c管桩在某铁路软土地基加固中的应用

PC管桩在某铁路软土地基加固中的应用某铁路在宁波东车站位置进行了预应力砼管桩在铁路软土地基加固中应用的试验，该试验段工程通过对桩基承载力、应力传递规律、桩、土应力的分布及变化情况、地基变形等实测数据的分析研究，对预应力管桩的设计（单桩承载力、桩型及桩间距、桩帽及网垫层等）具有重要的指导意义。1、工程简介某铁路是从XX到XX的高速铁路，设计时速200KM，本试验段在靠近XX市区，自K150＋860～K154＋900，共4040m长，预应力管桩加固区段为3050m，在该施工段有中小桥涵40多座，其中涵洞的基底加固也采用φ300mm管桩加固，桥的基底加固采用φ400mm和φ500mm的高强管桩。路基的设计单桩允许承载力是530KN。桩的布设呈正方形布置，桩间距为2.3m。在正式施工前用了静力压桩机和柴油锤击机各进行了3根工艺性试桩。2、工程地质及水文概况工点范围均为第四系地层覆盖，地下空隙潜水发育，埋深0～1m。地基土各层的岩性及主要物理力学指标分述如下：(1)粘土，硬塑，含少量铁锰结核，σ=150KPa；(2)淤泥质粉质粘土，流塑，上部含少量有机质，中下部土质相对均匀，σ=60KPa；(3)粉质粘土，软塑～流塑，局部含少量贝壳碎屑，σ=100KPa；(4)粉土，稍密～中密，含云母碎屑，σ=120KPa。3、施工准备3．1、施工便道施工前的机械进场和施工过程中的管桩进场，都是通过施工便道进出，在其上行驶的都是重车，所以施工便道的承载能力要求较高。本工程施工便道底层用片石挤除原地面表层的淤泥，这样便道日后就不会出现“弹簧土”，中层用隧道施工弃碴填筑，便道上层用2－4cm的碎石加石屑铺筑。材料使用上基本为材下粗上细，这样既能保证便道的稳定，又能使便道表面平整，易于修整。施工便道要尽量取直，减少不必要的弯道。在施工区域内，便道应该在打桩范围外，这样桩机施工时就不会影响到便道的畅通，而且已施工好的管桩也不会被行驶车辆挤压。3．2、工作垫层本试验段的施工位置上原先为河道，所以必须在施工区域内铺设工作垫层，提高地基地承载力，保证桩机施工时不会沉陷。一般要求工作垫层铺设后，其承载力不少于100KPa。工作垫层的材料可以用隧道爆破时的弃碴，但是大块片石不能使用，否则施工时易引起桩位的偏差。由于静压桩机的机体庞大，工作垫层的铺设宽度要足够，本次施工时以最外测桩加宽5米来控制工作垫层的铺设宽度。3．3、测量放样根据设计交付的导线资料，先进行导线点复测，经复核后根据施工图纸和现场的施工情况，在距离Ⅰ道左侧8.5m远的位置，沿线路方向每隔25m设置一个控制点，该控制点作为桩位放样时经纬仪的架镜点和后视点。该控制点距离最边缘管桩有18.8m，仍然存在挤土效应，所以每周都要用全站仪复核、校正一次控制点。根据实际打桩线路图，按施工区域划分测量定位控制网，一般一个区域内根据每天施工进度放样10～20个桩位，在桩位中心点地面上插入一支约30～40cm长的小竹片桩，并用红油漆作好记号。并以工程桩位为中心用白灰按直径大小画一圆圈，以方便插桩和对中。对放出的轴线和桩位，经自检后，请监理工程师进行复核检查，在沉桩过程中，要经常对控制点进行复核，并作好定位记录和技术复核记录。阳3落．买4斑、施工机具和替管桩材料的选耀择兆本次施工采用幼静压和锤击两校种工艺施工。椅静压桩机具有真无噪音、无振透动和无污染的粱优点掠。锤击机具有邮嵌岩能力强的墙特点。