速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，屬于鐵路施工【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，包括：步驟1、以兩個涵洞或兩橋之間為一個施工單元，首先進(jìn)行水泥土擠密樁消除地基上部黃土的濕陷性，具體采用先兩邊后中間、隔排施工進(jìn)行；其中水泥土擠密樁采用沉管法成孔；步驟2、采用CFG樁進(jìn)行地基加固，其中CFG樁采用長螺旋鉆機(jī)成孔；步驟3、清除樁間土后進(jìn)行水泥土墊層施工，通過試驗檢查確認(rèn)合格后進(jìn)入路基本體填筑工序。本發(fā)明主要解決度200km/h以上快速鐵路路基施工后沉降要求高，而濕陷性黃土一般處于飽和狀態(tài)，路基工后沉降量控制難度較大的技術(shù)問題。
【專利說明】速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種鐵路濕陷性黃土路基基底的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]濕陷性黃土是在干旱的氣候條件下形成的，在形成初期，季節(jié)性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起來，而長期干旱使水分不斷蒸發(fā)，形成以粗粉粒為主體骨架的多孔隙結(jié)構(gòu)。它的特性是在天然干燥狀態(tài)下具有較高的強(qiáng)度和較小的壓縮性，一旦大量降水或渠水滲入，黃土中的多種可溶鹽浸濕后被溶化，土中膠結(jié)力減弱，在自重和一定荷重共同作用下土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，承載力也急劇降低，產(chǎn)生大量濕陷變形，致使位于其上的結(jié)構(gòu)物遭到破壞。西北地區(qū)干旱、半干旱的氣候環(huán)境，使黃土堆積具備了欠壓密的大孔隙結(jié)構(gòu)，這是黃土產(chǎn)生濕陷的一個重要條件，黃土在荷載和浸水作用下，結(jié)構(gòu)連接的松弛和強(qiáng)度的削弱是產(chǎn)生濕陷變形的基本原因。黃土微結(jié)構(gòu)特征的不同，即組成黃土骨架顆粒的成分、形態(tài)、顆粒間連接的性質(zhì)，孔隙發(fā)育狀況的不同，濕陷變形發(fā)生的遲緩和劇烈程度就不同。黃土的濕陷性主要取決于土的內(nèi)在基本特征、所處地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境這兩個方面的因素，同時，這兩個因素也決定了黃土的其它工程地質(zhì)性質(zhì)。
[0003]目前，對于速度200km/h以上快速鐵路路基施工后沉降要求高，而濕陷性黃土一般處于飽和狀態(tài)，路基工后沉降量控制難度較大，這是目前濕陷性黃土路基基底建設(shè)上遇到的最大困難，特別是在新建蘭新第二雙線鐵路甘青段路基占設(shè)計總長度的72%，土石方達(dá)7800多萬方，是國內(nèi)路基比重最聞的聞速鐵路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，主要解決度200km/h以上快速鐵路路基施工后沉降要求高，而濕陷性黃土一般處于飽和狀態(tài)，路基工后沉降量控制難度較大的技術(shù)問題，提供一整套高質(zhì)量、高效率的厚層濕陷性黃土路基基底處理、路基填筑及沉降控制技術(shù)，滿足西北地區(qū)建設(shè)聞等級鐵路路基施工及工后沉降的相關(guān)要求。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0007]步驟1、以兩個涵洞或兩橋之間為一個施工單元，首先進(jìn)行水泥土擠密樁消除路基基底黃土的濕陷性，具體采用先兩邊后中間、隔排施工進(jìn)行；其中水泥土擠密樁采用沉管法成孔；
[0008]其中步驟1中，先將黃土土料與水泥按設(shè)計配合混合攪拌，要求黃土土料中的有機(jī)質(zhì)含量不得超過5%，水泥摻量為9%，最大干密度1.68g/cm3，含水率ω_(%)=16.12%，允許偏差不得大于±2% ;
[0009]水泥土擠密樁施工步驟為:(1)、場地平整清理；(2)、定樁孔位和編號放樣；(3)、沉樁機(jī)就位，將沉樁管尖對準(zhǔn)樁位，調(diào)平擴(kuò)樁機(jī)架，樁管保持垂直，檢查樁管垂直度偏差不大于1.5% ;采用沉樁機(jī)將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔，樁管頂端設(shè)樁帽，下端作成60°角度錐形活動樁尖，沉樁管至設(shè)計標(biāo)高時，再拔管，要求控制拔管速度，在拔管前宜停頓約10秒；(4)、檢查，驗孔合格后進(jìn)行夯實(shí)操作，要求夯實(shí)次數(shù)不小于8擊；再向孔內(nèi)填料，其中水泥土分層回填夯實(shí)，逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料，每層回填厚度280?320mm;
(5)、反復(fù)進(jìn)行前述步驟(3)和(4)，直至綜合檢驗合格成樁；其中處理區(qū)段地基土的含水率低于12%時，需對處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行增濕，增濕處理應(yīng)在路基基底處理前4?6d完成，待需增濕的水通過滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。
[0010]步驟2、采用CFG樁進(jìn)行路基基底加固，其中CFG樁采用長螺旋鉆機(jī)成孔；
[0011]其中采用長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工的步驟包括:
[0012](1)、CFG樁鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1 %。
[0013](2)、混合料攪拌，混合料攪拌要求按粉煤灰:粗砂:碎石:7jC:外加劑=170:150:813:1076:150:3.84的配合比進(jìn)行配料,計量要求準(zhǔn)確，拌合時間不得少于lmin,所述碎石的粒徑范圍為5?31.5mm ；
[0014](3)、鉆進(jìn)成孔，鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆進(jìn)；在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺；當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計樁長預(yù)定標(biāo)高時，在動力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時控制孔深的依據(jù)；當(dāng)動力頭底面達(dá)到標(biāo)記處樁長即滿足設(shè)計要求；
[0015](4)灌注及拔管，CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿心充滿混合料后開始拔管，成樁的提拔速度宜控制在2?3m/min，灌注成樁完成后，樁頂采用濕黏土封頂；
[0016](5)移機(jī)當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。
[0017]步驟2中,沉管法施工步驟為:
[0018](1)沉管:根據(jù)設(shè)計樁長、沉管入土深度確定機(jī)架高度和沉管長度，并進(jìn)行設(shè)備組裝；
[0019](2)其中樁機(jī)就位，保持樁管垂直，垂直度偏差不大于1%;采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖時，需埋入地表高且停機(jī)后投料，直至管內(nèi)混合料頂面與鋼管料口平齊；
[0020](3)拔管，啟動電動機(jī)，首次投料留振5?10s再開始拔管，拔管速率為1.2?
1.5m/min ;成樁后樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計樁長0.5米,且浮衆(zhòng)厚度不超過20cm ；
[0021](4)封頂，沉管拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計要求后，用濕黏土封頂；
[0022](5)移機(jī)，鉆機(jī)移位進(jìn)行下一根樁的施工。
[0023]其中在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打，但施工新樁與已打樁時間間隔不少于7d ;冬季施工時混合料入孔溫度不得低于5°C，對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。
[0024]步驟3、清除樁間土后進(jìn)行水泥土墊層施工，通過試驗檢查確認(rèn)合格后進(jìn)入路基本體填筑工序。
[0025]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0026]本發(fā)明的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，主要解決度200km/h以上快速鐵路路基施工后沉降要求高，而濕陷性黃土一般處于飽和狀態(tài)，路基工后沉降量控制難度較大的技術(shù)問題，提供一整套高質(zhì)量、高效率的厚層濕陷性黃土路基基底處理、路基填筑及沉降控制技術(shù)，滿足西北地區(qū)建設(shè)高等級鐵路路基施工及工后沉降的相關(guān)要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0028]圖1是本發(fā)明中水泥土擠密樁施工工藝流程圖；
[0029]圖2是本發(fā)明中CFG樁施工工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0031]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0032]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，運(yùn)用到蘭新第二雙線鐵路路基基底處理上，分別采用了沖擊碾壓、強(qiáng)夯、重夯、換填等多種方式，在厚層濕陷性黃土路基基底處理過程中，為更好地滿足路基施工后沉降的要求，采用長短樁結(jié)合進(jìn)行復(fù)合路基基底處理:先采用水泥土擠密樁消除路基基底黃土的濕陷性(先兩邊后中間、隔排施工的原則進(jìn)行施工)，再采用CFG樁進(jìn)行路基基底加固。
