东航技术应用研发中心项目FCW五轴搅拌桩工程

工程概况FCW五轴搅拌桩工程应用案例八

东航技术应用研发中心项目

该工程位于上海市青浦区青浦出口加工区沪青工11-036地块,北青公路北侧、中心路及横一路东侧。

根据勘察任务委托书,拟建物性质如下:

拟 建 物 性 质 一 览 表              表1.1 

FCW五轴搅拌桩工程应用案例八   

 

 

工程地质

(一)地形、地貌特征

拟建场地位于上海市青浦区青浦出口加工区沪青工11-036地块,北青公路北侧、中心路及横一路东侧。场地北侧、西侧分布有河流,场地内有大面积的暗浜及暗塘分布、局部有工程桩分布。

场地地势较平坦,勘探点孔口高程一般为+2.82~+3.45m。

根据野外钻探、原位测试及室内土工试验资料分析,场地地基土按成因类型、形成时代、工程性质并参照上海市《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2012)附录A自上而下可分为8层。

1、第四系全新统上段(Q43):本场地钻及第①、②层

(1)第①层 杂填土:灰色,松散,主要由碎石、粘性土等组成,含少量植物根茎;一般厚度为0.90~4.00m,平均厚度1.73m,层底标高+2.25~-0.87m,平均+1.34m;暗浜、暗塘地段分布较厚。

(2)第②层 灰黄~青灰色粉质粘土:滨海~河口相沉积,可~软塑,中压缩性,含氧化铁及铁锰质结核,摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度0.50~2.10m,平均1.46m,层底标高+0.96~-0.10m,平均+0.31m;暗浜地段缺失,暗塘地段分布较薄、局部缺失。

2、第四系全新统中段(Q42):本场地钻及第③层

第③层根据土性可分③1、③2和③3层三个亚层

A、第③1层 灰色淤泥质粉质粘土:滨海~浅海相沉积,流塑,高压缩性,含云母、有机质,局部夹薄层粉性土,摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度1.70~8.70m,平均5.84m,层底标高-1.75~-8.37m,平均-5.53m;在拟建场地均有分布。

B、第③2层 灰色粘质粉土:滨海~浅海相沉积,松散~稍密,中压缩性,含云母,夹薄层粘性土,土质不均匀,局部砂性较重,摇振反应:中等,无光泽,干强度、韧性低;一般厚度0.70~9.00m,平均4.73m,层底标高-3.81~-12.48m,平均-9.17m;分布不均,在拟建场地北侧、南侧缺失,其分布范围详见《勘探点平面布置图》。

C、第③3层 灰色淤泥质粉质粘土:滨海~浅海相沉积,流塑,高压缩性,含云母、有机质,局部夹薄层粉性土,摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度1.70~14.10m,平均7.05m,层底标高-7.44~-20.47m,平均-14.49m;在拟建场地Z2、Z5、Z48、Z52、Z54、J16、J38、J47、J101~J103、J106~J108孔区域附近缺失。

3、第四系上更新统上段(Q32):本场地钻及第⑥层、第⑦层、第⑧层

(1)第⑥层根据土性可分⑥1、⑥2、⑥3和⑥4层四个亚层

A、第⑥1层 暗绿~灰绿色粉质粘土:河口~湖沼相沉积,可偏硬塑,中压缩性,含氧化铁条纹、腐植质、铁锰质结核,夹薄层粉性土,摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度0.80~6.40m,平均2.79m,层底标高-4.78~-20.49m,平均-14.42m;分布不均,受古河道切割的影响,局部缺失或埋藏较浅。

B、第⑥2层 草黄~灰黄色砂质粉土:河口~湖沼相沉积,稍~中密,中压缩性,含云母、氧化铁条纹,土质不均,夹薄层粘性土,局部粘性较重,摇振反应:迅速,无光泽,干强度、韧性低;一般厚度0.80~14.20m,平均5.02m,层底标高-17.61~-22.79m,平均-19.36m;分布不均,受古河道切割的影响,局部缺失或埋藏较浅。

