1、.中铁 “五部两室”负责人培训课件(工程部长)路基工程负责人施工技术培训中铁 集团有限公司二一五年二月第一章基础知识1路基工程结构铁路路基本体由基床以下路堤、基床底层、基床表层、过渡段等组成。公路及市政路基本体由下路堤、上路堤、下路床、上路床、台背回填等组成。除了路基本体外还包括地基处理、支挡结构、边坡防护、路基防排水以及其他相关工程。特殊路基按特殊条件主要包括:软土路基、滑坡地段路基、岩坍与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、多年冻土地区路基、沙漠地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基等。按特殊土质主要有黄土地区路基、膨胀土地区路基、盐渍土地区路基等。2 路基填料2.1 公路及市政路
2、基填料要求用于公路路基的填料要求挖取方便,压实容易,强度高,水稳定性好。其中强度要求是按CBR值确定,应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。石质土由粒径大于2mm的碎(砾)石,其含量由25%50%及大于50%两部分组成。如碎(砾)石土,空隙度大,透水性强,压缩性低,内摩擦角大,强度高,属于较好的路基填料。砂土没有塑性,但透水性好,毛细水上升高度很小,具有较大的摩擦系数。砂土路基强度高,水稳定性好。但砂土黏性小,易于松散,受水流冲刷和风蚀易损坏,在使用时可掺入黏性大的土改善质量。砂性土是良好的路基填料,既有足够的内摩擦力,又有一定的黏聚力。一般遇水干得快、不膨胀,易被压实,易构成平整坚实的表
3、面。粉质土不宜直接填筑于路床,必须掺入较好的土体后才能用作路基填料,且在高等级公路中,只能用于路堤下层(距路槽底0.8m以下)。轻、重黏土不是理想的路基填料,规范规定:液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土,不得直接作为路基填料,需要使用时,必须采取技术措施进行处理,经检查满足设计要求后方可使用。黄土、盐渍土、膨胀土等特殊土体不得已必须用作路基填料时,应严格按其特殊的施工要求进行施工。泥炭、淤泥、冻土、有机质土、强膨胀土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖物质的土不得用作路基填料。满足要求(最小强度CBR、最大粒径、有害物质含量等)或经过处理之后满足要求的煤渣、高炉矿渣
4、、钢渣、电石渣等工业废渣可以用作路基填料,但在使用过程中应注意避免造成环境污染。2.2 铁路路基填料要求既有铁路建设经验表明,一般C组细粒土水稳性差,易被冲蚀,边坡稳定性差,路基病害较普遍,且一般难以达到铁路路堤下部压实标准,需要改良。路堤下部填料优先选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料;当选用C组细粒土填料时,应根据填料性质进行改良后填筑。C 组中粉砂及易风化软质岩填料不直接作为下部填料,必须改良。细粒土可采用物理改良方法或化学改良方法,当采用化学改良方法时,应根据不同性质填料,选择适宜的掺合料,并进行不同配合比的室内物理、力学试验,优化配合比。提出改良后的主要技术参数,如无侧限抗压强度等
5、。基床底层应采用A、B组填料或改良土,A、B组填料粒径级配应符合压实性能要求,寒冷地区冻结影响范围内填料应符合防冻胀要求。粗粒土填料不能满足压实要求时,可采取改良措施,并与远运土进行技术经济比较。基床表层的材料应具有较高的强度和弹性模量以及耐磨、反滤等特性,主要作用是增强线路强度和刚度、均匀扩散作用到基床土面上的动应力、防止道砟压入基床及基床土进入道砟层、防止雨水浸入使基床软化和满足基床防冻等特殊要求。为了保证轨下基础动力稳定,防止道砟嵌入基床表层及防止基床底层颗粒进入基床表层,不同材料之间的级配需满足太沙基反滤准则,即D154d85。当不能满足上述反滤准则时,应采用颗粒级配不同的双层结构或其
