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政信知识:
比较其与其他地基处理方式,并提出相应的施工方案及施工中应注意的问题关键词:深层搅拌桩 置换率 加固深度 检验 随着社会的发展,建筑行业的突飞猛进,各类形式的建筑相应而生,但另一方面由于国家的土地资源的紧缺,需对现有的土地进行充分而又合理的利用,因此地基处理在目前的建筑市场中被广泛的运用,现举例说明本人的一个实例经验
某大型商贸城以三、四层的商铺为主,局部地区达到七层,根据地质勘察报告:紧靠场地的东南边为某一客运中心,为人口流动集中地;场地以南为煤气输送管道从地质资料上看部分地区素填层及淤泥层较厚,均在7m左右
从本次对客运中心以北场地基强夯施工来看,对客运中心影响明显,因此需对该部分的地基采取相应的处理措施
现提出以下两种处理方案进行比较
方案一:采用置换法,将地基中的淤泥全部挖除,置换成砂石或灰土垫层,并分层夯实,达到所需的设计强度
但由于该淤泥土层深达7米,挖填的过程中势必采取相应的护壁措施,否则将对附近相邻建筑物的地基造成影响
根据计算,不论采用何种基坑支护措施,由于其计算深度较大,其经济成本都将大大提高
但由于工程工期紧,如采用置换法,势必将工程的工期拖延加长
方案二:采用振冲法,使填料在振冲器的水平振动力作用下挤向孔壁的软土中,从而使桩体直径扩大,当这一挤入力与土的阻力平衡时,桩径不再扩大
该方法施工工艺简单,由于现场的山石较多,可就地取材,较为经济合理
但如果土质越软,会使抵抗填料挤入的阻力越小,造成的桩体就越粗
实践中通过试桩表明,局部地区原土的强度过于低弱,以致土的阻力始终不能平衡使填料挤入孔壁的力,始终不能形成桩体
方案三:采用水泥土深层搅拌法,在需要加强处理的地基上施工深层搅拌桩,使复合地基的强度达到设计的要求
该方法为直接在现有场地上施工,对施工环境要求简单
该工艺在当地较为成熟,施工质量有保证,施工的工期相对较短,且经济成本也不高
由于该施工场地地处郊区,建筑物稀少,附近仅有一个客运站,因此谈不上施工对环境的噪音影响
故综上所述,采取方案三较好
基础处理拟采用深层搅拌桩复合地基,并对复合地基的承载力设计值进行复核
一、地基承载力特征值的复核 基础形式及各土层承载力标准值一览表 深层搅拌桩桩端天然地基土承载力标准值(qp)kpa 桩周摩擦力值(qs)kpa 备注 素填土 95 10 仅限于分层碾压的素填土和车站以北的素填土 耕植土 105 10 淤泥质土 60 5 粘土 170 15 (一)技术要求 复合地基承载力:200kpa 本计算采用逆推法,,即在确定承载力的前提下倒算桩长
(二)设定参数 1、桩径:50cm 2、由于复合地基承载力要求取置换率 ac=19.6% 3、水泥掺入比为18% (三)单桩承载力设计值的计算 1、单桩承载力 pa=【(Rsp-ηRs)/ac+ηRs】×A Rsp—复合地基承载力(200kpa) Rs—桩间土天然地基承载力(95kpa) ac—置换率(19.6%) η—桩间土折减系数(0.5) A—桩截面积(0.196m2) 则pa =【(200-0.5×95)/0.196+0.5×95】×0.196=161.8kN 取pa =170kN 2、加固深度(桩长)计算 根据勘察报告,场地软土层包含: a.上层回填土厚6.4m,减去基础埋深后为5m,摩阻系数为10kpa; b.耕作土层厚0.6m,摩阻系数10kpa; c.粘土层厚5.3m,摩阻系数15kpa d.细砂层厚0.5m,摩阻系数25kpa
以摩擦桩计,桩进入粘土层为χm深,则单桩承载力 pa =1.57×(5×10+0.6×10+15χ)=170 故 χ=3.81m 因此推算有效桩长为 5+0.6+3.81=9.42m 预留桩头另加50cm,则实际施工桩长取10m,另加固深度考虑基础埋深加1m,为11m
综上所述,取桩长10m,加固深度1~11m,置换率为19.6%,即每平方米1根桩
二、施工要求 1、深层搅拌法施工的场地应先平整,清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根和生活垃圾等)
场地低洼时应回填粘性土料,不得回填杂填土,基础底面以上宜预留500mm厚的土层
搅拌桩施工到地面,开挖基坑时,应将上部质量较差的桩段挖去
