贵州仁怀机场航站区地基处理及土石方工程试验段工程,采用振动沉管碎石桩对高填方边坡区域进行地基处理,提高振动沉管碎石桩的成桩质量是整个工程质量控制的关键环节。
工程概况
该工程地处仁怀市高大坪乡银水村,整个场区内地表崎岖,峰岩峻峭,坡陡谷深,沟谷纵横交错,形成东南部高峻,中部相对平缓,西部和北部急剧低下,地形极为复杂,海拔高差悬殊。
采用振动沉管碎石桩进行地基处理,目的是通过碎石桩加固粘性土地基,发挥碎石桩的置换作用、排水作用、加筋作用和垫层作用,提高复合地基承载力、减少地基沉降量、增强土体抗剪强度、增大土坡的抗滑稳定性。填方区红粘土基本形成上硬下软的分部特征,底部基岩为中强风化白云岩,土质较为复杂,且又属于高填方边坡区,地形复杂处于沟谷内部,作业面小,地基处理难度大。地基处理结果关系到高填方边坡施工的最终质量,所以振动沉管碎石桩的成桩质量控制就显得尤为重要。
质量控制的重难点分析
为提高振动沉管碎石桩成桩的合格率,我们对已施工区域出现的质量问题进行了调查与记录。统计整理调查结果,桩径偏差和桩位偏差累计频率在80%以内,属于A类因素,是主要的质量问题,由此发现影响振动沉管碎石桩成桩质量问题的关键因素是桩径偏差和桩位偏差。
从人员、机械、材料、方法、环境、测量等六个方面对引起桩径偏差和桩位偏差的原因进行分析,对反应出来的末端因素进行收集整理,根据这些末端因素,小组制定了要因确认计划表,通过现场测试、测量,现场验证和调查分析等手段方法,对这些末端因素进行了逐一确认,最终确认出6条主要因素,这些因素就是影响振动沉管碎石桩成桩质量的主要因素,也是施工过程中质量控制的重难点所在。
分别是以下六点:
(1)设备未放置平稳
(2)导向架与地面不垂直
(3)灌石量未按要求投放
(4)标示桩位方法过于简单
(5)留振时间不足
(6)提升和反插未控制好
制订对策措施
在确认影响振动沉管碎石桩成桩质量主要因素后,提出对策,进行“有效性、可行性、经济性、时间性”四方面的分析比较,并且针对所确定的对策,设定用于改进要达到的具体目标,对目标值进行量化,针对如何实施对策和实现目标,制订了具体实施的步骤。
1.设备未放置平稳
对策:现场严格控制设备作业条件
目标:设备作业倾斜度控制在3%以内
措施:(1)施工前对现场场地进行平整。
(2)作业前调节设备桩架和操作平台,使其平稳。
(3)测设备倾斜度,满足3%以内方可开始作业。
(4)施工过程中,每隔2小时调整一次设备平稳状态。
2.导向架与地面不垂直
对策:监控好导向架状态,控制好垂直度
目标:导向架垂直度偏差控制在1.5%以内
措施:(1)作业前专职质量员对导向架的垂直度进行检查,利用吊线法测其垂直度,满足1.5%以内方可进行施工作业。
(2)项目部测量人员和现场管理人员负责对垂直度进行检查,并做好记录。
3.灌石量未按要求投放
对策:对每根桩的灌石量进行核查,确保灌石量满足设计要求
目标:碎石灌入量每米碎石料理论值为0.255m3,不应少于设计值的95%,即施工中单位深度灌石量不少于每米0.242m3
措施:(1)根据公式灌石量Q=K×L×∏d2/4进行计算,其中K为碎石桩充盈系数,一般为1.1-1.3,取1.3。
(2)拔管至地面下1.0-2.0m时,由于侧向约束薄弱,不利于成桩,至此深度时采取超载投碎石法,再通过留振和反插,提高桩的密实度,同时减小桩径偏差。
(3)现场人员做好每根桩的灌石量记录。
4.标示桩位方法过于简单
对策:用两种以上方式标示固定桩位
目标:桩位位置标示偏差控制在50mm以内,以减小桩位偏差
措施:(1)在利用GPS-RTK仪器标记出桩位后,利用钢钉将红色布条钉入地面,确定桩位,再用白灰加深桩位标示程度。
(2)同时加强对测量放样的质量控制,对桩位进行抽检复核。
(3)加强现场管控力度,桩位未对准,不允许下一步工序施工,不准沉管。
5.留振时间不足
对策:加强下沉和拔管时留振时间的监控
目标:保证每下沉0.5m留振30s,每拔高1m,留振时间保证在10s以上
措施:(1)现场管理人员做好留振时间记录。
(2)留振时间达到要求才允许下沉或拔管。
(3)加强操作人员的质量观教育。
6.提升和反插未控制好
对策:严格控制提升和反插速度,保证每根桩反插次数达到要求
目标:每根桩的总反插次数不少于12次,以保证成桩桩径达到设计要求
措施:(1)每提升1m应反插0.5m,且提升和反插速度必须均匀。
(2)拔管过程中进行多次反插,每根桩不少于12次。
(3)加强拔管速度的监控,控制在1.0-1.5m/min,在穿过软土层时应放慢拔管速度,控制在0.5m/min,并相应减少拔管高度和反插深度。
结论及效果
通过对振动沉管碎石桩成桩质量控制多种措施的运用,一方面保证了振动沉管碎石桩的成桩质量,另一方面提高了施工效率,有效的缩短了地基处理的时间,节约了工期,顺利完成了施工任务。
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