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文檔簡介
———《公路工程管狀勁性體復合地基技術規范》地方標準編制說明(報批稿)一、工作簡況(一)任務來源本標準任務來源于山東省市場監督管理局《關于印發2019年度標準化綜合改革暨“山東標準”建設項目計劃的通知》(魯標改辦發〔2019〕6號)。本文件由山東省交通運輸廳提出并組織實施,由山東省交通運輸標準化技術委員會(TC41)歸口。(二)起草單位、起草人及任務分工1.起草單位山東高速股份有限公司、山東高速集團有限公司、山東高速工程檢測有限公司、山東大學、山東省交通規劃設計院集團有限公司、建華建材(中國)有限公司、山東省交通工程監理咨詢有限公司、山東高速工程建設集團有限公司、山東省公路橋梁建設集團有限公司、中鐵隆工程集團有限公司、青島理工大學。2.起草人王昊、辛公鋒、王育奎、郭建民、杜相波、蘇建明、南驍聰、張新、張乾青、李興鋒、徐傳昶、孫承吉、劉曉威、李征泉、劉俊偉、章清濤、魯洪強、李玉鑫、馬林正雄、王凱、龍關旭、宋曉輝、孫勝君、徐飛萍、張洪濤、魏琨、劉士林、閆慶亮、于坤、杜瀚、韓誠杰、彭鵬、常敬成、張軍圣、王瑋、雷永軍、侯亞輝、鄒辰浩。3.任務分工王昊:起草組的組長,組織標準起草工作,負責全面組織、協調標準所需要的資源工作。辛公鋒:起草組技術負責人,負責標準的技術方向把控及進度把控。王育奎、郭建民、杜相波、蘇建明、南驍聰、張新:負責組織探討確定標準框架及編寫思路的擬定。張乾青、李興鋒、徐傳昶、孫承吉、劉曉威、李征泉:負責前期相關資料的調研及資料的整理歸納,并參與標準的編寫。劉俊偉、章清濤、魯洪強、李玉鑫、馬林正雄:負責編寫素材,收集、整理相關技術文檔,并參與標準的編寫。王凱、龍關旭、宋曉輝、孫勝君、徐飛萍、張洪濤、魏琨:負責標準的編寫,將所搜集素材編寫成冊,并及時根據情況調整編寫思路。劉士林、閆慶亮、于坤、杜瀚、韓誠杰、彭鵬、常敬成:負責組織征求意見工作,將征求意見進行歸納整理,并按照征求意見對標準進行修改。張軍圣、王瑋、雷永軍、侯亞輝、鄒辰浩:參與標準的編寫、討論等工作,并參與標準的報批、組織審查等工作。(三)起草過程1.前期準備標準計劃下達后,在山東省交通運輸廳標準化秘書處的指導下,于2019年10月初成立了由山東高速股份有限公司牽頭、山東高速集團有限公司等單位共同參與的標準起草工作組,起草組討論了工作進度安排、任務分工及標準的初步思路,正式啟動標準制定工作。2.現狀調研2019年10月到2020年10月,起草組進行了資料調研,查閱搜集了管狀勁性體復合地基相關的行業和地方標準。在此基礎上,結合在濟青高速公路改擴建工程中的課題研究工作,廣泛調研了省內管狀勁性體復合地基工程的應用情況,掌握了管狀勁性體復合地基在我省的需求狀況、應用場景、結構形式、技術特點、存在不足等,為標準草案的撰寫奠定了必要基礎。3.起草標準2020年10月起,起草工作組基于“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,結合現狀調研中管狀勁性體復合地基在我省工程應用情況,著手編寫標準初稿。起草組經過內部多次討論、相關方調研及專家意見征集等形式,至2021年6月完成了標準初稿的編寫工作。在初稿完成后,經報質監局同意,山東省交通運輸標準化技術委員會組于2021年7月11日邀請行業領域專家召開了標準初稿審查會。參會專家聽取了起草工作組所作的編制情況匯報,對編制思路和內容進行了充分討論,提出了補充樁帽間土拱高度等相關術語、細化編制說明、核實管狀勁性體堆放層數、褥墊層夯填度相關參數指標要求等專業性的意見和建議共10條,起草工作組采納10條(詳見山東省地方標準《公路工程管狀勁性體地基處理技術規程》(初稿)專家審查會議紀要及意見處理表)。起草組根據專家的意見進行完善和修改后,形成征求意見稿。4.征求意見2021年7月,由山東省交通運輸標準化技術委員會發布了《關于征求<公路工程管狀勁性體地基處理技術規程>(征求意見稿)地方標準意見的通知》,在行業內進行了廣泛的意見征求。截至2021年12月15日,收到“地方標準草案征求意見稿”回函的單位有30家,其中有20家單位共反饋意見72條,其中采納41條,不采納31條,同時給出不采納的理由,10家單位無意見。起草組對意見進行了修改處理,具體修改情況詳見山東省地方標準《公路工程管狀勁性體地基處理技術規程》征求意見匯總處理表。5.送審稿2023年10月19日,山東省交通運輸廳在濟南組織召開了本標準專家審查會議,山東省市場監管局對審查會議進行監督指導。來自山東公路學會、山東交通學院、山東建筑大學、濟南大學、濟南城建集團有限公司、山東省建筑科學研究院有限公司、濟南市道路和橋隧服務中心、山東省住房和城鄉建設發展研究院、山東軌道交通勘察設計院有限公司等單位共9名專家組成了審查委員會。審查委員會聽取了標準編制情況匯報,對標準文本進行了逐章、逐條審查,對編制說明等進行了審查。會議一致同意該標準通過審查,同時提出鑒于標準化對象是管狀勁性體與周圍土體共同承擔荷載的人工地基,符合“復合地基”的技術特征,標準名稱變更為“公路工程管狀勁性體復合地基技術規程”更準確。編制組根據專家提出的33條意見和建議采納并完成修改。專家對修改內容確認無誤后,編制組將報批材料上報山東省市場監管局。二、地方標準制定的目的和意義目前,公路工程軟基處理以復合地基法應用最為廣泛。其中一類是柔性樁復合地基,以柔性樁(水泥土樁、灰土樁等)、散體粒料樁(碎石樁等)與原地基復合。這類復合地基雖然造價低廉,但其樁體承載力低,壓縮量大,在路堤及長期交通荷載作用下,工后沉降較大。尤其是在差異沉降要求較嚴格的高速公路工程中,柔性樁復合地基往往很難滿足沉降控制要求。在特殊路段,受地質、水文條件等因素影響,成樁質量很難保證。圖1粉噴樁取芯結果圖2高壓旋噴樁取芯結果如存在承壓水且存在滲流通道地區(圖1,某高速改擴建工程軟基,原設計粉噴樁;圖2,某大橋連接線工程,海濱灘涂軟基,原設計高壓旋噴樁),盡管實際水泥用量已遠超設計用量,但取芯檢測結果表明成樁質量較差。大量工程實踐表明,柔性樁或散體材料樁的施工質量控制難度較大,且難以實施有效的現場監管。由此導致了減少水泥用量、縮短樁長、減少復拌等現象的普遍存在,嚴重影響了柔性樁或散體材料樁的成樁質量,降低了柔性樁復合地基的處理效果。另一類是剛性樁復合地基。其具有施工質量易控制、施工速度快、復合地基承載力高、工后沉降及不均勻沉降小、處理深度大、地質適應性強等優點。適用于處理深厚軟土地基上荷載較大、變形要求較嚴格的高路堤段、橋頭或通道與路堤銜接段。是有效控制高速公路軟土地基工后沉降和不均勻沉降的重要技術方法。但由于傳統剛性樁的造價較高,其應用受到了限制。為既能提高地基承載力,減少路基沉降尤其是不均勻沉降,又能實現經濟節約,在保證施工安全和質量的前提下,此次編制的標準對預應力混凝土管樁進行了相應優化。通過增強混凝土強度、減小壁厚和混凝土有效預壓應力的方法,提出了管狀勁性體與管狀勁性體復合地基的定義。管狀勁性體復合地基既保留了預應力混凝土管樁施工裝配化、質量可控、能耗低、工期短、承載力高等優點,又避免了過量使用混凝土的現象,降低了工程造價,提高了剛性樁復合地基的經濟性。