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桩基础与强夯在工程中的应用

所属分类:企业头条    发布时间:2020-03-16   作者:admin
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香港六合彩 电力设备往往都对基础稳定性要求较高,对沉降较为敏感,若变电站的地基承载力较差,为了保障设备的安全运行,要对地基进行处理。管桩对单体较沉重的设备效果很好,稳定性高且施工速度快,但工程造价较贵;强夯法对大面积的地基处理较为经济,且能满足大部分小设备的要求。


当建筑地基的承载力不足或压缩性过大,不能满足设计要求时,可以针对不同地基,进行处理。以增加地基土的强度、刚度和稳定性;减少地基变形,提高地基承载力。进行地基处理要首先明确处理的目的,选择合适的地基处理方法,并作好处理前的准备工作和处理后的勘察鉴定工作。


一、地基处理的目的及前后工作

(一)、地基处理的目的

针对性质不同的地基上,如软土、湿陷性黄土、膨胀土、岩溶、滑移、液化等特殊地质情况,采用不同的地基处理方法,以达到地基处理的目的。如:提高地基承载力;提高地基抗剪强度、防止地基产生过大的剪切变形,避免大面积土体滑动;改善土的压缩性、减少地基变形;改善土的动力特性、减轻或消除地震效应、防止砂土液化;消除湿陷性黄土的湿陷性;防止膨胀土遇水膨胀,干旱收缩的性能;解决岩溶地区的溶沟、溶洞等危害。

香港六合彩 (二)、地基处理前后工作

(1)处理前的准备工作:收集和研究分析已有的岩土勘察报告;调查当地地基基础现状和地基常用的有效方法;对地下水位要进行深入调查了解;注意地基处理对邻近建筑、地下设施、地下管道等的影响。

(2)处理后的勘察鉴定工作:所有经过处理的的地基,要进行岩土工程勘察、重新提供设计所需的技术参数;根据新的岩土工程勘察成果,鉴定地基处理的目的是否达到;然后在处理后的地基上进行地基基础设计。

下面,结合笔者工作遇到的问题,分析几个常用的地基处理办法。

香港六合彩 二、工程案例及原因分析

案例一:在某地区新建一110kV变电站,具体地质情况为:上层为2m~3m厚度不等的人工填筑土层,地基承载力基本值f0=65kPa,主变容量40MVA,变压器总重20000kg,主变基础采用长6米,宽4米,厚0.6米的独立基础,内配Ф12@150双层双向钢筋,基础埋深1.5米,下设100厚C10混凝土垫层。经沉降计算,沉降量超出设备技术要求,明显不利于设备安全运行,基础只得重新处理。经过几种地基处理方案对比后,业主决定基础采用12米Ф400(壁厚80)预制管桩,单桩设计承载力400kN。安装结束观测至今发现沉降很小。

香港六合彩 案例二:某在建110kV变电站,变电场内由于多为回填土,地基承载力过低,特别是不均匀沉降为设备的安全运行带来了隐患。为了提高地基承载力,解决不均匀沉降,业主决定以强夯法进行地基处理。具体地质情况为:上层为4.5m~5.7m厚度不等的人工填筑土层,地基承载力基本值f0=60kpa,有较大的浸水附加沉陷量,以下为淤泥质粘性粉土和细砂,厚度为0.8m~2.0m,采用150kN履带起重机,锤重100kN,落距为18m,经过夯击后,地基承载力基本值f0=120~150kpa。

经过分析研究,案例一工程由于地下水位的影响,软土在含水量高时极易压缩变形,从而引起主变基础过大沉降,使用管桩能迅速有效地提高地基承载力,满足设备的特殊要求;案例二工程是回填土地基,由于其成份复杂、成层有厚有薄、性质也不相同,且无规律性,在大多数情况下,回填土地基需要经过处理后才能作为结构物地基。

三、 处理措施及设计对策

(一)、管桩基础

案例一采用的是管桩基础。管桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆简体的等截面构件,运往施工现场后,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。管桩有卓绝的贯入性能,能穿透密实的砂层,能适应复杂的环境与地理条件。