扔本次施工静压陷机采扑用蹦YZY-恨400弹T灵，全液压侧夹园式桩机。锤击住机采用滚管式任行走的柴油锤饭桩机，锤型号顶为惰HD5趴0往型。所有施工吵机械均有检测钱的合格证书。砌桩锤的选择主卖要考虑柴油锤伍锤击能量大，剥施工速度快，蒙工效高，还烈有锐“多重锤轻善击骄”他的原则。断管桩采用闯上虞杭州高翔沉管桩公司生产铸的暑PC,锻PH塘C承管桩，砼强度胆C60,伸C8葛0降，严格按照《忍先张法预应力蠢砼管桩》（阿200康2玻浙介G22乎）制群作炕,美采用高压高温争养惹护纲,块单桩竖向承载另力渐1457KN临,烟2820K俭N若。4、施工过程害4画．辉1需、静力压桩机舟4舌．华1槐．蹲1营、打桩过程静桩机进场安装陶后，移至需要佩施打的位置，岗启动平台支腿变油缸，调整水裂平。起吊预制稻桩，先拴好吊师装用的钢丝绳眠及索具，启动姓机器起吊预制惰桩，使桩尖垂皆直对准桩位中暂心，缓慢放下设插入土中，当遵桩尖插入桩位遵，夹具抱紧管僻桩后，微微启敲动压桩油缸，尼当桩入土至保50cm寸时，再次校正开桩的垂直度和腹平台的水平度周，保证桩的纵狐横双向垂直偏质差不得超标，肿然后启动压桩耳油缸，把桩徐惰徐压下，控制采施压速度，一走般不超过杆2m男/mi巧n热。下压过程中雷做好记录，详废细记录每入土围两米卵时压力表的压潮力值。桩头距丢地面哲一米宾左右时停止压悉桩，吊机吊起三另一节桩，开器始接桩。槽接桩时新接桩眉节与原桩节的询轴线一致，两厦施焊面上的泥帆土、油娃污、铁锈等要陷预先清刷干净复。哪上下桩节间的炭缝隙应用铁垫觉片垫密焊牢，搅焊接时应采取保措施对称施焊课，以减少焊缝弹变形引起节点召弯曲。焊缝应第连续、饱满。伸接桩处的焊缝肉应自然冷却不惰少政于粗1mi渐n肿。谎接桩时在下节奴桩头上安装导哪向箍，以便新棍接桩节的引导翻就位。上节桩钢找正方向后，剑对称点焊练4华—微6反点加以固定，尘然后拆除导向连箍。管桩焊接娃施工应由有经竞验的焊工按照知技术规程的要功求认真进行。著接桩时，新接锁桩未固定前，抽也要用经纬仪针在成刚9典0隆度夹角两方向惯观测垂直度，团调整桩机水平予。槽4超．述1挡．男2衫、停压标准检本次试验棉段厦φ京40cm葵的管桩的终压言力取不少于乳设计承载力溜的组2闲倍码，以硬塑粘土勤层或全风化基烫岩作为桩端持盐力层，达到要离求后，还要稳湾压三次，每次敌不少株于捆2mi血n良。夹4鞠．紧2全、锤击机冤4呜．样2皮．扮1义、打桩过程漆由测量人员根创据边桩控制桩总，言用浸J滨2住级经纬仪定位西放样后，在桩优身上划出以米固为单位的长度锣标记，以便观捎察桩的入土深田度及记录每米众沉桩的锤击数神；第一节管桩洒起吊就位插入矮地面时的垂直尿度偏差不得大淋于煌0.5哥%经，在两个雕成胸9持0脂度的方向上同威时观测、校正诵；保证施工过绸程中，桩锤、拒桩帽和桩身的片中心线应重合候，否则管桩受棵到偏心锤打，挑容易发生受弯翅而折断。焊接挣接桩时桩头应世高于地企面辣0.被5赖～圾1猴.0m设，上下节桩段杀保持顺直，错慈位偏差不宜大孔于昆2mm花。焊好的桩头怜应自然冷却后四方可继续锤击惨，时间不少守于河8mi藏n送，严禁用水冷借却或焊好即打监；打桩时锤垫垫选用配15cm匪厚直纹木垫，耳桩垫用麻袋、我木夹板，压缩戴后厚度孩12cm月左右，锤击过皆程中经常检查贞及时更换；管姜桩的总锤击数搁不宜大撒于劈200丹0膏，最后陆1m埋锤击数不宜超黎过顾28劫0愁；送桩前应检折查桩的垂直度区；软土层中施娱工，每根桩宜也连续施打，停异置时间不宜太逐长。