在相同的處理效果下,管狀勁性體復合地基與柔性樁復合地基工程造價相當,同時加快了工程建設周期,另一方面管狀勁性體的現場施工避免了柔性樁噴漿、噴粉、拌和、澆筑引起的粉塵、廢漿和廢料的污染。具有良好的環保性能、顯著的社會效益和經濟效益。管狀勁性體復合地基是由路堤填土、水平加筋體、管狀勁性體及樁帽、樁間軟土層和下臥持力層共同組成的復雜系統。目前我省未見類似規范、規程或技術指南,造成工程實踐中缺乏對管狀勁性體復合地基的指導、規范和約束,在設計、施工、檢驗和驗收等相關環節的技術參數無法統一規范,不利于管狀勁性體復合地基整體技術水平的提高,無法保證管狀勁性體復合地基工程的施工質量。基于工程實踐和理論研究的迫切需要,編制組依托濟青高速公路改擴建工程進行“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究進行科技攻關(圖3,管狀勁性體監測儀器布設;圖4,管狀勁性體模型試驗研究)。結合山東省現有管狀勁性體復合地基建設應用情況和編制組已經取得的相關研究成果,制定了本標準。本標準的編制可進一步完善現有剛性樁復合地基設計計算理論,對指導公路工程軟基處理設計、施工、檢驗和驗收,具有重要的實用價值,可有力支撐和推動建設工程的節能減排和綠色發展。圖3監測儀器布設圖4模型試驗三、標準編制原則、主要技術內容和確定依據(一)標準的編制原則制定本標準時充分考慮到我國公路工程技術特點和經濟水平,充分體現技術進步和發展趨勢,推動行業技術水平提高。本標準是依據GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》的要求進行編制。本標準規定了公路工程管狀勁性體復合地基設計、施工、檢驗和驗收的技術要求。(1)協調性原則。充分做好資料調研工作,做好與相關標準、規范的協調、銜接,保證本標準與《公路路基設計規范》(JTGD30)、《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》(JTG/TD31-02)、《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1)、《公路工程基樁檢測技術規程》(JTG/T3512)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007)、《建筑變形測量規范》(JGJ8)、《建筑樁基技術規范》(JGJ94)、《建筑地基檢測技術規范》(JGJ340)等相關國家、行業標準統一性。(2)可操作性原則。結合現有試驗研究及在濟青高速公路改擴建工程等已完工的實際工程,起草的條文應明晰、規范,便于工程應用,試驗方法內容應詳細、明確,可操作性強。(3)成熟性原則。標準在充分技術論證或試驗驗證的基礎上,并在實際工程中加以驗證,確保制訂內容依據充分,理論正確,驗證可信,確保技術成熟性、可靠性。(4)指標合理性原則。標準中的指標應具有明確的針對性、實用性和現實性。(5)代表性和先進性原則。標準以我省軟土地基及特殊路基地質特性為依據,提出滿足我省公路工程要求的管狀勁性體復合地基技術要求和具體規定。同時,以近幾年國內外研究成果和工程實踐經驗為依托,確保標準內容據實可行,更好地指導我省管狀勁性體復合地基的推廣和應用,進而有利于行業的持續進步。(二)標準編制的主要技術內容和依據本標準內容包括公路工程管狀勁性體復合地基的適用范圍、規范性引用文件、術語和定義、設計、施工、檢驗和驗收等內容。1.