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1、水泥土擠密樁施工技術 一、工程概況 該段水泥土擠密樁施工屬于鄭西客運專線鄭州至澠池段,該地段為非自重濕陷性黃土,濕陷等級為級,承載力低,抗剪強度弱等,故采用水泥土擠密樁處理,從而消除黃土地基的濕陷性,保證路基工后沉降滿足要求。水文地質情況:地表水和地下水均不發育。 二、基本操作及加固原理 基本操作。水泥土擠密樁是采用機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按一定配比,在灰土拌合站充分拌和均勻制成水泥土,分層向孔內回填并強力夯實,制成均勻的水泥土樁。樁和樁間土一起形成復合地基;2、加固原理。一是成樁夯實過程中擠密樁間土,使樁周土強度有一定程度提高,二是水泥土本身夯實成樁,且水泥與土混合后可產生離2、子交換等一系列物理化學反應,使樁體本身有較高強度,具水硬性。處理后的復合地基強度和抗變形能力有明顯提高。 三、施工參數 配合比:配合比為12%(質量比)水泥土,最優含水量為16.5%,最大干密度1.76g/cm3,28天無側限抗壓強度為3135.16KPa;樁長、根數及樁徑:樁長為14m,樁間距為1.05m,樁徑為40cm,根數為每組7根,梅花型布置;原狀土的物理力學性質:最優含水量為14.6%,最大干密度1.77g/cm3;設計要求:擠密樁室內無側限抗壓強度不小于3000KPa,現場荷載試驗單樁承載力不小于194.39KN,復合地基承載力不小于332.30KPa,復合地基壓縮模量第一層為233、.888MPa,第二層為33.755MPa。第三層為35.90MPa。 四、施工設備 成孔設備:2.5t柴油打樁機,樁管直徑400mm,長度比設計樁長長12m;夯實設備:提升式夯實機;回填設備:鐵鍬、量斗、鐵篩、手推車等。 五、施工工藝 處理區段地基土的含水量宜接近最佳含水量,當土的含水率低于12%時,宜對處理范圍內的土層進行增濕。增濕處理應在地基處理前46d完成,需增濕的水通過一定數量和一定深度的滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。 成孔工藝:樁機就位,使沉管尖對準樁位,調平擴樁機架,使樁管保持垂直。采用錘擊打樁機將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔,樁管頂設樁帽,下端作成60角度錐形活動樁尖,4、施工前在樁架或鋼管上標出控制深度標記,以便施工中進行鋼管深度觀測。成孔順序為先從里(或中間)向外間隔12孔進行,以免因擠壓造成相鄰孔縮孔或坍孔。成孔后清底夯實、夯平,夯實次數不小于8擊,成孔后進行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查,合格后進行下道工序施工或用蓋板蓋住孔口防止雜物落入。 水泥土拌制與運輸:土料選用取土場黃土,水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。水泥土配合比按設計要求采用廠拌,采用運輸車覆蓋運輸。根據室內土工試驗嚴格控制水泥土含水量,若含水量大采用分攤晾干,若含水量小采用灑水潤濕。 水泥土回填夯實:水泥土分層回填夯實,逐層以量斗定量向樁孔內下料,每層回填虛鋪厚度250300mm,采用5、電動卷揚機提升式夯實機分層夯實,落錘高度不小于2m,每層夯實不小于10錘。樁頂高出設計標高150mm,挖土時將高出部分鏟除。采用錘擊夾桿夯實機夯填,錘徑28cm,錘重1800N,落距5060cm,每分鐘夯擊次數為4245次。 注意事項:水泥土樁盡可能打一孔填一孔,打孔時采用間隔打法;水泥土要配比準確,干濕適度,嚴格控制虛鋪厚度。