市政道路工程软土地基桩基施工技术_万强.pdf

214工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工研究区内的地质类型及分布进行整合与分析，对主要地层分布进行阐述，具体如下。人工填土：土质较为松散，含水量较低，整体呈饱和状态，具有可塑性。淤泥质粉质黏土：饱和，流塑。圆砾：外表饱和，局部不饱和，稍密-中密状，局部掺杂大量粗砂粒，土质较轻，外表表现为棕褐色。黏土：湿，软塑状，局部呈流塑状。泥炭质土：湿度较高，比较密实，内含少量植物根部以及灰褐色的岩体碎块，孔隙间的填充物主要为细沙和黏粒。拟建场地存在深厚软土，地基孔隙较多，且孔隙系数较大，其间掺杂着未分解完全的植物碎块，使得孔隙内的积水排出困难。地层大约含有63%的黏粒，对于本工程来说，若软土地基中的黏粒含量过高，将会导致地层的二次结合水量多于自然水量，使得结合水的固体性质对自然水产生较大程度的粘滞阻力，从而减弱土层的渗透能力2。地基孔隙内的水分难以排出，土层中的含水量会逐渐升高，使得地基的抗剪强度降低，不仅加大了软土地基的处理难度，同时也会延误施工进度。考虑到软土地基的特殊性，为保证工程的顺利施工以及工程的整体质量，基于实际施工情况，根据建设场地的工程概况，设计合理的软土地基桩基施工工艺，以提高整个地基和桩基的承载力，加快工程施工进度。2 施工准备大量工程实例表明，工程整体的稳定性主要取决于建设中地基的稳定性，因此，在正式开始桩基施工前，需要0 引言软土地基是在进行道路工程建设中极其复杂的一项工程项目。软土地基具有土性压缩性极小、土层孔隙比较大及含水量较高的特点，部分施工材料与施工技术均不适合软土地基的桩基施工中，同时在施工前的地基处理环节，包含着诸多不可预测的不利因素，一旦处理方法不当，极有可能产生安全事故1。为解决软土地基在开挖及后续施工中的各类危害，本文针对软土地基性地质条件下的市政道路工程中的桩基施工技术进行分析与研究，基于实际工程概况与软土地基的土质特性，充分做好施工前准备，并制定完善的桩基施工工艺流程，达到提升地基结构的稳定性，控制桩基沉降的目的。1 工程概况1.1 工程基本情况某市某一农业路快速通道工程，位于该市三环内，建设范围在 XSHK2+158.35XSHK3+296.81 之间。该工程的起始桩号分别为 K1+52.13 和 K2+54.36，建设的主要内容为地面道路施工。根据施工要求，工程设计在施工范围内使用内基 1356 根，埋入墩柱 456 个，地基承台 153 个，一次桥台 56 个，二次桥台 65 个，采用双联混凝土 53 联，单联钢箱 10 联，预制小箱梁 75 片。工程主体结构使用混凝土约为 36.53 万 m3，钢筋 5043 万 t，钢箱量 8543t。1.2 地质基本情况参照施工场地的现场勘察报告以及原位鉴定结果，将市政道路工程软土地基桩基施工技术万强摘要：针对市政道路工程中软土地基桩基施工技术，在工程实例基础上，通过软土地基处理和护壁开挖等施工前准备，根据软土地基的特性，设计桩基施工工艺流程，根据施工要求完成桩基施工。对施工过程中的成桩质量进行监测，分析施工应用效果，监测结果表明，观测期间内的桩基最大沉降量为 16.36mm，符合施工预期要求，证明了设计的桩基施工技术的可行性。关键词：市政；道路工程；软土地基；桩基施工（景德镇市政公用集团有限责任公司，江西景德镇 333000）CM&M 2023.01215合理处理地基和设计护壁的开挖方案，为后续桩基施工打下坚实的基础。2.1 软土地基处理由于本工程中的地基含水量与渗透率较高，且伴随着高水位的地下水。为保证地基处理效果，待地下水位下降后，在施工段桩周采用“钢筋混凝土+浆砌片石”双层护壁进行处理。具体措施为：采取人工下孔砌筑孔洞的方法，孔洞护壁外侧采用 60cm 厚浆砌片石，护壁内侧采用 50cm 厚的 C20 混凝土，并在其周围设置 10 片双层钢筋网片，网格间距 20cm20cm，同时利于换填处理将变形的路基进行物质替换，装填碎石、灰土等强度较高的物质，从而提高地基承载力，为后续施工提供较好的持力层结构。