酒4跨．崖2载．息2觉、收锤标准保本次锤击桩只锈施工市了华φ餐50cm绕的管桩，要求汪桩端进入硬塑狸粘土层或全风方化基岩，最堆后盖3拒阵的贯入度要岩求该在溪2恰0汽～恋40m锹m遵，且在最浑后兔1贡0恨击的贯入度小柳于组20mm粮的情况下收锤理。5、检测结果密本试验炕段霜PH浑C钥管桩施工后委驻托纵武汉铁四点院分别采用了供静载和励大应变检测，若小应变检测，铜检测按照辩《芬JGJ10啊6它－跪200廊3福》标准进行。集目前已施工的寻管桩赛小应变检测哑了蓬13江3统根，其矿中感Ⅰ雹类桩激占洋9辽2危％樱，框Ⅱ翼类桩内占灿8举％，未发郊现包Ⅲ崖、吓Ⅳ止类桩。静载采害用慢速维持荷库载法检测仅了惊3萍根桩，最大荷拜载痰是泻1挂2社00K柳N杯（为设计单桩变承载力的两倍丰值），初级荷番载太360K道N泥，然后按每级刘加亭载龟180K燥N翼进行；夫从雕Q-社S毙曲线看，曲线博平缓，无明显尖陡降段枣，奴S-lg消t饭曲线呈平缓规碗则排列，最大错沉降量是千27.61m唇m旨，单桩竖向极迎限承载力满足分要求。6、施工体会境6歇．拌1圾、工作垫层材胜料的选用灭工作垫层用来嘉改善原有地表娇的承载力，使闸桩机施工时行牺走平稳，但又君不能影响到后植续施工。如果威工作垫层的材颠料有较多的大果块片石，将会胀影响到管桩施馒工时的桩位和泻垂直度；但是锅粒径过细的材秋料对于改善地间表土为淤泥质哀土或常年种植纪土的承载力的骄效果不明显，蜓所以工作垫层仔材料的选用要骂恰当，材料粒油径可偏大，但阔不能出现大块倦的片石。控6池．节2照、管桩材料的浙堆放泄管桩的堆放根修据桩的规格、条长度和使用先抗后及远近进行张堆放；堆放场换地选择在平整语坚实的地方，请使桩堆放后不浑会产生过大的盲沉陷，最下层卫与地面接触的斗垫木加宽加高亚。堆放时，桩排下垫木设置两赛道，支承点的不位置就在两点震吊的吊点位置行处，同层的两验道垫木顶面保洪持在同一水平候面上；当重叠侮堆放时，各层循均设置垫木，散并保证各层垫罚木上下对齐；膝堆放层数不超蒙过三层；垫木耽选用耐压的木营枋。飞6矩．算3赵、挤土效应铸静压法施工预若应力管桩属于剪挤土类型，往进往由于沉桩时四使桩四周的土算体结构受到扰烦动，改变了土抚体的应力状态窗，产生挤土效悔应；桩机施工撑过程中焊接时仙间过长；桩的拦接头较多而且初焊接质量不好绍或桩端停歇在粉硬夹层；施工请方法与施工顺所序不当，每天扰成桩数量太多议、压桩速率太决快、布桩过多椒过密等，都会容加剧挤土效应锦。骄也有可能是某堵一土层的不排劳水抗剪强度低毒、压缩性高，穴桩在静压过程磁中，桩入土体么使其产生冲剪首破坏，同时对淡桩周围土体进搅行排挤，孔隙幕水受此冲剪挤瞎压形成不均匀良水头，产生巨禽大的超孔隙水玉压力，而上部赖杂填土层未做泄清理，使土体特向上的应力无堆法释放，加大盗了地基土的侧扎向应力。毒本工程地处老既有线旁吸，汤现在施工地段贼是既有河道填亦筑后的场地斥，拥河道没有完全追填满，佛这成为天然的宰防挤沟，使得灿小河以外的居少民房屋未受影车响，而距离施岁工区域较近的裂既有线方在每循天阁的变观测薯中均发现有位逆移，挪为了控制位移拴量，本施工单倦位邀请设计，吧铁路运营单位遍，等有关专家显共同研究后限染定每天施工桩敌数不超垫过垫1播0榴根，取得了良唇好的效果尊。旧挤土效应的防具治具有重要意真义，特别是在浪周围有密集建挥筑的区域内施耕工。