濕陷性黃土地區cfg樁復合地基設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 彎﹑抗沖切和抗剪強度驗算1. 抗彎配筋及驗算樁帽抗彎的控制截面為樁邊緣處的截面，最不利工況為上部荷載完全由樁承擔且樁帽底部與土體完全脫開。彎矩值可按下式計算：式中 —應于荷載效應基本組合時，樁帽頂部均布壓力值，此時按照樁土荷載分擔比75%計算；—樁帽邊長，這里取樁帽的等效邊長；—樁的邊長，這里取樁的等效邊長；—修正系數，，即；所以顯然，樁帽頂部必須配置鋼筋，根據混凝土結構設計原理計算配筋如下：混凝土為，其，；鋼筋采用一級鋼筋，其屈服強度，混凝土保護層厚度，則有效高度，截面抵抗矩系數相對受壓區高度＜，滿足要求上部鋼筋面積：；選用，配筋率：采用雙向正交配筋。圖72 樁帽構造圖圖73 樁帽配筋圖2. 抗剪驗算斜截面受剪承載力公式：式中：所以剪切驗算亦滿足要求。3. 抗沖切驗算驗算樁帽受沖切驗算下按式計算：式中 —混凝土軸心抗拉強度設計值； —具狀邊緣處沖切臨界截面的周長； —樁帽沖切破壞錐體的有效高度；所以可得：故沖切驗算滿足要求。第8章 CFG樁復合地基的施工大量的工程實踐證明，CFG樁復合地基，就承載力而言不會有太大的問題，可能出現的問題就是CFG樁的施工。所以在進行設計時要了解施工可能出現的問題，以及如何防止這些問題的發生與施工時采用什么樣的設備和施工工藝。 施工設備就目前國內情況，振動沉管灌注成樁用得比較多，這主要是由于震動打樁機的施工效率比較高，造價相對較低。在濕陷性黃土適合用這種施工方法，且此地區對振動噪音限制不嚴格。施工機械：浙江瑞安建筑機械廠和蘭州建筑通用機械總廠生產的振動沉樁機。 施工程序本設計用振動沉樁機成樁 施工準備1. 施工前應具備的資料和條件：（1）場地的工程地質資料；（2）CFG樁布樁圖，圖應注明樁位編號，以及設計說明和使用說明；（3）建筑場地臨近的高壓電纜、電話線、地下管線、地下建筑物及障礙物等調查資料；（4）建筑物場地的水準控制點和建筑物位置控制坐標等資料；2. 施工技術措施內容：(1）確定施工機具和配套設備(2）材料供應計劃，表明材料的規格、技術要求和數量；(3）試成空不少于兩個，以復核地質資料及其設備、工藝是否適宜，核定選用的技術參數；(4）按施工平面圖放好樁位；(5）確定施打順序；(6）復核測量基線、水準點及樁位、CFG樁的軸線定位點，檢查施工場地所設的水準點是否會受施工影響；(7）振動沉樁機沉管表面有明顯的進尺標記，并以m為單位。 施工前的工藝試驗施工前的工藝試驗主要是為了考察設計的施打順序和樁距能否保證樁身質量。工藝試驗也可結合工程樁施工進行，需要做如下兩種觀測：1. 新打樁對未結硬的已打樁的影響在已經新打的樁頂表面埋設標桿，在施打新樁時測量已打樁樁頂的上升量，以估算樁徑縮小的數值，待已打樁結硬后開挖檢查其樁身質量并量測樁徑。2. 新打樁對已經結硬的已打樁的影響在已打樁尚未結硬時，將標桿埋置在樁頂部的混合料中，待樁體結硬后，觀測打新樁時已打樁樁頂的位移情況。對擠密效果好的土，比如飽和松散的粉土，打樁振動會引起會引起地表的下沉，樁頂一般不會上升，斷樁可能性小，當發現樁頂土向上的位移過大時，樁可能發生斷開。若向上的位移不超過1cm，短樁的可能性很小。 CFG樁施工1. 樁機進入現場，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。