铁路客专cfg桩软基处理技术应用与检测

xx客专软基处理CFG桩检测及分析1工程概况xx客运专线XXTJⅢ标段，沿线表层主要为第四系中更新统冲击层，为软～硬塑状黏土、粉质黏土、局部流塑，厚5～10m；下伏基岩主要为泥质板岩或侏罗系砂岩及砾岩，软质多为泥质胶结，部分为钙质胶结，以粉红色为主，全风化～强风化带较厚，约10～25m，弱风化带岩体完整，残丘区粉质黏土，全风化。本路段沿线地下水主要类型为下层地下水，主要赋存于第四系冲积黏性土中，受大气降水及地表补给，地下水位随季节变化，地下水埋深约3m以下。为处理软基，共设计有CFG桩共686根，单桩长L=6.0～13.0m，直径50cm,间距为1.8m和1.6m，呈正三角行布置。要求CFG桩必须穿透软弱土层至硬底，对于第四系地层一般应嵌入砂类土或硬塑黏性土深度不小于2m。CFG桩布置见“图1CFG桩平面布置图”。2施工配合比设计泵送混合料理论配合比为：水泥：河砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水=1：4.78：6.08：1.00：0.01：1.00；现场泵送混合料施工配合比为：水泥：河砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水=1：4.97：6.08：1.0：0.01：0.67。150*150*150标准立方体抗压强度不小于15MPa，坍落度控制在160-180mm的混凝土。采用混凝土搅拌站集中拌合，搅拌时间为2min,混凝土搅拌运输车运送。3桩身完整性与承载力检测CFG桩在DK1689+070～DK1689+175段首次对桩身完整性及承载力检测进行了检测。3.1桩身完整性检测3.1.1完整性检测在CFG桩浇灌过程中现场制作6组混合料标准立方体试件，3组标准养护（温度20±1℃，湿度≥95%），3组同条件养护,试件3天、7天、28天抗压强度见“表1CFG桩抗压强度对比表”。表1CFG桩抗压强度对比表龄期养护条件件抗压强度Mpaa（3d）抗压强度Mpaa（7d）抗压强度Mpaa（28d）标准养护10.215.524.6同条件养护9.614.221.8桩身完整性在其达到设计强度70%以上后采用RSM-PRT低应变测试仪对686根CFG桩桩身完整性全部检测，其中一类桩617根，二类桩13根,断桩56根，无三类桩。一类桩占90%,,二类桩占1.9%,断桩率为8.1%。经开挖验证发现大部分断桩位置都在0.8-2.0m范围之内,断口处呈现新鲜混凝土面(如图),断桩是由于开挖桩间土和破桩头时对桩身的扰动造成的,二类桩主要是由于提钻过快导致桩身局部夹泥。波速平均值在4000m/s左右,经抽芯验证检测桩长与施工桩长偏差在±30cm以内。低应变反射波法测试注意问题=1\*GB3①桩头的处理：在现场信号采集过程中，桩头的处理是测试成功的第一关键，检测时首先清除桩头素混凝土（浮浆），否则无论怎么改变传感器的安装，无论怎么改变振源，测试信号都不理想。一般情况下，桩头的处理以露出新鲜含骨料的混凝土面为止，在桩中心处打磨1个直径约7cm点，围绕着这个点在距桩心2/3～3/4半径处再打磨3个点，4个点尽量平整、干净。=2\*GB3②传感器的安装：传感器的安装必须通过藕合剂与桩面粘接，且应于桩顶面垂直，藕合剂选择粘性好的黄油，检测量大时即经济又实用。=3\*GB3③击振点及击振方式的选择：对于CFG桩测试一般采用尼龙锤或小铁锤击振。