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担保方:淮市安HX国有资产投资管理限有公司(AA+),HA人区民ZF100%控股;经营范围:淮市安HA区人民ZF授权的国有资产投资、管理、经营、企业托管、产资重业组务、土地开发整理、房产地开发等。2022年末总资产424.7亿,净资产为143.8亿。体主信等用级为 AA+,级评展望稳定。
新闻资讯:
对软基加固的机理、地基设计、施工工艺流程以及效果检验加以探讨关键词:粉喷桩;处理;软土地基;施工工艺 1概述 路基不均匀沉降是造成水泥砼路面断裂破坏的主要因素之一
某路多处位于淤泥质粘土,土质松软,承载力极低
在这样的地质条件下修筑路堤,路基沉降量大,稳定性差
若不对其进行有效地整治,将来势必造成水泥混凝土路面破坏
某路勘察设计阶段勘探钻孔19个,人工挖孔7个,且孔点位置大都分布于桥位处,对线路的地质情况勘探极少
工程开工后,发现原路基软基段与施工设计图相差甚远
因此对该路基重新进行勘探,共钻孔96个,总进尺638米,基本掌握了软土路基的分层、埋深以及物理力学性质等
根据软土路基土的分布情况,经专家与设计代表共同讨论决定:软土埋置厚度小于3m处,采用“清淤换填透水性材料”;软土埋置厚度大于3m的深层软土地段,采用粉喷桩复合地基进行加固处理
这样,既消除了工程隐患,又缩短施工工期,保证了施工的正常进行
2粉喷桩加固软基的机理 粉喷桩加固软土技术是利用水泥作为固化剂,通过专用的深层搅拌喷射机械,将粉状的胶凝材料喷入地层深部,凭借钻机回转钻头叶片与原位软土均匀搅拌混合并吸收地下水,经一系列的物理化学反应,随着时间的推移,形成具有整体性强、水稳性好和高强度的柱体(即粉喷桩)
使软粘土硬结形成具有一定的强度、压缩性和渗透性较低的水泥土固体,从而达到加固路基的目的
当水泥和软土拌和后,水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应,形成水化物
这些水化物有的进一步硬化,形成能吸收大量自由水的水泥石骨料;有的则与周围具有一定活性的软土颗粒发生反应,其中钙离子与软土矿物表面所带的钠离子、钾离子等进行离子交换,通过离子交换作用和团粒化作用使较小的土颗粒形成较大的土团粒
通过凝硬反应,逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物,从而使土的强度不断提高
通过离子交换作用和碳酸化作用形成了一定范围的桩周土硬壳层,从而形成了刚度和强度相对较高的水泥土柱体
由于土和水泥水化物之间的物理化学反应过程进行缓慢,因此水泥土柱体的强度随时间增长而不断增加
3粉喷桩复合地基设计 该路深层软土地基基础设计为粉喷桩复合地基,桩径D=500mm;相邻桩的净距1.3m,并采用梅花式布置,有效桩长平均约为5m(至持力层);固化剂采用425#普通硅酸盐早强水泥,因地层中有机物含量和含水量较高,为保证桩身质量,经取样配方试验,拟定水泥掺合比为15%~18%(即58kg±5kg/m);施工结束后进行动测试验,以检查桩的完整性和桩长;桩的抗压强度须满足825KPa(28天)或1100KPa(90天)
4影响桩体强度的主要因素 影响桩体强度的主要因素有:水泥掺合比、水泥标号、龄期、土的含水量、土中有机质含量等
其中以龄期、水泥掺合比、土的含水量影响最为显著
4.1水泥土的强度随龄期的增长而增长,其强度增长规律既不同于水泥砼,也不同于石灰土
水泥土的龄期在1~28天内,强度增长较快;超过28天后,强度仍有较大增长,但增长速度已明显减缓;90天龄期后强度略有增长,但长幅已很小
在实际工程中,一般以7天或28天龄期的无侧限抗压强度作为水泥土的强度设计标准值
4.2水泥掺合比对水泥土的强度影响较大
施工前,应取所用水泥和有代表性的对水泥土强度影响最不利的软土,按设计要求进行水泥土标准试验,以求取最佳的掺合比