范圍本章是說明本標準規定的公路工程管狀勁性體復合地基的主要技術內容和適用范圍。本標準的標準化對象為公路工程管狀勁性體復合地基,是發揮地基土體和增強體的承載性能,有效控制公路工程軟土地基工后沉降和不均勻沉降的重要技術方法。目前,省內多個公路工程,如京臺高速改擴建德州(魯冀界)至齊河段、濟南至高青高速公路、沾化至臨淄高速公路、高青至商河公路、京臺高速公路齊河至濟南段改擴建工程、東營至青州高速公路改擴建工程等項目中已應用了管狀勁性體復合地基技術。管狀勁性體的使用加快了工程建設周期,保證路基填筑的質量,防止了日后出現不均勻沉降、路面開裂等病害,同時保護了現場施工環境,對當前國家所提倡的綠色發展是非常有效的響應,社會效益顯著。圖5京臺高速改擴建德州圖6濟南至高青高速公路(魯冀界)至齊河段2.規范性引用文件本章是在標準制訂過程中規范性引用現有國家標準、行業標準。其中共規范性引用國標1項,行業標準7項。3.術語和定義本章是標準使用者準確理解和實施標準的前提條件。為了便于標準使用者理解,對標準涉及的“管狀勁性體”、“管狀勁性體復合地基”、“樁帽”、“樁帽間的土拱高度”4個術語進行了界定,給出了在本標準中的明確定義。有利于使用者對整個標準的理解。4.設計(1)主要技術內容本章對管狀勁性體復合地基的設計原則、設計內容作出規定,明確了管狀勁性體復合地基的適用地層及設計前應具備的資料,給出管狀勁性體選擇及計算、管狀勁性體復合地基計算、樁帽及褥墊層設計應包含的構造及計算要求。(2)關鍵技術指標依據4.1設計資料及適用土層4.1.2標準所述的管狀勁性體復合地基應用于公路工程,本質上為樁網復合地基,一般適用于素填土、雜填土、淤泥、淤泥質土、黏性土、粉土、砂土等軟弱地基及高壓縮性土的處理。4.1.3管狀勁性體和樁間土能共同直接承擔荷載并變形協調是形成復合地基的必要條件。在實際工程中,如果樁體和樁間土不滿足形成復合地基的條件,卻按照復合地基理念進行設計是不安全的。遇特殊地層時,管狀勁性體復合地基應綜合考慮工程上部結構類型、荷載特征、基礎形式等因素,并經試驗驗證后方可實施。4.1.5復合地基作為地基處理的一種重要方法,在工程應用中要兼顧承載力和沉降控制。但相對而言,在公路地基處理工程中,通常更優先關注的是沉降控制問題,尤其是差異沉降控制。管狀勁性體復合地基是通過一定的沉降量使得勁性體和樁間土共同承擔荷載,設計中需要重視沉降對上部結構可能產生的不利影響。4.2管狀勁性體選擇及計算4.2.1管狀勁性體最小壁厚的確定,按照行業標準《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406)對地基處理和臨時性設施基礎中的鋼筋混凝土保護層厚度不應小于25mm的規定。4.2.2根據“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,通過對管狀勁性體的參數分析,發現隨著樁長增長和面積置換率增大,地表平面樁土沉降明顯減小,樁土差異沉降也呈現減小趨勢。樁徑的變化對沉降影響較小。圖7變樁長影響圖8變樁徑影響圖9變樁土面積置換率影響對勁性體端部進入相對堅硬土層深度的規定,主要源于提高承載力、控制沉降、增強穩定性等方面的考慮。進入持力層深度適當加大,可提高勁性體單樁承載力,有利于充分發揮樁身承載性能,減小總沉降和工后沉降。在軟土地基中,適當加大在硬土層中的嵌固深度,有利于提高復合地基穩定性。4.2.3在勁性體頂部荷載作用下,當樁身接近破壞狀態時,樁頂沉降陡然增大,樁土應力比迅速減小,樁間土承擔荷載增大,不利于勁性體復合地基的整體穩定和沉降控制。