C、第⑥3层 灰色粉质粘土:河口~湖沼相沉积,软塑,中偏高压缩性,含云母、腐植质,夹薄层粉性土,摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度1.10~8.40m,平均4.44m,层底标高-18.94~-27.71m,平均-23.53m;在拟建场地Z2、Z8、Z9、Z11、J5、J13~J15、J22、J25、J26、J38、J39、J42、J46、J71、J77、J81、J84孔区域附近分布。

D、第⑥4层 暗绿~灰黄色粉质粘土:河口~湖沼相沉积,硬塑,中压缩性,含铁锰氧化物、腐植质,摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度1.00~5.00m,平均3.46m,层底标高-20.92~-25.95m,平均-22.53m;在拟建场地Z8、Z9、Z11、Z12、Z14、Z15、Z36、J5、J13~J15、J22、J25、J26、J29、J34、J38、J39、J42、J46、J67、J68、J70、J81、J83、J84、J88孔区域附近缺失。

(2)第⑦层根据土性可分⑦1和⑦2层两个亚层

A、第⑦1层 灰绿~灰黄色粘质粉土:河口~滨海相沉积,稍~中密,中压缩性,含云母、氧化铁条纹,夹薄层粘性土,摇振反应:中等,无光泽,干强度、韧性低;一般厚度0.50~4.00m,平均1.59m,层底标高-23.51~-26.12m,平均-24.04m;在拟建场地Z2、Z8、J1、J5、J13~J15、J18、J22、J25、J26、J38、J39孔区域附近缺失。

B、第⑦2层根据土性可分⑦2-1和⑦2-2层两个次亚层

第⑦2-1层 草黄~灰黄色砂质粉土:河口~滨海相沉积,中密,中压缩性,含云母、氧化铁条纹,夹薄层粘性土,摇振反应:迅速,无光泽,干强度、韧性低;一般厚度2.00~6.10m,平均4.85m,层底标高-27.54~-29.99m,平均-28.88m;在拟建场地J38、J39孔区域附近缺失。

第⑦2-2层 灰黄色砂质粉土:河口~滨海相沉积,密实,中偏低压缩性,含云母、氧化铁条纹,夹薄层粘性土,摇振反应:迅速,无光泽,干强度、韧性低;一般厚度9.00~11.60m,平均9.97m,层底标高-38.44~-39.50m,平均-38.88m;在拟建场地均布。

(3)第⑧层根据土性可分⑧1和⑧2层两个亚层

A、第⑧1层 灰色粉质粘土:滨海~浅海相沉积,可塑,中压缩性,含云母、腐植质;摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;一般厚度3.30~4.50m,平均3.92m,层底标高-42.37~-43.25m,平均-42.85m;在拟建场地均布。

B、第⑧2层 灰色粉质粘土夹粘质粉土:滨海~浅海相沉积,可塑,中压缩性,含云母、腐植质,土质不均,夹薄层粘质粉土;摇振反应:无,稍有光泽,干强度、韧性中等;本次勘察至50.75m未钻穿。

基坑围护设计参数一览表                      表1.2

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注:(1)根据工程经验,上述指标的使用与施工情况有关,设计宜根据实际施工工况慎重使用。

(2)表中渗透系数根据室内渗透试验及上海市《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2012)。


