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1、中鐵一局集團高速鐵路路基試驗段 高速鐵路軟土路基沉降控制的試驗研究PAGE PAGE 53中鐵一局集團有限公司 傳真電話地址:上海市嘉定區(qū)黃渡鎮(zhèn)老宅村軟土地基處理試驗研究1 工程概況高速鐵路路基試驗段工點位于上海同濟大學(xué)安亭汽車工程學(xué)院內(nèi),路基試驗段設(shè)計總長度90米(K0+000K0+090),路堤路基面寬13.8m,考慮軟土地基工后沉降,每側(cè)加寬0.2m,采用梯形斷面形式,邊坡坡率1:1.5,邊坡坡面采用三維立體網(wǎng)固土后噴播植草防護。路堤填筑過程中,在邊坡2.5m范圍內(nèi)每0.3m鋪一層土工格柵。路基填高4.5m。試驗段兩端坡率為1:2,
2、實際占地長度108米,寬度30米(不含邊樁)。根據(jù)試驗現(xiàn)場填筑研究的目的、內(nèi)容,該工點地形條件和工程地質(zhì)條件,選擇了塑料排水板+真空-填土聯(lián)合預(yù)壓排水固結(jié)法、CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)兩種地基處理方案。路堤基床底層填料采用鎮(zhèn)江花崗巖風(fēng)化物和鎮(zhèn)江下蜀黏土二種類型,如下表1?;脖韺硬捎眉壟渌槭O(shè)計四種結(jié)構(gòu)形式。地基加固及基床底層填料類型 表1序號范圍長度(m)地基加固類型基床底層填料類型1K0+000K0+03030塑料排水板+真空-填土聯(lián)合預(yù)壓K0+000K0+050鎮(zhèn)江花崗巖風(fēng)化物;K0+050K0+090鎮(zhèn)江下蜀黏土。2K0+030K0+06030CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)(懸浮樁)3K0+060K
3、0+09030CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)(穿透軟土)2 工程地質(zhì)條件試驗工點地處安亭同濟大學(xué)汽車工程學(xué)院內(nèi),屬于長江三角洲沖積平原。地面標(biāo)高3.5m4.5m,地形平坦開闊,東高西低,河溝縱橫。工點地層屬第四系全新統(tǒng)沖海積地層,地下水較豐富,屬孔隙水,水位埋深0.5m2.0m,地下水對混凝土無侵蝕性。地層巖性及物理力學(xué)指標(biāo)自上而下分述如表2。3 地基加固設(shè)計3.1 塑料排水板加固設(shè)計K0+000K0+030段地基設(shè)計采用塑料排水板+真空-填土聯(lián)合預(yù)壓處理,總長30m。塑料排水板長:26.527.5m,間距1.2m,正三角形布置。塑料排水板頂面鋪設(shè)0.6m厚砂墊層,墊層內(nèi)鋪設(shè)一層單向土工格柵。設(shè)計抗拉強
4、度大于80KN/m。真空預(yù)壓試抽氣達到要求后,要求滿足真空壓力大于80kpa一周,即可轉(zhuǎn)入正常抽真空階段,方可進行上部路堤填筑,上部填土作為路基本體其壓實度應(yīng)滿足設(shè)計要求。初期填筑過程中,真空預(yù)壓分級加載,分級壓力:40kpa,80kpa,分級加載抽氣時間間隔為15天。真空預(yù)壓時間要求:在填土高于2.5m,真空壓力不小于80kpa情況下抽氣時間不少于4個月(相當(dāng)于超載大于1.5m作用下,放置4個月)。施工過程中,對真空壓力、沉降量、孔隙水壓等各項測試參數(shù)進行分析研究,滿足設(shè)計要求后方可停止抽氣。填筑速率控制在小于1m/月。設(shè)計采用上述地基加固措施,路基穩(wěn)定、沉降分析:路基穩(wěn)定按固結(jié)有效應(yīng)力法計
5、算,填筑完成時(約6個月),考慮井阻、涂抹作用,固結(jié)度大于80%,考慮列車荷載作用時,Kmin=1.18;不考慮列車荷載時,Kmin=1.49。地基總沉降Sc與瞬時沉降Sd之和計算:即S=Sc+Sd。主固結(jié)沉降按分層總和法計算。瞬時沉降采用經(jīng)驗系數(shù)計算,當(dāng)路堤高小于極限高 各土層物理力學(xué)指標(biāo) 表2土層名稱特 性層厚mW%KN/m3eCuKPau0CcuKPacu0a1-2MPa-1EsMPaKv10-5cm2/sKh10-5cm2/sPsMPa備注平均值平均值平均值平均值平均值平均值(4)和(5)Pc為3072Kpa,靈敏度為:1.34.7(1)黏土夾粉質(zhì)黏土褐黃色,灰黃色,軟塑,局部偏硬塑,
6、夾有少量鐵錳結(jié)核。表層0.20.5m為種植土,和黃色雜色,含植物系。2.32.727.442.331.416.920.119.20.741.090.87111714.315.42017.028.120.20.290.790.445.02.037.202.568.321.21.5(2)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土褐灰色,流塑,屬中等偏高壓縮性土。0.651.127.449.341.616.919.117.90.741.581.1711171217.97.717.028.126.80.290.890.815.02.037.202.568.321.21.5(3)粉土、夾粉質(zhì)粘土、粉砂灰色,松散,飽和,屬中等壓縮性
7、土。0.61.141.718.41.1129.91928.10.170.546.521.89.837.20.661.32(4)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土灰色,流塑,含少量腐植物,具低強度,高觸變性,高壓縮特點,在工點范圍內(nèi)光為發(fā)育,層厚穩(wěn)定,為主要壓縮層。11.512.630.372.139.216.119.018.30.851.601.071127.214.912.8112621.90.351.900.812.60.2420.8040.0191.250.40.8(5)淤泥質(zhì)黏土灰色,流塑,含少量腐植物,具低強度,高觸變性,高壓縮特點,在工點范圍內(nèi)光為發(fā)育,層厚穩(wěn)定,為主要壓縮層。9.211.037.61
8、6.119.018.20.851.601.063128.645.414.1112319.00.351.900.622.60.2420.8040.0191.250.40.8(6)-1粉土夾粉質(zhì)黏土,灰色,中密,飽和,屬中等壓縮性土。02.032.518.60.921632.60.100.370.254.066.77(6)-2粉土局部夾薄層粉土,灰色,軟塑,屬中等高壓索性土1027.338.932.517.519.718.20.761.040.9552413.223.132.527.20.240.480.335.51.31.73 度時,m取0.2,大于極限高時,m取0.3。地基沉降估算:S=S總-
9、S施。不考慮列車荷載時,S總沉降=78.1cm,考慮雙線單荷情況下,S總沉降=90.19cm,S工后=5.22cmA。3.2 CFG樁加固設(shè)計(1)K0+030K0+090段地基設(shè)計采用CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)加固,總長60m。其中K0+030K0+060設(shè)計為懸浮樁,樁長17.5m;K0+060K0+090設(shè)計為穿透軟土層樁,樁長27.0m。樁直徑500mm,樁間距2.0m,呈正方形布置。樁頂鋪設(shè)30cm厚碎石墊層,最大粒徑不超過3cm。墊層內(nèi)鋪設(shè)一層雙向土工格柵。設(shè)計抗拉強度大于120KN/m。要求CFG樁28天無側(cè)限抗壓強度不小于5MPa。設(shè)計采用上述地基加固措施,路基穩(wěn)定、沉降分析:路堤穩(wěn)
10、定性檢算通常采用圓弧法??紤]列車荷載作用時,Kmin=1.5;不考慮列車荷載時,Kmin=1.89;同時進行了單樁、復(fù)合樁基承載力及下臥層承載力驗算。沉降估算:總沉降包括加固土層沉降量S1及加固區(qū)下臥層沉降量S2,即S=S1+S2。S1的計算方法采用復(fù)合模量法。其中:樁底端附加應(yīng)力按應(yīng)力擴散法計算。S2的計算采用分層總和法。其壓縮層厚度按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定方法計算。地基沉降估算:不考慮列車荷載作用時,K總沉降=12.66cm,S工后=8.51cm,考慮雙線單荷情況下,S總沉降=15.93cm,S工后=10.86cm。(樁體部分沉降按施工及放置期間全部完成考慮,不計入工后沉降)樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)
11、設(shè)計參考日本高速鐵路路基設(shè)計及施工控制技術(shù)講義資料、參考資料,1998年10月日本鐵道建設(shè)公團;BRITISH STANDARDCode of practice for Strengthened/reinforced soils and other fills BS8006:1995樁體材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥、水配合而成。基本配比如表3:CFG樁樁體材料配合比 (kg/m3) 表3425號水泥粉煤灰碎石、石屑水1112131688189 當(dāng)粉煤灰材料來源缺乏時,可采用砂料代替。混合料28天無側(cè)限抗壓強度不小于5MPa。(3)CFG樁采用振動沉管成樁機成樁,樁機型號選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和
12、加固深度要求確定。施工前應(yīng)進行成樁工藝試驗,以檢驗設(shè)備、工藝是否適宜(如樁徑、配合比、拔管速率等),確定選用的技術(shù)參數(shù)是否滿足設(shè)計要求。施工工藝流程如下:樁位測量放樣;樁機就位;振動沉管;成孔檢查;灌注拌合料;振動拔管;成樁檢查。(4)施工要點說明樁機就位后調(diào)整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于1%;沉管過程中每沉1m記錄電流表電流一次,對土層變化予以說明;停機后立即向管內(nèi)投料,混合料按設(shè)計配比經(jīng)攪拌機拌合,拌合時間不得少于1.5min,加水量按坍落度3cm控制;投料完成后啟動馬達,留振515s;開始拔管,速率在0.8m1.2m/min,拔管中不許反插。(5)施工質(zhì)量檢驗施工結(jié)束28天后進行
13、樁間土以及復(fù)合地基檢測。樁間土的檢測:可通過室內(nèi)土工試驗及靜力觸探對樁間土地基處理前后的強度變化進行對比。單樁復(fù)合地基檢測:采用小應(yīng)變檢驗及單樁復(fù)合地基荷載試驗。小應(yīng)邊檢測數(shù)量占樁總數(shù)的10%左右,單樁復(fù)合地基載荷試驗隨機選取3根左右的樁進行檢驗。4 塑料排水板+真空-填土自載聯(lián)合預(yù)壓施工4.1 施工工藝流程 塑料排水板+真空填土預(yù)壓法施工按如下順序進行:(1)平整場地,清除雜物;(2)鋪設(shè)砂墊層并設(shè)置垂直排水通道塑料排水板;(3)在砂墊層中埋設(shè)濾水管;(4)在加固區(qū)邊緣挖溝;(5)鋪土工布、真空膜,填溝、安裝并連接抽氣管道和射流泵;(6)檢查密封情況并抽氣;(7)真空度穩(wěn)定后,在膜上鋪防護材
14、料; (8)進行真空膜、沉降、位移、孔隙水壓力等的觀測;(9)填土并繼續(xù)抽氣。(10)達到設(shè)計要求后,停止抽氣,并清理現(xiàn)場。塑料排水板+真空填土預(yù)壓法施工工藝流程見圖1。 圖1 塑料排水板+真空填土預(yù)壓法施工工藝流程圖4.2 施工方法從施工角度分析,要保證排水固結(jié)的效果,主要是做好三方面重要工作,即鋪設(shè)水平砂墊層、豎向塑料排水帶施工和施加固結(jié)壓力。4.2.1 水平排水砂墊層施工水平排水墊層的作用是在真空填土預(yù)壓過程中,使從土體進入墊層的滲流水迅速的排出,使土層的固結(jié)能正常進行,防止顆粒堵塞排水系統(tǒng)。因而墊層的質(zhì)量將直接關(guān)系到加固效果和預(yù)壓時間的長短。4.2.1.1 墊層材料為保證排水效果,墊層
15、材料必須采用透水性好的砂料,同時能起到一定的反濾作用。因此本試驗段墊層材料采用級配良好的細度模數(shù)為2.9的中砂,經(jīng)過試驗檢測,其滲透系數(shù)不低于10-3 cm/s,含泥量1.3%,透水性良好。4.2.1.2 砂墊層施工(1)在鋪設(shè)砂墊層前,徹底清除地表種植土和其他雜物,并作成4%的路拱,同時也用作橫向排水坡。(2)將路拱進行碾壓和晾曬,以利排水。(3)由于地基表層為黏土夾粉質(zhì)粘土,承載力較低,為避免對機械對軟土表層的過大擾動,造成砂和淤泥混合,影響墊層的排水效果,砂墊層采用人工配合挖掘機順序推進攤鋪。(4)砂墊層設(shè)計壓實厚度為60cm,第一層鋪設(shè)厚度為40cm。第二層鋪設(shè)20cm。(5)砂墊層的
16、鋪設(shè)要求均勻、密實、表面平整。(6)砂墊層鋪好后,用履帶式推土機進行碾壓,當(dāng)檢驗?zāi)雺褐忻蹹r0.67時,進行塑料排水板施工、敷設(shè)干支濾水管(真空管)、埋設(shè)檢測元件及裝備。(7)當(dāng)濾水管、土工布、真空膜鋪設(shè)完畢,連接射流泵的管子已接好及其他密封設(shè)施施工結(jié)束,且經(jīng)檢查無誤時,便可進行試抽氣。真空膜上下均要鋪設(shè)一層土工布,土工布覆蓋全場地至密封溝外緣,一則保護真空膜不受上部堆載施工的破壞;二則增強場地的整體效果;三則是地基受理均勻。(8)當(dāng)真空預(yù)壓試抽氣達到要求后,真空壓力大于80kpa持續(xù)一周,即可轉(zhuǎn)入正常抽真空階段,方可進行上部路堤的填筑。(9)上部路堤填筑之前,須進行第二層砂的鋪設(shè)。第二層砂的
17、鋪設(shè),首先在第二層土工布上鋪10cm厚的細砂,然后鋪一層單向土工格柵。(10)土工格柵鋪完之后,再鋪10cm厚的中粗砂和30cm厚的粘土層。至此,水平排水砂墊層(褥墊層)施工結(jié)束。4.2.2 豎向排水體塑料排水板施工塑料帶排水法是將帶狀塑料排水帶用插帶機將其插入軟土中,然后在地基面上加載預(yù)壓(或采用真空預(yù)壓),使土體中的孔隙水沿塑料帶的通道排出,從而使地基發(fā)生沉降,逐漸固結(jié),同時強度逐步得到提高,使地基土得到加固的方法。4.2.2.1 塑料排水帶材料塑料排水帶由于所用材料不同,斷面結(jié)構(gòu)型式各異。根據(jù)各種型式斷面塑料帶的性能情況,選擇了具有良好透水性和強度的D型塑料排水帶。這是一種由塑料芯帶外套
18、透水擋泥濾摸所組成的復(fù)合型制品。這種制品的芯帶材料采用特殊的硬質(zhì)聚氯乙烯和聚丙烯,并加工成十字形式,使之具有縱向透水能力。其透水擋泥的濾膜,由丙烯類合成纖維制成,透水性好,其滲透阻力可忽略不計。經(jīng)過檢測,本試驗段施工所使用的D型塑料排水帶的基本特性見表4。D型塑料排水帶的基本特性 表4項 目單 位平均值試樣數(shù)變異系數(shù)備注(一般要求)排水帶單位長度質(zhì)量g/m19080.008厚 度mm6.2100.014寬 度mm100.2100.002復(fù)合體抗拉強度Kn/10cm2.2760.02111.5復(fù)合體伸長率%2.060.125縱向通水量cm3/s92.22/1540濾膜單位面積質(zhì)量g/m28910
19、0.045厚 度mm0.38100.084干樣抗拉強度N/5cm19160.05375150濕樣抗拉強度N/5cm12660.04150125滲透系數(shù)k20cm/s2.210-24/0.0510-2等效孔徑O98mm25022347420.478.8310-120.8 密封膜鋪設(shè):密封膜鋪設(shè)之前,要派專人,逐一檢查場地表面,是否有尖銳器物,如鐵絲頭,砂子中的尖銳石塊、貝殼等等,如發(fā)現(xiàn),及時予以處理,以免刺破密封膜而漏氣。鋪設(shè)時先在砂墊層上鋪設(shè)10cm厚的細砂,表面達到平整且壓實,然后鋪一層土工布,土工布的頂破強度要求1600N(見表6),在其上再鋪兩層真空膜。鋪設(shè)的土工布的和真空膜松緊要適度,
20、不宜過緊或太松。過緊了因抽真空和加堆載引起地土工布性能表 表6序號檢測項目單位標(biāo)準要求實測結(jié)果1外 觀 布面應(yīng)無明顯不勻、折痕和雜物。破邊300cm、破損0.5cm。 布面無明顯不勻、折痕和雜物。無破邊、破損。2單位面積質(zhì)量g/m23003283厚 度Mm2.42.634幅 寬M66.035經(jīng)向抗拉強度N/5cm4754906緯向抗拉強度N/5cm4755257經(jīng)向抗拉延伸率%25100878緯向抗拉延伸率%25100839CBR頂破強力N1600171010等效孔徑O90mm0.070.50.08911垂直滲透系數(shù)cm/sK(10-110-3)0.31基的沉降,可能會使膜被拉破而損壞;太松了
21、,會影響膜下真空度上升。真空膜的熱合粘接,一定要認真細微,不得出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象,鋪好第一層真空膜后,仔細查看是否有破損,如有破損應(yīng)用補膜器補好,然后鋪設(shè)第二層真空膜,再檢查、粘補。密封膜鋪完后,在其上鋪一層土工布,以保護真空膜不被破壞。土工布的搭接采用便攜式縫紉機縫合,縫線用尼龍線,縫制的線條要平直、均勻、結(jié)實。密封溝密封溝開挖:密封溝的內(nèi)邊口至濾管距離應(yīng)3.0m,溝深1.5m,底寬1.0m,上口寬1.5m,和CFG樁隔離側(cè)的密封溝挖深2.0m。沿密封溝的外緣,在場地四周填筑擋水埂,以利抽真空時場地覆水。覆水的好處有以下兩點: 增加場地內(nèi)的荷載。由于水的自重對加固場地產(chǎn)生了壓力作用,等于加了荷載。
22、 提高加固場地的密封程度。由于場地表面全被水覆蓋,膜上膜下的氣體不直接相通,有利于膜下真空度的提高和穩(wěn)定。在埋設(shè)排水管的同時,便可安排人員開挖密封溝。密封溝的開挖,采取機械開挖,到最后應(yīng)仍用人工修整,以利鋪設(shè)密封膜。最終達到蓋膜閉氣的要求。膜邊密封示意見圖4。 圖4 膜邊密封示意圖密封溝回填:密封溝的回填在真空膜鋪設(shè)完畢后即可進行,真空膜的外邊緣,應(yīng)沿密封溝內(nèi)坡面、溝底,鋪至外坡面上50cm止。與CFG樁樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)隔離側(cè)密封溝深2.0m,回填土應(yīng)采用不含硬塊的粘土回填,并在溝內(nèi)覆水,確保膜周邊的密封效果良好?;靥顣r分層夯實,保證場地四周密封而不漏氣。其他密封措施安裝射流泵和連接管路:共布置2
23、臺7.5kw真空泵,為了確保真空堆載聯(lián)合預(yù)壓一次成功,試驗段實際布置2臺泵,預(yù)留第三臺泵的接口。連接射流泵和主管的膠管、連接真空表的真空管和沉降桿,由膜下伸至膜上時一定要處理好與真空膜的關(guān)系,預(yù)留抽真空后相對沉降量,涂密封油、扎緊、用膠帶纏繞。出膜連接與真空泵系統(tǒng)安裝:真空主管通過出膜器與真空泵連接。出膜器的連接必須牢固,密封可靠。不得有漏氣現(xiàn)象發(fā)生。另外在行人必走之路,鋪麻袋或草墊以保護真空膜。(3)施壓試抽氣。在上述一切工作完成(此時場地未覆水)、電源接通后,便可進行試抽氣。通過試抽,檢查場地的密封程度,檢查儀表、設(shè)備運行狀況,觀測真空度上升速度等等。一般情況下,試抽氣一周膜下真空度上升到
24、80KPa以上且穩(wěn)定,即認為密封狀況已良好,可進入正常穩(wěn)定抽氣階級。鋪土工布、細砂和粘土當(dāng)試抽氣進入穩(wěn)定抽氣階段達7天以上后,即可在真空膜上鋪設(shè)第二層土工布(實際真空膜鋪完之后已鋪),覆蓋全場地至密封溝的外緣,一則保護真空膜不受上部堆載施工的破壞;二則增強場地的整體受力效果;三則使地基受力均勻。在土工布之上再鋪設(shè)20cm厚的砂層和30cm的粘土層。穩(wěn)定抽氣如前所述,由試抽氣使膜下真空度上升至80kpa以上,且保持穩(wěn)定,便可認為進入穩(wěn)定抽氣階段抽真空及真空維持:上述工作完成后,即可開始抽真空,抽真空后加固區(qū)內(nèi)真空度會持續(xù)上升,當(dāng)膜下真空度達到并穩(wěn)定在80kPa以上時,即可進行上部路堤填筑,此時進
25、入真空填土預(yù)壓正常階段。4.2.3.2 真空填土預(yù)壓填土堆載預(yù)壓階段:真空預(yù)壓加固區(qū)膜下真空度達到80kPa以上的條件下連續(xù)抽真空一個月后,進行路基填筑堆載預(yù)壓。該階段的工作,應(yīng)做好真空表、沉降表、孔壓計的觀測和記錄,做好設(shè)備運行的觀測和記錄。一般要求真空表的觀測,每小班(一天三個小班)不少于二次,即交接班、班中各一次;沉降觀測要求,開始一月內(nèi),一天二次,上下午各一次(間隔12小時左右),一月后每天一次;孔隙水壓力觀測、水平位移觀測要求一天1次。穩(wěn)定抽氣達四個月,場地的平均總沉降量達到了設(shè)計要求,且最后10天的日沉降量小于1mm時,在征得監(jiān)理工程師的同意后,便可進入維持抽氣階段。維持階段的抽氣
26、,要逐漸減少開泵的數(shù)量和開泵的時間。維持階段的抽氣,一般不超過5天。維持抽氣。結(jié)束后,迅速組織人員拆除設(shè)備、監(jiān)測裝置。4.3 現(xiàn)場沉降觀測真空堆載聯(lián)合預(yù)壓方法在加固機理、施工工藝等方面有別于其它軟基加固方法,在高速鐵路軟基處理應(yīng)用中存在許多有待研究的問題。為了探索該方法加固高速鐵路軟基的施工工藝,促進真空預(yù)壓技術(shù)的理論研究,也為正確客觀評價加固效果及主要影響因素,試驗段開展了系統(tǒng)的測試試驗研究。試驗結(jié)果不但為真空預(yù)壓技術(shù)的理論研究提供必要的試驗資料,而且也將對施工方案的制定和施工組織的安排以及該方法的推廣應(yīng)用都起到指導(dǎo)意義和借鑒作用。4.3.1 儀器埋設(shè)與布置真空預(yù)壓加固軟基的監(jiān)測裝置,主要有
27、膜下真空度和泵上真空度觀測的真空表、用于觀測加固場地沉降標(biāo)和測定地下孔隙水壓力的孔壓計等。埋設(shè)的位置和數(shù)量符合設(shè)計要求。觀測儀器埋設(shè)平面圖、剖面圖分別見圖5、圖6。1測斜孔分層沉降孔表面沉降板3測斜孔2測斜孔圖5 觀測儀器埋設(shè)平面圖表面沉降板深層沉降孔隙水壓力計塑料排水板測斜管填土高度砂墊層密封膜圖6 觀測儀器埋設(shè)剖面4.3.2 表面沉降觀測表面沉降板的埋設(shè):在埋設(shè)點地面挖50cm50cm30cm的土坑,內(nèi)鋪50cm左右的黃沙,整平壓實;將沉降板平放在坑內(nèi),保證板面水平,并回填土整平壓實;將套管垂直套進測桿標(biāo)上;用水準儀連續(xù)數(shù)日觀測桿的高程,并確定初始高程。觀測要求:沉降觀測要求按等級水準規(guī)定
28、測量,并定期校正基準點的高程;在路堤填筑加荷期要求每兩天觀測一次,施工期每周兩次,預(yù)壓期每周一次;測量結(jié)果當(dāng)天及時整理。4.3.3 水平位移觀測測斜管的埋設(shè):采用f127鉆具定位開孔,成孔偏斜度不允許大于10mm,通常應(yīng)鉆至下臥硬土層50100cm,深度達無水平位移處;第一導(dǎo)管底用塑料蓋封死,并與其它導(dǎo)管分段在地面接成,或逐節(jié)在孔口對接,慢慢放入孔中,注意對接時導(dǎo)向槽的對正不許偏扭;導(dǎo)管埋至預(yù)定的深度后,校正導(dǎo)向槽的方向,在導(dǎo)管與鉆孔壁間用砂填充,等穩(wěn)定一段時間后,進行零點測試,并測量管口高程。測試要求:采用電阻應(yīng)變式測斜儀伺服加速度式測斜儀進行測試;測試時保證測斜儀導(dǎo)輪在導(dǎo)槽內(nèi),輕輕滑入管底
29、,穩(wěn)定后每隔0.5m測讀一次,直至管口,將測斜儀反轉(zhuǎn)1800,重新測試一遍,以消除儀器的誤差;測量穩(wěn)定后測斜管的初始位置,所測結(jié)果視為基準值記入測試記錄表;觀測頻率通常與表面沉降觀測一致。4.3.4 孔隙水壓力觀測孔壓計的埋設(shè):埋設(shè)前先于現(xiàn)場設(shè)定孔壓計的基本參數(shù),并將透水石洗凈,煮沸3060min后,浸在清水中;根據(jù)測點位置,鉆孔定位開孔,孔深達測點以上2050cm左右,清孔后將浸在清水中的孔壓計連同裝滿清水的塑料袋迅速提出放入鉆孔內(nèi);利用鉆桿和壓具,把孔壓計壓至測點深度,并注意保護電纜;小心提起鉆桿,稍等片刻,利用頻率儀檢測孔壓計頻率變化是否正常,若發(fā)現(xiàn)異常情況,可利用鉛絲將孔壓計提起。測試
30、要求:用頻率儀測試時必須等讀數(shù)穩(wěn)定后讀??;注意各點電纜線的保護,將歸攏成一束的電纜呈波浪形擺好,鋪上黃沙并用土填平,測頭統(tǒng)一放入觀測箱。4.3.5 分層沉降觀測儀器的埋設(shè):采用f108鉆具定位開孔,成孔偏斜度不允許大于10,進尺時注意護壁,鉆至預(yù)定深度;在硬塑料管外每隔23m套一沉降環(huán),分段在地面接成,或逐節(jié)在孔口連接,埋至預(yù)定深度,用黃沙密實孔隙;埋設(shè)完畢穩(wěn)定后,用分層沉降儀放入管中測量,對環(huán)的位置、數(shù)量進行校對,并測量管口高程。測試要求:測試時必須定期測量管口高程,以便修正讀數(shù);路堤填筑施工中注意保護。4.3.6 真空度觀測真空表的埋設(shè):檢驗真空表的性能是否滿足測試要求;準備30cm長的P