2、深层搅拌施工按下列步骤进行: (1)深层搅拌机械就位 深层搅拌机到达指定桩位,对中
当地面起伏不平时,应调整机身,使设备保持水平,搅拌轴呈铅直状态
(2)预搅下沉 启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制
工作电流不应大于额定值
如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进
在深层搅拌机预搅下沉的同时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中
(3)喷浆搅拌提升 深层搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵待浆液到达喷浆口,在按设计确定的提升速度,边喷浆,边提升
(4)重复搅拌下沉 (5)重复搅拌提升直至孔口 深层搅拌机提升至设计顶面标高时,关闭灰浆泵,集料斗中的水泥浆应正好排空
为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计要求深度后在将搅拌机提升出地面
(6)关闭搅拌机械 向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管线路中残存的水泥浆,直至基本干净
并将粘附在搅拌头的泥土清洗干净,然后移位
3、施工前应标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数,并根据设计要求通过成桩实验,确定搅拌桩的配比和施工工艺
4、施工使用的固化剂和外掺剂必须通过加固土室内试验检验方能使用
固化剂浆液应严格按预定的配比拌制
制备好的浆液不得离析,泵送必须连续,拌制浆液的罐数、固化剂与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录
5、应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度,搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.5%,桩位偏差不得大于50mm
6、搅拌机预搅下沉时不宜冲水,当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响
7、搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求,应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间,深度记录误差不得大于50mm,时间记录误差不得大于5s,施工中发现的问题及处理情况均应注明
三、质量检验 1、施工过程中应随时检查施工记录,并对每根桩进行质量评定
对于不合格的桩应根据其位置和数量等具体情况,分别采取补桩或加强邻桩等措施
2、搅拌桩应在成桩后7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样,观察搅拌均匀程度,同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度
检验桩的数量应不少于已完成桩数的2%
3、在下列情况下尚应进行取样、单桩载荷试验或开挖检验: (1)经触探检验对桩身强度有怀疑的桩应钻取桩身芯样
制成试块并测定桩身强度; (2)场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩载荷试验,检验其承载力; (3)对相邻桩搭接要求严格的情况下,应在桩养护到一定龄期时选取数根桩体进行开挖,检查桩顶部分外观质量
4、基槽开挖后,应检验桩位、桩数与桩顶质量,如不符合规定要求,应采取有效补救措施
四、结语 本工程的难点在于淤泥的分布广,厚度大,但不能影响临近的客运站的正常运作,且工程的工期要求紧迫
故在大面积施工前,先进行了单桩试喷及承载力检验试验,其结果显示达到了设计的要求,且桩身的质量良好
该工程主体竣工后半年内,未发现有不均匀沉降的现象
证明了该深层搅拌桩复合地基处理方式的施工质量良好,满足设计的要求,有效达到了地基加固的目的,为主体结构创造了良好的施工条件,确保了施工总体进度,受到了业主的高度评价,创造了良好的经济和社会效益