2.2 护壁开挖设计基于软土地基的地质条件，考虑工程对桩基深度的要求，在护壁开挖施工中，工程采用分段台阶式的方式进行施工。在地基地质条件较好的地段，将开挖距离设为 2m 一段，在地质较差路段为 0.5m 一段3。需要注意的是，在护壁开挖时，不必对孔壁进行机器抛光处理，只需要利于人工处理方法，保证孔壁表面的平整度即可，设置护壁的开挖深度不低于 10cm。当遇到坚硬岩石时，采用弱爆破方式，去除岩体，并继续挖掘施工。3 施工流程根据工程概况，对软土地基进行特性分析。在桩基施工中，最终选定跳桩法作为施工工艺。施工中主要采取DTR3205H 型液压全套全回管钻机并配合旋挖钻机钻孔，以减小对软土地基土层的扰动影响，确保对工程项目的保护。液压全套管钻机的技术参数如表 1 所示。施工的流程主要为：利用上述液压钻机在软土地基上边旋转边钻进，同时使用长钻杆取土。当钻孔深度超过6cm 后，在钢护筒周围采用泥浆灌入成孔，直至桩基进入土层持力层；成孔后立即置入钢筋笼，并进行清孔操作，最后灌注水下泥浆成桩4。3.1 测量精放样 在确定场地平整和完成测量粗放样后，将施工钻机移位到工作台处，在移动过程中，以桩基的中心点为坐标系原点，使用移动小车移动钻机，再用枕木把钻机垫平、稳固。钻机基本就位后，根据已经校验精度的测量控制网精准地放样出桩基的初始位置，之后利用人工方式复验桩基位置，检查是否符合预期要求。同时，在距离桩位1020cm 范围内，利用若干小铁钉围出引出桩孔范围。在放样过程中采用钢管对桩基位置进行固定和保护，便于之后钻孔施工中随时校验孔位。3.2 加长钢护筒打设钢护筒应埋入软土地基中，并利用钢丝来维持其稳定性，为保证钢护筒能够准确地打设到预设位置，在打设过程中，选用 ZX450H 型液压式自动打桩机实现钢护筒打设。该打桩机的最大臂长为 20m，最大打入深度可达 10m。钢护筒主要起加固桩基的作用，若想取得最佳的加固效果，施工中的钢护筒的强度与刚度需达到一定要求5。本工程中，选用 5cm 厚的钢板材料制作加长钢护筒。根据场地软土地基的地质条件，钢护筒只有在深入地基 5m左右时，方可达到最大值，因此分别选用钢护筒的长度为10m，15m 和 20m，并外加三节 5m 长的护筒，便于根据施工需求适时调整钢护筒长度。打设钢护筒时，利用精度较高的量测仪器，随时检测钢护筒在打设全程中是否始终处于垂直状态。同时，配合振动锤，防止钢护筒打设期间受阻情况发生。通常设定振动锤的激振力为 10002000kN，空载振幅在 1020mm 范围之间。按照以上准备，可保证钢护筒打设到位。3.3 钢筋笼吊装在钢护筒打设完毕后，采用50t履带起重机吊装钢筋笼。为保证钢筋笼在吊起时能够均匀受力，避免因自重过重而出现变形现象，采用吊点吊装的方式。确保钢筋笼的下放中心点与孔位中心点重合，并缓慢放到桩孔中，之后使用水准仪测量钢护筒的顶端与孔位的距离，保证顶高程符合设计要求。在钢筋笼外围焊接两层钢筋头，且每层至少焊接 15 个钢筋头，确保钢筋笼的保护层达到一定厚度6。同时保证桩长均超过 6.5m，桩基上方的钢筋笼长度不超过顶高程的 1/3。3.4 桩基成孔将 DTR3205H 型液压全套全回管钻机压入套管 24cm，表 1 DTR3205H 型液压全套管全回管钻机技术参数项目规格型号备注钻孔直径/mm2000回转扭矩/kNm9080/5368/3034回转速度/(r/min)0.6/1.0/1.8最大下压力/kN1100+自重600起拔力/kN7258压拔行程/mm745工作装置质量/kg65000含楔形、副夹紧发动机型号QSM11-336两台发动机功率/kW2240发电机燃油消耗率/(g/kwh)2250最大功率时液压动力钻质量/kg12000控制方式有线遥控选装无线遥控液压动力站尺寸mmmmmm 480025002340工作装置尺寸/mmmmmm562045504385初始状态216工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工当钻机的第一节套管钻进地基的 1/4 后，立即安装下一节套管同时利用旋转钻杆进行取土，取土深度不低于 1.5m。