因此對單樁承載力應保留一定的安全余量,按照《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)5.2.2條的規定,安全系數取2.0。4.2.4根據“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,樁身應力隨樁長逐漸減小在樁端處出現突變,數值分析結果與現場實測結果變化趨勢基本一致,在數值分析中采用的地質力學模型和粘土參數對軟土地基進行應力計算是可行的。故基于土層承載力參數的管狀勁性體豎向承載力標準值估算公式,按照《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)5.3.8條的規定。4.2.5關于成樁工藝系數,需綜合考慮場地條件、施工方式等因素,不同標準中規定的數值差異較大。《標準》綜合考慮《建筑樁基技術規范》(JGJ94)和《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406)中對成樁工藝系數的取值,并根據省內工程現場實際情況,靜壓法和錘擊法施工有可能在一定程度上會造成勁性體樁身損傷。建議當采用抱壓式或錘擊式施工時,成樁工藝系數取0.75;當采用頂壓式施工時,成樁工藝系數取0.80。4.3復合地基計算4.3.1根據“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,在相同樁帽寬度下,樁間距越大,歸一化相對沉降越大,應力集中比越小。在相同樁間距下,樁帽寬度越大,歸一化相對沉降越小。當樁距為8D(D為樁徑)時,歸一化相對沉降隨地基土厚度增大而增大;當樁距小于4D時,歸一化相對沉降趨于穩定。根據實際工程統計,樁網復合地基的樁間距與樁徑比多在5~8之間。當樁身豎向抗壓承載力高時,應選較大的樁間距與樁徑比,但過大的樁間距會導致加大樁帽尺寸、增加配筋量、提高填土高度以滿足土拱高度要求、加筋體性能要求的提高引起的工程總體造價的升高,故應根據實際工程綜合考慮。4.3.2在公路工程地基處理中主要關注沉降控制的原則進行設計,但按沉降控制設計是相對于按承載力控制設計而言的。工程經驗表明,僅按沉降控制原則設計時,有時會出現實測復合地基承載力未達到設計要求的情況。復合地基作為地基處理的一種重要方法,在工程應用中要兼顧承載力和沉降控制。故對于管狀勁性體復合地基,按照《建筑地基處理技術規范》(JGJ79)中規定的按有粘結強度的增強體復合地基,給出管狀勁性體復合地基承載力特征值的估算公式。4.3.3根據“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,沉降數值分析結果與現場實測結果變化趨勢基本一致,特別是地表樁土平面沉降方面。結果表明,在數值分析中采用的地質力學模型和粘土參數對軟土地基進行沉降計算是可行的。豎向沉降主要發生在路堤填筑階段,路堤填筑完成后,土拱效應的作用持續增加,沉降仍在增大,差異沉降逐漸變大,管狀勁性體樁土界面差異沉降較小,樁土應力比大,樁帽作用顯著。對填土路堤下的勁性體復合地基,其加固區沉降主要由樁身壓縮量決定,管狀勁性體其樁身壓縮量相對于總沉降的比例很小,故一般在計算總沉降時不予考慮。在課題試驗中,不同材料制作形成的模型樁在試驗中的表現差異較大,勁性體的彈性模量相對較高,在加載試驗中的表現良好,樁身壓縮量遠遠小于旋噴樁模型。加載試驗結束后,樁身回彈較大,表明樁身強度對樁體承載特性的影響較大。當復合地基加固區下臥土層壓縮性較大時,復合地基的沉降主要來自加固區下臥土層的壓縮,需計及樁側負摩阻力時,沉降計算荷載應計入下拉荷載。