结构先进,为国家积极推广的新型墙体结构,有利于节能降耗; 1.2 墙体外测彩色装饰性劈离砌块,新颖美观,自身强度高,不脱落、耐风化,既有保护中层夹芯保温层的作用,又有很好的装饰效果;克服了目前外墙饰面层开裂、脱落的质量通病,延长了建筑物使用期限; 1.3 保温层位于内、外两侧墙身夹层部位,为新型保温体系
避免了出现冷(热)桥的质量通病,保温效果良好
2. 适用范围 适用于多层或中、底层的高档别墅、住宅、办公楼等公共与民用建筑的墙体施工
3. 工艺原理 混凝土砌块夹芯保温外墙,由结构层、保温层、保护层组成
结构层采用190mm主砌块;保温层一般采用50mm聚苯板;保护层采用90厚装饰性劈离砌块砌体
结构层、保温层、保护层随砌随放置拉结钢筋网片或拉结钢筋,使之三层牢固结合
外墙全部载荷由外墙内侧190厚结构层承担,在每层圈梁处挑出90mm高挑口支承外测保护层
外测保护层的平面外作用力(包括风和地震作用)由拉结钢筋片传递到结构层
4. 工艺流程及操作要点 4.1 工艺流程 混凝土砌块结构层砌筑(每步600mm高)→聚苯板保温层贴结构层放置(每步600mm高)→装饰性劈离砌块保护层砌筑(每步600mm高)→防锈钢筋网片放置→按步砌筑→成品保护
4.2 操作要点 4.2.1 混凝土砌块结构层砌筑(每步600mm) 砌筑应尽量采用主规格390mm×190mm×190mm的砌块,强度等级不应低于MU10
龄期不足28d的砌块不得进行砌筑
砌块应底面朝上反砌于墙上,对孔错缝搭砌,搭接长度≥90mm
水平灰缝饱满度≥90%;竖向灰缝饱满度≥80%;不得出现瞎缝、透明缝
墙体转角处和纵横墙交接处应同时砌筑
砌筑时依照皮数杆拉通线砌筑
砌筑时的水平水平灰缝铺设砂浆的长度不得超过80mm,竖向灰缝应在已就位和即将砌筑的砌块的端头两个60mm宽的端面同时铺砂浆,随即用挤浆法将砌块就位
常温条件下,砌块日砌筑高度应控制在1.8m以内; 4.2.2 聚苯板保温层贴结构层放置(每步600mm) 聚苯板厚度应依照施工图设计要求,标准板的尺寸为1200mm×600mm及900mm×600mm
聚苯板紧贴内侧结构层放置,高度与砌筑的砌块高度一致,即600mm
相邻两块聚苯板应使用壁纸刀切割成45°角斜面交错放置,包括阴、阳角; 4.2.3 装饰性劈离砌块保护层砌筑(每步600mm) 首先应在大样图上进行试排计算,确定模数后再进行砌筑
砌筑前应首先作出样板,经有关部门检查后方可大面积施工
不得出现非整砖拼凑
单面挂通线砌筑,砌筑时应上跟线、下跟愣,竖缝瞄直
及时刮掉挤出墙面的灰浆,保持外侧保护层清洁,避免污染
4.2.4 防锈钢筋网片放置 结构层与保护层砌体间使用3Φb4镀锌钢筋网片连接,每三皮砼砌块放一层,钢筋网片应沿墙通长设置,遇洞口时可在洞口边截断; 4.2.5 按步砌筑 按照以上顺序砌筑结构层、保护层、装饰性保护层,每步高度为600mm
砌筑后及时布设钢筋网片,然后再继续按步砌筑; 4.2.6 成品保护 成品砌筑完后,应防止砂浆早期受冻或烈日曝晒而影响质量
外侧装饰性劈离砌块每层砌筑完工后,应及时冲刷干净,并注意防止人为破损、污染
5. 材料 5.1 混凝土空心砌块 主规格尺寸为390mm×190mm×190mm,有两个方形孔,最小外壁厚应≥30mm,最小肋厚应≥25mm,空心率应≥25%
混凝土砌块质量应符合下列规定: 混凝土砌块尺寸允许偏差表1 项目 优等品 一等品 合格品 长度 ±2 ±3 ±3 宽度 ±2 ±3 ±3 高度 ±2 ±3 +3,-4 混凝土砌块抗压强度表2 强度等级 砌块抗压强度(Mpa) 5块平均值≥ 单块最小值≥ MU3.5 3.5 2.8 MU5 5.0 4.0 MU7.5 7.5 6.0 MU10 10.0 8.0 MU15 15.0 12.0 MU20 20.0 16.0 5.2 聚苯板保温板 聚苯乙烯泡沫塑料板厚度应满足当地保温要求,一般为50mm厚