31、VC濾管,表面打眼成網(wǎng)狀,并用土工布濾紙捆好,防止抽氣時土粒進入;把f10mm的導(dǎo)管放入PVC濾管中,用密封膜捆住兩頭并膠好,防止兩端漏氣,埋入砂墊層中;把導(dǎo)管的另一端拉到測點處,與真空表相接,連接處必須完全密封,并將沿路線導(dǎo)線埋入砂墊層中,防止損壞。測試要求:真空度上升階段,每2個小時觀測一次;真空度達到設(shè)計要求值階段,每4個小時觀測一次;真空度出現(xiàn)波動時,應(yīng)仔細檢查分析原因,是否是連接處漏氣或密封膜破壞,并采取應(yīng)對措施。4.3.3 測試成果及其分析4.3.3.1 表面沉降觀測成果及其分析4.3.3.2 真空壓力觀測成果及其分析4.3.3.3 分層沉降觀測成果及其分析4.3.3.4 水平位移
32、觀測成果及其分析4.3.3.5 孔隙水壓力觀測成果及其分析4.3.4 路堤的穩(wěn)定分析4.4 沉降分析與工后沉降預(yù)測4.5 加固效果(總體)評價 4.5.1 固結(jié)速度真空預(yù)壓階段,真空度通過過濾管、砂墊層及塑料排水板逐漸向土體內(nèi)部傳遞,土體中的孔隙水在壓差的作用下不斷向外排出,從而使土體發(fā)生排水固結(jié)。真空堆載聯(lián)合預(yù)壓階段在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上,再利用路堤填土進行堆載預(yù)壓,一方面由于堆載的作用,土體中的孔隙水壓力升高;另一方面由于真空預(yù)壓的作用,砂墊層及塑料排水板通道的孔壓力處于負壓狀態(tài),這樣地基中的孔隙水與排水體的壓差就更加大,加速了土體中水的排出,固結(jié)速度加快,加固效果更加明顯。4.5.2 加固深
33、度加固深度主要取決于引起孔隙水壓力變化的深度。在真空堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基方法中,真空度是引起孔隙水壓力變化的主要因素之一,它沿深度的傳遞與豎向排水體的井阻有關(guān)?,F(xiàn)場實測資料顯示,真空度沿深度的衰減明顯低于堆載時總應(yīng)力沿深度的衰減。因此真空堆載聯(lián)合預(yù)壓方法的加固深度大于普通的堆載預(yù)壓,比較適合加固具有深厚軟土層的地基。4.5.3 強度增長在真空堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基方法中,當(dāng)膜下真空度達80 kPa時,真空荷載相當(dāng)于45m高度的填土荷載,這使得該方法在在預(yù)壓過程中的等效超載高度高,加之固結(jié)速度快、影響深度深等因素,都使得地基的強度增長快,而且提高幅度大。在穩(wěn)定性方面:真空堆載聯(lián)合預(yù)壓方法是在真空預(yù)
34、壓的基礎(chǔ)上,施加堆荷外載。由于真空產(chǎn)生負壓,使土體產(chǎn)生向內(nèi)收縮變形,可以抵消因堆載引起的向外擠出變形,因而地基不會因填土速率快而出現(xiàn)穩(wěn)定地基性問題。從另一角度分析,地基產(chǎn)生向內(nèi)的收縮變形,等同于在路基兩側(cè)施加反壓護道,因而,抽真空產(chǎn)生負壓有利于路基穩(wěn)定。5 CFG樁網(wǎng)復(fù)合地基施工根據(jù)試驗段工程地質(zhì)情況和項目研究的要求,本試驗段的施工采用振動沉管CFG樁施工工藝。它屬于非排土成樁工藝,主要是用于粉性土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工填土及松散砂土等地質(zhì)條件,尤其適用于松散的粉土、粉細砂的加固。它具有施工操作簡便、施工費用較低、對樁間土的擠密效應(yīng)顯著等優(yōu)點。同時采用振動沉管CFG樁施工工藝施工的CFG樁復(fù)合
35、地基可以提高地基承載力、減少地基變形以及消除地基液化。5.1 振動沉管CFG樁施工工藝5.1.1 施工設(shè)備圖7為DZ90KS振動沉管成樁機示意圖。配懸掛式樁架。圖8(a)和(b)分別為打樁時用的鋼筋混凝土預(yù)制樁尖和鋼制活瓣樁尖。 5.1.2 施工程序5.1.2.1施工準備圖9 CFG樁施工準備工作流程圖(1)做到“三通一平” 施工現(xiàn)場首先要做好三通一平工作,即保證路通、水通、電通和場地平整。場地平整時,一方面要注意平整地表、清除地上、地下的障礙物,另一方面,當(dāng)?shù)乇硗翉姸容^低時,要鋪設(shè)適當(dāng)厚度的墊層,以利重型施工機械通行。(2)材料 CFG樁原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加劑,在進場前需確定
36、原材料的種類、品質(zhì),并將原材料送至試驗室進行化驗和做混合料配比試驗。 水泥:施工中用袋裝425號普通硅酸鹽水泥; 碎石:粒徑多采用531.5mm;粉煤灰:用袋裝級、級粉煤灰。(3)確定混合料的配比施工時,混合料的配比對樁的質(zhì)量有很大的影響,不同成樁方法對配比的要求也不相同。本工程采用振動沉管打樁機成樁,施工時按照設(shè)計要求進行試驗選擇最佳配比,每盤料攪拌時間不少于1min,坍落度控制在3-5cm。通過試驗,最后確定的配合比(重量比)為:水泥:粉煤灰:碎石(含石屑):水=1:1.92:15.21:1.70附配合比試驗資料:工程名稱:京滬高速鐵路路基試驗 強度等級:5.0Mpa 坍落度:35cm 水
37、泥品種標(biāo)號:P.O32.5 工程部位:地基處理 煤灰等級:、級 砂規(guī)格:中砂 碎石:525mm試件編號制件日期試驗日期強度Mpa每立方用量 (kg/m3)配 合 比備 注水泥 粉煤灰砂碎石石屑水-1-12003.4.82003.5.76.711121333813501891:1.92:3.04:12.16:1.70碎石20%、石屑80%-2-12003.4.92003.5.77.711121710426951931:1.96:9.39:6.26:1.74碎石60%、石屑40%-3-12003.4.172003.5.78.011121311815061781:1.92:10.64:4.56:1.
