CFG樁試驗計畫

2023-02-08 03:45:05 字數 6004 閱讀 8501

一、一般規定

1、 水泥粉煤灰碎石樁(cfg樁)法適用於處理粘性土、粉土、沙土和樁端具有相對硬土層、承載力標準值不低於70kpa的淤泥質土、非欠固結人工填土等地基。

2、 水泥粉煤灰碎石樁樁端應位於相對硬的土層上。

3、 水泥粉煤灰碎石樁復合地基按承載力設計師必須進行地基變形驗算。

二、 施工試驗

1、 水泥粉煤灰碎石的施工,應按設計要求和現場條件選用相應施工工藝,並應按照國家現行有關規範執行。

2、 長螺旋鑽孔、管內幫浦壓混合料成樁施工和沉管灌注成樁施工除應執行國家現行有關規範外,尚應符合下列要求:

(1)施工時應按設計配比配置混合料,投入攪拌機加水量由混合料塌落度控制,長螺旋鑽孔、管內幫浦壓混合料成樁施工的塌落度以為180-200mm,沉管灌注成樁施工的塌落度宜為30-50mm,成樁後樁頂浮漿厚度不宜超過200mm;

(2)長螺旋鑽孔、管內幫浦壓混合料成樁施工在鑽至設計深度後,應準確掌握提拔鑽桿時間,混合料幫浦送量應同拔管速度相配合,以保證掛內有一定高度的混合料,遇到飽和砂土或飽和粉土層,不得停幫浦待料;沉管灌注成樁施工拔管速度應按均勻線速度控制,拔管線速度應控制在1.2-1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質土,拔管速度可適當放慢

(3)施工時,樁頂標高應高出設計樁頂標高,高出長度應根據樁距、布樁形式、現場地質條件和成樁順序等綜合確定,一般不應小於0.5m.

(4)成樁過程中,抽樣做混合料試塊,每台機械一天應做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體),標準養護28d,測定其抗壓強度;

(5)沉管灌注成樁施工過程中應觀測新施工樁對已施工樁的影響,當發現樁斷裂並脫開時,必須對工程樁逐樁靜壓,靜壓時間一般為3min,靜壓荷載以保證使斷樁接起來為準。

3、 復合地基的基坑可採用人工或機械、人工聯合開挖。機械、人工聯合開挖時,予留人工開挖厚度應由現場開挖確定,以保障及械開挖造成樁的斷裂部位不低於基礎底面標高,且樁間土不受擾動。

4、 褥墊層鋪設宜採用靜力壓實法,當基礎底面下樁間土的含水量較小時,也可採用動力夯實法。

5、 施工中樁長允許偏差為100mm,樁徑允許偏差為20mm,垂直度允許偏差為1%.對滿堂布樁基礎,樁位允許偏差為0.5倍樁徑;對條形基礎,垂直於軸線方向的樁位允許偏差為0.

25倍樁徑,順軸線方向的樁位允許偏差為0.3倍樁徑,對單排布樁樁位允許偏差不得大於60mm。

三、 質量檢驗

1、復合地基檢測應在樁體強度滿足試驗荷載條件時進行,一般宜在施工結束2-4週後檢測。

2、復合地基承載力宜用單樁或多樁復合地基載荷試驗確定,復合地基載荷試驗方法宜符合本規範附錄a的規定,試驗數量不應少於3個試驗點。

3、對高層建築或重要建築,可抽取總樁數的10%進行底應變動力檢測,檢驗樁身結構完整性。

4、單樁豎向抗壓靜載試驗

4.1 適用範圍

4.1.1 單樁抗壓靜載試驗是公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直觀、最可靠的傳統方法。

本規範主要是針對我國建築工程中慣用的維持荷載法進行了技術規定。根據樁的使用環境、荷載條件及大量工程檢測實踐,在國內其他行業或國外,尚有迴圈荷載、等變形速率及終級荷載長時間維持等方法。

4.1.2 樁身內力測試按附錄 a 規定的方法執行。

4.1.3 本條明確規定為設計提供依據的靜載試驗應載入至破壞,即試驗應進行到能判定單樁極限承載力為止。對於以樁身強度控制承載力的端承型樁,當設計另有規定時,應從其規定。

4.1.4 在對工程樁抽樣驗收檢測時,規定了載入量不應小於單樁承載力特徵值的 2.