当实际掺合比小于最佳掺合比时,水泥土固化反应弱,水泥土比原状土强度增长甚微,加固效果不明显;当掺合比大幅超过最佳掺合比时,水泥土强度增长随掺合比增加增幅而减缓,费用与效果比不合理,导致成本加大,或产生浪费
规范规定的掺合比范围为7%≤aw≤15%
在实际工程中掺合比的选用还应根据土质和加固土的含水量,通过室内试验确定
本工程采用水泥掺合比为18%
4.3加固土含水量对水泥土的强度有明显影响,含水量愈小,无侧限抗压强度愈大,反之则愈小
当含水量达到一定值后,按规范推荐的最大掺合比已不能保证达到设计强度要求,因此,从经济、合理、有效的角度,在保证水泥土桩强度满足设计、规范要求的前提下,对于含水量较小的软土可适当降低掺合比;而对软土含水量过大的地段宜增大掺合比
具体掺合比的选用应根据试验确定
5施工流程 5.1做好粉喷桩开工前的施工组织设计,机械、人员、原材料必须准时到位,对技术人员、机械操作人员进行上岗前培训,设计人员进行技术交底,对水泥批量进行抽查试验合格后才能使用,制定操作机手的岗位职责及操作规程
5.2施工前应做好场地的平整工作
该路软土地基加固区皆为稻田或洼地,且部分已开挖,场地很软,自重10T的桩机在其上施工会导致陷机,严重影响施工进度,故施工前应在场地表面回填50cm厚稳定性好的砂砾土
复核好测量基线、复测桩位高程
为准确控制钻杆深度,应在基台上做控制深度标尺,以便施工中进行观测、记录
5.3做好工艺性试验桩(不少于10根),桩的位置在有代表性的软土段
通过试验桩掌握机械性能、地层情况、钻机下钻和提升速度、各操作手的配合、下钻和提升遇到的阻力、单位时间喷灰量、复搅工艺等因素对成桩质量特别是桩强度均匀性的影响,通过检测认可后确定其技术参数,作为正式施工依据
5.4采用Ph-5型(2台)粉喷桩机施工,配有喷灰机和两台空压机
喷灰机和空压机应根据场地的施工要求,尽量放在便于钻机行走作业、便于上灰加料、便于设备安装及操作的平坦位置
喷灰机和空压机一定要安平牢靠,尤其空压机为克服其振动影响应在其底座下垫木且将风管卡牢,以防脱落
5.5为了喷灰量的均匀性和搅拌均匀必须恒压喷灰,提钻喷灰应用慢挡(0.5m/min),钻进和复搅用中速档(不大于0.8m/min)
5.6严格控制喷灰时间和停灰时间,不得中断喷灰,严禁在尚未喷灰的情况下进行钻杆提升作业
如遇机械故障等原因,喷灰中断时必须复打,复打重叠孔段应大于1m
5.7本工程粉喷桩加固地段软土厚度均在5m以内,为确保质量,设计要求粉喷桩必须打穿软土层,桩底置于持力层基岩上,并要求整桩复搅
5.8水泥粉喷桩掺灰量沿桩长都应均匀并达到设计要求,必须坚持每延米计灰,如发现某延米喷灰量少于设计喷灰量时,为保证桩身强度,应及时补喷灰,补喷灰后,其灰量应不小于设计喷灰量,搭接长度不小于50cm
灰量计量装置应经常检查,确保计量精度
5.9试验表明,当土层含水量较低时,水泥粉喷桩桩身呈疏松状态,其强度较低
因此,对较干土层(如硬壳层),施工时要适当加水,使其含水量控制在45%≤W≤60%范围内,以利于成桩均匀,保证桩身强度
含水量较大的土层,水泥土强度会降低,因此要适当增加掺灰量
5.10水泥粉喷桩桩头必须按设计要求处理,砍桩头后(长度约为50cm),桩头不平部分应用10#水泥砂浆调平;若桩头砍后低于设计标高,应用15#细粒料砼调整;若桩头强度满足设计要求,并且桩顶标高与设计标高误差不超过±5cm,可不砍桩头
5.11为提高地基承载力和协调地基变形,我们在粉喷桩上加铺设两层土工格栅
先在桩顶上铺筑50cm厚的砂,调平后铺设土工格栅
土工格栅铺设要求平整,不能褶叠
5.12考虑到水泥粉喷桩实际成桩直径要比设计直径(Φ50cm)大(在较软土层中,实际成桩直径约为60cm)
为保证桩身设计强度,喷灰量应以实际桩径计算,实际喷灰量不得小于该计算值
5.13水泥粉喷桩施工质量保证体系必须健全,坚持在没有质量旁站人员情况下不准施工的原则,以保证施工质量
6加固效果检验 桩体取样强度试验
在粉喷桩完成后28天内,在水泥土桩身有代表性的部位连续取芯,进行无侧限抗压强度试验,与同龄期的室内无侧限抗压强度进行比较,以检验现场搅拌质量
