030146A (zh) | 一种桩泥可就地固化成桩体材料的固化土复合地基技术 | |
CN113914304A (zh) | 一种cfg桩长螺旋钻孔芯管泵送混合料灌注成桩施工方法 | |
CN106703013A (zh) | 用于处治已建黄土路基沉陷病害的隔水帷幕 | |
CN103774645A (zh) | 一种水泥土和混凝土组合材料桩及其施工方法 | |
CN210916841U (zh) | 一种道路工程施工地基加固结构 | |
CN113186768A (zh) | 提高既有线拆除框构后路基回填质量工法 | |
CN112195909A (zh) | 一种道路及停车场软弱地基加固方法 | |
Maher et al. | MAT-758: Constructability Benefits of the Use of Lightweight Foamed Concrete Fill (LFCF) in Pavement Applications | |
CN205712060U (zh) | 预成孔侧向约束桩 | |
CN204530683U (zh) | 一种用于螺旋成孔夯扩cfg桩的成桩装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |