¿Cuáles son los métodos de diseño y la gestión de la calidad de la construcción de pilotes de pulverización de polvo en el tratamiento de cimientos blandos?
En vista de la práctica de ingeniería de utilizar pilotes de pulverización de polvo para tratar cimientos de suelo blando en la construcción de carreteras en nuestra provincia, las medidas efectivas para garantizar la calidad de los proyectos de pilotes de pulverización de polvo se elaboran en detalle desde los aspectos de métodos de diseño y gestión de calidad de la construcción, con el fin de mejorar nuestro nivel de diseño y construcción del tratamiento de pilotes con pulverización de polvo para cimientos de suelo blando.
Dado que nuestra provincia está situada en una zona de red hídrica entre la costa, el río Yangtze y los ríos Yangtze y Huaihe, a juzgar por los 1.000 kilómetros de carreteras que se han construido y están en construcción, más de Del 70 al 80% de sus firmes pasan por zonas de suelo blando. La calidad del tratamiento de cimentación blanda afecta directamente la estabilidad de la carretera, la calidad de operación de todo el proyecto y la economía del proyecto. En la actualidad, los principales métodos de tratamiento de cimientos blandos incluyen: ① tablero de drenaje de plástico; (2) pilote de mezcla (pilote de pulverización de polvo y pilote de mezcla profunda); ③ refuerzo de material geosintético; ④ precarga igual (sobrecarga), etc. Por el contrario, los pilotes DJM han sido ampliamente utilizados en el tratamiento de cimentaciones blandas de carreteras en nuestra provincia debido a su corto período de construcción, corto período de precarga y pequeño asentamiento posconstrucción. Por ejemplo, la sección Jiangsu de la autopista Shanghai-Nanjing que se completó y abrió al tráfico tiene un volumen de proyecto de tratamiento de cimientos blandos de varios millones de metros lineales. La autopista del "Noveno Plan Quinquenal" de Jiangsu en construcción ha utilizado más de 10. millones de metros lineales de pilotes DJM, y la mayoría de ellos ya están terminados.
1 Métodos de diseño y precauciones para pilas de pulverización de polvo
1.1 Estándares de diseño
1.1.1 Período base y asentamiento posconstrucción permitido
La vida útil de diseño del pavimento flexible es de 15 años. Según la práctica común actual, el período base también es de 15 años, es decir, desde la fecha de apertura al tráfico hasta la fecha de reparación de la carretera, el asentamiento que se produce se considera asentamiento posterior a la construcción. El valor permitido para secciones de carretera en general es de 30 cm, el valor permitido para alcantarillas y canales tipo caja es de 20 cm y el valor permitido para otras estructuras artificiales y partes adyacentes de terraplenes es de 10 cm.
1.1.2 Factor de seguridad de la verificación de estabilidad
El factor de seguridad de la verificación de estabilidad está controlado por K≮1.2.
1.1.3 Tasa de carga
La tasa de carga está relacionada con la estabilidad del terraplén durante el período de construcción. En el diseño se utilizan dos tasas promedio: 15 cm/d para la sección de tratamiento del pilote de pulverización de polvo y la sección donde la altura de llenado es inferior a la altura límite, y 10 cm/d para el resto. La velocidad de construcción se puede ajustar en función de las observaciones de la estabilidad del terraplén.
1.1.4 Periodo de precarga
El periodo de precarga para caminos tratados con pilotes DJM es generalmente de 60 días. Generalmente no es necesario aplicar tierra de precarga. El asentamiento se puede retener y. se le permite permanecer de pie.
1.2 Diseño de pilotes DJM
El diámetro del pilote de los pilotes DJM es generalmente de 50 cm, y la longitud del pilote diseñada debe penetrar la capa de suelo blando y alcanzar los 50 cm en la capa de soporte. El espaciamiento de los pilotes está relacionado con la estabilidad y asentamiento del terraplén. La distancia mínima de los pilotes debe ser de 1,1 a 1,2 m, y las posiciones de los pilotes deben disponerse en un triángulo equilátero (forma de quincunx) o un rectángulo en el plano.
Para mejorar las condiciones de tensión en el fondo del terraplén, la sección de tratamiento de pilotes DJM debe colocar unos 30 cm de colchón de tierra caliza debajo del terraplén (la cantidad apropiada de ceniza es 8).
Después del cálculo, cuando el asentamiento de alcantarillas y pasajes después de la construcción es superior a 30 cm, los cimientos deben tratarse con pilotes de pulverización de polvo y el espacio entre pilotes es de 1,1 ~ 1,2 m para los lugares donde se encuentra el poste. -El asentamiento de la construcción es inferior a 30 cm y superior a 20 cm, se debe utilizar ingeniería geotécnica para reforzar la base y realizar una precarga de carga igual para el tratamiento de la base blanda. ? Después del cálculo, cuando el asentamiento posterior a la construcción del pilar de cimentación de pilotes es superior a 30 cm, los cimientos antes y después del pilar deben tratarse con pilotes de pulverización de polvo, y luego se debe llevar a cabo la construcción de cimientos de pilotes y el relleno de la plataforma detrás del pilar. Para lugares donde el asentamiento es inferior a 30 cm pero superior a 10 cm, no se colocan pilotes con recubrimiento en polvo frente a la plataforma y los cimientos de pilotes se hacen directamente detrás de la plataforma para refuerzo de precarga de carga igual o sobrecarga. . El espacio entre los pilotes con recubrimiento en polvo en el pilar debe ser de 1,1 a 1,2 m y la longitud del tratamiento no debe ser inferior a 5 veces la altura del pilar. Se debe colocar una sección de transición con una longitud de 1/4 a 1/3. conjunto, y se debe adoptar un método de transición para aumentar gradualmente el espacio entre pilotes.
Para las secciones de subrasante generales, si el asentamiento posterior a la construcción es superior a 45 cm, se deben usar pilotes de chorro de pólvora para tratar la base blanda. El espaciamiento de los pilotes se debe determinar en función de si la capacidad de carga de la base cumple. los requisitos después del tratamiento de pilotes con chorro de polvo.
Si el asentamiento post-construcción es menor a 45cm y mayor a 30cm, se utilizarán materiales geosintéticos para refuerzo y precarga de igual carga. ? La altura de precarga del terraplén tratado con pilotes de pulverización de polvo es la altura de diseño de la zanja del camino más la cantidad de asentamiento durante el período de precarga, es decir, la superficie superior de la zanja del camino debe hundirse hasta la altura de diseño al final de la precarga. período (generalmente 60 días). No es necesario limpiar la tierra precargada antes del camino, solo preparar la zanja del camino.
1.3 Observación de la Construcción
1.3.1 Observación del Asentamiento
Disposición de 1.3.1.1 Punto de Observación
El punto de observación está dispuesto en el centro del terraplén (aproximadamente a 50 cm de la línea central) y arcenes a ambos lados. En circunstancias normales, se instala una sección de observación cada 100 m en secciones de suelo blando y una sección de observación cada 50 m en secciones de carretera con una altura de construcción de precarga de más de 5 m. Además, se instala una sección de observación en. los extremos adyacentes de las estructuras de cimientos de pilotes con una luz superior a 30 m, y se instala una sección de observación en ambos extremos de la estructura de cimientos de pilotes con una luz de menos de 5 m. Cuando 30 m, solo se establece una sección de observación en un extremo. La sección de observación debe estar a aproximadamente 1 m de distancia del tablero de cabecera del puente. En principio, se debe establecer un conjunto de puntos de observación de asentamientos en todas las alcantarillas (incluidos los pasajes tipo caja), ubicados en la parte posterior de la alcantarilla, a unos 2 m de distancia de la parte posterior de la alcantarilla. En las juntas de la sección de tratamiento general, la sección de transición y la sección de precarga de carga igual (sobre) de los pilotes DJM, se establece un conjunto de puntos de observación de asentamiento a 10 m de distancia de las juntas para observar las diferencias de asentamiento de los diferentes planes de tratamiento. Si la distancia es corta y las condiciones geológicas son consistentes, se puede considerar un diseño unificado. Se debe disponer un conjunto de puntos de observación de asentamientos a 10 m a ambos lados de la línea fronteriza con cambios geológicos evidentes.
1.3.1.2 Frecuencia de observación
Durante el período de construcción del terraplén: una vez cada dos capas de relleno, una vez cada tres días después de que la altura de relleno del terraplén exceda la altura límite, y luego cambie a observación normal hasta Estabilizar. Periodo de precarga: una vez cada 7 días en el primer mes, una vez cada 15 días del segundo al tercer mes, una vez al mes a partir del cuarto mes hasta pavimentar la vía. ? El período de construcción de la capa estructural del pavimento: generalmente dividida en capas de subbase, base y superficial. La observación del asentamiento de cada capa debe observarse al menos una vez para cada capa de relleno. Después de la construcción del pavimento, se realizarán observaciones una vez al mes hasta la aceptación de su finalización.