取土过程需与下压套管同步，并保证套管的底口要超前取土面 2025cm。当第二节套管进入到地基的 1/2 后，利用旋挖钻机在取土位置进行护壁成孔，直至孔深达到桩基持力层7。成孔过程中，要严格控制钻头的垂直度，做到随挖随测随纠偏，必要时可采用碎石块进行抛石纠偏。3.5 清孔顺利成孔后应立即进行清孔处理，以保证成孔质量。利用活门式抽渣筒从孔口顶端到孔底对孔内进行反复掏渣，彻底清除井眼底部的泥沙和沉渣。当抽渣筒钢筋下垂后，表明孔内的沉渣厚度超标。重复上述掏渣操作，直到达到工程规范要求。3.6 泥浆制备工程中选用泥浆自动制作机械完成泥浆的制备。泥浆制作机械具有一定的循环运输功能，可将泥浆储蓄池中的原始泥浆，通过过滤网进行过滤后，得到不含多余杂质的泥浆。之后通过循环程序，再次回到泥浆储蓄池进行循环操作，以提高泥浆纯度。泥浆制造机械的原始泥浆，需选取黏度与颗粒值均不超过 30%的优质型黏土。3.7 灌注水下泥浆液灌注水下泥浆液是进行桩基施工中的重要工序，配制好的泥浆要静置不少于 24h。将泥浆泵的前端放入桩孔中，启动泥浆泵，开始灌浆。开灌之后要连续进行灌注，不得有停顿操作，且每次灌注的时间间隔至少为 30min，保证泥浆有足够的初凝时间。完成灌注的泥浆桩应比实际设计的高度高出 1020cm左右，并将多余的部分进行凿除，以提高泥浆灌注的整体质量。至此，完成在软土性地质条件下的桩基施工工艺。4 施工应用效果分析为验证设计的施工技术的可行性，须对其施工效果进行测试。本工程中的桩基成桩效果，通过桩基的沉降量变化来体现。监测利用自动化监测设备与人工检查相结合的方式。对于受到软土地基影响的桩基，沿其横向每 3m 布设一个监测点位。在桩基施工过程中，对桩基的成桩质量进行监测，监测频率为 1 天一次，一次 4h，连续监测 30d。根据施工要求，在观测期间内，若桩基的最大沉降量在 25mm 以内，则表明成桩质量较好，符合施工预期。施工桩基的沉降量随时间变化曲线如图 1 所示。由图 1 可以看出，在为期 30d 的监测时间中，桩基的沉降量虽然随着时间不断增大，但最大沉降量为 16.36mm，满足施工预期的最大沉降量在20mm以下的工程设计要求。证明将文中制定的桩基施工技术应用于软土地基工程建设中，成桩质量较高，桩基能够达到安全稳定状态，可提高工程的安全性。5 结语市政道路工程中的桩基施工具有较多的不可控因素，在软土地基等特殊地质条件下时，则会进一步增加施工的难度。因此，需要针对软土地基特点，采取相应的桩基施工方案，增强地基承载力，保证工程整体进度和施工质量。本文针对软土地基性地质条件下的市政道路工程中的桩基施工技术进行分析与研究，基于实际工程概况与软土地基的土质特性，充分做好施工前准备，并制定完善的桩基施工工艺流程，达到提升地基结构的稳定性，控制桩基沉降的目的。参考文献1 聂威.市政工程项目中的软土地基桩基施工技术 J.中国高新 科技,2020(20):75-76.2 于青.临近既有线条件下的桥梁桩基施工关键技术 J.交通世 界,2022(30):55-57.3 童海银.复杂地质条件下的桩基和支护结构施工技术 J.上海 建设科技,2022(5):33-35.4 杨小军,龙波,王勇,等.岩溶地区钻孔灌注桩孔斜处理施工技 术研究 J.四川水力发电,2022,41(05):49-53.5 曾佳,粟武,李传辉.岩溶发育区毗邻地铁桩基施工技术研究 J.广州建筑,2022,50(5):14-19.6 张文波.市政工程中桥梁桩基施工技术的具体应用 J.科技视 界,2022(20):66-68.7 李春梅.建筑工程桩基础施工技术J.城市建筑空间,2022,29(S1):213-214.图1 桩基沉降-时间曲线时间/d沉降/mm