2. 樁機就位，調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。3. 啟動馬達沉管到預定標高，停機。4. 沉管過程中作好記錄，每沉1米紀錄電流表電流一次，并對土層變化予以說明。5. 停機后，立即向管內投料，直到混合料與進料口齊平。混合料按設計配比經攪拌機加水拌和，拌和時間不得少于1min，如粉煤灰用量較多，攪拌時間還應該適當放長。加水量按坍落度3～5cm控制，成樁后浮漿厚度以不超過20cm為宜。6. 氣動馬達，留振5～10s開始拔管，～（拔管速度為線速度,不是平均速度），如遇淤泥或淤泥質土，拔管速率還可放慢。拔管過程中不允許反插。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高達到設計要求。成樁后樁頂標高應考慮計入保護樁長。7. 沉樁拔出地面，確認成樁符合設計要求后，用粒狀材料或濕粘性土封頂，然后移機進行下一根樁的施工。，抽樣做混合料試塊，一般一個臺班做一組（3塊）,試塊尺寸為15cm15cmcm，并測定28d抗壓強度。9. 施工過程中，應隨時做好施工記錄。10. 在成樁過程中，隨時觀察地面上升和樁頂上升。 施工順序選擇在設計樁的施打順序是，主要考慮新打樁對已打樁的影響。施打順序大體可以分為兩種類型，一是連續施打；二是間隔跳打，可以隔一根樁也可以隔多根樁如圖81。本設計采用隔樁跳打。圖81 施打順序示意圖 施工監測信息施工能及時發現施工過程中的問題，可以使施工管理人員有根據地把握施工工藝的決策，對保證施工質量是至關重要的。施工過程中，特別是施工初期應做如下的一些觀測：1. 施工場地標高觀測施工前要測量場地標高，注意測點應有足夠的數量和代表性。打樁過程中隨時測量地面發生隆起，因此斷樁常常和地面隆起相聯系。2. 樁頂標高的觀測施工過程中注意已打樁標高的變化，特別要注意觀測樁距最小部位的樁。3. 對樁頂上升量較大的樁（＞1cm）或懷疑發生質量事故的樁開挖查看，或采取逐樁靜壓的辦法加以處理。 施工中的有關注意事項 混合料坍落度的控制大量工程實踐證明，混合料坍落度過大，樁頂浮漿過多，樁體強度也會降低。坍落度控制在3～5cm，和易性很好，～，一般樁頂浮漿可控制在10cm左右，成樁質量容易控制。 拔管速率的控制實驗表明，拔管速率太快，～。應該指出，這里說的拔管速率不是平均速度，除啟動后留振5～10s之外，拔管過程中不再留振，也不得反插。 保護樁長設置所謂保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長，基礎施工時將其踢掉。保護樁長是基于以下幾個因素而設置的：1. 成樁時樁頂不可能正好與設計標高完全一致，一般要高出樁頂設計標高一段長度；2. 樁頂一段由于混凝土自重壓力較小或由于浮漿影響，靠樁頂一段樁體強度較差；3. 已打樁尚未結硬時，施打新樁可能導致已打樁受振動擠壓，混合料上涌使樁徑縮小。如果已打樁混合料表面低于地表較多，則樁徑被擠小的可能性更大，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可使抵抗周圍土擠壓的能力提高，特別是基礎埋深很大時，空孔太長，樁徑很難保證。綜上所述，保護樁長必須設置，并建議遵照如下原則：1. 設計樁頂離地表的距離不大時，（），保護樁長可取50～70cm，上部再用土封頂。2. 