1.3.1.3 Establecimiento de puntos de nivel
Los puntos de nivel deben establecerse sobre una base sólida o un edificio permanente que no se vea afectado por la deformación vertical y horizontal. Se deben seleccionar puentes con pilotes moldeados in situ en caminos antiguos, pisos de casas antiguas o lugares como las Montañas Rocosas. La ubicación debe intentar cumplir con los requisitos para observar los puntos de inflexión. Los puntos de nivelación establecidos durante el estudio y diseño de la ruta deben usarse como puntos de referencia, y los puntos de nivelación temporales deben verificarse cada tres meses. Una vez completado el proyecto del puente, para reducir el impacto del punto a nivel del suelo en la diferencia de altura de la superficie de la carretera, se pueden usar pilotes moldeados en el lugar para transferir el punto a nivel del suelo a la esquina de la oreja de la cabeza del puente. .
1.3.2 Observación del desplazamiento lateral (estabilidad)
1.3.2.1 Diagrama de disposición de los puntos de desplazamiento lateral y su pilote de cimentación
Los puntos de desplazamiento lateral están dispuestos en En Al pie del talud a ambos lados del terraplén, los pilotes de cimentación deberán disponerse fuera del pie del talud y fuera del rango afectado por el asentamiento del terraplén. Generalmente deberán disponerse a 20 metros de distancia del pie del talud. Las secciones de observación sólo se instalan en tramos de carretera donde la altura de construcción de precarga supera los 5 m, con una separación longitudinal de 50 m.
1.3.2.2 Observación y frecuencia
Después de instalar los pilotes de desplazamiento lateral y los pilotes de cimentación, utilice una regla de acero para medir la distancia entre los pilotes de desplazamiento y los pilotes de cimentación. La fuerza de la regla de acero es de 5 kg. Si las condiciones lo permiten, también puedes utilizar un telémetro infrarrojo para medir. La observación comienza cuando la altura de llenado del terraplén excede la altura límite, y la frecuencia de observación es una vez al día hasta que el terraplén alcanza la elevación de construcción de diseño.
1.4 Criterio de estado inestable
Durante el proceso de llenado del terraplén, si el asentamiento diario central alcanza los 1,5cm/d, o el desplazamiento lateral diario alcanza los 0,5cm/d, indica que está en estado inestable, la carga debe detenerse inmediatamente.
1.5 Juicio de estabilidad del asentamiento antes de la pavimentación del pavimento
Cuando el asentamiento promedio observado durante tres meses consecutivos sea inferior a 5 mm, se podrá descargar el pavimento y pavimentarlo.
2.Precauciones y gestión de calidad de la construcción de pilotes DJM
2.1 Selección de la unidad de construcción
(1) Para todas las unidades de construcción de pilotes DJM, cada sección de construcción es contratista contratado primero debe revisar sus calificaciones, reputación y desempeño de construcción después de una evaluación preliminar, cada contratista elaborará un informe de recomendación por escrito para las unidades de construcción calificadas, que se presentará al propietario después de la revisión por parte del supervisor residente, y solo podrá ingresar al sitio después de haber sido revisado; aprobado por el propietario.
(2) El equipo de construcción de pilotes DJM tiene estrictamente prohibido utilizar productos no estándar o equipos automodificados que ingresen al sitio deben estar equipados con un amperímetro con buen rendimiento, que pueda mostrar los cambios actuales cuando; perforando la tubería de perforación, y el manómetro muestra la presión de la tubería, la báscula electrónica o el medidor de flujo miden la cantidad de cemento inyectado.
2.2 Prueba de coincidencia en interiores
El efecto de las pilas de pulverización de polvo sobre cimientos blandos depende en gran medida de si la selección de la proporción es adecuada para las condiciones geológicas de ingeniería locales. Antes de la construcción, el contratista y la unidad de supervisión de cada sección de la oferta de construcción deben seleccionar áreas típicas para el muestreo de perforación basándose en los datos geológicos proporcionados por los documentos de diseño y realizar pruebas de coincidencia en interiores de acuerdo con las especificaciones pertinentes.
