1 工程概況?
(1)廣州市華南大橋位于廣州市東部珠江航道上,其南引道地基為原魚塘和農田,淤泥層較厚,自上而下依次為:人工地表填砂、淤泥質砂層、淤泥質土層、細砂層。?
(2)順德桂畔海西引道位于順德市大良鎮五沙管理區蘇崗村三沙尾圍內,其涵洞地基在原河道及魚塘范圍內,表層為沖積及海相沉積層,厚度一般在24~44m,基物理力學性能差別較大,可分為上部淤泥層和下部砂層。?
①淤泥質粘土層:以深灰色為主,地基12m以上一般呈黃灰至灰色,且常夾薄層狀粉細砂,局部夾貝殼層。本層腐殖質含量較高,含水量大,呈流塑狀態,且孔隙比大,具有高壓縮性。其物理性能指標如下:
W=35.2%~68.8%
eo=1.139~1.650
IP=11.2~36
IL=1.006~1.823
a1-2=0.41~1.69MPa
ES=1.69~5.0MPa
c=0.2~13.3kPa
φ=3.9°~21.1°
水平方向固結系數CH=(0.34~3.16)×10-3cm2/s
以上物理力學指標表明,該土層地基屬于不良軟弱地基,其承載力基本值較小(為30~60kPa),不宜作為基礎持力層。?
②砂層:淺灰色或深灰色,由上至下顆粒由細變粗,頂部一般夾薄層狀淤泥質土,其層序大致是細砂、中砂、粗砂、砂礫和圓礫。其承載力基本值為100~150kPa。?
(3)南海三山港碼頭位于南海市平洲鎮三山管理區內,其碼頭岸坡地基為原河道沖積和淤積層,淤泥層較厚,岸坡粉噴樁加固范圍面積為666m?2(長×寬=180×3.7m)。?
2 粉噴樁設計與施工
2.1設計要求?
(1)廣州華南大橋南引道:設計樁徑?550mm,樁長9.0~10.5m,樁頂部復攪深度3.0~3.5m,設計強度為650kPa。?
(2)順德桂畔海涵洞:粉噴樁所用的加固料采用425號普通硅酸鹽水泥,每延米水泥用量為55kg,設計樁徑?550mm,樁長10~15m,成樁28d后樁體上部樁身無側限抗壓強度大于600kPa,樁與樁之間應搭接良好,以保持粉噴樁基礎的整體性,置換率為51.4%。?
(3)南海三山港碼頭岸坡:設計樁徑?500mm,樁長8.5~18.5m,粉噴樁間搭接不小于50mm,且搭接在24h內完成。在每區之間及每隔15m左右設沉降縫,沉降縫處的粉噴樁相切,置換率不小于50%。粉噴樁著底殘積亞粘土或礫砂、中粗砂層。?
2.2 施工工藝
2.2.1 施工程序
施工程序為:測量放樣→移機定位→送風鉆進至設計樁底標高(鉆入)→原位旋轉確保送灰到位(預攪)→提升噴粉攪拌至設計樁頂標高(噴射)→鉆進重復攪拌一次(復攪)→成樁。
2.2.2 樁位測放
經實踐與改進,放樣方法為:先用經緯儀測放樁群長度方向軸線,再用測繩準確放出欄位位置,用標志物作點位標志。?
2.2.3 噴粉成樁?
成樁工藝流程為:空壓機給儲氣罐充氣→管道送氣→鉆機鉆進、儲氣罐充氣→電機帶動送粉機送粉→原位旋轉確保送粉到位→噴粉提升→鉆進重復攪拌一次→粉噴成樁。?
根據設計要求,在粉噴樁施工中水泥采用425號普通硅酸鹽水泥,其用量為55kg/m,水灰比為0.25,成樁置換率控制在52%~53%之間。?
3 工程質量控制
3.1 典型施工
在工程正式施工前,必須根據工程情況和設計要求,先進行粉噴樁的典型施工,以檢驗地質資料是否正確,工藝參數、成樁質量、取樣方法及樁的設計指標是否合理等等,為順利施工打下堅實的基礎。?
保證粉噴樁工程質量的關鍵是控制噴粉量和噴粉的均勻性。噴粉量的控制主要決定于電機轉速、儲灰罐與送灰管之間的壓差。送灰管道壓力噴粉時隨鉆頭提升而減小,一般在0.50~0.20MPa之間漸變,儲灰罐壓力宜比送灰管壓力大0.2MPa左右,氣流量〖CM(19)一般在35~45m?3/h之間,提升速度一般為0.95m/min。? 掌握噴粉均勻性應注意:①氣流量和管道壓力不能驟增、驟減;②送灰管道的脈沖應均勻;③鉆桿提升采用同一速度;④全孔復攪一次。
3.2 質量要求
粉噴樁施工質量目前沒有規范可循,根據典型施工情況和施工實踐,制訂如下要求:①樁位測量放樣允許偏差20mm;②施工用水必須經檢驗符合質量要求;③必須嚴格控制好噴粉的配合比,保證施工用水誤差不大于1%,水泥、外加劑誤差不大于2%;④實際樁徑應大于設計樁徑20mm;⑤樁底應達到設計要求和典型施工所確定的著底標準;⑥樁身垂直度偏差小于1%樁長;⑦若粉噴樁間有搭接時,保證粉噴樁的搭接不小于50mm,且搭接必須在24h內完成;⑧應按要求埋設沉降和位移的測試儀器,以觀測粉噴樁在施工和使用中的變化情況;⑨粉噴樁應在每區之間及每隔一段距離(一般為15m左右)設置沉降縫,沉降縫處的粉噴樁相切;⑩樁身強度滿足設計要求,灰土攪拌均勻。?
3.3 施工監測
監測施工能及時發現施工過程中的問題,有根據地把握粉噴樁的施工工藝和施工參數,保證工程質量。
施工中應對每根樁觀測記錄以下資料:①開鉆時間和結束時間;②樁底標高和樁頂標高;③樁軸線偏移和樁長垂直偏差;④復攪深度;⑤攪拌轉速和提升速度;⑥