复合地基褥垫层施工.doc

1、复合地基褥垫层施工本标段路基设计在部分底基层设置了褥垫层，与地基加固处理的桩体、桩帽及加筋碎石垫层形成了复合地基碎石褥垫层，对路基稳固性起到非常重要的作用1.国内路基基底处理状况近年来，复合地基加固处理技术在我国得到了不断的发展和提高，其应用范围也逐渐扩展。褥垫层作为复合地基的核心技术对铁路线路路基的稳固起到至关重要的作用。路线路对工后沉降变形控制非常严格，对路基沉降非常重视，要把路基做为结构物对待。而根据验收规范及标准，路基褥垫层碎石粒径大小、级配要求及压实标准没有明确规定或较为模糊，称做为碎石褥垫层，未给明级配。铁路线路对于路基工后沉降变形控制非常严格，所以对每个部位的沉降都要重视。其碎石

2、褥垫层厚度达 50cm，其压实的优劣对路基沉降可能产生较大的影响2碎石褥垫层结构及作用原理2.1 碎石褥垫层结构“复合地基上设计褥垫层 ，目的是通过在路基底面铺设土工合成材料与级配碎石等组成加筋褥垫层，增强垫层的整体性和刚度，保持基底完整性，均衡基底应力分布，调整不均匀沉降，同时碎石褥垫层还具有隔断毛细水，起到排水作用。CFG 桩复合地基褥垫层结构设计为：20cm 碎石 +5cm 砂+80KN/土工格栅一 层+5cm 中粗砂+20cm 碎石，可适当调整砂垫层厚度，其结构图见附图。2.2 碎石垫层作用原理复合地基设置褥垫层使桩及桩间土发挥作用共同，特别是 PHC管桩加固区设置的褥垫层更加使桩间土

3、密实。从设计图可看出，在基础范围内的桩间土体受到不均匀应力作用，桩顶应力较大，桩间土应力较小，随着荷载增加，首先在桩顶可能出现塑性区，继而桩与桩间土产生较大位移，桩体刺入到垫层中，垫层通过破坏重组，将桩上部荷载向桩间土转移。设置了碎石褥垫层其作用有：（1）保证桩、土共同承担荷载，均化受力。褥 垫层的设置为刚性桩在其受荷后提供了桩顶的刺入条件以保证桩土始终参与受力工作；（2）调整桩土竖向荷载分担比，可调 整褥垫层适宜厚度，充分发挥桩间土的作用；（3）改善基础底面的应力集中程度，减少路堤的不均匀沉降；（4）调整桩土水平荷载的分担，当不设置褥垫层时，水平荷载主要由桩承担，当随着褥垫层厚度的增加，桩分

4、担的水平力减小，土体分担力增加；（5）起到隔水排水作用，基底土体毛细水在碎石垫层重力作用下顺纵横向排水坡排出，具有排水作用。3现场施工方案32 工艺参数确定其碎石垫层采用级配碎石，采用最大粒径 为 31.5mm 的级配碎石经过自动计量级配碎石拌和机进行拌和，通过自卸车 运送至现场，平地机整平，压路机碾压。其试验主要工艺参数如下：（1）级配碎石配比：试验室通过击实试验，得出 级配曲线范 围、最大干密度、最佳含水量等相关参数，其配比见下表 3-1。表 3-1 碎石褥垫层级配配比粒径（mm） 05 510 1020 2031.5体积比% 33 25 20 22最大干密度为 2.68g/cm3，最佳含

5、水量为 5.4%。采用 25t 压路机进行碾压，褥垫层先静压两遍，弱振一遍，静压一遍收光。在施工 过程中根据检测指标再进行适当调整。33 施工参数我们在施工试验段过程中通过对压实指标的检测，调整了工 艺参数并作为后期施工的控制标准，其所施工的褥垫层压实 指标均能满足设计要求。(1)第二层褥垫层厚度调整由于第二层褥垫层填筑于砂垫层上，其砂 垫层具有滑动性，且第一层褥垫层未板结，施工第二层褥垫层时将厚度改为 20cm，增加了厚度，其碾 压时 既能保证压实度，又不破坏土工格栅。（2）碾压遍数的调整由于强振对地基具有破坏性，根据施工 检测对比，将第一 层 褥垫层碾压遍数调整为：静压两遍，弱振两遍，静压