38、60粉煤灰級,碎石70%、石屑30%-3-22003.4.262003.5.75.211121311815061931:1.92:10.64:4.56:1.74碎石70%、石屑30%-12003.4.72003.5.75.611110610610136761891:0.95:0.95:9.13:6.09:1.70碎石60%、石屑40%-3-32003.5.152003.5.223.211110710611815061891:0.964:0.955:10.64:4.56:1.70碎石70%、石屑30%-3-42003.5.152003.5.222.911121311815061891:1.919
39、:10.64:4.56:1.70碎石70%、石屑30%-3-52003.5.152003.5.222.49124311815061891:2.67:10.64:4.56:1.74碎石70%、石屑30%選用配比-3-22003.4.262003.5.75.211121311815061931:1.92:10.64:4.56:1.74碎石70%、石屑30%現(xiàn)場取樣試件強度試驗情況如下表:(坍落度35cm)試件編號制件日期強度(Mpa)配比備注7d14d28d1:1.92:15:20:1.70石屑占20%、碎石占80%CFG-0012003.5.235.0CFG-0022003.5.275.4CFG
40、-0032003.6.27.11:1.92:14.60:1.70石屑占30%、碎石占70%CFG-0042003.6.36.41:1.45:10.94:1.70CFG-0052003.6.66.9CFG-0062003.6.66.7CFG-0072003.6.1810.81:1.23:9.73:0.93用砂代替粉煤灰CFG-0082003.6.1814.1CFG-0092003.6.1914.5用砂代替粉煤灰水泥廠家不同CFG-0112003.6.301:1.38:10.94:0.88(4)成樁試驗施工前進行了成樁試驗,試驗數(shù)量3根,成樁檢查滿足設(shè)計和規(guī)范要求。 (5)制定CFG樁布樁圖。圖應(yīng)
41、注明樁位編號以及設(shè)計說明和施工說明。見圖10。(6)樁位放樣與埋樁頭。在CFG樁施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙,放樣路基的控制軸線,并將CFG樁的準確位置施放到CFG樁作業(yè)面上。施放圖10 CFG樁位布置圖的樁位應(yīng)明顯、易找、不易被破壞,實際可采用有一定直徑和深度的白灰點來表示樁位。最后將采用的鋼筋混凝土預(yù)制樁尖埋入地表以下30cm左右。5.1.2.2. CFG樁施工工藝CFG樁施工工藝流程見圖11。圖11 CFG樁施工工藝流程圖(1)樁機就位CFG樁施工時,樁機就位后,根據(jù)設(shè)計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度,并進行設(shè)備組裝。(2)混合料攪拌混合料攪拌要求按配合比進行配料,計量要求準確,上料順
42、序為:先裝碎石(石屑),再加水泥、粉煤灰,最后加砂,使水泥、粉煤灰和夾在砂、石之間,不易飛揚和粘附在筒壁上,也易于攪拌均勻。每盤料攪拌時間不應(yīng)小于60s?;旌狭纤涠瓤刂圃?5cm。(3)沉管成孔向下移動沉管至管頭觸及樁頭,用樁機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,使沉管垂直對準樁位(樁尖)中心,確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。啟動馬達沉管。一般應(yīng)先慢后快,這樣既能減少沉管搖晃,又容易檢查樁孔的偏差,以便及時糾正。 沉管過程中做好記錄,每沉管1m記錄電流表上的電流一次。并對土層變化處予以說明。在沉管過程中,如發(fā)現(xiàn)沉管搖晃或難鉆時,應(yīng)放慢進尺,否則容易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移,甚至
43、使樁頭、沉管等破壞。沉管到預(yù)定標(biāo)高,停機。(4)灌注及拔管灌注:CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高,停機后立即向管內(nèi)投料,直到混合料與進料口齊平。灌注過程宜連續(xù)進行,應(yīng)避免因后臺供料慢而導(dǎo)致灌注中斷。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計灌注量。成樁后浮漿厚度以不超過20cm為宜。 拔管:啟動馬達,留振510s,開始拔管,把管速率一般為1.21.5m/min(拔管速度為線速度,不是平均速度),如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,拔管速率還應(yīng)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(biāo)高達到設(shè)計要求。成樁后樁頂標(biāo)高應(yīng)考慮計入保護樁長。沉管拔出地面,確認成樁符合設(shè)計要求后,用粒狀材料或濕粘性土
44、封頂。然后移機進行下一根樁的施工。施工過程中,抽樣作混合料試塊,一般一個臺班作一組(3塊),試塊尺寸為15cm15cm15cm,并測定28天抗壓強度。(5)移機當(dāng)上一根樁施工完畢后,樁機移位,進行下一根樁的施工。 5.2 施工質(zhì)量控制5.2.1 施工前的工藝試驗 施工前的工藝試驗,主要是考察設(shè)計的施打順序和樁距能否保證樁身質(zhì)量。工藝試驗結(jié)合工程樁施工進行,并需作如下兩種觀測: (1)新打樁對未結(jié)硬的已打樁的影響。在已打樁樁頂表面埋設(shè)標(biāo)桿,在施打新樁時量測已打樁樁頂?shù)纳仙?,以估算樁徑縮小的數(shù)值,待已打樁結(jié)硬后,開挖檢查其樁身質(zhì)量并量測樁徑。 (2)新打樁對結(jié)硬的已打樁的影響。在已打樁尚未結(jié)硬時
45、,將標(biāo)桿埋置在樁頂部的混合料中,待樁體結(jié)硬后,觀測打新樁時已打樁樁頂?shù)奈灰魄闆r。試樁實際灌注混合料數(shù)量稍大于設(shè)計理論值,說明工藝成熟,向上位移不大,從后期基樁檢測接過來看,向上的位移不超過1cm,斷樁的可能性也很小。5.2.2 施打順序 在設(shè)計樁的施打順序時,主要考慮新打樁對已打樁的影響。施打順序大體可分為兩種類型,一是連續(xù)施打,如圖12(a)所示,從1號樁開始,依次2號、 圖12 樁的施打順序示意圖3號,連續(xù)打下去;二是間隔跳打,可以隔一根樁,也可隔多個樁打。如圖12(b)所示,先打1、3、5,后打2、4、6。試驗段CFG樁設(shè)計樁徑500mm,樁間距2m,正方形布樁。按有關(guān)規(guī)范和借鑒其它大量
