海工耐久性混凝土及软基处理参数指标设计规范要求文档格式.docx
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压碎指标不大于12%,针片状颗粒含量不且大于7%,吸水率不大于2%,硫化物及硫酸盐含量(按SO3质量计)小于0.5%。
粗集料松散堆积密度一般大于1350kg/m3,空隙率不超过40%。
粗、细骨料中的含泥量应分别低于0.5%和1%。
(2)本工程不宜采用抗渗透性较差的岩质如某些花岗岩、砂岩等作为粗、细骨料。
粗骨料的最大公称粒径不应超过25mm(大体积混凝土除外),且不得超过钢筋保护层厚度的2/3。
当混合使用高效减水剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、阻锈剂及其它防腐剂时,应事先专门测定它们之间的相容性。
外加剂中的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的0.01%,高效减水剂中的硫酸钠含量不宜大于减水剂干重的15%。
水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质及油脂、糖类、游离酸类、碱、盐、有机物或其他有害物质。
不得采用海水、污水和PH值小于5的酸性水,水中的氯离子含量应不大于200mg/L,硫酸盐含量按SO42-计不大于500mg/L。
1.2耐久性混凝土有关的施工要求
,应按照混凝土结构的防腐蚀耐久性设计的要求,制定保证混凝土施工质量的措施和实施细则,根据设计文件提供的环境类别和作用等级、工程设计基准期和对混凝土的技术要求,精心选择原材料,进行混凝土试配,在实验室试验的基础上优选混凝土配合比。
当对设计文件有疑问或异议时,主动与设计代表联系解决。
,应仔细检查保护层垫块的位置、数量及其坚固程度。
,对于不同构件、在不同季节应采取不同的初始湿养护和温控措施。
,尽量延长新浇混凝土与海水等氯离盐接触前的养护龄期,一般不应短于4周。
,应满足《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》第
,混凝土的施工应实行温度控制,混凝土入模温度应满足《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》第
1.3混凝土耐久性质量验收
,测定现场钢筋的混凝土保护层厚度。
,测定表层混凝土的强度来间接估计保护层混凝土的密实性质量。
,测定表层混凝土的抗渗性。
1.4防腐措施
对混凝土的耐久性设计,在结构设计方面考虑了如下4点:
(1)拟定结构尺寸时适当增加,以增加保护层厚度,此方法是提高混凝土使用寿命最为直接、简单而且经济有效的方法。
(2)采用高性能混凝土,提高混凝土的密实性,从而提高抵抗氯离子渗透性来增强耐久性能。
(3)板梁所有外露钢板、钢管采用镀锌处理。
(4)长久保留桩基施工用护筒,延长桥墩的使用寿命。
另外,还考虑了以下3种附加防腐措施:
1)处于浪溅区的桥墩墩身(含系梁)混凝土表面涂装,采用硅烷薄涂层封闭型涂装系统,涂层设计使用年限为20年。
2)墩柱底部(潮汐区部位)附加浇筑同标号10cm厚的混凝土保护层,内配一层构造钢筋。
3)采用环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂。
2.特殊路基处理
2.1设计原则
(1)抗震设防烈度按7度。
(2)液化判别采用《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)的判别方法。
(3)根据不同构造物和公路特点,综合考虑液化的危害、破坏后修复的难易程度以及经济因素,采用下表的处理原则。
抗液化处理原则
部位
液化地基处理原则
备注
轻微液化
中等液化
严重液化
大桥
B
A
两侧各50m
中小桥、通道、涵洞
不处理
两侧10~50m
一般路段填高>4m
处理至坡脚处3m左右
一般路段填高≤4m
注:
A表示全部消除液化的措施;
B表示部分消除液化的措施,即降低液化等级或在中心线两侧一定范围内不处理或只进行简单处理,而在其外侧作处理。