0 倍,以保證足夠的安全儲備。實際檢測中,有時出現這樣的情況:3 根工程樁靜載試驗,分十級載入,其中一根樁第十級破壞,另兩根樁滿足設計要求,按第 3.

5.3 條,單位工程的單樁豎向抗壓承載力特徵值不滿足設計要求。此時若有一根滿足設計要求的樁的最大載入量取為單樁承載力特徵值的 2.

2 倍,且試驗證實豎向抗壓承載力不低於單樁承載力特徵值的 2.2 倍,則單位工程的單樁豎向抗壓承載力特徵值滿足設計要求。顯然,若抽檢的 3 根樁有代表性,就可避免不必要的工程處理。

4.2 裝置儀器及其安裝

4.2.1 為防止載入偏心,千斤頂的合力中心應與反力裝置的重心、樁軸線重合,並保證合力方向垂直。

4.2.2 載入反力裝置的形式在《建築樁基技術規範》基礎上增加了地錨反力裝置,對單樁極限承載力較小的摩擦樁可用土錨作反力;對岩面淺的嵌巖樁,可利用岩錨提供反力。

4.2.3 用荷重感測器(直接方式)和油壓表(間接方式)兩種荷載測量方式的區別在於:

前者採用荷重感測器測力,不需考慮千斤頂活塞摩擦對出力的影響;後者需通過率定換算千斤頂出力。同型號千斤頂在保養正常狀態下,相同油壓時的出力相對誤差約為 1%~2%,非正常時可高達 5%。採用感測器測量荷重或油壓,容易實現加卸荷與穩壓自動化控制,且測量精度較高。

採用壓力表測定油壓時,為保證測量精度,其精度等級應優於或等於 0.4 級,不得使用 1.5 級壓力表控制載入。

當油路工作壓力較高時,有時出現油管爆裂、接頭漏油、油幫浦加壓不足造成千斤頂出力受限、壓力表線性度變差等情況,所以應選用耐壓高、工作壓力大和量程大的油管、油幫浦和壓力表。

4.2.4 對於機械式大量程(50mm)百分表,《大量程百分表》jjg379 規定的 1 級標準為:

全程示值誤差和回程誤差分別不超過 40?m 和 8?m,相當於滿量程測量誤差不大於 0.

1%fs。 沉降測定平面應在千斤頂底座承壓板以下的樁身位置,即不得在承壓板上或千斤頂上設定沉降觀測點,避免因承壓板變形導致沉降觀測資料失實。基準樁應打入地面以下足夠的深度, 一般不小於1m。

基準樑應一端固定,另一端簡支,這是為減少溫度變化引起的基準梁撓曲變形。在滿足表 4.2.

5 的規定條件下,基準梁不宜過長,並應採取有效遮擋措施,以減少溫度變化和颳風下雨的影響,尤其在晝夜溫差較大且白天有陽光照射時更應注意。

4.2.5 在試樁加解除安裝過程中,荷載將通過錨樁(地錨)、壓重平台支墩傳至試樁、基準樁周圍地基土並使之變形。

隨著試樁、基準樁和錨樁(或壓重平台支墩)三者間相互距離縮小,地基土變形對試樁、基準樁的附加應力和變位影響加劇。 1985 年,國際土力學與基礎工程協會(issmfe)根據世界各國對有關靜載試驗的規定,提出了靜載試驗的建議方法並指出:試樁中心到錨樁(或壓重平台支墩邊)和到基準樁各自間的距離應分別"不小於 2.

