铁路标段CFG桩检测方案

蒙华铁路23标段路基工程CFG拌桩桩基检测方案山东铁正ShandongTiezheng山东铁正工程试验检测中心有限公司2015年9月蒙华铁路23标段软土路基CFG桩检测方案山东铁正工程试验检测中心有限公司目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc431225541"一、工程概况1HYPERLINK\l"_Toc431225542"二、地质概况1HYPERLINK\l"_Toc431225543"三、检测依据2HYPERLINK\l"_Toc431225544"四、单桩竖向承载力检测试验技术要求3HYPERLINK\l"_Toc431225545"4.1试验目的3HYPERLINK\l"_Toc431225546"4.2CFG桩试桩设计参数3HYPERLINK\l"_Toc431225547"4.3主要试验设备4HYPERLINK\l"_Toc431225548"4.4现场检测4HYPERLINK\l"_Toc431225549"4.5检测报告整理和提交6HYPERLINK\l"_Toc431225550"五、单桩复合地基承载力试验检测6HYPERLINK\l"_Toc431225551"5.1检测目的6HYPERLINK\l"_Toc431225552"5.2CFG桩试桩设计参数6HYPERLINK\l"_Toc431225553"5.3主要试验设备7HYPERLINK\l"_Toc431225554"5.4现场检测7HYPERLINK\l"_Toc431225555"5.5检测报告整理和提交9HYPERLINK\l"_Toc431225556"六、CFG桩取芯检测9HYPERLINK\l"_Toc431225557"6.1检测目的9HYPERLINK\l"_Toc431225558"6.2检测原理9HYPERLINK\l"_Toc431225559"6.3现场操作9HYPERLINK\l"_Toc431225560"6.4芯样截取10HYPERLINK\l"_Toc431225561"6.5芯样试件抗压强度试验11HYPERLINK\l"_Toc431225562"6.6检测报告整理和提交11山东铁正工程试验检测中心有限公司PAGE16一、工程概况新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程MHTJ-23标起讫里程DK1213+800～DK1287+298.9，正线长度70.65公里。本标段地处湖北省荆门市和荆州市，由北向南依次经过荆门市沙洋县，荆州市沙市区、荆州开发区、江北农场、江陵县。标段内软土路基按照设计要求需进行地基加固处理，地基处理方式有单向水泥搅拌桩、多向水泥搅拌桩、CFG桩、钢筋(预应力)混凝土管桩、螺纹桩、塑料排水板等。其中CFG桩共计28188根，长度为463900延米，其分布里程统计见表1-1。表1-1软土路基CFG桩统计表序号里程长度CFG桩0.5mm起点～终点根数平均桩长桩长m根mm1DK1258+8850.000～DK1261+2200.0002350257717.2442492DK1261+2200.000～DK1262+1144.733944.73932116.71559253DK1262+2284.6～DK1263+2238.744954.14353815530704DK1264+0033.4～DK1264+2288.144254.74291216.3475015DK1271+1100～DK1271+5576.344476.34556615836466DK1272+9936.066～DK1273+9952.11013.04479418.879509合计2688.0428708463900CFG桩试桩工点及位置选定见表1-2。表1-2CFG桩试桩工点及位置表序号试桩位置试桩数量试桩参数备注1DK1262+00604根桩径φ0.5m，桩长116.5m2DK1273+88504根桩径φ0.5m，桩长119m二、地质概况(1)DK1262+060试桩点试桩1参考地质钻孔为D2Z-LH-430，孔口高程+27.58m，地质情况详见表1.2-1试桩1桩基设计参数统计表。表2-1试桩1桩基设计参数统计表土层名称层底标高工程地质特性基本承载力fa00(m)（kpa）淤泥质粉质黏土25.28软塑70粉质黏土13.08软塑100粉质黏土9.38硬塑150细砂2.58松散-稍密150(2)DK1273+850试桩点试桩2参考地质钻孔为D2Z-LH-567，孔口高程+28.95m，地质情况详见表1.2-2试桩2桩基设计参数统计表。表2-2试桩2桩基设计参数统计表土层名称层底标高工程地质特性基本承载力fa00(m)（kpa）粉质黏土23.5软塑100淤泥质粉质黏土11.8软塑80细砂7.95稍密-中密190粗圆砾土6.45中密-密实500三、检测依据1.蒙华铁路MHTJ-23标段软基处理相关图纸及设计说明；2.《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003）（J285-2004）；3.《铁路工程测量规范》（TB10101-2009J961-2009）；4.《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）（J1078-2010）；5.《铁路工程基桩检测技术规范》（TB10218-2008）；四、单桩竖向承载力检测试验技术要求4.1试验目的检测单桩的竖向抗压承载力是否满足设计要求，为设计和施工提供依据。4.2CFG桩试桩设计参数试桩1桩位布置DK1262+060工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距2.0m，正方形布置，加固深度为16.5m。试桩桩位布置及试桩编号见图4-1。图4-1试桩点1编号及桩位布置图试桩2桩位布置DK1271+400工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距1.8m，正方形布置，加固深度为14.3m。试桩桩位布置及试桩编号见图4-2。图4-2试桩点2编号及桩位布置图成桩28天后，对编号为S3的桩进行单桩承载力载荷试验，单桩承载力不小于350KN。4.3主要试验设备试验桩的加载量不小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍，根据加载要求选择油压千斤顶。