(二)场地水文地质

1、地下水

浅部地下水为孔隙潜水,其主要赋存在第①~③层地基土中。

勘察期间测得场地内静止地下水埋深一般为0.90~1.90m,相当于标高+1.13~+2.41m。

地下水位变化主要受大气降水、地面蒸发及地表迳流控制。

上海潜水水位埋深,一般离地表面约0.30~1.50m,受降雨、潮汛、地表水的影响有所变化,年平均水位埋深一般为0.50~0.70m。

设计时地下水埋深值可根据设计项目不同,从不利因素和安全角度考虑,高水位埋深值取室外设计地坪下0.50m,低水位埋深值取室外设计地坪下1.50m。

2、土层渗透性

各土层渗透系数建议值详见表10。

3、地下水、地基土对混凝土的腐蚀性

据调查场地周围无污染源,根据水质分析报告及上海《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010有关条款及经验认定,在Ⅲ类环境中,地下水对混凝土有微腐蚀性,在长期浸水的状态下对混凝土中的钢筋有微腐蚀性,在干湿交替的状态下对混凝土中的钢筋有弱腐蚀性;对钢结构有弱腐蚀性。

本场地地下水位较高,地基土在地下水位之下基本呈饱和状态,场地及周围无地下水污染源,根据上海市类似工程经验,地基土对混凝土有微腐蚀性。

水、土对建筑材料腐蚀的防护,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046的规定。

(三)不良地质作用

1、经勘察,拟建场地分布多条对本工程有影响的暗浜、暗塘,其分布范围详见《勘察点平面布置图》;暗浜地段填土分布较厚,第②层灰黄~青灰色粉质粘土在暗浜地段缺失,暗塘地段分布较薄、局部缺失;填土主要由粘性土组成,含碎石等杂质,最厚为4.00m,相应标高为-0.87m;为本场地的不良地质现象。

暗浜、暗塘分布状况详见《勘察点平面布置图》及有关《工程地质剖面图》。

2、外业勘察时,在拟建航空技术管理区域与宿舍楼之间、10#航空机务维修工厂二的东南角发现有已经施工的工程桩,据了解,其桩长约30米左右;工程桩的大致分布范围详见《勘察点平面布置图》。

3、根据场地土层分布状况分析,场地有古河道分布,古河道平面摆动范围广泛。受古河道切割作用影响,⑦2-2层以上土层均有不同程度的缺失。

基坑支护设计方案

本基坑采用钻孔灌注桩+坑外五轴搅拌桩止水+一道钢支撑的支护结构形式。

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实施情况

喷浆搅拌时钻头的下沉速度为:1m~2m/min,提升速度为:1~1.5m/min。。
钻机在钻孔下沉和提升过程中,匀速下钻、匀速提升。五轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液。

经常进行现场实测压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比与电脑数据相比较,使理论数据与实测数据相吻合,确保桩体的成桩质量。

FCW五轴搅拌桩工程应用案例八
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应用证明

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FCW工法   

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技术基本原理

无置换五轴水泥土搅拌桩(墙)采用上下喷浆式工艺,将水泥与土体原位强制搅拌,提高搅拌的均匀性,避免加固土体上下流动;搅拌下沉时下喷浆口喷浆,搅拌上升时上喷浆口喷浆;搅拌下沉过程中通过土层平衡系统超前按置换率取出原状土体,实现加固土体水土压力的平衡;一下一上(两次搅拌与两次喷浆同步)完成一幅桩墙施工;依次搭接或套打施工,直至完成全部桩墙。

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技术特点

1、 采用5根并排钻杆的布置形式,提升了一次作业功效,有效减少搭接冷缝的出现;

2、采用钻杆内喷浆方式,可在下沉掘进的同时进行搅拌,提升搅拌功效;

3、配备变频电机的送浆系统,人为控制不同深度变量喷浆,随时调节浆量

4、桩架具有步履式或履带式的自动行走功能,降低了劳动强度,提升了作业功效;

5、采用桩土非置换模式,较双轴搅拌桩节省施工时间,较三轴搅拌桩造价更低,环境污染小。

6、钻进深度可达45m(普通双轴搅拌桩机只能钻进约18m)。

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适用范围

可用于水闸、泵站等水利工程地基处理(正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无地下河的饱和松散砂土等)。技术规模化可应用于水利工程基坑的止水帷幕、地下连续墙槽壁加固、围护墙(内插芯材)、软土地基加固等。

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来源:基础工程施工
编辑整理:项 敏

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