[0033]由于西北地區(qū)風(fēng)沙大、干旱少雨、晝夜溫差大、冬季嚴(yán)寒且持續(xù)時間長，尤其樁基處理地段集中在甘肅省張掖市民樂縣境內(nèi)，平均海撥2400m，有效施工時間僅為6?7個月，為實(shí)現(xiàn)快速鐵路路基工后沉降的嚴(yán)格要求，結(jié)合本標(biāo)段復(fù)合地基處理工程量大的特點(diǎn)，需對施工組織進(jìn)一步細(xì)化，并制定切實(shí)可行的技術(shù)及工藝措施，確保成樁質(zhì)量滿足要求。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查并結(jié)合設(shè)計要求，確定成孔方式為:水泥土擠密樁采用沉管法成孔，CFG樁采用長螺旋鉆機(jī)成孔，以兩個涵洞或兩橋之間為一個施工單元，首先進(jìn)行水泥土擠密樁施工，再進(jìn)行CFG樁及樁帽施工，清除樁間土后進(jìn)行水泥土墊層施工，通過試驗檢查確認(rèn)合格后進(jìn)入路基本體填筑工序。
[0034]其中本發(fā)明中的水泥土擠密樁施工工藝及措施如下:
[0035]1、配合比設(shè)計:水泥土擠密樁土料宜就近選用黃土，水泥可選用P.0.42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥土按設(shè)計配合比在集料拌和站集中拌和，并且根據(jù)施工進(jìn)度要求隨拌隨用，并經(jīng)試驗確定水泥土所用土料的合理含水率,通過室內(nèi)試驗，確定水泥摻量為9%，最大干密度 P dmax = 1.68g/cm3,最優(yōu)含水率 ωορ?(% ) = 16.12%。
[0036]施工時應(yīng)隔排隔行，間隔1?2孔跳打，成孔后立即回填，以防止鄰孔之間互相擠壓造成相鄰孔縮孔或振動坍塌。當(dāng)整片處理時宜由內(nèi)向外進(jìn)行，局部處理宜由外向內(nèi)進(jìn)行。處理區(qū)段地基土的含水量宜接近最佳含水量，當(dāng)土的含水率低于12%時，宜對處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行增濕。增濕處理應(yīng)在路基基底處理前4?6d完成，需增濕的水通過一定數(shù)量和一定深度的滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。
[0037]2、施工工藝及注意事項:水泥土擠密樁施工工藝流程如圖1，施工注意事項:(1)土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過5%，不得含有凍土或膨脹土，使用時應(yīng)過10?20mm篩，混合料含水量應(yīng)滿足土料的最優(yōu)含水量，其允許偏差不得大于±2% ;土料與水泥應(yīng)拌和均勻，水泥用量不得少于按試驗確定的重量；向孔內(nèi)填料前孔底必須夯實(shí)；樁頂夯填至設(shè)計樁頂標(biāo)高后，墊層施工前應(yīng)場地整平并碾壓密實(shí)。
[0038](2)處理區(qū)段地基土的含水量宜接近最佳含水量，當(dāng)土的含水率低于12%時，宜對處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行增濕。增濕處理應(yīng)在地基處理前4?6d完成，需增濕的水通過一定數(shù)量和一定深度的滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。
[0039](3)填料的拌制與運(yùn)輸:水泥土(灰土)要求采用廠拌，各種用料計量準(zhǔn)確，配合比符合設(shè)計值，水泥土(灰土)混合料外觀顏色均一，采用運(yùn)輸車覆蓋運(yùn)輸，水泥土(灰土)拌制根據(jù)回填要求隨拌隨用，已拌成水泥土(灰土)不得超過6小時或隔夜使用，被雨水淋濕、浸泡水泥土(灰土)嚴(yán)禁使用按作廢處理。下雨期間不進(jìn)行水泥土(灰土)拌制。
[0040](4)施工順序:隔排隔行，間隔1?2孔跳打，成孔后立即回填，以防止鄰孔之間互相擠壓造成相鄰孔縮孔或振動坍塌；整片處理時宜由內(nèi)向外進(jìn)行，局部處理宜由外向內(nèi)進(jìn)行；機(jī)就位后，使沉管尖對準(zhǔn)樁位，調(diào)平擴(kuò)樁機(jī)架，使樁管保持垂直，用線錘吊線檢查樁管垂直度，確保垂直度偏差不大于1.5%。
[0041](5)成孔工藝:采用沉樁機(jī)將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔，樁管頂設(shè)樁帽，下端作成60°角度錐形活動樁尖，施工前在樁架或鋼管上標(biāo)出控制深度標(biāo)記，以便施工中進(jìn)行鋼管深度觀測。水泥土(灰土)擠密樁施工時應(yīng)控制拔管速度，在拔管前宜停頓10秒左右。成孔后清底夯實(shí)、夯平，夯實(shí)次數(shù)不小于8擊，成孔后進(jìn)行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查，合格后進(jìn)行下道工序施工或用蓋板蓋住孔口防止雜物落入。