樁頂標高離地表的距離較大時，可設置70～100cm的保護樁長，上部再用粒狀材料封頂直到接近地表。 開槽及樁頭處理CFG樁施工完畢，待樁體達到一定強度（一般3～7d），可進行開槽。對基槽開挖，如果設計樁頂標高距地表不深（），已考慮采用人工開挖，不僅可防止對樁體和樁間土產生不利影響，而且也比較經濟。如果基坑較深，開挖面積大，采用人工開挖效率太低，可采用機械和人工聯合開挖，但必須遵循如下原則:1. 不可對設計樁頂以下樁體產生損害；2. 對中高靈敏性土，應盡量避免擾動樁間土。對于這兩點，關鍵在于要留足夠的人工開挖厚度。采用機械、人工聯合開挖，人工開挖厚度留置多少，與樁體強度與土質條件等有關，建議不同的場地條件應現場試驗確定。但人工開挖留置厚度一般不宜小于70cm。基槽開挖至設計標高后，多余的樁頭需要剔除，剔除樁頭時宜采取如下措施：1. 找出樁頂標高位置；2. 用鋼釬等工具沿樁周向樁心逐次剔除多余的樁頭直到設計樁頂標高，并把樁頂找平；3. 不可用重錘或重物橫向擊打樁體；4. 樁頭剔至設計標高處，樁頂表面不可出現斜平面。如果在基槽和剔除樁頭時造成樁體斷至樁頂設計標高以下，必須采取補救措施。假如斷裂面距樁頂標高標高不深，可用C20豆石混凝土接樁至設計樁頂標高，方法如圖82所示，注意在接樁頭過程中保護好樁間土。 褥墊層鋪設褥墊層所用材料多為級配碎石，限制最大粒徑一般不超過3cm，或粗砂、中砂等。褥墊層厚度一般為10～30cm。樁頭處理后，樁間土和樁頭處在同一平面，褥墊層虛鋪厚度應按下式控制：式中 —褥墊層虛鋪厚度； h—設計褥墊層厚度；—夯填度，～。虛鋪厚多采用靜力壓實。圖82 接樁頭示意圖 施工中常見的問題及處理措施 施工擾動土的強度降低振動沉樁施工工藝與土的性質具有密切關系。就擠密性而言，可將地基土分為三大類：其一為擠密性好的土，如松散填土、粉土、砂土等；其二為可擠密性土，如塑形指數不大的松散的粉質粘土和非飽和粘性土；其三為不可擠密土，如塑性指數高的飽和軟粘土和淤泥質土。需要著重指出的是土的密實度對土的擠密性影響很大。眾所周知，密實的砂土、粉土會振松；松散的砂土、粉土會劑密。因此，討論土的擠密性時，一定要考慮加固前土的密實度。對密實砂層和遇硬土層的情況，不宜用振動沉樁法成樁，改用其它成樁方法。 縮頸和斷樁在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，當采用連打作業時，新打樁對已打樁的作用表現為擠壓，即，使得已打樁被擠扁成橢圓形或不規則形，嚴重的產生縮頸和斷樁。為避免此類現象的發生，無論是在飽和軟土中成樁還是在上部有較硬的土層或中間夾有硬土層的地基中成樁，均需根據施工中的注意事項選擇合適的成樁順序，并根據土層情況選用較為適宜的施工工藝和設備。 樁體強度不均勻樁機卷揚系統提升沉管線速度太快時，一般采用提升一段距離，停下留振一段時間，非留振時，速度太快可能導致縮頸斷樁。拔管太慢或留振時間過長，使得樁的端部樁體水泥含量較少，樁頂浮漿過多，而且混合料也容易產生離析，造成樁身強度不均勻。施工過程中，～，并始終保持速度均勻一致，并很好地控制預留時間。 樁頂上升量較大對重要工程或施工監測發現樁頂上升量較大，并且樁的數量較多，可以逐個樁快速靜壓以消除可能出現的斷樁對復合地基承載力造成的不良影響，這一技術稱為逐樁靜壓。靜壓樁機就是打樁的沉樁機，在沉管機樁架上配適量的壓重，當樁身達到一定強度后即可進行逐樁靜壓，每個樁的靜壓時間一般為3min。