1、PHC桩的优越性

(1)PHC桩的单桩承载力高,单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80,具有高强性能,φ600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500~3200KN。可作为高层、超高层建筑的基础。其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低。

(2)抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋,使桩身具有较高的预压应力,其抗弯性能良好。

香港六合彩 (3)质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式,能利用先进的工艺和设备,质量容易控制,产品质量容易保证。

(4)应用范围广。工厂生产、商品供应,可以有不同的规格,长度供选择,使设计选用范围广,容易布桩,对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。

香港六合彩 (5)施工速度快,工期短。PHC桩在工厂商品化生产,能按施工要求及时供桩,施工前期准备时间短,一般能缩短工期一~二月。

(6)施工现场文明。施工现场无砂石、水泥,无泥浆污染,对施工现场狭窄的工程特别有利。

2、 施工要点

(1)静力压桩单桩竖向承载力,可通过桩的终止压力值大致判断,但因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力,要通过静载对比试验来确定一个系数,然后再利用系数和终止压力,求出单桩竖向承载力的标准值。如判断的终止压力值不能满足设计要求,应立即采取送压加深处理或补桩,以保证桩基的施工质量。

香港六合彩 压桩应控制好终止条件。压桩到设计桩长时,压力表的压力达到单桩承载力2.7倍时,即可停止压桩,否则应增加桩长,并会同设计单位另行处理。

香港六合彩 (2)压桩应连续进行,采用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长(正常气温下为10~18min)3接桩面应保持干净,浇注时间不应超过2min;上下校中心线应对齐,偏差不大于10mm;节点矢高不得大于1%桩长。

香港六合彩 (3)垂直度控制,调校桩的垂直度是沉桩质量的关键,须高度重视。插桩在一般情况下人土30~50㎝为宜,然后进行调校。桩机驾驶人员在施工长的组织、指挥下,掌握好双方角度尺两个方向上都归零点,使桩机纵横方向保持水平,调校垂直在规范允许值以内才能沉桩。在沉桩过程中施工员随时观察桩的进尺变化,如遇地质层有障碍物、桩杆偏移时,应分一二个行程逐渐调直。

香港六合彩 3、 沉桩线路的选定

预应力桩基施工时随着人桩段数的增多,各层地质构造土体密度随之增高。土体与桩身表面间的摩擦阻力也相应增大,压桩所需的压入力也在增大。为使压桩中各桩的压力阻力基本接近,入桩线路应选择单向行进,不能从两侧往中间进行(即所谓打关门桩),这样地基土在人桩挤密过程中,土体可自由向外扩张,即可避免地基土上溢使地表升高,又不致因土的挤压而造成部分桩身倾斜,保证了群桩的工作基本均匀并符合设计值。

4、 管桩的设计及施工中应注意的事项

香港六合彩 (1)管桩的造价较高,桩基础设计时须根据上部荷载、工程地质条件等综合考虑,多方案比较后方可采用。同一工程中桩的规格、型号不应太多,以免造成施工困难,特别是注意避免造成施工错误。

香港六合彩 (2)综合考虑地质情况和桩身强度,确定单桩承载力。管桩为开口桩,根据现场压桩观察分析,在入土过程中,会较快地在桩尖处形成一土楔,使其入土时的挤土情况与闭口桩无异,故在确定单桩承载力时将开口桩按闭口桩考虑。

(3)适当限制压桩速度,沉桩速度一般控制在lm/min左右为宜,使各层土体能正确反映其抗剪能力。当地基表层中存在大块石头等障碍物时,要避免压偏。

香港六合彩 (4)压桩机应根据土质情况配足额重量或选用相应的液压桩机。

(5)若采用焊接法接桩时,须分层均匀地将套箍对焊的焊缝填满,为加快施工速度,减少接桩时间,可设2~3名焊工同时施焊,焊毕停约lmin即可进行沉桩。

(6)管桩身不受损坏;桩帽、桩身和送桩的中心线应重合;压同一根桩应缩短停息时间。

香港六合彩 (7)压桩机的液压入桩有一定的垂直行程高度,如YZY360桩机的垂直行程为1.5m,即每入桩1.5m即松开抱桩器。开动油泵使之上移,再抱桩固定压入,循环作业。在开始的一二个行程,要特别注意控制桩身的垂直度。

