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1、西部探矿工程2002年增刊(001)May2002WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERING+文章编号:1004—5716(2002)增刊(001)—357—03中图分类号:TU473113文献标识码:B微型钢管压浆桩的设计、检验与施工徐化轩(中铁第十六工程局施技处,北京100018)摘要:目前世界上很少采用微型钢管压浆桩,并缺乏相应的设计标准和施工规范。结合实例,介绍了微型钢管压浆桩的设计、检验与施工。关键词:微型钢管压浆桩;设计;检验;施工1工程概况(3)桥跨布置:45.25+6×55.35+45.25m。罗密欧(Romiou)桥位于塞浦路斯
2、共和国L—P高速公路,为(4)基础:1～6号墩为微桩,各墩均有194根,桩全长为双线曲线桥(见图1)。25m,桩基上均是27.3m×11m×2.5m的承台。其主要技术指标为:(5)墩为外截面5.3m×3m、壁厚40cm的等截面空心墩。(1)桥长425m,单幅桥面宽12m,曲线半径1257m。(6)梁为等截面预应力混凝土连续梁,高3.5m,采用节段预(2)桥面纵坡2.25%,横坡4.1%。制单点顶推法施工。图1全桥布置图2采用微桩基础的大致由来范围内,则开挖深度将达15m。这将增加施工难度,并直接影响该桥初步设计的基础为明挖扩大基础,施工设计时发现,在相邻墩台的稳定,造
3、成滑坡或塌方。桥梁地基中不均匀地分布着两种地质构成:为确保施工和结构安全,克服上述问题,在西班牙专家的建(1)由细小颗粒组成的白垩,并有丰富的裂缝;议下,选用了微桩基础。该方案主要有如下优点:(2)由具有高塑性的膨胀性粘土形成的堆积层,含水量可高(1)减少开挖,保持山体稳定,并减小基础尺寸。达200%。(2)对微桩压浆后可以改良土壤,减少土壤的含水量和膨胀由上述不同类型不均匀分布的土壤形成的地基会导致以下性,增强地基稳定性。后果:(3)微桩和桩顶承台的设计,可以克服膨胀土所造成的危(1)土壤湿度达到饱和后,或从饱和变干时,膨胀土将会显害,并降低基础沉降。著膨胀或收缩。
4、由此产生的膨胀力和变形将对桥梁结构产生严3微桩结构、设计计算与检验重破坏。3.1设计依据(2)由于不规则分布的土壤和湿度,会对基础产生一些复杂设计标准:英国标准BS5400、BS8004、BD37P88等。且不可控制的作用力。3.2微桩基础结构如果加大基础尺寸,使扩大基础建造在桥梁沉降所允许的微桩基础结构的主要技术指标如下:May2002西部探矿工程358增刊(001)(1)钢管(N80型):屈服强度550MPa,外直径88.9mm,壁该工艺是根据德国的相关规范编制的。2厚11.5mm,横截面面积28m,极限承载力157t。钻机就位→钻孔→扩孔、成孔→在钢管上焊接定位
5、器→吊(2)钻孔:孔深25m,直径180mm。装钢管→制浆→第一阶段压浆→安装止浆塞→第二阶段压浆→(3)压浆:砂浆强度等级为C25。完成压浆→清理桩头及现场→铺设压缩层→安装桩帽。(4)压缩层:4cm厚的聚乙烯板。4.2砂浆配合比设计(5)桩顶承台尺寸:27.3m×11m×2.5m。微桩施工前先按照要求设计砂浆配合比,根据当地规范,经3.3微桩基础设计计算过数十次的反复试验,最终确定的砂浆配合比为水泥∶细砂∶水=3.3.1微桩长度的确定1∶1∶0.5,并加适量减水剂。经测试,砂浆的28d平均强度为32.取微桩安全系数为2,并不考虑压浆的抵抗力,则每根微桩4MPa。的
6、承载力为钢管极限承载力之半,即P=157P2=78.5t。据此,根值得一提的是,该配合比的成功设计是压浆也是微桩施工据公式L=2P(S×qs)即可确定微桩长度。的关键。将浆液从25m钢管内压进后,再经桩孔反压上来,难度根据现场试验测得的微桩砂浆与土壤之间的摩擦系数值:很大。在压浆泵压力适当的情况下,则砂浆的流动性、和易性等粘土:qs=0.14MPa;白垩:qs=0.17MPa。就是制约压浆成败的唯一因素。在现场数十次试验的基础上,并计算得出该桥地质条件下的微桩长度为18m。但在施工之咨询德国公司后才最终确定该配合比。这对类似工程具有十分前经过做试验桩验证,并为安全计,
7、最后确定微桩长度为25m。重要的参考意义。3.3.2基础位移和微桩承载4.3施工要点基础结构是由分布于26.3m×10m矩形框内的194根微桩4.3.1无套筒的微桩施工支撑着桩顶承台,再由承台支撑着左右两线的墩和上部结构。运4.3.1.1钻孔用三维空间的有限元法,按桩和土壤间弹性作用考虑,采用(1)钻机在混凝土垫层上钻孔,钻孔深25.3m。SAP—90程序分别计算了微桩及墩台的位移和受力、墩顶位移、(2)用旋转钻机钻孔。如钻孔干燥,用钻机配带的高压风清微桩钢管受力、膨胀性粘土的膨胀力等。计算结果表明,以上项孔;有水微桩可以不清孔,而在压浆时用砂浆将泥