材料性能应符合《绝热用模塑聚苯板乙烯泡沫塑料》(GB/T 10801.0-2002)的各项性能指标: 聚苯板主要性能指标表3 表观密度(kg/m3) 导热系数(w/(m?k)) 吸水率(%)(V/V) 氧指数(%) 拉伸强度(Mpa) 养护时间(d) 自然养护 60°蒸汽养护 18-20 ≤0.041 ≤6 ≥30 ≥0.1 ≥42 ≥5 5.3 装饰性劈离砌块 装饰性劈离砌块强度等级应符合设计要求,尺寸允许偏差、外观质量宜采用优等品,其主要性能技术指标应符合下列要求: 装饰性劈离砌块主要性能指标表4 抗压强度 抗折强度 抗渗性 热阻 传热系数 空气隔声系数 >10.0Mpa >2.50Mpa <10mm 0.21m2?k/w 2.8w/m2?k >45dB 5.4 钢筋网片 钢筋网片宜3φb冷拔低碳钢丝焊接而成,应采用防锈处理后(热浸镀锌法450g/m2)方可使用
5.5 砌筑砂浆 5.5.1 砌筑砂浆要具有高粘结性、良好的和易性、保水性和强度,砂宜为中砂; 5.5.2 砂浆应采用机械搅拌,稠度宜70~90mm,分层度10~30mm; 5.5.3 施工前应进行砌筑砂浆的试配,基本性能检验方法应符合国家有关规定
6. 机具设备 6.1 搅拌及运输机具 250L砂浆搅拌机:砂浆搅拌 塔机或卷扬机:垂直运输 手推车:水平运输 6.2 砌筑工具 铁锨、灰盘、砌筑铲、靠尺、角拐尺、切割机等 6.3 其他工具 壁纸刀:切割聚苯板 7. 劳动力组织及安全 7.1 劳动力组织 一般10~14人一组: 砂浆搅拌:2~3人 材料运输:3~4人 砌筑:5~7人 7.2 安全事项 7.2.1 施工人员应正确使用施工机具,严防发生人身伤害事故; 7.2.2 混凝土砌块和装饰性劈离砌块不得随意乱扔,防止砸伤他人; 7.2.3 施工人员应做好安全防护,不得违章操作,应文明施工、安全施工,防止踏板踏空、防止高空坠落
8. 质量要求 8.1 材料质量要求 混凝土砌块、装饰性劈离砌块出厂时应按照现行国家标准要求,检验产品质量,严格控制块体强度等级、抗渗性及相对含水率
强度等级达不到设计要求和龄期不足28天的不得上墙砌筑
8.2 混凝土砌块砌筑质量要求 混凝土砌块砌体的轴线及垂直度允许偏差表5 项次 项目 允许偏差(mm) 检验方法 1 轴线位置偏移 10 用经纬仪和尺检查或用其他测量仪器检查 2 垂直度 每层 5 用2m托线板检查 全高 ≤10m 10 用经纬仪、吊线和尺检查或用其他测量仪器检查 >10m 20 混凝土砌体一般尺寸允许偏差表6 项次 项目 允许偏差(mm) 检验方法 抽检数量 1 基础顶面和楼面标高 ±15 用水平仪和尺检查 不应少于5处 2 表面平整度 清水墙、柱 5 用2m靠尺和楔形塞尺检查 有代表性自然间10%,但不应少于3间,每间不应少于2处 混水墙、柱 8 3 门窗洞口高、宽(后塞式) ±5 用尺检查 检验批洞口的10%,且不应少于5处 4 外墙上下窗口偏移 20 以底层窗口为准,用经纬仪或吊线检查 检验批的10%,且不应少于5处 5 水平灰缝平直度 清水墙 7 拉10m线和尺检查 有代表性自然间10%,但不应少于3间,每间不应少于2处 混水墙 10 8.3 装饰性劈离砌块砌筑质量要求 8.3.1 灰缝饱满、横平竖直、密实、宽窄一致,灰缝厚度为10mm±2mm; 8.3.2 砌块应无歪斜,无缺楞掉角和裂缝等现象; 8.3.3 砌块外观应表面洁净,色泽协调一致
9. 效益分析 9.1 技术经济效益分析 9.1.1 节约了国家土地资源:使用新型墙体材料为国家节约了土地资源,每立方米墙体节约578块粘土实心砖,按每亩耕地生产实心砖60.6万块、每万块标准砖用煤0.62吨计算,1万立方米墙体可节约耕地9.54亩,节约用煤358.36吨
一万立方米墙体可节约费用: 9.54×10万元/亩+358.36×0.05=113.32万元; 9.1.2 在住房使用时,同样舒适条件的前提下,新型墙体结构每年因结构节能节约用采暖用煤以及夏季节约制冷空调用电,为居民节约大量生活费用
9.1.3 减少了外墙装饰的工期、人工及费用,有利于保证工期,同时,减少了外墙面长期维修费用
9.2 社会效益分析 9.2.1 工程室内减少了户内散热器的占用面积,增大了房间的使用面积; 9.2.2 新结构墙体的采用减少了耕地的侵占,保护了生态环境; 9.2.3 新型节能墙体的推广和应用,使建筑节能效果显著提高,满足了人们的生活需求,促进了墙材的革新和建筑节能的发展; 9.2.4 作为新型保温节能体系,为大力推广应用环保型建筑开创了先例
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