機械夯實時落錘高度及錘擊次數等嚴格按要求施工,以免出現夾層、松散等情況,確保樁身質量。 六、樁縮孔或塌孔,擠密效果差的施工措施 (1)現象。夯打時造成縮頸或堵塞,擠密成孔困難;樁孔內受水浸濕,樁間距過大等使擠密效果差。(2)原因分析。地基土含水量過大,土層呈強度極低的流6、塑狀,擠密成孔時易發生縮孔;含水量過小,土層呈堅硬狀,擠密成孔時易碎裂松動而塌孔。不按規定的施工順序進行。對已成的孔沒有及時回填夯實。樁間距過大,擠密效果不夠,均勻性差。(3)防治措施。地基土的含水量在達到或接近最佳含水量時,擠密效果最好。當含水量過大時,必須采用套管成孔。成孔后如發現樁孔縮頸比較嚴重,可在孔內填入干散砂土、生石灰塊或磚渣,稍停一段時間后再將樁管沉人土中,重新成孔。如含水量過小,應預先浸濕加固范圍的土層,使之達到或接近最佳含水量。對已成的孔,應防止受水浸濕且必須當天回填夯實。施工時應保持樁位正確,樁深應符合設計要求。為避免夯打造成縮頸堵塞,應打一孔,填一孔,或隔幾個樁位跳打夯實7、。控制樁的有效擠實范圍。 七、質量檢驗 樁位、垂直度、有效直徑的允許偏差應符合下表的規定;樁孔夯填質量檢驗:采用鉆孔或開剖隨機取樣檢查,進行室內無側限抗壓強度試驗,抽查數量大于樁孔數的2%,同時每臺班至少檢驗2根,確保夯填密實度,壓實系數不小于0.97;樁間土擠密效果檢驗:在任意3個樁孔構成的擠密單元內,按11.5m為一層分層剖開,測取土的干容重或密實度,并與原狀土的室內試驗數據進行對比分析,當樁間土的平均密實度不小于0.93或濕陷性系數不大于0.015時,即已達到擠密效果,否則就要采取補夯或其它補充擠密措施。 水泥土擠密樁施工的允許偏差、檢驗數量及檢驗方法 水泥土擠密樁加固既有鐵路路基基床的8、施工技術 摘 要：在既有營業線利用4h的“天窗”施工時間內進行線上機械、人工大規模施工作業，通過運用水泥土擠密樁提高基床承載力，并在夯入復合材料過程中對樁周圍原有填土進行橫向擠密，從而達到提高路基承載力作用的技術原理。文章介紹了在既有線上用水泥土擠密樁加固路基的施工方法和施工工藝。 關鍵詞：既有營業線；水泥土擠密樁；加固路基基床；施工技術 1 工程概況 膠濟鐵路提速改造工程,我公司承建A1標段在四方車站至即墨車站間的路基基床水泥土擠密樁加固施工37000延長米，擠密樁布置如圖1所示，正線全長3.5雙線公里。路基基床表層0.6m。承載力在110160kPa，基床底層承載力150kPa，主要填料為9、C組砂粘土。 我公司管段3.5雙線公里路基基床加固，設計擠密樁37000延長米，分布在既有路基基床病害、凍害地段路基基床部分樁長1.5m。樁距沿線路縱向按軌枕間距布置，即每個枕盒內都有樁，與線路中心對稱布置。橫向間距為0.6m，兩股軌之間2根，左右兩側各2根，橫向計6根樁。所有樁挖孔孔徑為24cm，填料夯實后樁徑30cm。 2 水泥擠密土加固機理 水泥土擠密樁加固是基于復合地基原理的一種加固方法。通過在軌枕間挖孔并夯入水泥土，利用水泥土擠密樁的高強度和成樁過程中的擠密作用達到提高路基基床承載力。 （1）由于成孔過程中采用鋼套管跟進成孔免除扒碴，所以能在成孔過程中避免道碴塌陷，確保道床技術狀態不10、受影響。 （2）成孔后將拌和好的水泥土分次倒入孔內，并用橄欖錘夯實。用橄欖錘夯實水泥土能對周困土體產生擠壓，增強了周圍土的密實度和壓縮模量;水泥土擠密樁形成的縱橫骨架網絡也起到了提高路基基床承載力的作用。 3 施工工藝 水泥土擠密樁加固路基基床施工工藝流程如圖2所示。 3.1樁孔定位 施工時縱向間隔7排軌枕，橫向按“先兩邊后中間”及“相鄰兩孔不同時”的原則施工。 3.2成孔 采用護筒跟進成孔，在下護筒的同時就必須安好墊布。護筒擺放就位后，用取碴器從筒內取出道碴，逐漸下沉直至基床表面，并取出筒內全部道碴。在道碴層護筒的引導下，使用旋鉆器成孔至設計深度。 