6、他处理形式。使用碎石填筑的路堤其填料的粒径大小、大石块间空隙是否充填密实、是否分层压实等因素,对路堤的强度和密实程度有很大的影响。铁路路基填料的最大粒径在基床底层内不得大于10cm,基床以下路堤内不得大于15cm,并要求填料级配较好,以使互相充填,大石块在每一填筑层内均匀分布且不集中。3 路基质量检验内容3.1 公路市政路基工程公路市政路基工程质量检验的主要内容包括:路基的宽度和标高(包括边沟);路基的平面位置;边坡坡度及边坡加固;排水设施的尺寸及底面纵坡;填土压实度、弯沉值;取土坑、弃土堆、护坡道、截水沟、排水沟的位置和形式是否正确;隐蔽工程检查记录。土方路基实测项目有:压实度、弯沉值、纵断
7、高程、中线偏位、宽度、平整度、横坡、边坡。土方路基压实度标准见下表 1-1。表1-1公路土方路基压实标准表公路工程部位检测项目高速一级公路二级公路三级公路零填及挖方00.30压实度K(%)/9400.80压实度K(%)9695/填方00.80压实度K(%)9695940.801.50压实度K(%)9494931.50压实度K(%)939290石方路基实测项目有:压实、纵断高程、中线偏位、宽度、平整度、横坡、边坡坡度和边坡平顺度。石方路基的压实除层厚和碾压遍数符合要求,尚应符合建设方确定的其他项目。3.2 铁路路基工程铁路路基外形、外观检测项目基本与公路及市政相同,但路基压实标准有别于公路。普通
8、铁路路基压实标准见下表1.3-2,高速铁路路基压实标准见下表1-2。表1-2普通铁路路基压实标准部位检测项目细粒土、粉砂、改良土砂类土(粉砂 除外)砾石类碎石类块石类I级II级I级II级I级II级I级II级I级II级普铁基床以下路堤压实系数K0.90.9地基系数K30(MPa/m)80808080110110120120130130相对密度Dr0.70.7孔隙率n (%)32323232普铁基床底层压实系数K(0.93)0.91地基系数K30(MPa/m)(100)90100100120120130130150150相对密度Dr0.750.75孔隙率n (%)31313131普铁基床表层压实系
9、数K(0.93)地基系数K30(MPa/m)(100)110150140150140相对密度Dr0.8孔隙率n (%)28292829表1-3高速铁路路基压实质量控制标准部位检测项目砂类土及细砾土碎石类及粗砾土改良土级配碎石高铁基床以下路堤压实系数K0.920.920.920.95地基系数K30(MPa/m)1101301507d饱和无侧限抗压强度(kpa)250动态变形模量Evd(MPa)50高铁基床以下过渡段的两侧及锥体压实系数K0.950.950.95地基系数K30(MPa/m)1301507d饱和无侧限抗压强度(kpa)350动态变形模量Evd(MPa)4040高铁基床底层压实系数K0
10、.950.950.95地基系数K30(MPa/m)1301507d饱和无侧限抗压强度(kpa)350动态变形模量Evd(MPa)4040高铁基床表层压实系数K0.97地基系数K30(MPa/m)1907d饱和无侧限抗压强度(kpa)动态变形模量Evd(MPa)55第二章地基处理1 路基工程地基处理常用方法在特殊土及特殊条件下路基工程地基处理常用方法见表2.1-1 表2-1特殊土及特殊条件下铁路工程地基处理常用方法特殊土及特殊条件下地基类别可选用的地基处理方法软弱黏性土(软土、松软土)地基换填、加筋垫层、袋装砂井、塑料排水板、强夯、强夯置换、碎石桩、搅拌桩、旋喷桩、水泥粉煤灰碎石桩、素混凝土桩、
11、碎石注浆桩、现浇混凝土薄壁管桩、预应力管桩、钢筋混凝土桩网结构、钢筋混凝土桩板结构人工填筑土、杂填土地基换填、冲击碾压、强夯、强夯置换、碎石桩、挤密桩、柱锤充扩桩松散砂土地基强夯、碎石桩、挤密砂桩、旋喷桩湿陷性黄土地基换填、冲击碾压、强夯、灰土挤密桩、水泥土挤密桩、柱锤充扩桩、钢筋混凝土桩板结构膨胀土地基换填、掺灰改良、封闭、石灰桩、灰土桩山区斜坡软弱地基碎石桩、搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩结合侧向约束桩岩溶灌浆、结构物跨越、揭盖回填采空区、人为空洞灌浆、强夯、充填粗粒料2 试桩2.1 试桩目的试桩是为了为下一步软基处理工程施工提供技术依据,其中包括:主要设备的适用性、配套设备的型号及数量;根据地
12、质情况初步选定施工工艺和施工顺序的合理性,通过确定施工控制参数及工序时间,相关人员的配备磨合;桩身质量、处理后单桩承载力或地基承载力是否达到设计要求等。2.2 试验桩基施工专项方案试验桩正式施工前必须在编制试验桩基专项施工方案,制订详尽的施工方案并报相关单位进行审批。试验桩正式施工前,应根据现场实际情况,并按照设计图纸及相关的规范、标准,选取主线道路上地质条件、断面形式及工程要求均具有代表性的地段进行试验桩基施工。试桩数量应符合规范及相关要求。在同一条件下一般不应少于3根,且不宜少于总桩数的1%。2.3 试桩前技术准备工作正式施工前,必须熟悉桩基设计图纸和技术要求,并向技术人员和操作人员进行了
13、技术交底和安全交底,提高全体施工人员的质量意识和安全文明施工意识。在未正式开工前,必须取得原材料质保单,并进行复检,确保材料符合设计要求。了解相关机械进场及运行状态情况。2.4 试桩施工小结试验桩基施工完成后,应根据试验过程及试验结果及时总结,并将总结上报相关单位审批。试验段施工小结主要包括以下几部分:工程概况该部分主要包括工程概况、设计桩基参数以及地质条件,重点是设计桩基参数和地质条件。试桩目的、地点及试验内容该部分主要包含试桩目的、试桩地点、试桩工作内容等。试验桩施工时人员和机械情况进行试验桩施工时,现场技术负责人、技术员、安质负责人、试验负责人、操作手、工人等配置情况。施工过程描述各种机
14、械参数的记录、地质情况记录及其他过程记录等桩基静载试验情况试验桩结论应根据试桩结果,及时总结试桩结论,得出机械、人员数量及组合,提出下一步大面积施工所需机械数量、施工中所采用的技术参数、安全质量控制要点等。附件原材料试验报告(复印件);各种原始记录、过程记录等;静载试验情况。2.5 工艺性试桩为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制,核对地质资料, CFG桩施工前需进行工艺试验,确定合理的施工工艺参数:通过CFG桩试桩复核地质情况,确定施工工艺、施打顺序、钻进速度(电流大小)、成桩电流、拔管速度、混合料施工配合比、坍落度、搅拌时间、灌注速度、充盈系数、截桩时间、成桩质量、施工组织等工艺参数,
15、并报监理确认。核查设计文件:包括地质情况,特别是设计要求桩端进入地层;设计参数,桩型、桩长、布置形式、间距等、工艺及设备要求。编制工艺试桩方案:依据设计和规范的要求,针对具体的施工设备进行编制;每种工艺的试桩不少于3根且每种型号的桩机试验不少于3根。工艺试桩过程控制:必须有技术人员现场监控,并记录施工过程情况;特别是工序转换的时间、电流值,单位长度水泥、混凝土等用量等。试桩所需的各种原材料、配合比检测报告等。工艺试桩检测:根据不同的试桩类形,按设计和验标要求的检测项目进行检验。工艺试桩报告:包括试桩的各种记录、原材料及配合比检测报告、试桩检测报告、推荐的施工工艺及结论等。在工艺试桩参数审核过程
16、中,对存在疑问的应要求申报单位书面解释;对解释不清或存在重大技术漏洞的应要求现场补做进行验证。3 换填3.1 主要施工机械设备挖掘机、自卸汽车、灰土搅拌站(厂拌)或灰土拌和机(路拌)、装载机、重型振动压路机、推土机、平地机、洒水车、振动夯等。3.2 施工工艺流程图图2-1换填施工工艺流程图 根据设计提供的控制点,用全站仪准确放出换填的平面范围,换填开挖的放坡坡比由地质情况确定;用水准仪准确测量需换填的深度。在换填的两侧先挖排水沟,沟底至少低于换填层底面0.2m,排水沟纵向流水坡比不得缓于2%,能将水及时排出换填范围外,特别当在雨季施工或雨水丰富地区时,排水沟要适当做大。挖出一处到设计标高,用触
17、探法或K30仪试验承载力。根据试验数据,核查设计资料,与设计不符时,及时与设计单位联系,确定换填的范围和深度。将确定后的换填深度范围内的土层应挖除干净,坑底按设计要求整平。当采用机械挖除需换填土时,应预留3050cm的土层由人工清理。当在雨季施工时,不可长距离开挖,防止积水浸泡。分层换填合格填料,分层用压路机压实,分层养护。养护期满后,做密实度和承载力检测,检测合格后,进入下一道工序施工。图2-2清淤换填图2-3耕土换填3.3 控制要点挖除需换填的土层,并将底部整平。当底部起伏较大,可设置台阶或缓坡,并按先深后浅的顺序进行换填施工。为防止换填层局部或大面积下沉,换填料应分层铺设夯实,取样检验测
