二种软基处理在梁场地基加固的设计与施工
时间：2022-11-13 来源：博通范文网 本文已影响 人 
摘要：本文介绍现水泥搅拌桩、AB型PHC静压管桩在软梁场地基处理中的设计与施工，并对其进行技术、经济分析。
关键词：水泥土搅拌桩；PHC管桩；地基加固；设计与施工
1工程概况
1.1工程简介
本段负责津秦客专二标下邬蓟运河特大桥（DK69+608～DK88+882.26）预制箱梁的预制架设，该桥全长19274m，共有预制箱梁559片，其中32m箱梁509片、24m箱梁41片，非标准梁9片。
箱梁全部在梁场集中预制，梁场选定在DK77+520-DK78+050段线路右侧，设置制梁台位10个，其中9个32m，1个24m台位，配内模6套，外模10套。双层存梁台位60个，支座安装台位9个，静载试验台位1个。梁场设拌合站一座，配两台HZS180拌合机，配两台HZS150拌合机。场内箱梁转移采用900t轨道式搬运机移梁至存梁台位。梁场范围内箱梁采用2台500t跨墩龙门吊进行架设，然后在已架设的箱梁上拼装一台900t架桥机进行架梁作业。梁场架设配置1套架桥机和运梁台车。
1.2软基处理设计
本梁场处于滨海冲海积平原，地形平坦开阔，地层分布由上至下为全新统杂填土、素填土、淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土、粉质黏土、粉土、黏土、粉砂及细砂，厚度大于30m，基底欠稳固。因此原土地基以及换填碾压后的地基均满足不了粉罐及主机基础、箱梁预制、存放和轨道移动的需要，需对其地基进行地基加固，确保制梁、存梁和架梁的施工安全。
2二种软基处理方式的应用
2.1水泥土搅拌喷桩
水泥土搅拌桩是一种成熟的工艺。水泥土搅拌桩法是以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂(浆体)和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性
2.1.1 施工设计
2.1.1.1本梁场水泥土搅拌桩加固范围为900t走道基础、500t走道基础、拌和站粉罐基础和主机基础下。
2.1.1.2水泥土搅拌桩设计计算
地基处理水泥搅拌桩复合地基，水泥土搅拌桩直径为0.5m；按横向2排设置，间距1m，纵向间距1.2m布置，桩长初步确定为10m，根据《建筑地基处理技术规范》11.24有：
桩端土及桩周土的抗力所提供的单桩承载力：
2.1.2 施工原理及工序流程
水泥土搅拌桩工序流程图
施工放样。在水泥土搅拌桩施工前，根据梁场总平面布置图画出桩位布桩图。根据桩位布置图放出施工区域大样，在每区域按设计桩距进行桩位放样，并做好标计（桩位中心用筷子作标记点，并撒白灰。
查明障碍物。查明地下有无大块石、树根、地下管线等，空中有无高压线。障碍物均应事先清除。
施工场地。原地面整平碾压，以满足施工机械场地的行走要求。
材料要求。水泥采用PO32.5普通硅酸盐水泥，施工前要备足水泥。
水泥出厂具有质量保证单，并确保在有效期内使用。在水泥使用前按规定进行强度、安定性等材质试验,必须经检验合格后才能进行使用。严禁使用过期、受潮结块变性的劣质水泥。
施工机械。深层搅拌机采用PH-5系列。
钻机对位。根据桩位布置图，确定加固的具体位置，搅拌钻机井架上必须设置标准而又显著的深度标志尺。钻机就位时必须调平，用水平尺来测量机械的水平，用垂球测定钻机井架的垂直，使搅拌轴保持垂直，以确定成桩的垂直度在施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位偏差不得大于50mm，或桩的直径和桩长不小于设计值。
预搅下沉。钻机就位后，启动搅拌钻机，放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌下沉,下沉速度由电气装置的电流检测表控制,工作电流不应大于额定值。
备固化剂浆液
搅拌机下沉的同时,后台拌制固化剂浆液,待压浆前将浆液倒入集料斗中。拌浆机必须控制水泥用量，水灰比为0.5。
喷浆搅拌机提升。第一次下沉采用4档,进尺速度为1.6m/min,第一次提升采用4档,提升速度为1.6m/min,第二次下沉采用5档,下沉速度为2.2/min,第二次提升采用5档,提升速度为2.5m/min.注浆压力0.49Mpa,浆液比重为1.76g/cm3.