3.3原材拌和 （1）材料要求 水泥土復合11、材料由水泥、粘性土、水3種材料組成：水泥采用PoR32.5水泥，用量為干土質量的10%；水為飲用水；土為粘性C類土，如砂粘土、粘砂土。各原材須由試驗室做成樁試驗，確定配比及施工控制參數。 （2）拌和及運輸 分段采取機械集中拌和、人工裝袋（每袋25kg左右）、汽車和人工倒運的運輸方式。 3.4回填 將袋裝水泥土分層倒入孔內，每次1袋。每層的松鋪厚度40cm。 3.5夯實 夯實與水泥土倒填交替進行，每層填料均以橄欖錘夯實致密，其控制技術參數按成樁試驗報告而定。橄欖錘應盡量避免碰撞孔壁和套筒。如果橄欖錘下落時有碰壁現象，應適當增加夯吉次數。最后一層水泥土夯實后，再倒入12kg水泥土，用平底錘夯擊2512、次，并使樁的頂面略高出基床表面頂面12cm。 3.6起拔套筒，搗實道碴 成樁后應分次向護筒內填入道碴，每次用橄欖錘夯擊15次后再填入道碴直至將護筒拔出，并將孔口填平搗實。如遇枕底有碴空，須用大頭鎬串碴致密。 4 質量控制與檢驗 4.1質量控制 施工前應在既有線相應施工段落的路肩上進行成樁試驗，確定施工控制參數，并且每完成10000m樁體施工或土質發生變化時，應重新做成樁試驗。同時要嚴格操作工藝，確保水泥在初凝時間內完成拌和及回填。 4.2質量檢驗 （1）取樣檢驗（環刀法或核子密度儀法）。從樁體中鑿取成樁試塊與室內制作的試塊進行強度比較。 （2）采用標準貫入或輕型動力觸探方法檢查樁體的均勻性和強13、度。 5 安全措施 5.1車站聯絡員沒有下達封鎖線路命令,任何人不準上道作業;車站聯絡員下達封鎖線路命令給區段作業施工負責人,區段作業施工負責人再向各施工小組及安全員下達開工命令。 5.2安全防護員、安全巡視員要高度負責,防止鄰線行車危急施工人員的生命安全;施工人員要時刻注意,不要將施工工具隨意亂放,特別是影響鄰線行車的地方更要注意。安全檢查人員要時刻督促檢查,對危急行車安全及可能引起軌道聯電的一切行為要給予堅決制止;各施工小組施工完成后，要經質量檢查員同意后才可離開施工現場，除區段施工負責人以外，任何人沒權通知車站聯絡員消點開通線路。 6 效果 工程從2004年3月25日開工，截止5月27日14、，擠密樁已全部完成。工程質量檢驗合格率達100%，優良率達100%。基床經水泥土擠密樁加固施工后，經1年多的運行和沉降、位移監測，不但無翻漿、積水和下沉、移位等病害現象發生，基床很穩定、堅固，而且達到2006年提速至200km/h的運營行駛目標。封鎖施工正點率達100%。鐵道建筑RailwayEngineeringFebruary，2007文章編號：10031995(2007)02006403水泥土擠密樁機械成孔施工方法馬洪建，代遠龍(中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津300162)摘要：新建遷曹鐵路灤縣至京唐港段，利用既有線路的路基填料較差，設計采用水泥土擠密樁進行加固，在施工中采用機械成15、孔。文章就水泥土擠密樁成孔機械的原理、構造和施工步驟進行簡單介紹。關鍵詞：水泥土擠密樁成孔機械構造施工方法中圖分類號：TU472.32；ru666文獻標識碼：B1機械成孔適用范圍新建遷曹鐵路灤縣至京唐港段既有線路路基填料為粉質黏土、C組土，地基為粉質黏土、細砂、C組土；地質環境較差，在路基基床范圍內仃150kPa。設計采用水泥土擠密樁加固基床，間距1.0m0.6m，樁長2.02.5m，以提高地基的承載力。機械成孔作為水泥土擠密樁成孔方法之一.，適用于地下水位以上素填土、粉土、粉質粘土、細砂、c組土等水泥土擠密樁地基加固工程；對地下水位以下情況，在進行降水處理后，也可采取機械成孔。在施工數量上，16、適用于工程數量較大，需要大面積施工的水泥土擠密樁加固工程。2成孔機械設計原理其設計原理與螺旋鉆孔機相似，鉆頭的下部有切削刃，切下來的土沿鉆桿上的螺旋葉片上升，排至地面上。