46、工程實踐經(jīng)驗,混合料尚未初凝時連續(xù)施打可能造成樁被擠扁或縮徑等缺陷的可能性較小。我們采取了連續(xù)施打。同時也避免了隔樁跳打在土質(zhì)較硬時,在已打樁中間補打新樁時,一方面加大了沉管的難度;二是非常容易造成已打的樁成為斷樁或可能發(fā)生被振裂或振斷的現(xiàn)象。由于是滿堂布樁,我們采用從一邊向另一邊推進的方案。避免了從四周轉(zhuǎn)圈向內(nèi)推進施工時,可能限制樁間土外的側(cè)向變形而容易造成大面積土體隆起,使斷樁的可能性增大。5.2.3 拔管速率理論和實踐證明,拔管速率太快將造成樁徑偏小或縮徑斷樁;拔管速度太慢,成樁后樁頂浮將較多。因此根據(jù)有關(guān)規(guī)范和其它工程實踐經(jīng)驗,拔管速率控制為1.21.5m/min的。應(yīng)該指出,這里說的
47、拔管速率不是平均速度。除啟動后留振510s之外,拔管過程中不再留振,也不得反插。如果振動沉管機拔管速率較快,可以通過增加卷揚系統(tǒng)中的滑輪數(shù)量來改變拔管速度。也可通過電動機變速向系統(tǒng)來實現(xiàn)。5.2.4 混合料坍落度 工程實踐表明,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35cm,和易性很好,當(dāng)拔管速率為1.2m1.5m/min 時,一般樁頂浮漿可控制在15-20cm左右,成樁質(zhì)量容易保證。5.2.5 保護樁長所謂保護樁長是指成樁時預(yù)先設(shè)定加長的一段樁長,基礎(chǔ)施工時將其鑿掉。保護樁長是基于以下幾個因素而設(shè)置的:(1)成樁時樁頂不可能正好與設(shè)計標(biāo)高完全一致,一般要高處樁頂設(shè)計標(biāo)
48、高一段樁長。(2)樁頂一段由于混合料自重壓力較小或由于浮漿的影響,靠樁頂一段樁體強度較差。(3)已打樁尚未結(jié)硬時,施打新樁可能導(dǎo)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,增加混合料的表面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(chǔ)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(shè)置,在施工中,由于設(shè)計樁頂標(biāo)高離地表的距離不大(僅30cm50cm),因此施工中保護樁長取30cm50cm,上部再用土封頂。5.2.6 樁體強度控制樁機卷揚系統(tǒng)提升沉管線速度太快時,為控制平均速度,一般采用提升一段距離,停下留振一段
49、時間,非留振時,速度太快可能導(dǎo)致縮徑斷樁。拔管太慢或留振時間過長,都會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(chǎn)生離析,造成樁身強度不均勻。因此,施工中,嚴格按拔管速率為1.2m1.5m/min控制,并且除啟動后留振510s之外,拔管過程中不再留振,也不得反插。確保樁體混合料強度均勻。5.2.7 嚴防樁料與土的混合在試樁時,發(fā)現(xiàn)采用活瓣樁靴成樁時,出現(xiàn)的問題是樁靴開口打開的寬度不夠,混合料下落不充分,造成樁端與土接觸不密實或樁端一段樁徑較小。而且,樁徑變形。為此,在試樁之后,我們采用了預(yù)制的鋼筋混凝土樁尖。從理論上講,若采用反插的辦法,由于反插時樁管垂直度很難保證,容易使土
50、與樁體材料混合,導(dǎo)致樁身摻土等缺陷。因此,整個施工過程中我們嚴格監(jiān)控,沒有一例反插的現(xiàn)象發(fā)生。5.2.8 加強施工監(jiān)測信息施工能及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的問題,可以使施工管理人員有根據(jù)的進行決策,對保證施工質(zhì)量是至關(guān)重要的。施工過程中,特別是施工初期應(yīng)做如下的一些觀測:(1)施工場地標(biāo)高觀測。施工前要測量場地的標(biāo)高,注意測點應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。打樁過程中隨時測量地面是否發(fā)生隆起,因為斷樁常常和地表隆起有關(guān)系。(2)樁頂標(biāo)高的觀測。施工過程中要注意已打樁樁頂標(biāo)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或懷疑發(fā)生質(zhì)量事故的樁要開挖查看。5.3 樁頭處理CFG樁打樁完畢后,應(yīng)
51、對場地進行清理,樁頂?shù)谋Wo土層采用人工開挖,清除保護土層時不得擾動基底土,防止形成橡皮土。施工時嚴格控制標(biāo)高,不得超挖,更不允許超挖后自行回填。保護土層清除后進行下一道工序,將樁頂設(shè)計標(biāo)高以上樁頭截斷。截樁具體方法如下:(1)找出樁頂標(biāo)高位置,在同一水平面按同一角度對稱放置2個或4個鋼釬,用大錘同時擊打,將樁頭截斷。嚴禁用鋼釬向斜下方向擊打或用一個鋼釬單向擊打樁身或雖然雙向擊打,但不同時,以致樁頭承受一定的彎矩,造成樁身斷裂。(2)樁頭截斷后,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計標(biāo)高(樁頂標(biāo)高允許偏差0+20mm)。對作低應(yīng)變的檢測樁,檢測前還應(yīng)用角磨機磨出10cm10cm,以利探頭與
52、樁的充分接觸。(3)如果在剔除樁頭造成樁體斷至樁頂 圖13 接樁示意圖設(shè)計標(biāo)高以下,則必須采取補救措施。假如斷裂面距樁頂較近,可接樁至設(shè)計標(biāo)高。方法如圖13所示。注意截樁頭過程中保護好樁間土。5.4 CFG樁施工檢測及驗收CFG樁施工完畢,根據(jù)有關(guān)規(guī)范,28天后對CFG樁和CFG樁復(fù)合地基進行了檢測,檢測包括低應(yīng)變對樁身質(zhì)量的檢測和靜載荷試驗對承載力的檢測,靜載荷試驗采用單樁和單樁復(fù)合地基,根據(jù)試驗結(jié)果評價復(fù)合地基承載力。5.4.1 檢測依據(jù)由于CFG樁是在碎石樁基礎(chǔ)上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一種具有一定粘結(jié)強度的樁,是近年來新開發(fā)的一種地基處理技術(shù)。通過調(diào)整水泥摻量及配