此外，要視具體情況而定。 土料混合當采用活瓣樁靴成樁時，可能出現的問題是樁靴開口打開的寬度不夠，混合料下落不允分，造成樁端與土接觸不密實或樁端一段樁徑較小。若采用反插方法，由于樁管垂直度很難保證，反插容易使土與樁體材料混合，導致樁身摻土等缺陷。 施工組織方案 總體施工方案，共計8個區間路基，2個路隧過渡段。主要為挖方。項目部下設一個路基架子隊：分設路基一班和路基二班負責本段路基施工。路基工點的施工計劃安排根據總體工期要求綜合考慮。開工后，優先安排橋臺、涵洞基礎和地基加固工程的施工，為路基本體填筑創造條件和爭取時間。路基采用反鏟開挖，自卸車運輸至棄渣場。填筑料按照土石方調配表，綜合考慮路基開挖出土和隧道棄渣，合理規劃使用。對于深路塹，應盡早開工，并做好開挖和板樁墻施工協調工作，同時做好高路塹邊坡防護工作。橋頭和涵洞處基礎處理應盡早開工，確保不對橋梁基礎產生影響，確保填筑工作順利進行。 總體施工順序路基施工順序：施工準備→清表和地基處理→路塹開挖、路基填筑（基床以下路基和基床底層填筑→基床表層填筑）→路基附屬相關工程及預鋪碴帶。 施工組織措施1. 施工準備階段組織措施（1）施工調查組織施工調查，進一步獲取有關原始數據的第一手數據，為工程施工迅速展開，進行數據搜集。（2）技術準備1）施工前的圖紙會審2）編制實施性施工組織設計3）搞好施工技術交底4）做好崗前培訓（3）試驗室規劃，材料檢測（4）施工資源籌集1）人員準備2）物資準備3）機械設備準備 施工階段組織措施（1）根據工期計劃，合理安排勞、材、機的投入。（2）積極推廣應用新技術、新工藝、新材料、新設備并建立一套完整、系統、科學的現代工程建設管理制度。（3）做好施工過程的技術交底，明確施工項目的工藝、特點、注意事項等。（4）為保證混凝土質量，必須加強施工過程控制，按工藝要求嚴格組織施工，保證混凝土工程質量。（5）變換工種或參加采用新工藝、新工法、新設備及技術難度較大的工序的工人必須經過技術培訓，并經考試合格者才準上崗。（6）建立健全安全、質量管理機構和體系，按期組織相關的技術、安全、質檢、試驗等人員組成現場值班小組到現場檢查、監督安全質量計劃的落實。積極開展創優競賽活動。（7）執行質量責任制，各施工工點責任到人并作好施工記錄，對每道工序均有質量檢查的內容和方法。質檢人員隨時跟班監督，杜絕質量事故的發生。（8）在工程范圍內，加強對突發事件的預防工作，根據現場實際情況，制定針對性預防措施，當事件發生時，能夠及時防止事故的發生或將損失減小到最小程度；加強對管理人員及工人關于突發事件的了解，選擇有代表性的事件，對全體員工進行教育，增強職工對突發事件的辨別及處理能力；對可能存在突發事件的分項工程施工中，注意做好班前交底。（9）加強試驗檢測手段，在混凝土施工中，嚴格按配合比施工，材料抽樣檢驗符合規范、設計要求。（10）嚴格執行隱蔽工程檢查制度。任何隱蔽工程在須在監理工程師檢查驗收合格簽認后，方可進行下道工序的施工。（11）加強施工技術管理，全面認真審閱合同要求、技術規范、設計文件、業主和當地行政主管部門有關部門文件、法規，確保施工主體部署，制定施工方案、工藝細則、工藝和工程質量控制計劃；選定機具、設備、儀表、儀器，對現場進行監控，嚴格按設計及相關規范和《驗標》施工。（12）加強組織紀律、文明施工、愛護設備、杜絕野蠻施工，注意環境保護，抓好“雙文明建設”。（13）加強材料、設備采購制度。 竣工驗收階段組織措施