一般做法音是先清除表层烘的杂填土，开伐挖防挤沟，设推置应力释放孔涉，合理地安排诊打桩顺序，根驾据施工场地周滔围环境和挤土布程度，静距离劣先施工，远距蛾离后施工，必挺要情况下还应磁控制每天的压惨桩数量。如果信允许管桩内腔伸涌入土体，使叶用开口型桩尖晶，也能有效地随减小挤土效应适。烈6附．雄4数、终压标准春P害C虽桩作为端承火摩擦颠桩，停压标准破控制合理与否良将直接影响到王桩能气否既达到设计沾承载力要求又仇不致被压坏的王效果。实践证谢明：在桩材质喝量合格、沉桩职正常的情况下瓦，由于压桩压绸力而引起的桩得身损坏多与停宣压标准控制不抖合理有关。同都时由欢于吧P拳C着桩具有脆性破闻坏和抗拉应力乏低的特性，当陆压力较大，因守桩机架配重不牙够，而导致桩封机抬架所产生召的冲击力极易达使插P葱C挡桩产生裂缝或珠损坏，压断桩江的情况也时有愉发生。因此，侵正确合理地控敢制停压标准，受是更P撒C粗桩施工的一项颗重要技术添。土P送C瑞桩停压标准的透控制主要考虑篇以下两方面：圆桩入土深度和妄压桩脖力址(市贯入阻爪力坚)剩。施工时详细瓜了解工程地质氏情况及有关设炉计要求，正确条掌握桩入土深齿度与贯入阻力植的关系，一般嫩情况以桩进入格持力层且最后赌三次贯入阻力批达辞1.的8掀～虫2.炎0尿倍单桩设计承诚载力而累积下虏沉黄≤辩1苗0毕ｍｍ时为停压虎控制标准。差6选．介5踪、桩顶位移啄在施工过程中胳，相邻的桩会困产生横向位移逗和桩身上浮。纵有如下原因：掘网易抓a斗、桩入土后，梳遇到大块坚硬蛮障碍物，把桩吩尖挤向一侧。踩蹈b押、两节桩或多扫节桩施工时，状相接的两桩不阻在同一轴线上而，产生了曲折怀。延旷c酸、桩数较多，摘土饱和密实，畅桩间距较小，论在沉桩时土被佛挤到极限密实闪度而向上隆起膀，相邻的桩被保浮起。谈俘d找、在软土地基秋施工较密集的夏群桩时，由于适沉桩引起的孔该隙水压力把相鲜邻的桩推向一友侧或浮起。相殿聪为了有效地减脏少桩顶位移，搞施工前应对桩脏位下的障碍物绪清理干净，对扰桩构件要进行口检查，发现桩银身弯曲超过规增定割（息L/100屡0牵且使≤交20mm阴）或桩尖不在勿桩纵轴线上的庄不宜使用。在倾稳桩过程中，超如发现桩不垂套直应及时纠正似，接桩时要保掏证上下两节桩陡在同一轴线上柄，接头处应严个格按照操作要杀求执行。采用翻井点降水、砂比井和盲沟等降丙水或排水措施对。鼻沉桩期间不得辨开挖基坑，需祸要沉桩完毕后浇相隔适当时间承方可开挖，相台隔时间应视具箭体地质情况、活基坑开挖深度鹅、面积、桩的比密集程度及孔梦隙水压力消散令情况来确实，闭一般经验认为投宜两周左右。踏6壳．窄6桐、其它问题德恒a峰、危社施工中曾出现消在相邻两根桩领位置，地质情抵况差异较大的笋情况，导致送殖桩过深的问题贫。由于我们后漫续还要施工桩悠帽，对于送桩炕过深的管桩，乡施工桩帽时极添其不易，容易乘引起相邻的桩刃水平方向位移事。笔者认为送题桩深度不能超奇过岗两米置。翅隙b熄、呆唱本次施工中锤它击桩机的管桩漆采用普通焊条肯焊接，而静压暂机采用二氧化见碳气体保护焊弃；从小应变检涨测看，普通焊坏条焊接的接头闲很明显，焊接讯质量比二氧化罢碳气体保护焊瞎的差。建议今学后的施工中管铜桩接头焊接尽括量采用二氧化器碳气体保护焊娱。闯解c珠、电群必须根据安全橡管理的有关规忽定建立健全项绣目的各有关管大理制度，在项怪目内部落实安焰全管理责任制顽，建立考核制认度，实施奖罚仓措施，以及桩骨机资质及特种棋作业上岗证等娱必须齐全。除释此之外，还必搏须注意以下几扎个事项：地款穴1杂．起重机作业盖前，应对转动舰部位进行润滑本，检查部件紧早固程度