4.3.6勁性體復合地基應進行整體滑動穩定性驗算,穩定性可采用圓弧滑動法驗算,復合抗剪強度計算按照《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》(JTG/TD31-02)中的規定。4.3.7工程經驗表明,對于地基較差或單一無硬殼層的流塑狀淤泥或淤泥質土層,在勁性體底部嵌固深度不足時,樁身容易出現橫向失穩問題。因此,該地質條件下需注意采取加強勁性體復合地基結構的橫向穩定性的措施,如適當增加勁性體嵌固段長度、增強樁頂或樁帽間聯系構造等。4.4樁帽及褥墊層設計4.4.1根據“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,樁帽的存在能夠顯著增加荷載傳遞效率,幫助樁體承擔荷載并使得勁性體承擔更大比例的荷載,提高樁-土-墊層體系中樁上荷載的占比。樁帽的存在增大了樁體上部與路堤填土的接觸面積,樁帽對樁頂集中力可起到均化作用,減小樁頂向墊層的刺入量,保證墊層的整體效應,同時有助于土工格柵拉膜效應的發揮。根據課題研究成果,帶樁帽的模型樁表現效果優于無帽樁。樁帽尺寸越大,樁周土參與承擔上部荷載越多,樁土協同作用發揮越充分,樁承式路堤抗變形能力越高。樁帽邊長0.8m相對于1.0m變化相對不大,1.2m相對于1.0m變化較大。由此可知樁帽尺寸過小時,并未發揮出樁帽的實際作用。圖10不同樁帽尺寸下各阻力及其占比變化曲線樁帽尺寸越大,樁頂平面的樁土差異沉降越小,樁及樁下部土體的樁土共同作用越顯著。一般而言,樁帽尺寸至少應為勁性體樁徑的2.5倍。圖11不同樁帽尺寸下樁體壓縮量變化曲線圖12不同樁帽尺寸下樁頂沉降曲線4.4.2根據“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應用研究”課題研究成果,樁帽頂與周圍地基土之間的豎向應力分布反映了路堤填土中土拱的發揮程度,并影響著地基-帶帽樁-路堤體系的承載變形特性。因此,路堤中土拱的發揮程度對后期沉降計算有重要影響。土拱效應的發揮與上部路堤高度、樁間距、樁帽大小、填料性質等因素有關。對填土路堤下的勁性體復合地基,主要通過填土中土拱的形成以及加筋墊層的作用,使得填土及上部荷載大部分作用于樁帽,從而充分發揮勁性體的承載性能。因此,確定樁帽間土拱的高度是填土路堤勁性體復合地基設計的前提。4.4.3在計算得到的土拱高度的基礎上,考慮20%的安全余量,以保證形成完整的土拱,保證路面或者堆場地面不發生波浪形的差異沉降。4.4.4至4.4.6在《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》(JTG/TD31-02)和《公路路基設計規范》(JTGD30)中對于樁帽的設計要求相對簡單,故按照《復合地基技術規范》(GB/T50783)中的規定,要求在樁帽設計時采用荷載基本組合計算樁帽截面抗沖切和抗彎承載力,按照《建筑地基基礎設計規范》(GB50007)中的規定,進行配筋計算。4.4.7通過理論分析與模型試驗,褥墊層的鋪設對復合地基性狀的影響程度與其厚度有關。勁性體用于軟土地基處理時,樁土相對剛度大,設置一定厚度的褥墊層有利于適當發揮樁間土的承載性能。對于填土路堤下的勁性體復合地基,褥墊層厚度太薄起不到調節作用,太厚則樁頂存在較大刺入變形的可能,同時也不經濟。考慮到技術上可靠、經濟上合理,故褥墊層厚度宜取200mm~400mm,通過適當增大褥墊層的厚度的方法,提高褥墊層的剛度和樁土荷載分擔比。