某CFG桩、PHC桩软基处理检测方案.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流某CFG桩、PHC桩软基处理检测方案.精品文档. 客专CFG桩、PHC桩软基处理检测方案××××××质量检测有限公司××××年××月××日一、前 言1、CFG桩简介：CFG桩（Cement Fly-ask Gravel piles）是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来发展起来的一种新型的地基处理方法，目前已作为国家重点科研成果向全国推广。CFG桩是由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用振动（锤击）沉管打桩机或其它成桩机具制成的一种低标号的桩体，其主要用来加固地基，和被挤密的桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同承担上部荷载。CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大、变形模量大、沉降变形小的特点，用于建筑物对地基承载力和变形要求高的地基是比较理想的。CFG桩用振动沉管打桩机成桩，由于不放钢筋笼，施工速度快，工期短，质量容易控制；并能利用工业废料（粉煤灰），变废为宝，经济实用，比一般振动（锤击）沉管灌注桩和钻孔灌注桩造价都低得多。CFG桩虽然在地基处理中具有以上优势，但在施工过程中如施工工艺控制不严、施工方法不当，也容易出现一些质量问题，如：施工过程中拔管速度太快可能造成缩径或断桩，太慢有可能造成桩端一段范围的桩体水泥含量较少，桩体强度降低；连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩径，应采取隔桩跳打法施工；配合比控制不严，坍落度控制不合理，碎石质量的好坏，均有可能造成桩身出现空洞和断桩；粉煤灰混凝土投料不足，容易出现缩径或断桩现象。2、PHC桩简介：PHC桩是一种在工厂批量预制的高强度预应力管桩。采用静压和锤击两种工艺施工，将桩植入土层中，用来加固地基，与被挤密的桩间土一起形成复合地基共同承担上部荷载。PHC桩的单位承载力造价是各种桩型中较低的，且综合经济效益指标也好于其他桩型。随着PHC管桩的广泛应用和发展，以及人们对它的理论研究和工程实践的不断积累，PHC桩的施工技术会不断得到提高。PHC桩在软土地基处理中，虽然具有综合经济效益好的优势，但在施工过程中，如施工工艺控制不严、施工方法不科学，也容易出现桩体移位、桩身上浮、桩身倾斜、桩身断裂等现象。静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤土效应；桩基施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层；施工方法与施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密等，都会加剧挤土效应。也有可能是某一土层的不排水抗剪强度低、压缩性高，桩在静压过程中，桩入土体使其产生冲剪破坏，同时对桩周围土体进行排挤，孔隙水受此冲剪挤压形成不均匀水头，产生巨大的超孔隙水压力，而上部杂填土层未做清理，使土体向上的应力无法释放，加大了地基土的侧向应力。在施工过程中，相邻的桩会产生横向位移和桩身上浮，严重时，会出现断桩现象。主要原因有下列几方面：a、桩入土后，遇到大块坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧。 b、两节桩或多节桩施工时，相接的两桩不在同一轴线上，产生了曲折。 c、桩数较多，土饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起，相邻的桩被浮起。 d、在软土地基施工较密集的群桩时，由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。 二、工程概况客运专线许昌段软土地基处理采用CFG桩和PHC桩,为保证桩基施工质量及软土地基处理效果,应对桩身质量及复合地基承载能力进行相关的项目检测。三、检测方法依据客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号及铁路工程基桩检测技术规程（TB 10218-2008）的有关要求，本次采用的检测方法见表1。 检测方法及适用范围 表1序号检测方法适用范围检测项目1低应变反射波法适用于CFG桩、PHC桩、混凝土灌注桩及其他预制打入桩检测桩身完整性，判定桩身缺陷的类型、缺陷的程度及缺陷的位置范围2竖向抗压静载荷试验适用于CFG桩、PHC桩、混凝土灌注桩及其他桩确定单桩或桩-土复合地基竖向抗压极限承载力。判定单桩或桩-土复合地基竖向抗压承载力是否满足设计要求。通过桩身内力及变形测试，测定桩材侧、桩端阻力。验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测结果。3钻芯法适用于CFG桩及其他混凝土灌注桩检测桩身质量情况，如桩身材料胶结状况、有无气孔、松散或断桩等，桩身强度是否符合设计要求。检测桩端持力层的岩土性状(强度)和厚度是否符合设计或规范要求。检测施工记录桩长是否真实。验证无损检测（低应变法、声波透射法等）结果是否准确。四、检测依据1、铁路工程基桩检测技术规程TB 10218-20082、建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002五、检测频率根据客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号及铁路工程基桩检测技术规程（TB 10218-2008）的有关要求进行。1、低应变反射波法检测数量：总桩数的10%。2、静载荷试验检测数量：总桩数的2，且每批不少于3根。3、钻芯法检测数量：根据需要，对检测不合格桩进行复核。当用上述方法检测出不合格桩，应按不合格桩数量的双倍数量进行扩大检测。六、抽样方案1、施工质量有疑问的桩；2、设计方认为重要的桩；3、局部地质条件出现异常的桩；4、施工工艺不同的桩；5、采用低应变法等无损检测，桩身完整性被判为类及以下的桩； 6、除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。七、检测仪器设备1、低应变检测仪：RSM-PRT型；带宽1012000Hz；A/D转换精度24位；采样间隔1065536。2、传感器：加速度传感器，SY-3型，灵敏度150pc/m.s-2。3、地质勘探钻：XY-1型（最大钻进深度100m）4、静载荷测试仪：RSM-JC型；全自动加载和数据采集。5、位移传感器：最大量程50mm；精度优于0.01mm。5、油压千斤顶：1000kN、2000kN。6、电动油泵：ZBY-500B型；额定工作压力100MPa。7、其他：电脑、打印机等八、检测人员1、现场检测技术负责人：1名，由具有多年丰富桩基础检测经验，具有中级及以上技术职称专业技术人员担任。2、现场检测技术人员：5名，由具有多年丰富桩基础检测经验，具有中级技术职称的人员担任。3、配合人员：民工若干名。九、检测工作程序1、检测工作的程序框图，见图1进行：图1 检测工作程序框图 十、检测前的准备工作1、调查、收集有关资料 1）收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录；了解施工工艺和施工中出现的异常情况。 2）进一步明确委托方的具体要求。 3）检测项目现场实施的可行性。 2、检测前应对仪器设备检查调试。3、检测仪器设备应经国家授权的计量部门计量，计量检定合格后方可投入使用，始终确保所使用的仪器设备在计量检定周期的有效期内。4、其他准备工作：如水、电、桩头处理、场地平整、安全防护设施等。十一、现场检测（一）低应变反射波法1、受检桩应符合下列规定：1）桩身强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。