[0042](6)水泥土(灰土)回填夯實(shí):成孔后及時夯填，在向孔內(nèi)填料前先夯實(shí)孔底。水泥土(灰土)分層回填夯實(shí)，逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料，每層回填厚度280?320_，采用電動卷揚(yáng)機(jī)提升式夯實(shí)機(jī)分層夯實(shí)。回填夯實(shí)，應(yīng)針對施工機(jī)具(錘重、落距)，在工藝試驗中找出滿足密實(shí)度要求的夯擊次數(shù)，作為施工的參數(shù)，夯填前測量成孔深度、孔徑，作好記錄；水泥土(灰土)回填夯實(shí)采用連續(xù)施工，每個樁孔一次性分層回填夯實(shí)，不得間隔停頓或隔日施工以免降低樁的承載力。
[0043]3、試驗檢測:
[0044](1)水泥土擠密樁所用的水泥品種、規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。
[0045]檢驗數(shù)量:同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號的水泥，每200t為一批，不足200t時也按一批計，散裝水泥500t為一批，當(dāng)袋裝水泥不足200t或散裝水泥不足500t時也按一批計，每批抽樣檢驗1組。
[0046]檢驗方法:檢查產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。在水泥庫抽樣檢驗水泥強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時間。
[0047](2)灰土擠密樁所用石灰質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。設(shè)計無要求時，石灰中活性CaO、MgO含量不應(yīng)低于50% (按干重計)，粒徑應(yīng)小于5mm,夾石量不大于5%。
[0048]檢驗數(shù)量:同一廠家、同一產(chǎn)地的石灰，每200t為一批，不足按200t也按一批計。每批抽樣檢驗1次。
[0049]檢驗方法:檢查石灰質(zhì)量證明文件，按《建筑石灰試驗方法》(JC/T478)規(guī)定的試驗方法進(jìn)行抽樣檢驗。
[0050](3)擠密樁所用土的質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求，采用較純凈的黃土且有機(jī)質(zhì)含量不應(yīng)大于2%。
[0051]檢驗數(shù)量:同一取土地點(diǎn)、相同土性的土，每1000m3為一批，不足1000m3也按一批計。每批抽樣檢驗1次。
[0052]檢驗方法:按《鐵路工程土工試驗規(guī)程》(TB10102)規(guī)定的試驗方法進(jìn)行檢驗。
[0053](4)水泥土(灰土)擠密樁的數(shù)量、布樁形式應(yīng)符合設(shè)計要求。
[0054]檢驗數(shù)量:全部檢驗。
[0055]檢驗方法:觀察、現(xiàn)場清點(diǎn)。
[0056](5)樁身密度檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)。
[0057]①內(nèi)填料應(yīng)分層回填夯實(shí)，其壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.97 (輕型擊實(shí))。
[0058]②檢測數(shù)量:施工單位抽樣檢測總樁數(shù)的0.3%，且每臺班不少于1根。
[0059]③檢測方法:在全部孔深內(nèi)，每2m取土樣測定干密度，檢測點(diǎn)的位置應(yīng)在距孔心附近，輕型擊實(shí)試驗應(yīng)符合《鐵路工程土工試驗規(guī)程》(TB10102 - 2004)的規(guī)定。
[0060](6)樁間土處理效果的檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)。
[0061]在孔之間形心點(diǎn)附近、成孔擠密深度內(nèi)采用鉆機(jī)取樣，每2m取土洋測定干密度、進(jìn)行壓縮試驗(濕陷性黃土地區(qū)濕增加陷性試驗)，計算干密度與其最大干密度的比值(最小擠密系數(shù))、壓縮模量(濕陷性黃土地區(qū)濕陷系數(shù))。
[0062]檢驗數(shù)量:沿線路縱向連續(xù)每50m抽樣檢驗6處。
[0063](7)復(fù)合地基承載力檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)。
[0064]①檢測數(shù)量:總樁數(shù)的2%。，且每檢測批不少于3根。
[0065]②檢測方法:平板載荷試驗。
[0066]③設(shè)計要求:沿線路縱向連續(xù)每50m抽樣檢驗3點(diǎn)，取樣測定干密度、壓縮實(shí)驗和黃土濕陷性試驗，滿足擠密系數(shù)彡0.95 (輕型擊實(shí))，δ s < 0.015。
[0067]本發(fā)明中CFG樁施工工藝及措施如下:
[0068]1、配合比設(shè)計:
[0069]首先，樁體主體材料為碎石，應(yīng)符合設(shè)計級配要求；其次，選用的水泥、粉煤灰及外加劑等原材料應(yīng)符合設(shè)計要求，并按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗。經(jīng)過室內(nèi)試驗,確定配合比為:
[0070]水泥:粉煤灰:粗砂:碎石:水:外加劑=170:150:813:1076:150:3.84
[0071]其中，粗骨料(碎石)粒徑范圍為5?31.5mm并采用三級配。
[0072]CFG樁施工一般優(yōu)先采用間隔跳打法，也可采用連打法，具體的施工方法由現(xiàn)場試驗來確定。
[0073]混合料攪拌要求按配合比進(jìn)行配料，計量要求準(zhǔn)確，拌合時間不得少于lmin?；旌狭霞铀亢吞涠?設(shè)計要求長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料法施工時，坍落度控制在16?20cm)根據(jù)采用的施工方法按工藝試驗確定的參數(shù)進(jìn)行控制，在泵送前混凝土泵料斗應(yīng)備好熟料。
[0074]2、CFG樁施工工藝流程如圖2所示，
[0075]3、長螺旋鉆機(jī)法施工步驟
[0076](l)CFG樁鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1 %。
[0077](2)混合料攪拌
[0078]混合料攪拌要求按配合比進(jìn)行配料，計量要求準(zhǔn)確，拌合時間不得少于lmin。混合料加水量和坍落度(設(shè)計要求長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料法施工時，坍落度控制在16?20cm)根據(jù)采用的施工方法按工藝試驗確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制。在泵送前混凝土泵料斗應(yīng)備好熟料。
[0079](3)鉆進(jìn)成孔
[0080]鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆進(jìn)。一般應(yīng)先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時糾正。在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則較易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計樁長預(yù)定標(biāo)高時，在動力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時控制孔深的依據(jù)。當(dāng)動力頭底面達(dá)到標(biāo)記處樁長即滿足設(shè)計要求。施工時還需考慮施工工作面的標(biāo)高差異，作相應(yīng)增減。
[0081](4)灌注及拔管
[0082]CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿心充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在2?3m/min(具體可由試樁確定)，成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免因后臺供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。灌注成樁完成后，樁頂采用濕黏土封頂，進(jìn)行保護(hù)。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計灌注量。
[0083](5)移機(jī)
[0084]當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。施工時由于CFG樁的土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋，有時還會因鉆機(jī)支撐時支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動。因此，下一根樁施工時，還應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。
[0085]4、沉管法施工步驟
[0086](1)沉管
[0087]根據(jù)設(shè)計樁長、沉管入土深度確定機(jī)架高度和沉管長度，并進(jìn)行設(shè)備組裝。樁機(jī)就位，保持樁管垂直，垂直度偏差不大于1% ;若采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖，需埋入地表高且停機(jī)后須盡快完成投料，直至管內(nèi)混合料頂面與鋼管料口平齊。
[0088](3)拔管
[0089]啟動電動機(jī)，首次投料留振5?10s再開始拔管。拔管速率按工藝性試驗并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制，一般1.2?1.5m/min較合適。拔管過快易造成局部縮頸或斷樁；拔管太慢振動時間過長，會使樁頂浮漿增厚，易使混合料離析，對淤泥質(zhì)土，拔管速度可適當(dāng)放慢。拔管過程中不宜反插留振。如上料不足，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁后樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計要求。成樁后樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計樁長0.5米，且浮漿厚度不超過20cmo
