国内岩土工程业近10年来发展成熟的技术统计_一_.pdf

岩土工程界 第11卷 第1期业界视窗 国内岩土工程业近10年来发展成熟的 技术统计一 1 灌注桩后注浆技术 1主要技术内容 在钢筋笼上预埋注浆管和注浆阀,在成桩后一 定时间内实施桩侧和桩底后注浆,一是加固桩底沉 渣和桩侧泥皮;二是对桩底和桩侧一定范围的土体 通过渗入粗粒土、 劈裂细粒土和压密非饱和 松散土注浆起到加固作用,从而增强桩侧阻力和 桩端阻力,提高单桩承载力,减小沉降。在优化工艺 参数的条件下,可使单桩承载力提高40～120 , 粗粒土增幅高于细粒土,软土增幅最小,桩侧桩底复 式注浆高于桩底注浆;桩基沉降减小30左右。 2技术指标 根据地层性质、 桩长、 承载力增幅和桩的使用功 能抗压、 抗拔等因素,灌注桩后注浆可采用桩底注 浆、 桩侧注浆、 桩侧桩底复式注浆。主要技术指标为 浆液水灰比地下水位以下0. 45～0. 7,地下水 位以上0. 7～0. 9 最大注浆压力软土层2 MPa,软土层4～8 MPa,风化岩10～16MPa。 注浆水泥量 Gc αpd桩端 αsnd桩侧 αp1. 5～1. 8,αs0. 5～0. 7 n一桩侧注浆断面数d一桩径m 实际工程中,以上参数根据土的类别、 土的饱和 度、 桩的尺寸、 承载力增幅等因素适当调整,并通过 现场试注浆最终确定。 3适用范围 适用于泥浆护壁钻、 挖孔灌注桩及干作业钻、 挖 孔灌注桩。 4已应用的典型工程 该技术已在北京、 天津、 上海、 福州、 汕头、 武汉、 宜春、 济南、 廊坊、 西宁、 西安、 德州、 哈尔滨等地200 余项高层、 超高层建筑桩基工程中应用,经济效益显 著,据对80项工程的初步统计,节约工程投资1. 5亿 元以上。对于单桩混凝土体积8 - 20m 3 的桩,每根可 节约造价0. 2～0. 8万元,具有极好的应用前景。 该技术由中国建筑科学研究院地基基础研究所 研发,获2项发明专利, 2000年建设部认定其为国 家工法。 2 长螺旋水下灌注成桩技术 1主要技术内容 长螺旋水下成桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至 设计标高,利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出,边 压灌混凝土边提钻直至成桩,然后利用专门振动装 置将钢筋笼一次插入桩体,形成钢筋混凝土灌注桩。 后插钢筋笼应与压灌混凝土宜连续进行。与普通水 下灌注桩施工工艺相比,长螺旋水下成桩施工,由于 不需要泥浆护壁,无泥皮,无沉渣,无泥浆污染,施工 速度快,造价低。 2技术指标 基桩承载力设计要求; 桩径设计要求; 桩长设计要求; 桩垂直度≤1; 混凝土强度满足设计要求,不小于C20; 混凝土塌落度宜为200～220mm; 提钻速度宜为1. 2～1. 5m /min; 钢筋笼设计要求,应具有一定刚度。 3适用范围 适用于灌注桩水下施工。 4已应用典型工程 该技术为一项灌注桩施工新技术,已在北京、 天 津、 唐山等地10多项工程中应用,受到建设单位、 设 计单位和施工单位的欢迎,经济效益显著,具有极好 的应用前景。 该技术由中国建筑科学研究院地基基础研究所 研发并获发明专利。 3 水泥粉煤灰碎石桩CFG桩复合地基成 套技术 1主要技术内容 水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、 粉煤灰、 碎石、 石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩简 称CFG桩 , 通过在基础和桩顶之间设置一定厚度 的褥垫层保证桩、 土共同承担荷载,使桩、 桩间土和 褥垫层一起构成复合地基。桩端持力层应选择承载 力相对较高的土层。水泥粉煤灰碎石桩复合地基具 有承载力提高幅度大,地基变形小等特点,并具有较 11 业界视窗GEOTECHN I CAL ENGI NEER I NG WORLD VOL. 11 No. 1 大的使用范围。 