2）桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。3）桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。a.桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶表面应平整干净且无积水；妨碍正常测试的桩顶外面主筋应割掉。对于预应力管桩，当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平。 b.当桩头与承台或垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，对测试信号会产生影响。因此，测试时桩头应与混凝土承台断开；当桩头侧面与垫层相连时，除非对测试信号没有影响，否则应断开。 2、测试参数设定应符合下列规定：1）时域信号记录的时间段长度应在2/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。2）设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。3）桩身波速可根据本地区同类型桩的测试值初步设定。4）采样时间间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点。5）传感器的设定值应按计量检定结果设定。3、测量传感器安装和激振操作应符合下列规定：1）传感器安装应与桩顶面垂直；用耙合剂（黄油、石膏等）粘结时，应具有足够的粘结强度。传感器用藕合剂粘结时，粘结层应尽可能薄；必要时可采用冲击钻打孔安装方式，但传感器底安装面应与桩顶面紧密接触。2）实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为900，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。3）激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。4）激振方向应沿桩轴线方向。 5）瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫，宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。6）传感器的粘贴处和激振点应打磨平整。4、信号采集和筛选应符合下列规定：1）根据桩径大小，桩心对称布置24个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个。2）检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。3）不同检测点及多次实测时域信号一致性较差，应分析原因，增加检测点数量。4）信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。5、检测数据的分析与判定1）波速计算：当桩长已知、桩底反射信号明确时，在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中，选取不少于5根类桩的桩身波速值按下式计算其平均值：a.完整桩的波速计算： 或 式中(图2)： c桩身材料的一维应力波纵波波速（m/s），简称波速；L测点下桩的长度（m）；t桩底反射波峰值与入射波峰值的时刻差（s）；f幅值谱上完整桩相邻峰值间的频率差（Hz）。被检工程的桩身材料平均波速值为5根以上完整桩的波速平均值。b.桩身缺陷位置的算： 或 式中： 场区同条件桩平均波速；桩身第j个缺陷的距离(m)；桩身第j个缺陷的首次反射波峰与入射波波峰对应的时差(s)；同一缺陷两相邻峰间频差。2）检测结果判定：完整性分类及判别标准：见表2和表3。 桩身完整性分类表 表2桩身完整性类别分 类 原 则桩身完整桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响桩身存在严重缺陷，应进行工程处理 桩身完整性判定标准 表3类别时域信号特征幅频信号特征时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波。桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波。桩底谐振峰排列基本等间距，其相邻频差，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差。有明显缺陷反射波，其他特征介于类和类之间。时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，无桩底反射波；或因桩身浅部严重缺陷使波形呈现低频大振幅衰减振动，无桩底反射波。缺陷谐振峰排列基本等间距，其相邻频差，无桩底谐振峰；或因桩身浅部严重缺陷只出现单一谐振峰，无桩底谐振峰。注：对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号判定桩身完整性类别。（二）单桩承载力竖向静载荷试验1、基本要求1）试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。2）桩顶部宜高出试坑底面，试坑底面宜与桩承台底标高一致。混凝土桩头加固可按下列规定执行：3）混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土；4）桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合；5）桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上；6）距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片23层，间距60100mm；7）桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高12级，且不得低于C30；8）高应变法检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。9）混凝土强度应达到设计强度。10）成桩休止时间应满足表4所规定的时间。 成桩休止时间 表4土的类型 休止时间(d) 砂土 7 粉土 10 粘性土非饱和15 饱和 25 注：对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。 2、试验方法简介1）采用堆载、慢速维持荷载法进行。静载荷试验提供反力装置见图2所示。图2:静载荷试验提供反力装置图2）试验最大荷载为设计荷载的2.0倍，试桩每级荷载增量按试验最大荷载的十分之一确定，加荷前进行预压，卸荷量每级为加荷量的两倍，共分5级卸荷。3）测读时间：加 载：每次加载后测读时间为：第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次，直至桩顶沉降量达到相对稳定标准，进行下一级加载。卸 载：每级卸载后测读1h，按第15、30、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。荷载卸至零后，测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h, 测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。2、试桩沉降相对稳定标准每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。