18、定压实后的干土质量密度。每层换填料检验合格后方可进行上层施工。冬期换填的底槽如受冻,应清除冻层后再换填,暂时停顿或隔夜继续换填的底层上要覆盖保温材料。图2-4路基换填分层碾压照片 图2-5路基换填后效果照片3.4 质量通病及防治措施换填的深度不满足设计要求。欠挖导致换填深度不够,带来施工质量隐患。防治措施:严格控制换填底高程,机械开挖交底时,预留30cm厚度做人工清理交底,若出现超挖情况,超挖部分用换填的合格材料填筑;换填大面积开挖,又遇雨季,且排水不畅,造成雨水浸泡,基底的应力因雨水浸泡而降低,虽然保证换填的厚度,换填的效果不好及工后沉降较大。防治措施:先开挖排水沟,畅通排水系统,经常派人疏
19、通排水沟。灰土换填含水量较大,石灰产掺量不足,拌和不均匀,灰土中土颗粒较大,与灰的附着不好。防治措施:石灰掺量控制在试验配合比的-0.5%+1.0%范围内,化学改良的拌和土保持在最佳含水量的2%时,破碎处理,加灰拌和,效果较好。A、B组填料换填时,最大粒径超标,施工时大或小颗粒出现集窝的现象。防治措施:超粒径颗粒在料场应量避免装车,少量到现场后,人工捡除或破碎;集料窝由人工随时重新拌和。压实质量不能满足设计和验标要求。填层较厚,压路机行驶速度较快,表面平整度较差,含水量偏离最佳含水量较大。防治措施:试验段应按照要求认真实施,且应取得各项实际参数,施工过程中应严格按试验段成果指导施工,加强原材料
20、的控制。4 砂(碎石)垫层4.1 主要施工机械设备轮胎式装载机、挖掘机、自卸汽车、平地机、压路机、推土机、洒水车、振动夯等。4.2 施工工艺流程图图2-6砂垫层施工工艺流程图对原材料材质进行试验,不合格材料不得使用。原材料供应要及时,保证垫层连续施工。对设计的地质进行核查,有必要时利用试验设备核查,确认垫层的范围和厚度。对原地面进行清理和整平,清除路基范围原地面表层植被,挖除树根,做好临时排水设施。处理后的原地面达到以下要求:原地面松、软表土及腐植土应清除干净;基底无草皮、树根等杂物,且无积水;原地面基底密实、平整;坑穴处理彻底,无质量隐患;横坡应符合设计要求。对处理后的原地面进行压实,并用平
21、地机施作横向路拱,路拱坡度不得缓于设计的坡度,有利于排水。分层填筑垫层,并进行分层压实,每层厚度20 30cm ,每层的施工工序:铺砂洒水压实一检测。施工时当地基表层(硬壳层)承载力较好,能上一般运输机械时,采用机械分堆摊铺法填筑砂砾即先堆成若干砂堆,然后用机械或人工摊平并夯实;当硬壳层承载力不足时,一般采用顺序推进摊位法填筑砂砾;当软土地基承载力很低时,有必要先改善地基表面,使其能上施工人员和轻型运输机具,方法是在地基表面平铺一层土工织物以加强地基表层的承载力,再在土工织物上铺设排水垫层。对于夹土工材料的垫层,上下必须施工一定厚度的砂,上层压实不得使用重型压路机压实,保证土工材料不受损坏。按
22、铁路工程土工试验规程 ( TB 10102 )规定的试验方法检验。砂垫层宜采用环刀法检测干密度和相对密度,碎石垫层采用K30仪检测地基系数。4.3 控制要点对清表压实后的基底做出横向路拱,路拱坡度不得缓于设计的坡度,有利于排水。对于中间夹土工材料的垫层,上垫层开始采用人工摊铺,自卸汽车不得直接开到土工材料上,压实采用轻型压路机压实,保证土工材料完好无损。图2-7碎石垫层现场照片1 图2-8碎石垫层现场照片24.4 质量通病及防治措施砂石料材质不符合要求。砂石料的材质应当符合设计及验标要求,特别是含泥量不得超标,否则容易造成固结,起不到排水作用。防治措施:严格控制材料关,不合格的材料不得进场。土
23、工材料受损坏。土工材料铺筑后,上层的垫层不得直接接触大型机械,否则易造成土工格栅的破坏,对纵横向的传力不利。防治措施:上层垫层采用人工摊铺,轻型压路基压实。5 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)5.1 主要施工机械设备机械设备应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置;施工CFG桩需要配置长螺旋钻机或振动沉管打桩机、发电机(若采用自发电时用)、砼输送泵,装载机、自卸汽车、挖掘机、小型挖掘机、砼罐车等。5.2 施工工艺施工顺序CFG桩施工一般采用间隔跳打法,也可采用连打法。具体的施工方法由现场试验来确定。连打法易造成邻近桩被挤碎或缩颈,在黏性土中易造成地面隆起;跳打法不易发生上述现
