1 适用范围
本工艺标准适用于工业与民用建筑处理透水性低的淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和软弱粘性土地基采用堆载预压加固的工程。
2 施工准备
2.1 原材料要求
2.1.1 砂:砂井宜用中、粗砂,垫层要用中细砂或砾砂,含泥量不大于3%,一般不宜用细砂。
2.1.2 堆载材料:一般以散料为主,如采用施工场地附近的土、砂、石子、砖、石块等。堤坝、路基的预压一般以堤坝、路基填土本身作为堆载;大型油罐、水池地基常以内部充水对地基进行预压。
2.2 主要工机具
2.2.1 机具设备:振动沉桩机、锤击沉桩机、静压沉桩机、1吨机动翻斗车。
2.2.2 主要工具:混凝土桩靴、带活瓣式桩靴的桩管、吊斗。
2.3 作业条件
2.3.1 具备工程地质勘察报告。
2.3.2 建筑场地上障碍物和地下管线、电缆、旧基础、大块石等均已拆除或搬迁。
2.3.3 场地平整,对设备运行的松软场地进行了预压处理,周围已挖好排水沟。
2.3.4 现场供水、供电线路已铺设,道路已修筑,小型临时设施已设置,材料已运到现场。
2.3.5 砂井轴线控制桩及水准基点已经测设,井孔位置已经放线并做好定位桩。
2.3.6 机具设备已运到现场维修、保养、就位、试运转。
2.3.7 已进行成孔和灌砂试验,确定有关施工工艺参数(分层填料厚度,夯击次数、夯实后干密度,
成井次序),并对砂井排水进行了测试,其加载次数、固结速度、时间、承载力等符合设计要求。
2.4 作业人员
2.4.1 主要作业人员:机械操作人员、壮工。
2.4.2 机械操作人员必须经过专业培训,并取得相应资格证书。主要作业人员已经过安全培训,并接受了施工技术交底(作业指导书)。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
加 载
预压载荷
铺排水砂垫层
捣 实
灌 砂
砂井成孔
卸 荷
预 压
3.2 操作工艺
3.2.1 砂井成孔:先用打桩机将井管沉入地基中预定深度后,吊起桩锤,在井管内灌入砂料,然后再利用桩架上的卷扬机吊振动锤,边振动边将桩管向上拔出;或用桩锤,边锤击边拔管,每拔升30~50cm,再复打桩管,以捣实挤密形成的砂柱,如此往复,使拔管与冲击交替重复进行,直至砂充填井孔内,井管拔出。拔管的速度控制在1~1.5m/min,使砂子借助重力留于井孔中形成密实的砂井;亦可二次打入井管灌砂,形成扩大砂井。
3.2.2 当桩管内进泥水,可先在井管内装入2~3斗砂将活门压住,堵塞缝隙。
3.2.3 采用锤击法沉桩管,管内砂子亦可用吊锤击实,或用空气压缩机向管内通气(气压为0.4~0.5MPa)压实。
3.2.4 打砂井顺序应从外围或两侧向中间进行,砂井间距较大的可逐排进行。打砂井后基坑表层会产生松动隆起,应进行压实。
3.2.5 灌砂井砂中的含水量应加控制,对饱和水的土层,砂可采用饱和状态,对非饱和土和杂填土,或能形成直立孔的土层,含水量可采用7%~9%。
3.2.6 砂井顶面铺设排水砂垫层,分层铺设、夯实。
3.2.7 堆载方法,大面积可采用自卸汽车与推土机联合作业。对超软土的地基的堆载预压,第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。预压荷载一般取等于或大于设计荷载。有时加速压缩过程和减少建(构)筑物的沉降,可采用比建(构)筑物重量大10%~20%的超载进行预压。
3.2.8 加载应分期分级进行,加强观测。对地基垂直沉降、水平位移和孔隙水压力等应逐日观测并做好记录,一般加载控制指标是:地基最大下沉量不宜超过10mm/d;水平位移不宜大于4mm/d;孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的50%~60%。通常情况下,加载在60Kpa以前,加荷速度可不受。