53、比,可使樁體強度等級在C5-C20之間變化。CFG樁在受力特性方面介于碎石樁和鋼筋混凝土樁之間。目前還沒有針對這種介于剛?cè)嶂g樁的檢測標(biāo)準和規(guī)范,根據(jù)以往施工檢測經(jīng)驗和咨詢具有基樁檢測資質(zhì)的相關(guān)單位,最后該試驗段CFG樁檢測依據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范地基處理技術(shù)規(guī)范(DGJ08-40-94)、地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(DGJ08-11-1999)、鉆孔灌注樁動力測試技術(shù)規(guī)程(DGJ08-218-96)等。 5.4.2 檢測方案(1)動力檢測方案檢測方法:按動力荷載下樁土之間應(yīng)變的性質(zhì)與大小,CFG樁的動力檢測采用低應(yīng)變法(小應(yīng)變法)。低應(yīng)變法的類別很多,主要有機械阻抗法、反射波法、水電效應(yīng)法、共振法、動力
54、參數(shù)法、水平地震法等。從檢測原理、理論依據(jù)、測試儀器、使用經(jīng)驗等方面來看,選擇了反射波法進行結(jié)構(gòu)完整性、樁身質(zhì)量普查和檢測樁身的質(zhì)量缺陷。檢測數(shù)量:根據(jù)有關(guān)規(guī)范,低應(yīng)變檢測數(shù)量一般取CFG樁總樁數(shù)的10%。本試驗段設(shè)計CFG樁414根,應(yīng)檢測41根,實際檢測44根。(2)靜載檢測方案靜載檢測包括CFG樁基樁靜載測試和CFG樁單樁復(fù)合地基靜載測試。檢測數(shù)量:根據(jù)有關(guān)規(guī)范,靜載荷試驗數(shù)量取CFG樁總數(shù)的0.5%-1.0%,但不少于3點。因此,本次檢測CFG樁檢測3根,其中懸浮樁2根,穿透軟土樁1根;單樁復(fù)合地基檢測2點,懸浮樁和穿透軟土樁各1點。加壓方式:采用油壓千斤頂加載荷堆載平臺反力裝置。加載
55、分級:按照試樁預(yù)估最大荷載的1/10為加載級差,逐級等量加載,第一級取2倍加載量進行加載,每級荷載載維持過程中保持數(shù)值穩(wěn)定。荷載由一臺2000KN的電動千斤頂施加于載荷板上,通過正交對稱安置在載荷板上的4只機械百分表觀測樁頂(復(fù)合地基)的沉降量。卸載分級:取卸載量為加載量的2倍,進行逐級等量卸載。試驗方法:采用慢速維持荷載法。每次加載后第一小時內(nèi)第5、15、30、60分鐘測讀試樁沉降量,以后每隔半小時測讀一次,當(dāng)沉降速率達到相對穩(wěn)定標(biāo)準時,進行下一級加載;卸載時,每級荷載維持一小時,按第5、15、30、60分鐘測讀,卸載至零時,測讀穩(wěn)定的殘余沉降量,一般為180分鐘左右。穩(wěn)定標(biāo)準:取一小時的沉
56、降量不超過0.1mm,并連續(xù)出現(xiàn)兩次,作為試樁穩(wěn)定標(biāo)準。終止加載條件A.單樁豎向靜載荷試驗,當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時,即可終止加荷:a.在某級荷載作用下的沉降量大于前一級沉降量的5倍;b.在某級荷載作用下的沉降量大于前一級沉降量的2倍并經(jīng)24小時尚未穩(wěn)定;c.累計沉降量已經(jīng)達到100mm。B.復(fù)合地基靜載荷試驗,當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時,即可終止加荷:a.沉降量急劇增大,土被擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯裂縫; b.總沉降量達到甲方的要求(累計沉降達到90mm時);c.累計沉降量已大于載荷板寬度的10%;d.在某級荷載作用下荷載板的沉降量大于前一級的2倍,并經(jīng)24小時尚未穩(wěn)定。對復(fù)合地基靜載荷測試時采用180
57、0mm1800mm剛性荷載板水平、居中安放在CFG樁上,板下用約3cm厚中砂找平,安置高程與設(shè)計高程一致。5.4.3 基樁檢測(1)檢測環(huán)境與條件選樁,繪制檢測樁位布置圖。擇試驗點時應(yīng)本著隨機分布的原則進行選擇。挑選施工質(zhì)量好的樁或施工質(zhì)量差的樁,或者為了檢測方便將所有試樁集中在一個區(qū)域的選樁方法,都不能體現(xiàn)隨機分布的原則。選好后,在樁位布置圖上標(biāo)示檢測樁。檢測樁前要進行樁頭處理,如果由于某種原因造成樁頂標(biāo)高低于設(shè)計標(biāo)高時,如果相差較多,應(yīng)進行接樁。所有樁齡期應(yīng)達到28天,樁身強度滿足設(shè)計要求。小應(yīng)變檢測的樁頂還應(yīng)在樁頭截斷后,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計標(biāo)高,樁頂中心10cm
58、10cm應(yīng)較其它地方平整,以利放置測試儀器。靜載測試樁樁頭,為防止樁頭破壞影響靜載試驗的進行,一般要作樁帽。樁帽材料用高標(biāo)號混凝土或同一標(biāo)號的鋼筋混凝土。樁帽接好并養(yǎng)護三天后即可進行靜載測試。為便于操作,根據(jù)測試要求,靜載測試樁樁頂還需以樁為中心,開挖2m3m(單樁)、3m3m(單樁復(fù)合地基)的工作坑,深度(由設(shè)計標(biāo)高和地面標(biāo)高確定)100cm左右,并不得有積水。在檢測前備足堆載用袋裝砂。 (2)小應(yīng)變檢測檢測設(shè)備:PIT-V基樁低應(yīng)變試驗檢測儀、 加速度傳感器(型號:16370)、傳感器電纜、激振設(shè)備等。 檢測及其設(shè)備配置流程圖見圖14。 圖14 設(shè)備配置流程圖 (3) 樁的軸向靜載檢測單樁
59、復(fù)合地基的軸向靜載檢測布置圖見圖15(單樁檢測只需將其中的鋼板和砂墊層去掉)。加載及沉降測讀A.本工程單樁和復(fù)合地基均以其預(yù)估極限承載力為本次試驗的最大加載量,加 圖15 靜載檢測布置圖載等級分為10級,首級按2倍級差加荷,加載等級見表7。 單樁豎向靜載荷試驗(500mm17500mm) 表7-1加荷等級123456789分級荷載(kN)200100100100100100100100100累計荷載(kN)2003004005006007008009001000 單樁豎向靜載荷試驗(500mm27000mm) 表7-2加荷等級123456789分級荷載(kN)30015015015015015
60、0150150150累計荷載(kN)3004506007509001050120013501500復(fù)合地基靜載荷試驗(500mm17500mm) 表7-3加荷等級123456789分級荷載(kpa)623130313131313131累計荷載(kpa)6293123154185216247278309復(fù)合地基靜載荷試驗(500mm27000mm) 表7-4加荷等級123456789分級荷載(kpa)1236262626162626261累計荷載(kpa)123185247309370432494556617B.測讀時間為每次加載后第一小時內(nèi)沉降測讀時間按第 5min、15min、30min、4
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