加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重承台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地铆反力装置，反力装置能提供的反力不小于最大加载量的1.2倍。加载反力根据现场情况，为保证检测进度及安全，最好采用预制混凝土试块进行加载，反力配重约84吨。试验之前现场需要25吨吊车进行吊装加载，试验结束后再用吊车进行卸载，将配重块转移到其它试验点继续进行试验。主梁及副梁采用不同型号工字钢，承载板采用直径0.5m的圆板，厚度2.5-3cm。千斤顶采用100吨液压千斤顶进行加载工作。沉降量测量可用位移传感器或大量程百分表。4.4现场检测本项检测参照规范《铁路工程基桩检测技术规范》（TB10218-2008）4.4.1现场处理要求试验桩桩头处理①现场检测应按照设计图纸关于休止期的要求后进行。应先用环向切割机切除桩顶的破碎层和软弱部分，试验桩桩头表面平整。②桩顶部应高于试坑底面,为保持承压板和水泥搅拌桩桩头良好接触,桩顶可铺设10-20mm的中粗砂。4.4.2单桩竖向静载荷试验的加载方式应按慢速维持荷载法⑴加载反力装置宜采用锚桩。当采用堆载时应符合下列规定：①堆载加于地基的压应力不宜超过地基容许承载力。②堆载的限制可根据其对试桩和基准桩的影响确定。③堆载量大时，宜利用桩（或工程桩）作为堆载的支点。④试验反力装置的最大抗拔或承重能力应满足试验加载的要求。⑵试验开始时间：在桩施工完毕后算起，预制桩在沙土不得少于7天，黏性土不得少于15天，饱和软粘土不得少于25天；灌注桩或搅拌桩应在桩身混凝土达到设计强度后方能进行试验。⑶加荷分级进行，分级荷载宜为预估极限荷载的1/10，第一级加载可为分级的2倍。⑷测读桩沉降量的间隔时间：每级加载后，第一小时内按间隔5、10、15、15、15min时各测度一次，以后每隔0.5h读一次。⑸在每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于0.1mm时可视为稳定。⑹符合下列条件之一时可终止加载：①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5倍；当沉降相对稳定且小于40mm时，加载值桩顶总沉降量超过40mm。②ΔSn+1/ΔSn≥2,且经24h尚未达到稳定。③已达到设计要求的最大加载量时；④25m以上的非嵌岩桩，Q-s曲线呈缓变时，桩顶总沉降量大于60～80mm。⑤工程桩做锚桩时，上拔量达到允许值。⑺卸载观测：每级卸载值为加载值得两倍。卸载后隔15min测度一次，读两次后，隔0.5h再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3h，测读时间为15min,30min，以后每隔半小时读一次。⑻单桩竖向极限承载力应按下列方法确定：①根据沉降随荷载变化的特征确定：陡降型Q-s曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值；缓变型Q-s曲线，取桩顶总沉降量s=40mm所对应的荷载值，桩长大于40m时，宜考虑桩身的弹性压缩，对桩径大于等于800mm时，取s=0.05D，对应的荷载值；②根据弯沉随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。③出现ΔSn+1/ΔSn≥2,且经24h尚未达到稳定的情况时，取前一级荷载值。④按上述方法判断有困难时，可结合其他辅助分析方法综合判定。⑤参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时，宜增加试桩数量并分析离差过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。⑼将单桩竖向极限承载力除以安全系数2，为单桩竖向容许承载力。4.5检测报告整理和提交①检测中发现承载力达不到要求时，要在12小时内及时报与业主；②在检测实施过程中，保证检测及时和反馈结果及时，每次检测完成后，及时将检测数据汇总、分析，保证在每次完成检测24小时内提交临时检测结果。五、单桩复合地基承载力试验检测5.1检测目的确定复合地基承载力是否满足设计要求，为设计和施工提供依据。5.2CFG桩试桩设计参数试桩1桩位布置DK1262+060工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距2.0m，正方形布置，加固深度为16.5m。试桩桩位布置及试桩编号见图5-1。图5-1试桩点1编号及桩位布置图试桩2桩位布置DK1271+400工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距1.8m，正方形布置，加固深度为14.3m。试桩桩位布置及试桩编号见图5-2。图5-2试桩点2编号及桩位布置图成桩28天后，对对编号为S4的桩进行复合地基载荷试验，复合地基承载力不小于180KPa，桩间距为1.8m，正方形布桩，计算最大试验值为1167kN，加载配重为1400kN。5.3主要试验设备复合地基载荷试验承压板应具有足够的刚度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形，面积为一根桩承担的处理面积；主板为厚度3cm的1.8*1.8m2，辅板为1.2*1.2m2,0.6*0.6m2两块方板。桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与载荷作用点相重合。加载反力根据现场情况，为保证检测进度及安全，最好采用预制混凝土试块进行加载，反力配重约140吨。试验之前现场需要25吨吊车进行吊装加载，试验结束后再用吊车进行卸载，将配重块转移到其它试验点继续进行试验。主梁及副梁采用不同型号工字钢，沉降量测量可用位移传感器或大量程百分表。5.4现场检测本项检测参照规范《铁路工程地基处理技术规程》TB10106-2010。5.4.1现场处理要求(1)试验桩桩头处理①承压板底面标高应与桩顶设计标高相适应。垫砂厚度取50—150mm,桩身强度高时宜取大值。试坑长宽应不小于承压板尺寸的3倍。基准梁的支点应设在试坑之外。②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。