CFG桩、PHC桩软基处理检测方案.doc

省道S366线（珠海大道一期）改建工程(南湾立交至珠海大桥段)辅道工程第合同段CFG桩检测方案编 制 人： 审 核 人： 编制单位：编制日期：2009年11月1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。 二、工程概况自2009年9月22号开工以来，本标段共完成CFG桩8008根（长m）,为保证桩基施工质量及软土地基处理效果,应对桩身质量及单桩载能力进行相关的项目检测。每段完成数量见下表CFG桩桩位检测汇总表序号施工里程设计根数已完成根数应检根数(按5检测频率）抽检桩编号备注1YK15+385YK15+4202661943 15-8、15-9、3-11、3-12、6-9、6-10、9-8、8-112YK15+420YK15+4805123013 35-5、35-8、14-7、15-4、5-12、5-13、7-10、7-11、1-4、2-10、3YK15+480YK15+5808285523 44-9、44-10、29-13、29-12、35-15、19-5、21-7、21-94YK15+580YK15+6404383863 30-5、30-4、23-9、23-8、18-6、18-5、12-6、12-8、4-5、4-45YK15+640YK15+7508388115 60-8、60-10、57-5、57-4、46-8、46-9、42-8、41-2、36-5、36-6、30-12、30-13、24-86YK15+750YK15+7802281303 15-5、8-87YK15+780YK15+830386773 4-7、2-118YK15+830YK15+980113411415 86-9、86-12、82-7、82-9、78-3、78-5、74-8、74-10、59-8、59-9、54-6、54-5、44-11、44-10、34-6、34-5、29-11、29-10、26-5、9YK15+980YK16+0807564674 24-5、24-8、21-8、21-9、19-6、12-6、12-7、10YK16+140YK16+2305735153 52-5、52-12、51-8、42-4、40-10、38-3、36-14、34-7、37-4、35-10、33-4、32-11、32-6、30-3、28-3、27-4、27-8、26-11、24-11、24-12、25-511YK16+230YK16+2652862663 17-11、7-11、5-8、5-4、3-9、2-10、1-13、12YK16+415YK16+5006826854 1-8、4-3、4-4、4-5、5-7、6-8、6-4、12-3、12-9、12-8、25-7、25-11、25-9、25-12、25-13、31-9、31-13、33-7、21-6、20-13、18-6、17-3、17-5、17-15、15-3、15-5、15-7、15-9、13-2、13-4、4-1513YK16+500YK16+5503793673 6-1、28-13、20-13、4-9、6-9、12-11、12-9、22-5、17-1、10-7、2-314YK16+550YK16+6205305373 5-2、4-2、29-2、3-2、1-12、5-12、18-2、18-4、19-5、19-7、21-3、17-9、27-3、27-5、28-3、28-4、29-3、15YK16+620YK16+6804544533 30-5、30-1、29-3、29-13、1-7、1-11、2-4、4-4、4-11、4-12、16YK16+680YK16+865128511206 22-13、23-12、25-14、27-14、27-12、31-2、27-2、25-4、21-4、22-7、24-5、三、检测方法依据设计和建筑桩基检测技术规范要求，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竖向抗压静载荷试验CFG桩确定单桩抗压极限承载力。判定单桩抗压承载力是否满足设计要求。通过桩身内力及变形测试，测定桩侧、桩端阻力。2钻芯法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。四、检测依据1、建筑桩基检测技术规范JGJ106-2003；2、建筑地基处理技术规范JGJ79-2002；3、设计施工图纸。五、检测频率根据建筑地基检测技术规范及珠海市质量监督站的要求CFG桩总的检测频率为0.51%。数量多时取低位，数量少时取高位，因本标段CFG桩数量多，因此取0.5%。1、载荷试验检测数量：总桩数的2，且每批不少于3根。2、钻芯法检测数量：根据需要，对检测不合格桩进行复核。3、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、上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。七、检测仪器设备<一>检测仪器设备1、载荷测试仪：RSM-JC型；全自动加载和数据采集。2、移传感器：最大量程50mm；精度优于0.01mm。3、压千斤顶：1000kN、2000kN。4、油泵：ZBY-500B型；额定工作压力100MPa。5、其他：电脑、打印机等<二>试验设备的安装应符合下列规定1、安置承压板前应整平板下的试坑面并用水平尺找平后，铺23cm的中粗砂垫层，轻轻拍实找平，使承压板与试坑面平整接触。2、依次安装传力柱、千斤顶、载荷台架及反力装置时，应逐一检查，调整对承压板中心的垂直度和同心度，并应避免对承压板施加冲击力和预应力。三安装沉降观测装置应符合下列规定、用于观测承压板沉降的百分表或位移传感器，当不能居中安置时，必须对称设置于承压板的板面上，且应传伸缩杆垂直于板面。2、百分表应带有碰性表座，并应在保证百分表测头垂直承压板面的前提下具有便利定位的能力，传用的位移传感器连同其托梁也应具有相应的能力。3、表座托梁的支点（固定点）与承压板中心的距离应大于1.5b，与地锚反力装置之反力点的距离不得小于0.8m。4、用于观测承压板周围地面垂直位移的百分表或位移传感器宜在过承压板形心的两条相互垂直的直线上，且距压板边缘的距离为（0.21.0）b(压板的直径或宽度)的范围内按等间距布置45.0只。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）单桩承载力竖向静载荷试验静载试验是一种测定桩基承载力的原位测试方法，其原理是在试验土面上逐级加以荷载并观测各级荷载下土的变形，根据试验结果绘制荷载-沉降曲线（P-S曲线）和沉降-时间曲线（S-T曲线）直接确定地基土承载力和变形模量等数据。根据受力条件的不同，静载荷试验分单桩载荷试验，单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。根据设计要求，本标段范围内的CFG桩只做单桩载荷试验。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）混凝土强度应达到设计强度。6）桩休止时间应满足下表规定的时间。 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。承压板周围的土有明显的侧面挤出或裂缝。荷载增加很小，但沉降急剧增加或累计沉降量大于压板宽度或直径的10%。在荷载不变的情况下，24小时内沉降随时间近于等速增加。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。5、资料整理1）在现场试验过程中，应及时记录观测数据。当需观测卸荷回弹时，每级卸荷量可取每级加荷量的2倍或3倍，每级卸荷后每隔15mm观测一次回弹量，1h后再卸下一级荷载，荷载全部卸完后，宜继续观测23小时。2）载荷试验的资料整理工作应根据现场记录，绘制荷载-沉降曲线（P-S曲线）以及沉降-时间对数曲线（S-T曲线）基桩破坏时所对应的荷载称为破坏荷载，其前一次荷载称极限荷载。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。