取芯时要注意不要把试样压碎,以免影响强度,芯样的外径以5cm≤Ф≤10cm为宜
结束语 从该路软土路基加固处理的工程实例来看,要确保粉喷桩加固软土路基的工程质量,就必须按设计要求施工,施工前做好施工组织设计,施工时认真执行有关技术操作规程,方可取得良好的施工效果
参考文献 【1】JTJ017-96,公路软土基路堤设计与施工技术规范【S】. 论述了GPS在某道路实际测量工作中的应用
关键词:GPS技术;控制测量;工作流程 1.引言 GPS卫星定位测量是利用GPS系统解决大地测量的一项空间技术
GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性
因此,GPS技术在大地测量、 工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用【1,2】
2. RTK技术在道路测量中的应用及优缺点 RTK技术在绘制大比例地形图、控制测量、线路勘测、道路的中线测设、公路纵、横断面放样、施工测量等中均有应用
随着动态GPS 测量技术的不断发展、完善,将更加充分的显示出这一技术的高精度和高效益, 它会为公路工程建设的发展和进步发挥更大的作用
实际工作中的GPS测量可划分为方案设计、外业实施及内业数据处理三个阶段
为了体现GPS测量过程的优势,将GPS测量与传统测量进行了比较,结果见表1
比较内容 GPS-RTK测量 传统测量 技术人员 8人 15人 工作进度 5~7(km/d) 2~3(km/d) 工作环境 白天和夜晚皆可,上方应无遮挡物 白天且可见度较好 作业模式 中桩放样和纵横断面测量同步完成,便于调度 中桩放样和纵横断面测量各自分步完成,不利于调度 作业精度 满足纵横断面设计精度要求 满足纵横断面设计精度要求 3.GPS测量工作流程 3.1 GPS控制网的内业设计 GPS控制网的技术设计是进行GPS测量的基础
它应根据用户提交的任务书或测量合同所规定的测量任务进行设计
其内容包括测区范围、测量精度、提交成果方式、完成时间等
设计的技术依据是国家测绘局颁发 的《全球定位系统(GPS)测量规范》及建设部颁发的《全球定位系统城市测量技术规程》
3.2 GPS控制网的外业设计 1)选点要求
点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义,所以在选点工作开始前,应收集和了解有关测区的地理情况和原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况等
2)埋石
由于时间要求,埋石拟与选点同时进行
3)外业观测
进行同步观测
观测前应对接受机进行各项相关检验,确认仪器性能良好
根据GPS网形设计编制作业调度表,作好人员和交通工具的配备
3.3 GPS控制网的外业实施 1)仪器准备
此次C级控制网的建立所采用的仪器是南方NGS9600型GPS接收机,该接收机是以四台套进行工作
所以作业以前准备四个三脚架,四台接收机,四个盒尺
2)接收机及附属设备的检验与维护
3)人员组织
每台接收机必须有一个人进行操作,为了全面加强控制测量工作的领导,测量队伍还成立了职员组和技术指导组
4)仪器安装
将准备好的三脚架架到已经选好的待测点上,将接收机安装到三脚架上对中、整 平
量取天线高,开机进入工作阶段
5)野外观测
野外观测应严格按照技术设计要求进行
3.4 数据传输与数据处理 1)数据传输
观测完毕即可进行数据传输,数据传输是内业工作的基础工作,在数据传输过程中必须严格按软件的操作程序进行操作,要认真的对待这一过程
本次观测数据传输,是将NGS9600型GPS接收机与计 算机连接,使用相应的软件进行数据传输和处理
2)数据处理
GPS导线数据处理分为基线解算和网平差两个阶段,数据处理采用GPS数据处理软件
经济基线解算、质量检核、网平差后,得到GPS控制点的三维坐 标
4.GPS技术在某道路测量中的应用 4.1项目概述 某道路GPS导线控制测量,道路全长约30公里