當樁徑較大或樁間距較大時宜取高值。對于剛性基礎下的勁性體復合地基,褥墊層厚度在一定范圍內越厚,樁土荷載分擔比越小,但達到一定數值后,繼續增加褥墊層厚度,樁土荷載分擔比并不會繼續減小。4.4.9當樁間土發生較大沉降時,加筋體和樁間土可能脫開,為了避免墊層材料漏到加筋體之下,填料的最小粒徑不應小于加筋體的孔徑尺寸。如果加筋體的孔徑較大,褥墊層材料粒徑不能滿足要求時,可在加筋體之上鋪設土工布,或者采用復合型的土工布。褥墊層鋪設后需壓實,可分層進行。基于褥墊層材料產生的滑動,要求夯填度不應大于0.9。4.4.11選擇兩層筋材時,兩層筋材應盡量靠近。但是貼合會減少加筋體與褥墊層材料的摩擦力,要求兩層筋材之間有100mm~200mm的間距,所填的材料應與褥墊層材料相同。由于兩層筋材所處的位置不同,實際產生的變形量也不同,所以強度發揮也不同,兩層相同性質的筋材,上層筋材發揮的拉力只有下層的60%左右。5.施工(1)主要技術內容本章規定了管狀勁性體復合地基的施工工藝,包括施工準備、沉樁、管狀勁性體連接與截樁、樁帽與褥墊層施工的技術要求。(2)關鍵技術指標依據5.1施工準備5.1.1施工前應準備好相關的各種資料,工藝性沉樁試驗是施工的重要環節,是后期大規模順利施工的基本保障。5.1.2施工機械應根據設計文件、工程勘察報告、施工場地周邊環境等因素選擇。當遇到密實的砂土等硬夾層,勁性體難以穿透土層,無法沉樁到設計標高,或需要減少擠土效應時,可采用引孔輔助法沉樁。5.1.3管狀勁性體的現場堆放多采用雙層或疊層堆放,對場地平整度要求較高。多層堆放時宜采用墊木。場地經過充分處理時,也可采用著地平放。堆放層數應根據樁身強度、地面承載力、墊木及堆垛穩定性等因素確定。考慮管狀勁性體壁厚較小,對堆放層數做出限制。5.2沉樁5.2.1施工順序是施工方案的一項重要內容。沉樁順序不合理易造成樁位偏移、樁身擠斷上拔、地面隆起過多等問題。因此,合理的沉樁順序是保證工程順利施工的重要條件。5.2.4沉樁的垂直度控制對施工質量有重要影響,垂直度控制按照《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406-2017)8.1.9條的規定。5.2.6施工前的準備資料應綜合考慮多種因素。一是地形、地質條件、貫入度、壓樁力、樁頂標高及設計樁型樁長等;二是場地環境與地基施工的相互影響,包括施工區域內的高壓架空線、地下電纜、地下管線以及位于樁位處的建筑物基礎、雜填土中的石塊、地下構筑物等,其可以作為選擇合適施工設備的依據。5.2.7靜壓法沉樁對地面承載力不應小于壓樁機接地壓強1.2倍的要求,按照《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)7.5.1條的規定;最大壓樁力不應大于樁身結構豎向承載力設計值的1.5倍的要求,按照《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406-2017)8.4.1條的規定。5.2.8錘擊法沉樁按照《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406)的規定。施工時,必須嚴格控制第一節勁性體的沉樁質量,發現有偏移或傾斜時,應立即分析原因,采取校正措施。開始錘擊時,宜用低能量、低沖程或空錘錘擊3擊~5擊,在確認貫入方向無異常時,方可連續錘擊。收錘標準包括的內容、指標較多,如樁的入土深度、每米沉樁錘擊數、最后一米沉樁錘擊數、總錘擊數、最后貫入度、樁尖進入持力層深度等。