24、象,但土层较硬时,在已打桩中间补打新桩,可能造成已打桩被振裂或振断,二次跳打不便施工,也易造成断桩头现象。在软土中,桩距较大可采用隔桩跳打,但施工新桩与已打桩时间间隔不小于7d;在饱和的松散粉土中,如桩距较小,不宜采用隔桩跳打;全长布桩时,应遵循由“由一边向另一边”的原则。综合考虑现场施工条件,一是提高施工效率;二是避免对已施工完成的CFG桩(特别是刚刚施工完成的CFG桩)产生扰动及破坏,对于能一次全幅施工的应选择沿路基横断面逐排进行施打的施工顺序,即所谓的“大S”走行方式;若不能全幅施工,可以采用分幅施工,但还是按“S”形走行,即所谓的“小S”走行方式。5.2.1 振动沉管灌注施工工艺振动沉
25、管打桩机适用于黏性土、粉土、淤泥质土、人工填土等地基处理,无污染、成本稍低、成桩速度快,但噪声较大,适合野外施工。工艺流程图工艺流程图详见图2-9。施工步骤a沉管:根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度,并进行设备组装。桩机就位,保持桩管垂直,垂直度偏差不大于l;若采用预制钢筋混凝土桩尖,需埋入地表以下300mm左右。开始沉管,为避免对邻桩的影响,沉管时间应尽量短;记录激振电流变化情况,应1m记录一次,对土层变化处应予以说明。b投料:在沉管过程中用料斗进行空中投料(可边沉管边投料)。待沉管至设计标高且停机后须尽快完成投料,直至管内混合料顶面与钢管料口平齐。c拔管:启动电动机,首次投料
26、留振510s再开始拔管。拔管速率按工艺性试验并经监理工程师批准的参数进行控制,一般1.21.5mmin较合适。拔管过快易造成局部缩颈或断桩;拔管太慢振动时间过长,会使桩顶浮浆增厚,易使混合料离析,对淤泥质土,拔管速度可适当放慢。拔管过程中不宜反插留振。如上料不足,须在拔管过程中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米,且浮浆厚度不超过20cm。d封顶:沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用湿黏性土封顶。e移机:钻机移位进行下一根桩的施工。5.2.2 长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺适用于粘性土、粉土、砂土,以及对噪声
27、或泥浆污染要求严格的场地。 艺流程图工艺流程图详见图2-10图2-9振动沉管CFG桩工艺流程图图2-10长螺旋钻管内泵压CFG桩工艺流程图施工步骤钻机就位:钻机就位后,应使钻杆垂直对准桩位中心,桩位偏差应控制在5cm以内;钻杆垂直度控制采用在钻架上两个相互垂直的方向上挂垂球的方法测量。每根桩施工前均要由旁站人员进行桩位对中及垂直度检查,确保CFG桩垂直度偏差不大于1%,检查合格后方可开钻,并记录好桩位偏差和垂直度。钻进成孔:钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触地时启动马达钻进。先慢后快,同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,防止桩孔偏斜、位移和钻
28、具损坏。钻至设计标高后报监理工程师确认后才能终孔。若地质与设计不符,应及时通知监理工程师到现场进行确认、签字。记录好开钻时间、钻进速度、不同地质条件下的电流值、成桩瞬间电流(其控制值应根据不同机型不同地质条件下的试验桩确定),以进行地质复核。混合料搅拌、运输:混合料搅拌采用搅拌站集中拌和,各种原材料监理按施工单位抽样数量的10%见证检验和10%平行试验,且不少于一次。按照配合比进行配料,每盘料搅拌时间控制在60秒以上,混合料坍落度控制在160mm200mm。运输采用砼罐车运输到施工现场。在运输过程中及现场等待过程中,混凝土运输车必须慢速旋转,严禁停转。在每次卸料前必须采用运输车强制搅拌30s,