尼龙锤与小铁锤相比，脉冲宽、频率低、衰减快，浅层缺陷和微小缺陷很难做出判断，当根据信号发现浅层部位异常时，建议用小铁锤，其重量小、能量小、脉冲窄、频率高，可较准确的确定浅层缺陷的程度和位置（如图3、图4）。图3Ⅰ类桩低应变波形图图4Ⅵ类桩低应变波形图=4\*GB3④桩周土层的影响：在对基桩进行低应变反射波法测试时，要充分考虑到桩周土层对所采集波形曲线的影响。检测人员往往只注意到桩身波阻抗变化造成的信号反射，而忽略了应力波在桩身中传播时，不仅受到桩身材料、刚度及缺陷的影响，还受到桩周土层的土模量大小的影响。当桩周土从软土层变化到硬土层时，采集的波形曲线会在相应位置处产生类似扩径的反射波，而当桩周土从硬土层变化到软土层时，采集的波形曲线会在相应位置处产生类似缩径的反射波。如果不考虑桩周土对采集波形曲线的影响，不了解桩侧的地质情况，容易对基桩产生误判。=5\*GB3⑤联线接头及信号线的保护：利用RSM系列工程动测仪和配套的速度计、加速度计对基桩进行低应变反射波法测试时。仪器与传感器之间接头部位是最容易出问题的地方，无论是传感器接头、信号线接头和电源线接头，都存在硬软交接现象，承重能力和抗折抗拉能力较差，实际使用过程中，仪器经常出现自触发、不触发现象，检测人员往往认为是仪器出毛病了，其实可能仪器没有任何毛病，只是联接线与主机或传感器的接头松弛原因造成的，用手紧摁着接头或换根联接线即可。若联接线没有问题，则表示仪器的通道出现故障了，必须送厂家进行修理。3.2复合地基承载力检测承载力检测软土路基采用CFG桩处理的最终目的就是使其复合地基承载力和变形模量满足设计要求。根据《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》要求，检测数量为总桩数的2‰，且每检验批不少于3根。在成桩28天后，采用静载试验方法对此段3根CFG桩进行复合地基承载力和变形模量试验，试验结果如下：表1CFG桩复合地基承载力统计表桩号承载力力3-24-416-4设计承载力≥250KN≥250KN≥250KN实测承载力295KN285KN300KN变形模量52.349.754.23.2.2静载试验应注意的问题=1\*GB3①试验点的选择与处理：复合地基静载试验的试验点在平面上应均匀分布，当土性分布不均匀时，试验点选择应考虑土性对复合地基承载力的影响，选择有代表性的点，试验点选取后应先用低应变对桩身进行完整性检测，排除断桩和缺陷桩。因为CFG桩承载力主要依靠桩身与桩周土的摩阻力和桩底的端阻力提供的，不要在雨后立即做静载试验，试验点选好后将桩头凿平，将桩周围的土铲除或填充与桩头平并夯实，=2\*GB3②堆载方式：静载试验需要的反力装置有很多种，经统计此标段CFG桩复合地基承载力检测数量很大，所以采用混凝土预制块堆载，混凝土预制块可以循环使用，吊装方便，每个预制块重5t左右。堆载时，每层预制快交错布置，不允许留通缝，外围用钢丝加固。加(卸)荷使用的千斤顶的额定量程不应小于预计极限荷载的1.4倍,当使用重物堆载时,重物应一次备齐并不应小于预计极限荷载的1.2倍,当使用千斤顶和重物联合加载时,其加载总能力不得低于极限荷载的1.4倍。=3\*GB3③加载：试验荷载应分级施加，施加荷载时应保持静力条件几荷载对承压板中心的竖向传递。第一级荷载（含设备自重）易接近，后续各级荷载增量可取预估极限荷载的1/7～1/10，我们一般采取快法进行试验，每施加一级荷载后，隔15min观测一次沉降，累积观测达2h后，再施加下一级荷载，试验总加载重量不宜小于设计值的2倍，当承压板周围土层明显的的侧向挤出，或荷载增加不大，沉降急骤增大，荷载-沉降曲线出现陡降段，或在某级荷载下，24h沉降速率不能达到稳