铁路房建工程常修建在铁路站线两侧,对地基工程的强度及沉降要求高于普通房建工程,特别是软土地基,如施工方法不当或未按规定和操作规程进行,不仅会影响房建工程的质量,严重的还会对线路造成影响。
一、软土工程性质
软土是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的饱和黏土,多分布在沿海、内陆、平原、山区的湖泊河滩周边等地区。
软土天然含水量高,一般液限wL值较高;天然孔隙比e>1.0.当软土由生物化学作用形成e>1.5时为淤泥,天然孔隙比1.0<e<1.5时为淤泥质土;压缩性高,压缩系数a1-20.5㎡/mm;强度低,不排水抗剪强度<0.03MPa,长期强度更低;渗透系数小(K=10-7-10-8cm/s)。
软土的工程性质有:(1)触变性。软土在未破坏时,具固态特征,一经扰动或破坏,即转变为稀释流动状态;(2)高压缩性。压缩系数大,大部分压缩变形发生在垂直压力为0.1MPa时,造成建筑物沉降量大;(3)低透水性。软土的透水性很低,可认为是不透水的,因此软土的排水固结需要相当长的时间,反映在建筑物的沉降延续时间长,常在十年以上;(4)不均匀性。软土由微细的和高分散的颗粒组成,土质不均匀,当平面上建筑荷载不均匀时,将会使建筑物产生较大的差异沉降,造成建筑物裂缝或损坏;(5)沉降速度快。沉降速度随荷载的增加而增加,沉降速度最大时可达1~2mm/d;(6)流变性。在一定剪应力作用下,具有发生缓慢长期变形的性质;软土的长期强度小于瞬时强度。
二、常用的软土地基处理方法
深层水泥搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土,是进行软基处理的一种有效方法。深层水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和,使软土硬结,提高地基强度。
1.试桩。试桩是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。每个标段的试桩≮5根,且必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验可采取7d后直接开挖取出,或至少14d后取芯,以检验水泥搅拌桩的搅拌均匀程度和水泥土强度。
2.施工准备。深层搅拌桩施工场地应事先整平,清除桩位处地上、地下障碍物。场地低洼时应回填黏土,不得回填杂土。水泥搅拌桩应采用合格的32.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能,钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收。
3.施工要点。
(1)施工工艺流程:桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。
(2)水泥搅拌桩开钻之前,应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。
(3)为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求,在主机上悬挂一吊锤,通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
(4)对每根成型的搅拌桩,质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
(5)水泥搅拌配合比:水灰比0.45~0.5、水泥掺量12%、每米掺灰量46~25kg、高效减水剂0.5%。
(6)水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作,复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应40min,喷浆压力0.4MPa。
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