香港六合彩 (8)记录入桩行程深度及相应压力值,以判别入桩情况正常与否及桩的承载能力。

香港六合彩 (9)为减少静力压桩的挤土效应,应采取如下措施:

A.设置袋装砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象。袋装砂井直径一般为70~80mm,间距l~1.5m,深度10~12m。塑料排水板的深度、间距与袋装砂井相同。

B.设置隔离板桩

C.压桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线的观测、监护。

(二)、强夯法

案例二采用强夯法处理地基。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基,当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时,应通过现场试验确定其适用性。

香港六合彩 1、设计及施工要点

香港六合彩 (1)强夯的单位夯击能量,应根据地基土类别、结构类型荷载大小和要求处理的深度等综合考虑,并通过现场试夯确定。在一般情况下,对于粗颗粒土可取1000~3000KN·m/m2;细颗粒土可取1500~4000KN·m/m2。

香港六合彩 (2)夯点的夯击次数,应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定,且应同时满足下列条件:

A.然后两击的平均夯沉量不大于50mm,当单击夯击能量较大时不大于100mm。

B. 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。

香港六合彩 C. 不因夯坑过深而发生起锤困难。

(3)夯击遍数应根据地基土的性质确定,一般情况下,可采用2~3遍,然后再以低能量夯击一遍。对于渗透性弱的细粒土,必要时夯击遍数可适当增加。

(4)两遍夯击之间应有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时,可根据低级土的渗透性确定,对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间,应不少于3~4周;对于渗透性好的地基土可连续夯击。

(5)夯击点位置可根据建筑结构类型,采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。一遍夯击点间距可取5~9m,以后各遍夯击点间距可与一遍相同,也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程,一遍夯击点间距宜适当增大。

(6)强夯处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3。并不宜小于3m。

(7)根据初步确定的强夯参数,提出强夯试验方案,进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一置数周后,对试夯场地进行测试,并与夯前测试数据进行对比,检验强夯效果,确定工程采用的各项强夯参数。

香港六合彩 2、施工中应注意的事项

香港六合彩 (1)一般情况下夯锤重可取10~20t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取25~40kPa,对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔,孔径可取250~300mm。

(2)强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时,可在臂杆端部设置辅助门架,或采取其它安全措施,防止落锤时机架倾覆。

香港六合彩 (3)当地下水位较高,夯坑底积水影响施工时,宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。

(4)强夯施工前,应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等,并采取必要的措施,以免因强夯施工而造成破坏。

(5)当强夯施工所产生的振动,对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时,应采取防振或隔振措施。

香港六合彩 3、质量检验

(1)检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录,不符合设计要求时应补夯和采取其它有效措施。

(2)强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于碎石土和砂土地基,其间隔可取1~2周;低饱和度的粉土和黏性土地基可取2~4周。

(3)质量检验的方法,宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。对于一般工程应采取两种或两种以上的方法进行检验;对于重要工程项目应增加检验项目,也可做现场大压板载荷试验。

(4)质量检验的数量,应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检验点不应少于3处;对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。

四、总结

香港六合彩 电力设备往往都对基础稳定性要求较高,对沉降较为敏感,若变电站的地基承载力较差,为了保障设备的安全运行,要对地基进行处理。上述两个案例所使用的地基处理方法经过实践证明,都是有效而可行的:管桩对单体较沉重的设备效果很好,稳定性高且施工速度快,但工程造价较贵;强夯法对大面积的地基处理较为经济,且能满足大部分小设备的要求。因此,我们设计人员在地基处理中一定要采用多方案比较,选择合理地基处理方法,这都将对整个基础设计的合理性与经济性产生巨大的影响,当然我们也应考虑施工可行性等多方面因素。