地形多为山地沟壑,较为复杂,交通多为山间小道,给操作人员的工作和物资设备的运输增加了很多困难
4.2 项目内业设计: 1)坐标系统 本项目平面采用该道路所在地区的独立坐标系
高程采用1985年国家高程基准
2)作业依据 项目严格按照1997年中华人民共和国行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97,1999年建设部发布的行业标准《城市测量规范》CJJ8-99的要求设计
按照《项目设计书》要求,项目控制网的等级为 GPS一级导线,全线共拟布设一级导线点38个点
为了保证要求和成果的精度,并为GPS高程拟合计算提供高程起算数据,全线设计联测二等三角点一个,三等三角点一个,四等三角点八个,四等水准点五个
由于测区 大部位于煤矿开采区,存在沉降位移等因素,因此须联测所有已知点,检验其内部符合精度,如果平差后不能满足需要,则还须联测其他高等级控制点
3)技术指标, 按照规范要求,项目精度应符合如下规定
相临点间的最小距离应为平均距离的1/2~1/3;相临点间的最大距离应为平均距离的2~3倍
根据此技术要求设计的GPS网如图1
4.3项目外业设计 1)选点要求
选点前应做好各种准备,收集与工程有关的资料,收集原有的控制测量资料,合理进行控制网的设计;2)埋石;3)外业观测
4.4 数据处理及精度分析 GPS导线数据处理分为基线解算和网平差两个阶段,数据处理采用南方测绘公司的南方GPS数据处理软件
经基线解算、质量检核、网平差后,得到GPS控制点的三维坐标
同一时段观测值基线处理中,二、三等数据采用率都不宜低于80%,同步环的相对闭合差和全长相对闭合差应符合下表2规定: 等级 限差类型 二等 三等 四等 一级 二级 相对闭和差 2.0 3.0 6.0 9.0 9.0 全长相对闭合差 3.0 5.0 10.0 15.0 15.0 观测成果检验 :1)每个时段同步环检验:同一时段多台仪器组成的闭合环,坐标增量闭合差应为零
由于仪器开机时间不完全一致,会有误差
在检核中应检查一切可能的环闭合差
其闭合差分量要求不超过限差
2)同步边检验
一条基线在不同时段观测多次,有多个独立基线值,这些边称为重复边
任意两个时段所得基线差应小于相应等级规定精度的2 2倍
3)异步环检验
在构成多边形环路的基线向量中,只要有非同步观测 基线,则该多边形环路称为异步环
异步环检验应选择一组完全独立的基线构成环进行检验,应符合限差要求
为了满足成果的精度和统一年性当一个控制点不能与两条合格独立基线相连接时,则必须在该点上补测或重测不少于一条独立基线
当各项质量检核符合要求时,应以所有独立基线组成闭合图形,进行控制网平差
4.5 技术总结与成果资料提交 GPS测量的全部工作结束后,应及时写出技术总结报告,并在规定的时间内及时向甲方提供测量成果,成果的内容应包括:1)数据处理中生成的文件,资料;2)平差成果表;3)GPS外业观测手薄;4)GPS导线平 面布置图;5)项目技术总结报告;6)GPS观测网图;7)GPS导线点点之记;8)本技术设计书
5.结语 GPS是近年来开发的最具有开创意义的高新技术之一,其全球性、全能性、全天候性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用【3】
相信随着我国经济的发展,高等级公路的快速修建和 GPS技术应用研究的深入,其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入,并发挥更大的作用
参考文献 【1】 唐杰军,赵欣.道路工程测量【M】. 北京:人民交通出版社.2010:15-21 【2】 唐敏.建筑工程施工测量(第2版)【M】.北京:清华大学出版社.2007:78~95 【3】 付开隆,韩丹,赵志坚.GPS_RTK技术在公路测量中的应用【J】.矿山测量.2007:1~28
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