[0090](4)封頂
[0091]沉管拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計要求后，用濕黏土封頂。
[0092](5)移機(jī)
[0093]鉆機(jī)移位進(jìn)行下一根樁的施工。
[0094]5、施工注意事項
[0095](1) CFG樁施工一般優(yōu)先采用間隔跳打法，也可采用連打法。連打法易造成鄰樁被擠碎或縮頸，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易發(fā)生上述現(xiàn)象，但土層較硬時，在已打樁中間補(bǔ)打新樁，可能造成已打樁被振裂或振斷。
[0096]在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打，但施工新樁與已打樁時間間隔不少于7d ；在飽和的松散粉土中，如樁距較小，不宜采用隔樁跳打；全長布樁時，應(yīng)遵循由“由一邊向另一邊”的原則。鉆進(jìn)應(yīng)先慢后快。在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺。
[0097](2)混合料按設(shè)計配合比經(jīng)攪拌機(jī)拌合，檢查其塌落度。
[0098]向管內(nèi)泵送混合料，混合料的泵送量按試樁確定的數(shù)量進(jìn)行，泵送時不得停泵待料。
[0099](3)拔管速率應(yīng)按試樁確定參數(shù)進(jìn)行控制，拔管速度均勻，拔管至樁頂。
[0100](4)冬季施工時混合料入孔溫度不得低于5°C，對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。
[0101](5)樁基施工完成后，CFG樁間采用水泥土回填至設(shè)計樁帽頂標(biāo)高。水泥土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參照CFG樁上層水泥土褥墊層標(biāo)準(zhǔn)，回填單層厚度< 20cm，跳夯機(jī)分層夯實(shí)至樁帽頂標(biāo)高，跳夯過程中，注意對樁帽的成品保護(hù)。
[0102](6)通常樁頂混凝土密實(shí)度差，強(qiáng)度低，對此采取樁頂以下2.5m內(nèi)進(jìn)行振動搗固的措施。
[0103](7)為保證施工中混合料的順利輸送，施工中采取強(qiáng)制式攪拌機(jī)。
[0104]6、試驗檢測
[0105](1)成樁過程中，抽樣做混合料試塊,每臺機(jī)械一天應(yīng)做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體)，進(jìn)行28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，測定立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；應(yīng)抽取不小于總樁數(shù)的10%的樁進(jìn)行低應(yīng)變動力試驗，檢測樁身完整性。
[0106](2)CFG樁施工中，每臺班均須制作檢查試件，進(jìn)行28d強(qiáng)度檢驗，抽檢率為樁的5%。，且每一工點(diǎn)不應(yīng)少于3處。成樁28d后應(yīng)及時進(jìn)行單樁承載力或復(fù)合地基承載力試驗，其承載力、變形模量應(yīng)符合設(shè)計要求。
[0107]本發(fā)明的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，主要解決度200km/h以上快速鐵路路基施工后沉降要求高，而濕陷性黃土一般處于飽和狀態(tài)，路基工后沉降量控制難度較大的技術(shù)問題，提供一整套高質(zhì)量、高效率的厚層濕陷性黃土路基基底處理、路基填筑及沉降控制技術(shù)，滿足西北地區(qū)建設(shè)高等級鐵路路基施工及工后沉降的相關(guān)要求。
[0108]本發(fā)明的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，使?jié)裣菪渣S土地基經(jīng)過水泥土樁擠密和CFG樁處理之后，其工程物理性質(zhì)發(fā)生了明顯變化。樁基與樁間擠密土由于工程物理性質(zhì)相近，兩者能較好地共同作用，合理地分擔(dān)荷載，共同組成了復(fù)合地基，即CFG樁+水泥土擠密樁復(fù)合地基，承載力顯著增加。
[0109]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，其特征在于:它通過以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟1、以兩個涵洞或兩橋之間為一個施工單元，首先進(jìn)行水泥土擠密樁消除路基基底黃土的濕陷性，具體采用先兩邊后中間、隔排施工進(jìn)行；其中水泥土擠密樁采用沉管法成孔； 步驟2、采用CFG樁進(jìn)行路基基底加固，其中CFG樁采用長螺旋鉆機(jī)成孔； 步驟3、清除CFG樁間的土后進(jìn)行水泥土墊層施工，通過試驗檢查確認(rèn)合格后進(jìn)入路基本體填筑工序。