動力來源是將手扶式拖拉機的動力通過齒輪和渦輪的轉換，從而帶動螺旋鉆桿旋轉并成孔。1)主要的設備配件組成：手扶式拖拉機、變速器、離合器、齒輪、皮帶輪、渦輪、鏈條、螺旋鉆桿、四角支架、丁字架等(見圖1、圖2)。2)行走方式：本機械采用手扶式拖拉機改裝而成，其行走方式為輪胎式動力行走。3)手扶式拖拉機：采用16.18kw、2200rmin型號，是機械的動力來源，為機械成孔和行走提供動力。4)變速器：安裝在皮帶輪l和齒輪1問，控制螺旋17、鉆桿的旋轉速度。5)皮帶輪、齒輪、鏈條、渦輪：是將手扶式拖拉機的動力轉換到螺旋鉆桿使螺旋鉆桿旋轉并成孔的主要構、配件。6)丁字架：由縱橫兩根鐵管組成。其中，縱向鐵管的一端焊有兩塊矩形鐵板，另一端通過套管連接在機身上，縱向鐵管上套有套管和彈簧；橫向鐵管的一端通過套管連接在渦輪外箱上，另一端配有齒輪6，橫向鐵管中間鉆有螺絲孔。縱管和橫管利用螺絲桿連接。丁字架的作用是控制齒輪5、6、7間鏈條的松緊度，防止掉鏈。7)螺旋鉆桿：機械的成孔鉆頭，配置在四角支架中間，頂部配有渦輪和滑輪。8)離合器：由皮帶輪2連接，控制螺旋鉆桿的下落速度和螺旋鉆桿的提升。9)鋼絲繩：連接離合器和滑輪l、2，并通過離合器和滑輪18、提升螺旋鉆桿。10)四角支架：由四根鐵管組成，底部焊接在手扶式拖拉機底盤的槽鋼上，頂部用四根角鋼將四根鋼管焊接牢固。在支架右側橫撐上焊有滑輪，以提升螺旋鉆桿；在支架頂部中間增加一道橫撐，以固定鋼絲繩提升螺旋鉆桿。四角支架的作用是保證螺旋鉆桿的穩定性，在螺旋鉆桿上端的渦輪外箱上焊有鐵板，鐵板的四角焊有套管，四個套管分別套在四角支架的四根鐵管上產以保證螺旋鉆桿的穩定性(圖2)。3機械構造1)動力部分(圖1)。2)螺旋鉆桿穩固部分(圖2)。4施工工藝1)檢查機械：進場前在平地上進行成孔試驗，檢查機械，確保機械上道后的正常施工。2)樁孔定位：根據設計圖紙要求確定樁位，并用石灰點等標示。3)機械移動：做19、臨時便道，成孔機械通過臨時便道運行到施工區域，做好施工準備。4)機械定位：擺正成孔機械的施工姿勢，將成孔機成孔難，施工質量控制更難網上找到的施工工藝（1）、成孔工藝：采用振動沉管打樁機將與樁孔同直徑鋼管振入土中使土向孔的周圍擠密，然后緩慢拔管成孔。樁管頂設樁帽，下端作成60角度錐形活動樁尖，以利空氣流動，減少拔管時的阻力，避免坍孔。成孔后及時拔出樁管，不應在土中擱置時間過長。成孔順序按里程一排排推進，同一里程由中間向兩邊推進，同排內間隔1孔進行，以免因擠壓造成相鄰孔縮孔。（2）、水泥土拌制與運輸：土料選用取土場黃土，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。水泥土配合比按設計要求采用廠拌，采用小車運輸20、。根據室內土工試驗嚴格控制水泥土含水量，若含水量大采用分攤晾干，若含水量小采用灑水潤濕。水泥土拌制根據回填要求隨拌隨用，被雨水淋濕、浸泡的水泥土嚴禁使用按作廢處理。下雨期間不進行水泥土拌制。（3）、水泥土回填夯實：樁孔分層夯實，每次回填厚度為250400mm，采用提升式夯實機夯實。配置直徑0.35m，重量45kg的鑄鋼夯錘，落錘高度不小于2m，每層夯實不小于10錘（具體參數由試驗確定）。施工時，逐層以量斗定量向孔內下料，逐層夯實。（4）施工步驟樁機進行入現場，根據設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度，并進行設備組裝。施工前在樁架或鋼管上標出控制深度標記，以便施工中進行鋼管深度觀測。樁機就位，調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。起動馬達沉管沉到預定標高。控制拔管速率，拔管過程中不允許反插。分層填料、夯實直至樁頂標高。