2技术指标 根据工程实际情况,水泥粉煤灰碎石桩常用的 施工工艺包括长螺旋钻孔、 管内泵压混合料成桩、 振 动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。主要技术 指标为 地基承载力设计要求; 桩径宜取350～600mm; 桩长设计要求,桩端持力层应选择承载力相对 较高的土层; 桩身强度混凝土强度满足设计要求,通常 ≥C15; 桩间距宜3～5倍桩径; 桩垂直度≤1. 5; 褥垫层宜用中砂、 粗砂、 碎石或级配砂石等,不 宜选用卵石,最大粒径不宜大于30mm。厚度150～ 300mm,夯填度 ≤0. 9。 实际工程中,以上参数根据地质条件、 基础类 型、 结构类型、 地基承载力和变形要求等条件或现场 试验确定。 3适用范围 适用于处理粘性土、 粉土、 砂土和已自重固结的 素填土等地基。对淤泥质土应按当地经验或通过现 场试验确定其适用性。就基础形式而言,既可用于 条形基础、 独立基础,又可用于箱形基础、 筏形基础。 4应用情况 该技术已在北京、 天津、 廊坊、 石家庄、 唐山、 成 都、 南宁、 深圳、 德州、 长春、 哈尔滨、 新疆等地多层、 高层建筑、 工业厂房地基处理工程中广泛应用,经济 效益显著,具有极好的应用前景。 4 夯实水泥土桩复合地基成套技术 1主要技术内容 夯实水泥土桩是用人工或机械成孔,选用相对 单一的土质材料,与水泥按一定配比,在孔外充分拌 和均匀制成水泥土,分层向孔内回填并强力夯实,制 成均匀的水泥土桩。通过在基础和桩顶之间设置一 定厚度的褥垫层,使桩、 桩间土和褥垫层一起构成复 合地基。由于夯实中形成的高密度及水泥土本身的 强度,与搅拌水泥土桩相比,夯实水泥土桩桩体有较 高强度。夯实水泥土桩复合地基具有桩身强度均 匀、 施工速度快、 不受场地的影响、 造价低、 无污染等 特点。 2技术指标 根据工程实际情况,夯实水泥土桩成孔可采用 机械成孔挤土、 不挤土或人工成孔,混合料夯填 可采用人工夯填和机械夯填。技术指标为 地基承载力设计要求; 桩径宜为300～600mm; 桩长设计要求,人工成孔,深度不宜超过6m; 桩距宜为2～4倍桩径; 桩垂直度≤1. 5; 桩体干密度设计要求; 混合料配比设计要求; 混合料含水率人工夯实土料最优含水率Wop 1～2 ; 机械夯实土料最优含水率Wop - 1～2 ; 混合料压实系数≥0. 93; 褥垫层宜用中砂、 粗砂、 碎石等,最大粒径不宜 大于20mm。 厚度100～300mm,夯填度 ≤0. 9。 实际工程中,以上参数根据地质条件、 基础类 型、 结构类型、 地基承载力和变形要求等条件或现场 试验确定。 3适用范围 适用于处理地下水位以上的粉土、 素填土、 杂填 土、 粘性土等地基。处理深度不宜超过10m。 4应用典型工程 夯实水泥土桩技术自开发应用以来,就受到建 设单位、 设计单位的欢迎,目前已在华北地区广泛应 用,已处理工程数千项,取得了显著的经济效益和社 会效益。 5 真空预压法加固软基技术 1主要技术内容 真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置 砂井或塑料排水板,然后在地面铺设砂垫层,其上覆 盖不透气的密封膜使与大气隔绝,通过埋设于砂垫 层中的吸水管道,用真空装置进行抽气,将膜内空气 排出,因而在膜内外产生一个气压差,这部分气压差 即变成作用于地基上的荷载。地基随着等向应力的 增加而固结。抽真空前,土中的有效应力等于土的 自重应力,抽真空后,土体完成固结时,真空压力完 全转化为有效应力。 2技术指标 该加固方法的技术指标有密封膜内的真空度、 加固土层要求达到的平均固结度、 加固区的沉降值。 当采用合理的施工工艺和设备,膜内真空度一般可 维持相当于80kPa的真空压力;加固区要求达到的 平均固结度,一般可采用80的固结度,如工期许 可,也可采用更大一些的固结度作为设计要求达到 21 岩土工程界 第11卷 第1期业界视窗 的固结度;先计算加固前建筑物荷载作用下天然地 基的沉降量,然后计算真空预压期间完成的沉降量, 两者之差即为预压后建筑物使用荷载作用下可能发 生的沉降。 