(1) Se debe utilizar cemento Portland ordinario 425# como material de refuerzo para los pilotes DJM. La cantidad de cemento varía según el contenido de humedad natural del suelo. Los valores de referencia son los siguientes: W suelo ≤ 50, la dosis de cemento es 50k g/m cuando 50 < W suelo ≤ 70, la dosis de cemento es 55kg/m cuando w suelo es mayor que 70, la dosis de cemento; es 60 ~ 65 kg/m
(2) La resistencia del suelo reforzado debe medirse mediante resistencia a la compresión libre, y los períodos de curado de las muestras son 7d, 28d y 90d. Se requiere que R28≥0,8MPa y R90≥1,2MPa.
2.3 Pilotes de prueba de proceso in situ
Para determinar varios parámetros técnicos operativos, la unidad de construcción debe considerar diferentes condiciones geológicas antes de construir pilas de pulverización de polvo y realizar pruebas de pilotes de proceso. según la proporción interior. El pilote de prueba debe cumplir los siguientes requisitos:
(1) Cumplir con los parámetros técnicos de la cantidad de inyección de cemento diseñada. Velocidad de perforación: valor de referencia V≤1,5 m/min; velocidad de elevación promedio: valor de referencia VP≤0,8 m/min; velocidad de agitación: valor de referencia r≈30r/min; presión de la tubería durante la perforación, mezcla y elevación: 0,1 MPa≤P≤; 0,2 MPa; presión de la tubería durante la pulverización de cenizas: 0,25 MPa≤P≤0,40 MPa
(2) La uniformidad de la mezcla de cemento, comprender la dificultad de perforación y elevación y determinar las medidas de tratamiento técnico adecuadas. El número de pilotes de prueba no debe ser inferior a 5.
2.4 Gestión de la construcción en el sitio
Los pilotes DJM son proyectos subterráneos ocultos, y su control de calidad debe realizarse durante todo el proceso de construcción, y la supervisión integral de la construcción debe realizarse durante todo el proceso. ser respetado. El contratista de cada sección de licitación de construcción debe ser responsable de la calidad y el progreso de los pilotes de DJM, y cada equipo de perforación debe ser operado por una persona dedicada.
2.4.1 Suministro de material
El cemento utilizado para los pilotes DJM no puede ser subcontratado. Se recomienda que todo el cemento sea proporcionado por el contratista y debe ser inspeccionado y aceptado por el supervisor. necesario antes de poder utilizarlo.
2.4.2 Tecnología de la construcción
El sitio de construcción del pilote DJM debe nivelarse con anticipación, todos los obstáculos en el suelo y bajo tierra en el lugar del pilote, como piedras, raíces de árboles, etc. ., debe limpiarse y la mesa debe limpiarse. Cuando el sitio es bajo, primero se debe rellenar el suelo arcilloso, se deben instalar pilas de rociado de polvo en zanjas y estanques, y se debe priorizar el bombeo de agua, el dragado y la nivelación.
El principal proceso de construcción de las pilas DJM es: maquinaria de pulverización y mezcla de polvo en su lugar → premezcla y hundimiento → pulverización y mezcla de polvo para elevarse a 0,3 m sobre el suelo → agitación y hundimiento repetidos → agitación repetida y elevar a 0,3 m del suelo → Apagar la maquinaria mezcladora.
2.4.3 Fortalecer la gestión de calidad de la construcción
Con base en varios parámetros técnicos operativos determinados por los pilotes de prueba de proceso, se formulan puntos de construcción para que los cumplan los operadores en el sitio. Controle estrictamente la profundidad de perforación, la elevación de la pulverización de polvo y la superficie de retención de polvo para garantizar que la longitud de la pila de pulverización de polvo y la cantidad de pulverización de polvo cumplan con los requisitos especificados. El error de profundidad no supera los 5 cm y la pérdida media de cemento no supera 1 kg/m. Los pilotes DJM deben atravesar la capa de suelo blando para alcanzar la capa de soporte de mayor resistencia y entrar en la capa de suelo duro durante 50 cm. La profundidad de la capa de soporte debe determinarse en función de la lectura del amperímetro al perforar. Cuando se perfora la tubería de perforación, la lectura del amperímetro aumenta significativamente, lo que indica que se ha ingresado a la capa de suelo duro. Si puede durar más de 50 cm, significa que ha entrado en la capa de retención.
El tiempo de cada hundimiento o levantamiento de la mezcladora debe ser registrado por una persona dedicada, y el error de tiempo no deberá ser mayor a 5 segundos. Antes de levantar, espere un período de tiempo para que el polvo llegue al fondo de la pila para evitar levantarlo sin rociar el polvo. El tiempo específico varía dependiendo del tipo de maquinaria y de la longitud del transportador de cenizas.