29、防止混凝土发生离析;在施工过程中安排专人及时检测原材料的含水量并调整施工配合比,并对出厂的混凝土进行性能检测,满足要求后方可出厂。灌注及拔管:钻孔至设计标高后,停止钻进,钻杆芯管充满混合料后开始拔管,并保证连续匀速拔管,混合料的泵送量与拔管速度相匹配,混合料灌注过程中应保持混合料面始终高于钻头面1525cm,拔管速度控制在23m/min(需根据试桩确定每台钻机的提钻速度)。每根桩的投料量不小于设计灌注量。施工桩顶高程一般应高出设计高程50cm,灌注成桩后桩顶盖土封顶进行养护。在灌注过程中记录好灌注时间、拔管提升速度、砼坍落度、砼实际灌注量等相应的记录。在灌注和拔管过程中应注意一下几点:a.在砼
30、灌注前检查混凝土运输车中的数量,不能满足要求的不能进行混凝土灌注作业,避免出现灌注过程中停工待料的现象;b.提钻前需开动混凝土输送泵,将管道内的混凝土填充满,特别是地下水比较丰富的地段;c.提钻的过程中严禁旋转钻头,避免泥土掉入桩中形成断桩;d.钻孔至设计标高后,停止钻进,空转10s30s,停钻后提钻,首次提钻的高度在0.5m左右,开始泵送砼,待管道内混凝土填满后再匀速提钻灌注;检查管道内砼是否填满,以管道顶端的排气孔是否喷射砼为准。e.提钻速度根据混凝土输送泵的类型确定,对60泵速度控制在2m2.5m、80泵速度控制在2.5m3.0m(具体根据现场试验和试桩成果确定),按此提钻速度施工完成后
31、及时检测对施工质量进行检测确认;f.提至桩顶后亦需停置1030秒泵送混凝土,保证桩头质量;g在提钻灌注过程中,提钻、放灰和混凝土泵的配合要协调,统一指挥,三者之间要有必要的联系工具,以保证配合一致;移机:灌注达到控制标高后移机进行下一根桩的施工。CFG桩工后处理成桩保护CFG桩施工完成后,为减少产生浅层断裂现象,在后续施工过程中需要注意以下几点:a.体混凝土终凝前不能对桩体产生扰动;b. CFG桩施工产生的外弃土体需待桩体达到一定强度后(一般为37d),方可进行开挖。开挖时,宜采用人工开挖,如基坑较深,开挖面积较大,可采用小型机械和人工联合开挖,应有专人指挥,保证铲斗离桩边应有一定的安全距离,
32、同时应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害;c.CFG桩施工过程中避免桩基施工机械对已施工完的桩体形成挤压作用。开挖桩顶覆土施工完成后及时清除多余碴土并运至弃土场。清运时不得扰动桩间土,不可破坏未施工的桩位。CFG桩施工完强度达到设计强度的70%(夏天约45天、冬季约78天,需根据同条件试件确定具体时间)后用小型挖掘机和人工开挖桩顶以上的覆土。截桩头桩身达到70%强度后,施工桩帽前,应先凿除部分桩体至桩帽底部标高。截桩头时,为减少机械扰动造成断桩,宜采用人工开挖桩间土。在选择钢钎凿除桩头方案时,对称放置2个或4个钢钎,用大锤同时击打将桩头截断,最大限度的较小水平力对桩体的影响。截桩
33、后采用人工修凿桩头,将CFG桩顶端浮浆清除干净,直至露出新鲜的混凝土面。清除浮浆后的有效长度满足设计要求。褥垫层施工期间防护碎石褥垫层施工期间,防止大型重型机械直接碾压损坏挤断桩头。接桩及补桩当CFG桩在凿除桩头后或由于1.5m以内的浅部断桩造成桩体顶面标高低于设计桩头底面标高时,应采用与桩体材料、配合比相同或高出桩身一级的混合料进行接桩。接桩部分的桩径应比设计桩径大20cm,与既有桩体的咬结长度不小于20cm,如下图2.5-3所示。桩顶标高即CFG桩桩帽顶面标高应在一个区段或若干个区段的CFG桩全部施工完毕后,根据现有工作面的平均标高、桥涵等构筑物重新分批确定,同一批CFG桩的桩顶标高应一致
34、。相邻段落桩顶标高不同时设置台阶,不宜形成横坡或纵坡。图2-11CFG桩接长示意图1 接桩混凝土 2 CFG桩身 3 设计桩顶标高桩帽施工为了美观,桩帽顶部应采用定型钢模,模型高度及直径按照设计文件确定,砼浇筑完后人工抹平,桩帽施工完注意洒水养生。5.3 控制要点对于较硬的土层,不宜选用振动沉管法,防止在施工过程中,破坏土的结构,影响地基承载力。长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺根据不同的土质采用合适的提钻速度,并需选择相应的机械走行路线,以防止提钻过快发生缩径和断桩现象。要选择合适的混合料塌落度,否则会造成堵管或混合料离析。应按照摩擦桩以桩长控制为主,瞬间电流值控制为辅,端承桩必须按照瞬间电