5m或 3d",這和我國現行規範規定的"大於等於4d且不小於"相比更容易滿足(小直徑樁按3d控制,大直徑樁按 2.5m控制)。高重建築物下的大直徑樁試驗荷載大、樁間淨距小(最小中心距為 3d),往往受裝置能力制約,採用錨樁法檢測時,三者間的距離有時很難滿足"大小等於4d"的要求,加長基準梁又難避免氣候環境影響。

考慮到現場驗收試驗中的困難,且載入過程中,錨樁上拔對基準樁、試樁的影響小於壓重平台對它們的影響,故本規範中對部分間距的規定放寬為"不小於 3d"。 關於壓重平台支墩邊與基準樁和試樁之間的最小間距問題,應區別兩種情況對待。在場地土較硬時,堆載引起的支墩及其周邊地面沉降和試驗載入引起的地面回彈均很小。

如?1200 灌注樁採用10×10m 平台堆載 11550kn,土層自上而下為凝灰岩殘積土、強風化和中風化凝灰岩,堆載和試驗載入過程中,距支墩邊1m、2m處觀測到的地面沉降及回彈量幾乎為零。但在軟土場地,大噸位堆載由於支墩影響範圍大而應引起足夠的重視。

以某一場地?500 管2 樁用 7×7m 平台堆載 4000kn為例:在距支墩邊 0.

95m、1.95m、2.55m和 3.

5m設四個觀測點,平台堆載至4000kn時觀測點下沉量分別為13.4mm、6.7mm、3.

0mm和0.1mm;試驗載入至4000kn 時觀測點回彈量分別為 2.1mm、0.

8mm、0.5mm和 0.4mm。

但也有報導管樁堆載 6000kn,支墩產生明顯下沉,試驗載入至 6000kn時,距支墩邊 2.9m處的觀測點回彈近 8mm。這裡出現兩個問題:

其一,當支墩邊距試樁較近時,大噸位堆載地面下沉將對樁產生負摩阻力,特別對摩擦型樁將明顯影響其承載力;其二,樁載入(地面解除安裝)時地基土回彈對基準樁產生影響。 支墩對試樁、基準樁的影響程度與荷載水平及土質條件等有關。對於軟土場地超過 10000kn的特大噸位堆載(目前國內壓重平台法堆載已超過 30000kn),為減少對試樁產生附加影響, 應考慮對支墩下 2~3 倍寬影響範圍內的地基進行加固;對大噸位堆載支墩出現明顯下沉的情況,尚需進一步積累資料和研究可靠的沉降測量方法,簡易的辦法是在遠離支墩處用水準儀或張緊的鋼絲觀測基準樁的豎向位移。

4.3 現場檢測

4.3.1 本條是為使試樁具有代表性而提出的。

4.3.2 為便於沉降測量儀表安裝,試樁頂部宜高出試坑地面;為使試驗樁受力條件與設計條件相同,試坑地面宜與承檯底標高一致。

對於工程樁驗收檢測,當樁身荷載水平較低時,允許採用水泥砂漿將樁頂抹平的簡單樁頭處理方法。

4.3.3 本條主要是考慮在實際工程樁檢測中,因錨樁質量問題而導致試樁失敗或中途停頓的情況時有發生,為此建議在試樁前對灌注樁及有接頭的混凝土預製樁進行完整性檢測,大致確定其能否作錨樁使用。

4.3.4 本條是按我國的傳統做法,對維持荷載法進行的原則性規定。

快速維持荷載法在國內從 20 世紀 70 年代就開始應用,我國港口工程規範從 1983 年(jtj 2202—83)、上海地基設計規範從 1989 年(dbj-08-11-89)起就將這一方法列入,與慢速法一起並列為靜載試驗方法。快速法由於每級荷載維持時間為 1h,各級荷載下的樁頂沉降相對慢速法確實要小一些。表 2 列出了上海市 23 根摩擦樁慢速維持荷載法試驗實測樁頂穩定時的沉降量和 1h 時沉降量的對比結果。

從中可見,在 1/2 極限荷載點,快速法 1h 時的樁頂沉降量與慢速法相差很小(0.5mm 以內),平均相差 0.2mm;在極限荷載點相差要大些,為 0.