Agitar una vez dentro del tercio superior de la pila. Cuando la longitud de mezcla sea inferior a 5 m, la construcción será de 5 m.
En particular, cabe señalar que en los tramos de carretera en los que la humedad natural del suelo blando es superior al 70%, la longitud de remezcla debe atravesar la capa de suelo blando.
Al perforar y levantar, la presión de la tubería no debe ser demasiado alta para evitar que el lodo de perforación apriete la pared del pozo y forme una cavidad.
En el proceso de formación del pilote, si un accidente afecta la calidad del cuerpo del pilote, se deben tomar medidas de pulverización suplementarias dentro de las 12 horas. La longitud de superposición de la pulverización suplementaria no debe ser inferior a 1,0 m. Cuando sea particularmente difícil, la lectura del amperímetro estará sujeta a cambios obvios . De lo contrario, se debe restablecer y la distancia entre el pilote nuevo y el pilote abandonado no debe ser superior al 15% de la distancia del pilote.
El tubo de transporte de cenizas debe revisarse con frecuencia y no debe tener fugas ni estar bloqueado. La longitud de la tubería debe ser de unos 60 m y no exceder los 80 m. Compruebe periódicamente la broca utilizada. El diámetro de la broca no debe ser superior a 1 cm, pero no es aconsejable utilizar una broca con un diámetro excesivo (preferiblemente inferior a 53 cm).
2.4.4 Fortalecer la supervisión en sitio de las pilas de aspersión de polvo.
El equipo de supervisión residente debe formular requisitos de supervisión para que los supervisores y el personal en el sitio los cumplan, y debe estar en el sitio durante todo el proceso. Los supervisores de fábrica deben realizar tareas de servicio y las responsabilidades deben asignarse a cada persona y a cada equipo. El supervisor de turno debe revisar cuidadosamente los registros de construcción y la lista de materiales y firmarlos a tiempo. Los pilotes terminados con recubrimiento en polvo deben inspeccionarse estrictamente de acuerdo con las normas y en el momento oportuno.
2.5 Inspección y aceptación de calidad
2.5.1 Inspección de calidad
Durante la construcción, es necesario verificar la cantidad de ceniza rociada, la longitud de la pila y la longitud de remezcla. y si ha entrado en una capa de suelo duro, etc. Si hay alguna anomalía durante la construcción, se deben registrar los métodos y medidas de manipulación. Excave la cabeza del pilote a poca profundidad hasta una profundidad de 50 cm, inspeccione visualmente la uniformidad de la mezcla, mida el diámetro del pilote y verifique la frecuencia de 1 a 2. La desviación permitida de la calidad de construcción de las pilas de pulverización de polvo debe cumplir con las especificaciones.
Aceptación
Veintiocho días después de completar el pilote, colocar el pilote en la parte superior del cuerpo del pilote (0,5 m por debajo de la parte superior del pilote). , 1,0 m, 1,5 m), interceptan tres secciones de pilotes para pruebas de resistencia a la compresión no confinada en el sitio, y la frecuencia de las pruebas es 1 ‰ ~ 2 ‰. Si es necesario, el propietario se encargará de perforar toda la longitud del pilote para comprobar la calidad de los pilotes con recubrimiento en polvo.
3 Conclusión
A juzgar por las carreteras construidas y en construcción en nuestra provincia, los pilotes de pulverización de polvo constituyen un medio técnico eficaz y ampliamente utilizado para el tratamiento de cimentaciones blandas. En comparación con otros métodos de tratamiento de cimientos blandos, tiene ventajas obvias, como una construcción conveniente, un período de construcción corto, un pequeño asentamiento posterior a la construcción (alta calidad operativa), etc. Sin embargo, desde la perspectiva de su método de diseño y gestión de la calidad de la construcción, es técnicamente difícil. Si no se domina bien, es fácil que se produzcan desviaciones y, al ser un proyecto oculto, es fácil dejar peligros ocultos. Sin embargo, siempre que el método de diseño y la gestión de calidad de la construcción se controlen estrictamente con una actitud científica, se logrará una calidad satisfactoria del proyecto. Según el plan del Departamento Provincial de Transporte, durante el período del "Décimo Plan Quinquenal", nuestra provincia construirá más de 1.000 kilómetros de carreteras, y las torres de pulverización de pólvora seguramente desempeñarán su debido papel y serán ampliamente utilizadas.
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