35、流控制为主,桩长控制为辅的原则控制桩长。图2-12CFG桩施工现场照片1 图2-13CFG桩施工现场照片25.4 质量通病及防治措施短桩、断桩。钻孔未钻到位,拔管速度过快,砼料不足一根时灌注桩,长时间等待下一车砼,出现灌注砼不连续性。防治措施:做到一机一人进行旁站,检查桩位的偏差、钻杆的垂直度,控制钻孔深度及砼灌注速度,做好旁站记录,保证混凝土供应及时不间断。浅层断桩。拔管速度过快,桩顶机械扰动,凿桩头方式方法不正确,单面凿除。防治措施:小挖机需一次性挖到位,钻机移动时,支脚不要压到桩位。桩身离析。砼产生离析,拔管速度过快,每次卸料前没有强制搅拌30s。防治措施:运输过程中匀速慢转,严禁停转,
36、每次卸料前必须要求砼罐车强制搅拌30s,防止砼发生离析。发现砼坍落度过大,需退回搅拌站。砂浆润管时必须等砂浆泵完,出现砼时再灌注砼。桩头酥松。拔管速度过快,桩顶机械扰动,拔管到桩顶后没有严格按要求停置10-30s来保证桩头质量。防治措施:控制拔管速度,拔管到桩顶后严格按要求停置10-30s,保证桩头质量。桩身缩径。桩身周围土层挤入桩体,拔管速度过快。防治措施:施工过程中避免施工机械对已施工完的桩体形成挤压作用;控制拔管速度。桩端未进入相应的持力层。桩端地质与设计不符,成桩瞬间电流值未达到设计地质要求的最大值。防治措施:做到一机一人进行旁站,检查成桩瞬间电流值,确保施工成桩瞬间电流值与设计值相符
37、,做好旁站记录。6 混凝土预制桩6.1 主要施工机械设备打桩机、发电机、电焊机、吊车等。6.2 施工工艺工艺流程图图2-14混凝土预制桩施工工艺流程图施工步骤施工准备测量放样,平整场地,清除障碍物。按设计要求检验预制桩的质量。桩头损坏部分应截去,桩顶不平时应修切或修垫(钢筋混凝土桩)平整。桩机就位:桩机使用前应对桩架的机械性能做全面的检验,各项性能均良好后方可使用。桩架就位后应检查一下桩架的平稳性及垂直度,若不稳定,需抄垫平稳,并使桩架垂直。就位前应由控制桩复核桩位中心。吊桩喂桩沉桩时,采用一个吊点吊桩,吊点设在距桩上端0.293倍桩长处,吊运时防止冲撞和发生附加弯矩。图2-15沉桩起吊吊点示
38、意图根据种类先后堆放;堆放场地必须平整、坚实,堆放层数不超过三层;堆放桩的支撑垫木位置:当两点支撑时,设在距两端0.21倍桩长处;当三点支撑时,设在距两端0.15倍桩长及中点处。 桩身检查用目测法观察桩身有无裂缝,用角尺检查桩端与桩身是否垂直及直径、壁厚、法兰盘是否满足要求,用弦线拉直观看桩身是否顺直,并要填好交接记录。 沉桩打入桩施工可根据地质条件、桩型和桩体承载能力等采用锤击桩法或振动法。a、锤击法沉桩:将桩吊起,喂入桩机内,然后对准桩位,将桩插入土中约1.0米至1.5米,校正桩身垂直度后,开始沉桩。如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物,发生桩位偏差超出允许偏差范围时,必须及时将桩拔出进行重
39、新插桩施工,如桩入土较深而碰到地下障碍物,造成桩位偏移或垂直度偏差,桩已无法拔出的情况下,及时通知有关单位,协商处理发生情况,以便施工顺利进行。桩尖设计位于硬塑及半干硬状态的黏性土、碎石土、中密状态以上的砂类土或风化岩层时,按贯入度变化和工程地质资料,经与有关单位会商,确认桩尖已沉入设计土层,贯入度符合要求时即可停锤。桩尖设计位于一般土层时,应以桩尖设计高程控制为主,贯入度为辅。桩尖达到设计高程,但贯入度与试桩所确定的贯入度相比,或与地质资料对比有出入时,应与设计部门研究停锤控制标准。沉桩时,用两台测量仪器交叉检查桩身垂直度,边校正桩身垂直度边往下沉桩,保证桩身的垂直度不大于1%,避免由于桩身
40、倾斜产生管桩损坏。锤击沉桩开始时应用较低落距,待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行,第一节桩端距地面1.0米左右时停止沉桩,接桩后再进行沉桩。坠锤落距不宜大于2m,单打气锤落距不宜大于1m,柴油锤应使锤芯冲程正常。锤击成桩应采用与桩和锤相适应的桩帽及适合桩帽大小的弹性衬垫。顶面和底面应平整并与桩的中轴线相垂直,桩锤、桩帽和桩身应保持在同一轴线上。当落锤高度已达到规定最大值和每击贯入度小于等于2mm时(或设计文件提供的贯入度控制),立即停锤。但沉桩深度还未达到设计要求时应查明原因,采用换锤等措施。水上沉桩,可用固定平台、浮式平台或打桩船进行施工。有潮汐的水域,宜用固定平台或专用