一般情況下,將樁端持力層、最后貫入度或最后一米沉樁錘擊數作為主要控制指標,可根據具體情況有所選擇。5.2.9采用引孔輔助法沉樁時,應根據施工現場的土質情況、勁性體直徑、長度和密集度等因素確定鉆孔孔徑及深度。根據工程經驗,鉆孔孔徑不宜超過勁性體直徑的2/3,深度不宜超過勁性體長度的2/3。當鉆孔對承載力的影響較小時,鉆孔孔徑也可與勁性體直徑相同。鉆孔施工時,隨鉆孔深度的加深,其垂直度越難以控制,易偏差。鉆孔出現傾斜時,其垂直度很難糾偏,勁性體沉樁也易出現樁身折斷的現象。5.3管狀勁性體連接與截樁5.3.4高溫焊縫遇地下水時,如同淬火一樣,焊縫易變脆而被打裂,故自然冷卻時間是影響焊接接頭質量的關鍵因素。根據工程實踐綜合考量,錘擊樁自然冷卻時間不宜少于8min;靜壓樁自然冷卻時間不宜少于6min。當采用二氧化碳氣體保護焊時,因焊條直徑較細,散熱速度快,其自然冷卻時間最小可取3min。5.3.6機械連接可大量減少管狀勁性體連接所需時長,避免停歇在接近硬土層(碎石、卵石、砂層)連接,再行沉樁時造成沉樁困難。嚙合式機械連接按照《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406)中的規定。5.3.8為保證樁身完整性,截樁宜采用鋸樁器,并應采取有效措施防止樁頭開裂。若出現較嚴重的裂縫時,截樁位置應繼續下移,將裂縫段去除。5.4樁帽及褥墊層施工5.4.3聚合物土工材料在紫外線強烈曝曬下,會有一定的強度損失,即發生老化現象,因此在運輸、儲存和鋪設過程中,應盡量避免陽光曝曬。加筋體接頭可采用鎖扣連接、拼接或縫接,接頭強度不應低于材料抗拉強度設計值的70%。6.檢驗和驗收(1)主要技術內容本章節規定了公路工程管狀勁性體復合地基的檢驗和驗收,主要包括施工前的材料檢驗、施工過程質量管理與檢驗、施工后的檢驗和工程質量驗收標準。(2)關鍵技術指標依據6.1施工準備檢驗6.1.1勁性體在吊卸過程中可能發生損壞,因此在施工前,應采用目測、尺量等方法進行抽檢。應特別注意樁身完整性及裂縫情況,不應使用樁身受損較嚴重的勁性體。6.2施工過程檢驗6.2.1列出沉樁過程中工程質量和檢測的主要內容,供施工單位自檢,監理、業主、質監、設計等單位檢查和控制。6.2.2隨樁身入土深度的加深,垂直度測量難度會加大,故應在送樁前進行測量,以便于矯正。一般情況下,送樁前后的樁身垂直度不會有較大變化,但在沉樁過程宜用測量尺適時測量垂直度。6.3施工后檢驗6.3.2根據濟青高速公路改擴建工程的研究成果,施工完成3天后的低應變法檢測結果,與施工完成7天后的檢測結果相當。故標準采用在施工完成3天后且相鄰管狀勁性體施工完畢后進行低應變法檢測完整性。四、與現行相關法律、行政法規和其他標準的關系本標準的制定符合現行法律、法規要求。與國家、行業標準是相協調一致不沖突,是對《公路路基設計規范》(JTGD30)及《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》(JTG/TD31-02)的補充和細化。目前未有相關的國家、行業標準發布。與JTGD30、JTG/TD31-02最為密切,相互關系為:JTGD30、JTG/TD31-02未列出本《標準》所規定的管狀勁性體及管狀勁性體復合地基的構造、承載力設計要求,管狀勁性體的施工工藝、連接與截樁方法、樁帽及褥墊層的設計與施工要求。本標準總結省內相關項目的施工經驗,對管狀勁性體及管狀勁性
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