2.如權(quán)利要求1所述的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，其特征在于: 步驟I中，先將黃土土料與水泥按設(shè)計配合混合攪拌，要求黃土土料中的有機(jī)質(zhì)含量不得超過5%，水泥摻量為9%，最大干密度Pdmax =1.68g/cm3,含水率ω。_)=16.12%，允許偏差不得大于±2% ; 水泥土擠密樁施工步驟為:(1)、場地平整清理；(2)、定樁孔位和編號放樣；(3)、沉樁機(jī)就位，將沉樁管尖對準(zhǔn)樁位，調(diào)平擴(kuò)樁機(jī)架，樁管保持垂直，檢查樁管垂直度偏差不大于1.5% ;采用沉樁機(jī)將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔，樁管頂端設(shè)樁帽，下端作成60 °角度錐形活動樁尖，沉樁管至設(shè)計標(biāo)高時，再拔管，要求控制拔管速度，在拔管前宜停頓約10秒；(4)、檢查，驗孔合格后進(jìn)行夯實(shí)操作，要求夯實(shí)次數(shù)不小于8擊；再向孔內(nèi)填料，其中水泥土分層回填夯實(shí)，逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料，每層回填厚度280?320_;(5)、反復(fù)進(jìn)行前述步驟(3)和(4)，直至綜合檢驗合格成樁；其中處理區(qū)段地基土的含水率低于12 %時，需對處理范圍內(nèi)的土層進(jìn)行增濕，增濕處理應(yīng)在地基處理前4?6d完成，待需增濕的水通過滲水孔均勻地滲入處理范圍的土層中。
3.如權(quán)利要求1和2所述的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，其特征在于: 其中步驟2中先將水泥:攪拌混合，拌合時間不得少于lmin，所述碎石的粒徑范圍為5 ?31.5mm ； 其中采用長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工的步驟包括: CFG樁鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1% ； 混合料攪拌，混合料攪拌要求按粉煤灰:粗砂:碎石:水:外加劑=170:150:813:1076:150:3.84的配合比進(jìn)行配料，計量要求準(zhǔn)確，拌合時間不得少于lmin，所述碎石的粒徑范圍為5?31.5mm ; 鉆進(jìn)成孔，鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆進(jìn)；在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺；當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計樁長預(yù)定標(biāo)高時，在動力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時控制孔深的依據(jù)；當(dāng)動力頭底面達(dá)到標(biāo)記處樁長即滿足設(shè)計要求； 灌注及拔管，CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿心充滿混合料后開始拔管，成樁的提拔速度宜控制在2?3m/min，灌注成樁完成后，樁頂采用濕黏土封頂； 移機(jī)當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。
4.如權(quán)利要求3所述的速度200km以上鐵路濕陷性黃土路基基底處理方法，其特征在于: 步驟2中,沉管法施工步驟為: 沉管:根據(jù)設(shè)計樁長、沉管入土深度確定機(jī)架高度和沉管長度，并進(jìn)行設(shè)備組裝；其中樁機(jī)就位，保持樁管垂直，垂直度偏差不大于1% ;采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖時，需埋入地表高且停機(jī)后投料，直至管內(nèi)混合料頂面與鋼管料口平齊； 拔管，啟動電動機(jī)，首次投料留振5?1s再開始拔管，拔管速率為1.2?1.5m / min ；成粧后粧頂標(biāo)聞應(yīng)聞出設(shè)計粧長0.5米，且浮衆(zhòng)厚度不超過20cm ； 封頂，沉管拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計要求后，用濕黏土封頂； 移機(jī)，鉆機(jī)移位進(jìn)行下一根樁的施工； 其中在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打，但施工新樁與已打樁時間間隔不少于7d;冬季施工時混合料入孔溫度不得低于5°C，對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。
【文檔編號】E02D11/00GK104404838SQ201410669718
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】趙 智, 謝錄杲, 秦瑞謙, 王智勇, 龔斯昆, 白昆華, 梅紅, 趙代強(qiáng), 萬軼, 宋德佩 申請人:中鐵八局集團(tuán)有限公司