6~6.1mm,平均 2.9mm。

相對而言,"慢速法"的加荷速率比建築物建造過程中的施工載入速率要快得多,慢速法試樁得到的使用荷載對應的樁頂沉降與建築物樁墓在長期荷載作用下的實際沉降相比,要小幾倍到十幾倍。所以,規範中的快慢速試樁沉降差異是可以忽略的。

關於快慢速法極限承載力比較,根據上海市統計的 71 根試驗樁資料(樁端在粘性土中 47 根,在砂土中 24 根),這些對比是在同一根樁或樁土條件相同的相鄰樁上進行的,得出的結果見表 3。從中可以看出快速法試驗得出的極限承載力較慢速法略高一些,其中樁端在粘性土中平均提高約 1/2 級荷載,樁端在砂土中平均提高約 1/4 級荷載。 在我國,如有些軟土中的摩擦樁,按慢速法載入,在 2 倍設計荷載的前幾級,就已出現沉降穩定時間逐漸延長,即在 2h 甚至更長時間內不收斂。

此時,採用快速法是不適宜的。而也有很多地方的工程樁驗收試驗,在每級荷載施加不久,沉降迅速穩定,縮短持載時間不會明顯影響試樁結果;且因試驗週期的縮短,又可減少晝夜溫差等環境影響引起的沉降觀測誤差。

在此,建議快速維持荷載法按下列步驟進行:

1、每級荷載施加後維持 1h,按第 5、15、30min 測讀樁頂沉降量,以後每隔 15min 測讀一次。

2、測讀時間累計為 1h 時,若最後 15min 時間間隔的樁頂沉降增量與相鄰 15min 時間間隔的樁頂沉降增量相比未明顯收斂時,應延長維持荷載時間,直至最後 15min 的沉降增量小於相鄰 15min 的沉降增量為止。

3、終止加荷條件可按本規範第 4.3.8 條第 1、3、4、5 款執行。

4、解除安裝時,每級荷載維持 15min,按第 5、15min 測讀樁頂沉降量後,即可卸下一級荷載。 解除安裝至零後,應測讀樁頂殘餘沉降量,維持時間為 2h,測讀時間為第 5、15、30min,以後每隔 30min 測讀一次。 各地在採用快速法時,應總結積累經驗,並可結合當地條件提出適宜的沉降相對穩定控制標準。

4.3.8 當樁身存在水平整合型縫隙、樁端有沉渣或吊腳時,在較低豎向荷載時常出現本級荷載沉降超過上一級荷載對應沉降 5 倍的陡降,當縫隙閉合或樁端與硬持力層接觸後,隨著持載時間或荷載增加,變形梯度逐漸變緩;當樁身強度不足樁被壓斷時,也會出現陡降,但與前相反,隨著沉降增加,荷載不能維持甚至大幅降低。

所以,出現陡降後不宜立即卸荷,而應使樁下沉量超過 40mm,以大致判斷造成陡降的原因。非嵌巖的長(超長)樁和大直徑(擴底)樁的 q-s 曲線一般呈緩變型,在樁頂沉降達到 40mm 時,樁端阻力一般不能充分發揮。前者由於長細比大、樁身較柔,彈性壓縮量大,樁頂沉降較大時,樁端位移還很小;後者雖樁端位移較大,但尚不足以使端阻力充分發揮。

因此,放寬樁頂總沉降量控制標準是合理的。

4.4 檢測資料的分析與判定

4.4.1 除 q-s、s-lgt 曲線外,還有 s-lgq 曲線。同一工程的一批試樁曲線應按相同的沉降縱座標比例繪製,滿刻度沉降值不宜小於 40mm,使結果直觀、便於比較。

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