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1、铁 道 建 筑4RailwayEngineeringSeptember,2005文章编号:100321995(2005)0920004202深层水泥搅拌桩加固桥台后软基施工及质量控制技术1,22刘相东,詹慧鸿(11上海交通大学船舶海洋及建筑工程学院,上海 200030;21中铁十六局经营部,北京 100018)摘要:文章介绍黄万铁路采用深层水泥搅拌桩解决桥梁台后滨海相软土地基与桥台之间因刚度不同产生的沉降差异所造成的轨道不平顺问题,提出桥台后过渡段范围内进行地基处理的加固措施。关键词:水泥搅拌桩 桥台后软基 施工技术中图分类号:U4431
2、15文献标识码:B般按单桩承载力与桩间土承载力的叠加作为计算基1 工程概况准。新建铁路黄骅南至天津地方铁路万家码头工程,211 复合地基承载力估算南起朔黄铁路黄骅南站(不含)北至天津地方铁路李港fq=mfkPAd+(1-m)ft铁路万家码头站(不含),全长671807km。沿线穿越海式中 fq———复合地基承载力(kPa);n河水系和滨海冲击平原,河流水塘盐碱荒地众多,沟渠fk———单桩承载力,fk=K(Up∑fiLi+Apfp)发达,大部分为盐渍土和软土,主要地层为第四系全新i=1(kN),其中K为安全系数,Up为桩身周统人工堆积层、冲
3、海积层、海相沉积层、冲积层和上更长(m),fi为桩周第i层土的极限摩阻力新统冲积层。(kN),Li为第i层土的厚度(m),Ap为桩为避免软基地段桥梁台后及锥体沉降过大,位于2端截面积(m),fp为桩端处天然土的承软土地基上的台后路基及桥梁锥体底部采用<60cm载力(kPa);深层水泥搅拌桩进行加固处理。水泥搅拌桩是由水泥2Ad———单桩截面积(m);颗粒和软土间的水、土颗粒充分作用生成纤维状胶凝m———面积置换率,m=nAdPA,其中n是处理和网状结构物,从而产生与原状土不同的结构特征,形区的桩数,A是处理区的面积;成整体性好的并具有一定
4、强度的水泥浆与土的混和ft———桩间天然土地基承载力(kPa)。物。水泥搅拌桩成桩是利用工程钻机将旋喷注浆管埋212 深层搅拌桩加固地基置于预定的加固深度,通过钻杆旋转,徐徐上升,将预1)置换作用 由于加固处理后,复合地基中桩体先配好的水泥浆以一定的压力从喷嘴喷出,冲击土体,的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比使土和水泥浆搅拌成混合体,形成具有一定强度的水桩土表面应力大,桩可将承受的荷载向较深的土层中泥搅拌桩复合地基。水泥搅拌桩桩体的强度是由水泥传递并相应减少了桩周土承担的荷载,由于桩的作用加入量和搅拌均匀程度来决定的。一般掺
5、入量控制在使复合地基承载力提高,变形减小。加固土体的15%左右,桩长、复搅深度由设计要求来2)桩对土的约束作用 在群桩复合地基中,桩对确定。桩周土具有阻止侧向变形的作用。在荷载相同的条件下,无侧向约束时因土的侧向变形大,垂直变形也随之2 深层搅拌桩的设计变大,反之则垂直变形变小,使复合地基抵抗垂直变形深层搅拌桩作为复合地基的一种形式,施工时通的能力有所加强。过搅拌机械将胶结材料水泥浆与地基土搅拌成桩柱213 主要设计参数体,桩柱体与四周软土组成复合地基来提高地基承载搅拌桩设计直径600mm,桩长7m,采用梅花形布力、地基的强度、地基变形模
6、量和地基的稳定性。深层桩,桩距为115m×115m。搅拌桩实际施工中,由于软土地质情况复杂,施工中无3 深层搅拌桩施工法准确保证水泥用量的均匀程度,工艺参数有时难以达到设计规范的要求,因此在复合地基强度设计中一本段路基施工时,首先安排桥台、桥台后、锥体处©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2005年第9期深层水泥搅拌桩加固桥台后软基施工及质量控制技术5理范围水泥土搅拌桩的施工,不留台后填土缺口,确保317 重复上、下搅拌台后软基的预压固结时间。根据土
7、质各项物理性能指深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,标,采用2次搅拌重复喷浆施工工艺。搅拌桩施工时集料斗中的水泥应正好排空。为使土和浆液搅拌均采用跳孔作业,按先外围后内部并顺序推进的原则施匀,再次将搅拌机边旋转边下沉,直至设计深度,这时工。电流发生明显变化,说明复搅阻力已达到深层搅拌桩311 施工工艺流程(见图1)的设计能力,再进行重复搅拌提升作业,并将剩余20%～30%的浆液灌入,以填充钻具撤出时所留下的空隙。318 清洗搅拌机提升出地面后,向已排空的集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的浆液。319 移位至下一根
8、桩重复上述步骤,进行下一根的施工。搅拌桩施工工艺见图2。考虑到搅拌桩顶部与结构的基础或承台图1 水泥搅拌桩施工工艺流程图接触部分受力较大,为提高强度一般对桩顶110～115m范围再增加一次输浆