搅拌机下沉达到设计深度后,开启灰浆泵,待浆液到达喷浆口后,再按设计确定的提升速度边喷浆、边提升搅拌机。施工时因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过3个小时，宜先拆卸输浆管路，并清洗干净。
2.1.3施工技术要点
做好材料堆放场地的地面排水工作，保持材料的干燥。搅拌桩施工时当钻头提升到地面以下0.3米时,喷浆机应停止,桩顶以下全程复搅。制备好的浆液不得离析,泵送必须连续。为保证桩端施工质量,当浆液到达出浆口后,应连续喷浆30s,使浆液完全达到桩。预搅下沉时不宜冲水,当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。
2.2AB型PHC静压管桩
预应力高强混凝土管桩（PHC桩）是20世纪80年代初末在我国发展的一种新型桩。PHC桩是深入土层的柱型构件，桩与连接桩顶的承台组成深基础，其作用是将上部结构的荷载传递到深部较硬的、压缩性小的土层或岩层，在梁场基础工程中，桩主要承受垂直荷载，此外还要承受风力、地震力等水平荷载。
2.2.1施工设计
本梁场AB型PHC桩加固区段为60个存梁台座、10个制梁台座及支座安装台座与静载试验台座下。
PHC桩的设计计算
单桩桩顶竖向最大设计值为：
单桩桩顶水平设计值为:
承台底部弯矩
桩自重：
单桩竖向反力：
单桩竖向承载力特征值应满足
单桩竖向承载力特征值Ra按下式估算：(按3#地址钻孔计算)
2.2.2施工原理
测量定位。施工前放好轴线和每一个桩位，在桩位中心打一根标志物，并撒白灰使标志明显。如在较软的场地施工，由于桩机的行走会挤走预定标志物， 故当桩机大体就位之后要重新测定桩位。桩位的偏差不大于20mm。
桩尖就位、对中、调直。对于液压型压桩机，通过起动纵向和横向行走油缸，将桩尖对准桩位；开动压桩油缸将桩压入土中1m左右后停止压桩，调整桩在两个方向的垂直度。第一节桩是否垂直，是保证桩身质量的关键。且垂直度偏差不大于0.5%。
压桩。通过夹持油缸将桩夹紧，然后使压桩油缸伸程，将压力施加到桩上，压入力由压力表反映。在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数的关系，以判断桩的质量及承载力。当压力表读数突然上升或下降时，要停机对照地质资料进行分析，看是否遇到障碍物或产生断桩情况等。
接桩。当下一节桩压到露出地面0.5～1.0m时，应接上一节桩。对接前，用铁刷子等清理干净接驳面和坡口。接桩時，上下节桩保持顺直，错位偏差不大于２mm。采用手工焊接，先在坡口上对称点焊4～6点，待上下桩节固定后进行分层施焊。 施焊时对称进行，焊缝饱满、连续，避免虚焊。
停止压桩。 压桩结束，当压力表读数达到预先规定值时，便停止压桩。
2.2.3施工技术要点
压桩施工前应对现场的土层地质情况了解清楚， 做到心中有数；同时应做好设备的检查工作，保证使用可靠，以免中途间断压桩。压桩过程中，应随时注意使桩保持轴心受压，若有偏移，要及时调整。接桩时应保证上、下节桩的轴线一致，并尽可能地缩短接桩时间。量测压力等仪表应注意保养，及时检修和定期标定，以减少量测误差。压桩机行驶道路的地基应有足够的承载力，必要时需作处理。严禁边压桩边开挖基坑；严禁挖土机机械横向撞击或推拉桩头
3二种软基处理技术的对比分析
3.1技术分析
水泥土搅拌桩可有效提高地基强度（当水泥掺量为8%和10%时，加固体强度分别为0.24Mpa和0.65Mpa，而天然软土地基强度才0.06Mpa）。走道基础采用水泥搅拌桩处理后28天，试验检测复合地基承载力能够达到300Kpa，能够很好的满足900t移梁机的走行要求。
3.2经济分析
根据承载力的要求，分别采用不同的软基处理方式。经济对比如下：
梁场施工完成后，根据随后质量检测和沉降观测后，发现存制梁台座下采用PHC管桩和走道下采用水泥土搅拌桩处理软基效果良好，而且没有影响工程进度，在1个月内完成。为梁场后续的施工提供了良好的基础。随着国家高速铁路飞速发展，预制梁场的增多，为今后的梁场建设提供宝贵的经验。
参考文献
[1]赵明华，俞晓.《土力学与基础工程》武汉：武汉理工大学出版社，2003.
[2]徐至均，李智宇.《预应力混凝土管桩基础设计与施工》.北京;机械工业出版社,2005.
[3]《建筑地基处理技术规范》JGJ789-2002,J220-2002
[4]《建筑地基基础设计规范》GBJ5007-2002
作者简介：谢喜峰（1981－），男，助理工程师，2005年毕业于湖南城市学院交通土建专业。