③正式加载前，将试验面打扫干净以便于观测地面变形。将承压板上的百分表调至零位。④表座托梁的支点与承压板中心的距离应大于1.5倍的承压板宽度（直径）。⑤百分表宜在过承压板形心的两条相互垂直的直线上，且距压板边缘距离为0.2—1.0倍压板宽。(2)复合地基载荷试验承压板地面标高与桩顶设计标高相同。承压板下宜铺设粗砂或中砂垫层，垫层厚度取50-100mm，桩身强度大时宜取大值。开挖试坑时应避免对试坑及试井底土层和桩体的扰动和损伤，并应缩短开挖与试验时间，保持其原状结果和天然湿度。5.4.2试验方法⑴载荷宜按等量分级施加，并保持精力条件和沿载荷板中心轴线传递。加载等级不应小于8-12级。第一级加载，加载方法宜采用慢速维持荷载法，最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍，其荷载量测的精度不应低于最大荷载的±1%。⑵每级荷载施加后，第一小时内按间隔5、10、15、15、15min,以后为每隔0.5h测读一次沉降量。1h内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级载荷。⑶出现下列现象之一时可终止试验：①沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起。②在某级荷载下沉降增量大于前一级沉降增量的5倍，或者大于前一级沉降量的2倍，并经24h尚未稳定。③承压板的累积沉降量已大于其宽度或直径的6%。④达不到极限荷载且最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。⑷卸载级数可为加载级数的1/2,等量进行，每卸一级，间隔0.5h,读记回弹量，待卸载完全荷载后间隔3h读记总回弹量。⑸复合地基容许承载力的确定：①在荷载-沉降量曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值。②极限荷载能确定时，而极限荷载值的1/2又小于比例界限值时，可取该极限荷载的1/2。③压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定。a.砂石桩、振冲桩复合地基或强夯置换地基：黏性土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.015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）；沙土或粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.006～0.008所对应的压力。b.土挤密桩、石灰桩或柱锤冲击桩复合地基，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0.006～0.008所对应的压力。c.水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土复合地基，卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力；黏性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。d.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.又经验的地区也可按当地经验确定相对变形值。f.按相对变形值确定的承载力不得大于最大加载压力的1/2。5.5检测报告整理和提交①检测中发现承载力达不到要求时，要在12小时内及时报与业主；②在检测实施过程中，保证检测及时和反馈结果及时，每次检测完成后，及时将检测数据汇总、分析，保证在每次完成检测24小时内提交临时检测结果。六、CFG桩取芯检测6.1检测目的验证桩长及桩身强度、验证桩体搅拌均匀性。6.2检测原理钻芯法是一种微破损或局部破损检测方法，它不仅可检测桩身的质量及强度，而且可检测沉渣厚度、砂浆与持力层的接触情况，持力层的岩土性状以及校验桩长等。通过芯样表现质量和芯样试件抗压强度试验结果，综合评价桩体的质量是否满足设计要求。6.3现场操作在试桩图4-1中对编号为S2的桩体中心处桩长范围内垂直钻孔取芯，检验桩体完整性和均匀性，每个孔在桩身上、中、下不同深度取3个试样做抗压强度试验，取芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。具体现场试验如下：①钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻机载钻芯过程中不发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差不大于0.5%。②桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。③钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。④提钻取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯，确保芯样完整。⑤每回次进尺宜控制在1.5m以内。钻至缺陷处，或下钻速度快的地方，应及时量测钻杆深度，确定缺陷位置、程度；钻至桩底时，应采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣，测定沉渣厚度并进行桩端持力层岩土性状鉴别。⑥钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，每个回次的芯样应排成一排，为了避免丢失或人为调换，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，采用写成带分数的形式是比较好的唯一性标识方法，具有较好的溯源性。⑦钻芯结束后，必须对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称标示牌的全貌进场拍照。⑧钻取芯样且评定合格后，钻芯机应采用压力灌浆回灌封闭。6.4芯样截取6.4.1截取混凝土抗压芯样试件应符合下列规定：①.当桩长小于或等于30m时，每孔截取3组芯样；当桩长大于30m时，不少于四组。②.上部芯样位置距桩顶设计标高不宜大于1倍桩径或1m，中