3适用范围 该地基加固方法适用于软粘土的地基加固,在 我国广泛存在着海相、 湖相 及河相沉积的软弱粘土层。这种土的特点是含 水量大、 压缩性高、 强度低、 透水性差。在建筑物荷 载作用下会产生相当大的沉降和沉降差。对于该种 地基,尤其是大面积处理时,如在该地基上建造码 头、 机场等,真空预压法是处理软粘土地基的有效方 法之一。 4已应用的典型工程 黄骅港码头、 深圳福田开发区、 天津塘沽开发 区、 深圳宝安大道等。 6 强夯法处理大块石高填方地基 1主要技术内容 强夯法处理大块石高填方地基方法主要是指强 夯置换法,与其他地基处理 方法相比具有费用低、 施工简单等优点,分整式 置换和桩式置换二种方法。整式置换法是用强夯的 冲击能将软弱土挤开置换成块石层,其机理与换填 垫层法作用相似。桩式置换法是采用巨大的夯击能 量将块石夯穿被加固土层并使块石沉底形成桩体, 并与周围土体形成复合地基。由于桩体的加筋作 用,地基中应力向桩体集中,使其分担了大部分基底 传来的荷载;同时桩体的存在也使得土体中由于强 夯引起的超静水孔隙水压力迅速消散,加快土体固 结,提高土体抗剪强度,从而复合地基承载力相应提 高。 2技术指标 ①夯击能量单击夯击能量按Menard公式进 行估算,锤底单位面积静压力不得小于100kN /m 2。 整式置换法单位夯击能不宜小于1500kNm /m 2 ; 桩式置换法单位夯击能不宜小于300kNm /m 2。 ②夯击次数通过现场试验确定,整式置换法 宜控制在最后一击夯沉量不大于50mm;桩式置换 法宜控制在最后一击夯沉量不大于200mm。 ③夯点间距夯点位置可按三角形、 正方形布置。 整式置换法的夯点间距S D 0. 3～0. 4 H; 桩式置换法的夯点间距S 2～3D; D为锤径, H为加固深度。 ④夯沉量每阵夯沉量不宜大于0. 8倍锤高, 累计夯沉量宜为1. 5～2. 0H。 ⑤加固宽度每边应超出基础外边缘 0. 5 ～1. 0 H,且不小于3m。 3适用范围 强夯置换法适用于坐落在回填土、 碎石土、 湿陷 性黄土、 粘土、 粉土、 淤泥质土、 淤泥等多种土层的工 业与民用建筑,加固深度不宜超过7m。 4已应用的典型工程 已应用的代表性工程有深圳国际机场停机坪、 深圳西部通道工程等。 7 爆破挤淤法技术 1主要技术内容 通过爆炸冲击作用降低淤泥结构性强度,同时 利用抛石体本身的自重使爆前处于平衡状态的抛石 体向强度降低处的淤泥内滑移,达到泥、 石置换的目 的。首先沿堤轴线陆上抛填达到爆炸处理的设计高 程与宽度见图1 ,形成爆前抛石堤纵断面线 1 , 然后在抛石堤前端“ 泥一石 ” 交界面2前方一定位 置、 一定深度处的淤泥层内埋置单排群药包3 ,引 爆群药包,在淤泥内形成爆炸空腔,抛石体随即坍塌 充填空腔形成“ 石舌 ”,同时抛石体前方和下方一定 范围内的淤泥被爆炸弱化,强度降低,抛石体下沉滑 移挤淤。随后进行抛石,当淤泥内剪应力超过其抗 剪强度时,抛石体沿定向滑移线6朝前方定向滑 移,达到新的平衡后滑移停止。继续加高抛填,从而 又出现新的定向滑移下沉,如此反复出现多次,直到 抛石堤稳定为止,此时单循环结束。另外,当新的循 环开始时,其爆炸作用对已形成的抛石体仍有密实 和挤淤作用。 3适用范围目前国内采用爆破挤淤法置换 淤泥软基的厚度一般在4～20m,对于淤泥厚度小于 4m时,可与抛石挤淤、 强夯挤淤比较,大于20m时, 须进行论证。 4已有的典型工程 该技术在海军16642工程防波堤、 连云港西大 堤、 浙江嵊泗中心渔港防波堤、 大连港东区围堤、 珠 海电厂陆域围堤、 浙江玉环坎门渔港防波堤、 深圳滨 海大道、 广东汕头华能电厂以及深港西部通道等上 百项工程中被成功采用。该技术具有工期短、 造价 少及工后沉降量小等特点,技术经济效益极其显著, 具有极好的应用前景。 31