3、终止加载条件当出现下列情况之一时，即可终止加载：试桩荷载达到设计要求的最大加载量；试桩在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉量的5倍；注：当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm。试桩在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准；当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值；当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量超过6080mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。试桩总沉降量大于40mm。4、数据分析与结果判定1）确定单桩竖向抗压承载力时，应绘制竖向荷载-沉降()、沉降-时间对数()曲线，需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。 2）单桩竖向抗压极限承载力可按下列方法综合分析确定：a.根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。b.根据沉降随时间变化的特征确定：取曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。c.当试桩在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准时，取前一级荷载值。d.对于缓变型曲线可根据沉降量确定，宜取40mm对应的荷载值；当桩长大于40m时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于800mm的桩，可取0.05D(D为桩端直径)对应的荷载值。注：当按上述四款判定桩的竖向抗压承载力未达到极限时，桩的竖向抗压极限承载力应取最大试验荷载值。3）单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定应符合下列规定：a.参加统计的试桩结果，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为单桩竖向抗压极限承载力。b.当极差超过平均值的30%时，应分析极差过大的原因，结合工程具体情况综合确定，必要时可增加试桩数量。c.对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数量少于3根时，应取低值。d.单位工程同一条件下的单桩竖向抗压承载力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的一半取值。（三）复合地基承载力竖向静载荷试验1、基本要求 1）本试验方法适用于单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。2）被检桩桩身强度应达到设计要求。3）复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。4）复合地基载荷试验承压板应具有足够刚度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形和方形，面积为一根桩承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心(或形心)应与承压板中心保持一致，并于荷载作用点相重合。5）承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。承压板底面下宜设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50150mm，桩身强度高时宜取大值。试验标高处的长度和宽度，应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的基点应设在试坑之外。6）试验前应采取措施，防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动。以免影响试验结果。2、试验方法简介1）采用堆载、慢速维持荷载法进行。2）最大加载压力不应少于设计要求压力值的2倍，加荷等级可分为812级。3）每加一级荷载前后应各读记压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降增量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。4）卸荷级数可为加载级数的一半，等量进行，每卸一级，间隔半小时，读记回弹量，待卸完全部荷载后间隔三小时读记总回弹量。3、终止试验条件当出现下列现象之一时可终止试验：1）沉降急剧增大，土被挤出或压板周围出现明显的隆起；2）承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%；3）当达不到极限荷载，而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。4、复合地基承载力特征值的确定1）当压力一沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例限界的2倍时，可取比例限界；其值小于对应比例限界的2倍时，可取极限荷载的一半；2）当压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形确定；a.对砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换墩：当以粘性土为主的地基，可取S/B或S/D等于0.0l5所对应的压力(S为载荷试验承压板的沉降量；B和D分别为承压板宽度和直径，当其值大于2m时，按2m计算)；当以粉土或砂土为主的地基，可取S/B或S/D等于0.01所对应的压力。b.对于挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取S/B或S/D等于0.012所对应的压力。对灰土挤密桩复合地基，可取S/B或S/D等于0.008所对应的压力。c.对水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取S/B或S/D=O.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，S/B或S/D=0.0l所对应的压力。d.对水泥土搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取S/B或S/D等于0.006所对应的压力。e.对有经验的地区，也可按当地经验确定相对变形值。按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。3）试验点的数量不应少于3点，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为复合地基承载力特征值。十二、现场检测安全防护措施1、现场检测人员及配合人员在工作过程中必须戴安全帽。2、在搭建试验平台和堆载过程中，必须安排安检人员随时查看压重平台的变化，发现险情应及时采取加固措施。3、检测过程中，至少有两名以上检测技术人员在场，并安排专人巡视压重平台的变化。4、注意用电安全，防止触电事故发生。5、下班后至少留一人在现场值班，保证检测设备不被丢失。石武客专CFG桩、PHC桩软基处理检测报价单序号检测方法报价检测项目1低应变反射波法150元/根检测桩身完整性，判定桩身缺陷的类型、缺陷的程度及缺陷的位置范围2竖向抗压静载荷试验2200元/根(点)注:此报价不包括堆载费用堆载由甲方负责,否则以实际堆载发生费用另计。确定单桩或桩-土复合地基竖向抗压极限承载力。判定单桩或桩-土复合地基竖向抗压承载力是否满足设计要求。 ××××××质量检测有限公司 ××××年××月××日