6、一遍 进行施工，保证了桩间土体不因强振而破坏。将第二层碾压遍数调整为：静压两遍，弱振一遍， 强振一遍，静压一遍收光。(3)调整了碎石级配比由于当地石料加工石粉料较粗，施工中适当增加了 05mm 粒径的级配比，调整为35%，减少 510mm 用量，调 整为 23%，调整后的碎石褥 垫层能避免出现集料窝。由试验对室对试验段各层压实度进行检测，得出各 层的压实 度如下表 3-3。（1）填筑层数及厚度控制：共分三层碎石垫层填筑， 铺设两 层砂垫层， 铺设两层土工格栅，即：20cm 厚第一 层碎石垫层+5cm 砂垫层+土工格栅+20cm 厚第二层碎石垫层+5cm 砂垫层+土工格栅+15cm 厚第三层碎石

7、 垫层，总厚度为 65cm。每 层 碎石垫层填筑时必须做有横向排水坡，排水坡按 4%设置。（2）碎石垫层碾压次数：采用 25t 压路机进行碾压。第一 层碾压遍数为：静压两遍，弱振两遍，静压一遍收光；第二层碾 压遍数为：静压两遍，弱振一遍，强振一遍，静压一遍收光；第三层碾压遍数为：静压一遍，弱振一遍，强振两遍，静压一遍收光。其砂垫层设后均也需两次静压以使砂垫层密实后再进行土工格栅铺设。土工格 栅铺设 如下图 3-1，现场 Evd 检测如下图 3-2。图 3-1 褥垫层土工格栅铺设图 3-2 碎石垫层 Evd 检测4施工注意事项碎石褥垫层是直接填筑于桩帽及桩间土，所以要求地基土不受挠动。 桩帽之间

8、有松散土时需采用小型打夯机进行夯实，地表面 齐平桩帽顶面。（1）碎石垫层摊铺碎石垫层摊铺前应进行测量放样，按填筑 边线放宽 50cm，间隔 20m 打入木桩两侧挂线，在木桩上标示出摊铺厚度和标高。采用方格网卸料，即按松铺厚度计算每一车料的摊铺范围，用灰线撒出方格网以控制卸料，第一层料填筑时需顺线路中 间平铺一条主路，主路厚度可适当加厚，作为运料通道逐步向前推 进，其自卸 车不得直接走行于 桩帽及桩间土上。采用平地机进行摊铺，摊铺时应保证基面有横向排水坡，人工配合 补 料不得造成集料窝。（2）级配碎石拌制及碾压级配碎石采用厂拌自动计量，需建拌和站，拌和时需控制含水量。由于摊铺时混合料含水量易挥发

9、，在拌和时可适当增加含水量至 6.8%。对于现场摊料后表面较干可用洒水车进行表面洒水，洒完水后应闷料四至六小 时后再进行碾压。 级 配碎石拌和如下图 4-1。碾压时应严格按试验所得的碾压遍数进行碾压，并及 时对压实度 进行检测。由于 K30 及 Ev2 检测影响深度深，检测时位于桩间 土和桩帽上检测值差异较大。建议碎石褥垫层压实度以孔隙率 n、压实度 K 及动态变形模量 Evd 控制为主要检测指标，碾压时三项指标必须满足要求。图 4-1 级配碎石拌和厂（3）土工格栅铺设在压实的基面上铺设砂垫层，静 压一遍后铺设土工格栅， 设计 采用 250KN/土工格栅，铺设时按设计要求沿线路方向铺设，搭接

10、宽度为 50cm，搭接处采用扎丝或尼龙绳绑扎， 绑扎间距不超过 50cm。要求铺设后的土工格栅表面平整不起皱， 铺设土工格栅后不允许车辆及机械通行。由于土工格栅铺设 需考虑增大土工格栅摩擦阻力，又要防止碎石垫层碾压对土工格栅的破坏，且砂垫层铺设较 厚对级配碎石压实度不易达到指 标值，所以只 铺设一层砂垫层以保护土工格栅。土工格栅铺设 完成后进行第二层碎石垫层 填筑。5结束语我单位施工的石武客专复合地基级配碎石褥垫层总厚为 65cm，分三层施工，施工完成后形成了一个整体断面，通过试验 段反开挖探坑检测，其整体性、稳固性、密实性效果显著，填筑质量合格，见下图 5-1，其施工中所得出的级配碎石垫层拌制及碾压工艺参数可指导今后客专复合地基褥垫层施工。图 5-1 碎石褥垫层探坑检测填筑效果