41、打桩船施工。已沉好的水中桩,应用钢制杆件把相邻桩连成一体加以防护,并在水面设置标志。严禁在已沉好的桩上系缆。b、振动法成桩:振动沉桩一般适用与松软的或塑态的黏性土和较松散的砂土中,在紧密黏性土或砂质土中可用射水配合施工。振动锤的振动力应大于沉桩的土摩阻力。在插好桩后,初期宜依靠桩和振动锤的自重下沉,待桩身入土达到一定深度并确认桩位和竖直度符合要求后再振动下沉。每根桩的沉桩作业应连续完成,接桩和停水干振时间不可过久。采用振动为主射水配合沉桩时,桩尖沉至距设计高程2m时应停止射水管提高,应即进行干振直至设计高程,当最后下沉贯入度试桩最后下沉贯入度、振幅符合规定时,即可认为沉桩合格。同一基础的基桩全
42、部沉完后,宜将全部基桩进行一次干振,保证全部基桩达到合格标准。 接桩a准备工作:按打桩计划与桩长组合进桩,打桩之前,逐根检查管桩外观质量情况。对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净,确保不影响接桩密贴和焊接质量,在排定接桩次序后,要从桩脚起逐节向上,沿桩身作好标志,以便在打桩中观测进土深度。b立桩就位:吊上第二节桩,接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净,加上定位板,然后把第二节桩吊放在下端桩端板上,依靠定位板及两台经纬仪将上、下桩段接直,上、下节桩轴线的偏斜不应大于3,节点弯曲矢高不得大于桩段的1。接头处如有空隙,采用楔形铁片全部填实焊牢,拼接处坡口槽电焊分两次对称焊接,焊缝连续饱
43、满(满足二级焊缝),焊后清除焊渣,检查焊缝饱满程度,要求焊接8min,冷却10min。6.3 控制要点(1)要选择适当重量的桩机锤,应验算振动上拔力对桩身结构的影响。(2)沉桩和桩中心线必须在一条线上。(3)沉桩时详细、准确地填写沉桩记录,记录最后贯入度及桩顶标高。(4)每根桩开始沉桩后,应一次性完成,不可中途停锤过久,以免土的摩擦阻力恢复。(5)若桩头出现严重破损,应停止打入,待采取措施后方可继续打。图2-16混凝土预制桩现场照片1 图2-17混凝土预制桩现场照片26.4 质量通病及防治措施(1)贯入度发生急剧变化或振动打桩机的振幅异常。防治措施:在进行打入桩施工前,认真研究设计单位提供的地
44、质资料,出现贯入度异常时,对应地质资料的分层情况,分析桩尖所处的地层。(2)桩头破碎或桩身开裂。防治措施:在预制桩进场时,要加强检查,确保预制桩的质量。(3)桩位中心及桩间距偏差超过规范要求。防治措施:为确保桩中位置及桩间距,要严格执行测量复核制,并做好测量桩位的保护。(4)接桩时,当用混凝土法兰盘拼接时,焊接不牢固,没有进行很好的防锈处理。防治措施:参与焊接施工的作业人员必须持证上岗,质量检查人员要加强焊接质量的检查、检测,出现不符合验标要求时,要及时整改。(5)桩顶超过设计桩顶标高,需要截桩时没有专门的截桩器。防治措施:加强技术交底,要让施工人员认识到不使用专门的截桩器对桩身质量的危害性。
45、第三章路基填筑1路基填筑工艺性试验1.1路基填筑工艺性试验目的现场填筑工艺性试验,是将设计标准和室内试验数据转化为施工控制参数的必要环节,在大规模施工之前,或材料来源发生变化后,按规定进行现场工艺性试验,以确保填筑工艺,保证填筑质量。通过对比试验,确定最合理的虚铺厚度、压实厚度、最经济的压实遍数、最佳含水率、最佳的机械组合、合理的机械走行速度、合理的分段长度以及最合理的施工控制方法。方案编制选定试验的位置及长度;确定试验段的人员及机械、试验检测设备配置;确定试验检测的内容;确定数据采集的方式;成果的总结。工艺性试验实施路基填筑工艺性试验流程如图3-1所示,工艺试验记录按表3-1所示样式填写。图3-1现场工艺性试验流程表3-1路基填筑工艺试验记录表序号填土种类含水率虚铺厚度压实厚度压实遍数走行速
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