3.2.9 预压时间应根据建筑物的要求以及固结情况确定,一般达到如下条件即可卸荷:① 地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上;②理论计算的地基总固结度达80%以上;③地基沉降速度已降到0.5~1.0mm/d。
4 质量标准
4.1 主控项目和一般项目
预压地基质量检验标准
项 | 序 | 检查项目 | 允许偏差或允许值 | 检查方法 | |
单位 | 数值 | ||||
主控项目 | 1 | 预压载荷 | % | ≤2 | 水准仪 |
2 | 固结度(与设计要求比) | % | ≤2 | 根据设计要求采用不同的方法 | |
3 | 承载力或其他性能指标 | 设计要求 | 按规定方法 | ||
一般项目 | 1 | 沉降速率(与控制值比) | % | ±10 | 水准仪 |
2 | 砂井位置 | mm | ±100 | 用钢尺量 | |
3 | 砂井插入深度 | mm | ±200 | 插入时用经纬仪检查 | |
4 | 井高出砂垫层距离 | mm | ≥200 | 用钢尺量 |
关键控制点等的控制方法
序号 | 关键控制点 | 主 要 控 制 方 法 |
1 | 砂井数量、排列、形式孔经、深度 | 按设计图施工 |
2 | 灌砂密实度 | 砂井灌砂应息上而下保持连续,要求不出现颈井,且不扰动砂井周围土的结构。对灌砂量未达到设计要求的砂井,应在原位将桩管打入灌砂复打一次,灌砂量不少于95% |
3 | 位移观测和沉降观测 | 地基预压前应设置垂直沉降观测点,水平位移观测桩,测斜仪及孔隙水压力计,其设置数量、位置及测试方法,应符合设计要求 地基的稳定性加载速率、位移控制在3~5mm/d 控制观防速度最大沉降速率不超过10mm/d,从控制堆载速率 |
4 | 砂井井体强度 | 采用标准贯入检验砂井井体强度 |
4.3.1 工序交接检验记录
4.3.2 预压地基工程检验批质量验收记录表
4.3.3 分项工程检验记录
4.3.4 质量检验评定记录
4.3.5 施工记录
5 应注意的质量问题
5.0.1 灌砂量不足:
砂井灌砂应自上而下保持连续,要求不出现颈井,且不扰动砂井周围土的结构,对灌砂量未达到设计要求的砂井,应在原位将桩管打入灌砂,复打一次。
5.0.2 地基失稳破坏:
堆载预压施工中,作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载,以免地基失稳破坏。应根据土质情况采取加荷方式,如需施工加大荷载时,应采取分级加荷,并控制每级加载重量的大小和加荷速率,使之与地基的强度增长相适应,待地基在前一级荷载作用下达到一定固结度后,再施加下一级荷载,特别是在加载后期,更须严格控制加荷速率,防止因整体或局部加荷量过大过快而使地基发生剪切破坏。
7 安全健康与环境管理
7.1 施工过程危害辩识及控制措施
施工过程危害辩识及控制措施
序号 | 主要来源 | 危害 | 控制措施 |
1 | 堆载过高 | 倒塌 | 堆载高度不得大于设计高度,如发现沉降和侧移速率太大,应撤 离危险区域 |
2 | 机械操作 | 触电 | 机械操作人员须有上岗证,匣箱配制应一机一闸一漏电保护器 |
3 | 坡体壳裂缝 | 塌方 | 设专人负责监测,建立完善信息联络。 |
环境因素辩识及控制措施
序号 | 主要来源 | 环境辩识 | 控制措施 |
1 | 打桩 | 废水 | 控制施工废水、泥排放,要设专门的排放池或桶,有专业人员处理 |
2 | 装砂 | 粉尘 | 禁止在大风天气施工,施工材料堆放,装砂施工中要有围护措施 |
3 | 打桩机械 | 噪声 | 施工机械要避免在夜间施工 |
4 | 打桩 | 废油 | 油料要放在规定的位置,要有专人保管 |
5 | 油料贮存 | 火害 | 施工中易燃物周围不得有烟火 |