地基的处理从稳定、沉降两个方面进行分析。
路堤稳定计算采用有效固结应力法,地基沉降量采用分层总和法(e-p曲线)计算主固结沉降Sc,并采用经验修正系数对其进行修正,地基的固结度采用太沙基—维固结理论计算。
路基填筑期一般按照3~6个月控制,路面施工按照6~12个月控制。
设计荷载等级为公路-Ⅰ级,换算成等代荷载的土柱高度为0.9m。
路堤填土容重采用18kN/m3。
软基处理以工后沉降及稳定为控制指标。
规定路面设计使用年限(30年)内,残余沉降(简称工后沉降)在桥台与路堤相邻处(一般5~7H)不小于0.1m,涵洞或箱形通道处不小于0.2m,一般路段不小于0.3m。
为保证沉降的缓和过渡,桥头与一般路段间设置过渡段,过渡段长度按差异沉降不大于4‰进行控制。
稳定验算时,按施工期及营运期分别计算安全系数,施工期只考虑路堤自重,营运期的载荷包括路堤自重、路面的增重及行车载荷。
施工期采用直剪快剪指标(不固结不排水指标),按照固结有效应力法计算,安全系数应大于1.1;
营运期间采用固结快剪指标(固结不排水指标)按有效固结应力法计算,安全系数应大于1.2。
压缩层计算深度控制原则为计算层底面附加应力与有效自重应力之比不大于0.15或计算至相对硬层。
2.2处理方案
(1)当软土底板埋深<3m时,采用换填进行处理。
(2)当软土底板埋深>3m时,视软土厚度及填土高度分别采用堆载预压和湿喷桩进行处理。
对于构造物路段,一般采用干振碎石桩进行处理。
对于一般路段,采用换填处理。
当软土和液化土共存时,根据软土和液化土的厚度来选择处理方案,当软土厚度大于液化土厚度时,按软基进行处理,否则,按液化土进行处理。
2.3材料要求
土工格栅:
双向土工格栅抗拉强度≥50kN/m,屈服伸长率小于等于10%。
作为垫层的碎石要求为未风化的砾石和轧制碎石,其最大粒径不超过15cm,并要求有一定的级配。
湿喷桩采用的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
所用水泥应确保质量,严禁使用过期、受潮、结块、变性的劣质水泥;
湿喷桩采用纯净的生石膏粉和木质磺酸钙作为添加剂,木质磺酸钙掺量为水泥用量的0.2%,石膏掺量为2%,水泥用量按65kg/m进行考虑,水泥和外掺剂具体用量根据试验确定。
2.4特殊路基的施工方法和注意事项
(1)原地面要清除杂草、树根等。
根据原地面整平高程进行整平压实。
(2)护坡道外侧开挖临时排水边沟,初期不能开挖得很大,尤其是填筑高度大于3m路段和桥头地段。
路基临时排水沟不得与农田排、灌沟渠合用,且施工期间不能长期积水。
(3)河塘路基需填筑挡水埂,抽水、清淤,纵横向陡岸挖成台阶。
(1)铺设土工格栅的土层表面应平整,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物;
在距土工格栅8cm以内的路堤填料,其最大粒径不得大于6cm。
(2)土工格栅的铺设不得允许有褶皱,应用人工拉紧。
(3)土工格栅应搭接30cm以上,搭接可采用塑料绳进行之字形绑扎或胶结等,格栅用一定数量的U形钉固定在填土表面。
(4)土工格栅铺设后应及时填筑路堤填料,以避免其受到阳光过长时间的直接暴晒;
一般情况下,间隔时间不要超过24h。
(5)土工格栅上的第一层填土宜采用轻型推土机或前置式装载机进行填筑;
所有施工车辆、机械只允许沿路堤的轴线方向行驶。
原地面清除杂草、树根整平后,铺设碎石层,铺筑要求做到均匀分层摊铺,先用中型压路机压稳,再用重型压路机振动碾压密实,其顶部铺设3cm的石屑。
挤密碎石桩应采用未风化碎石或砾石,粒径宜为19~63mm,含泥量不大于5%,碎石桩桩顶设置40cm碎石垫层。
碎石贯入量按参考值每延米0.23m3计,一般以清表压实后的地面作为碎石桩的顶面控制高程,大面积河塘段以清淤前塘底作为碎石桩顶面控制高程。
(1)施工方法
①碎石桩采用干振碎石桩工艺,施工前必须进行成桩试验,桩数宜为9~16根。
如发现质量不符合设计要求时,应调整桩间距、碎石用量、振动频率、留振时间、反插深度等参数;
②清理平整场地,清除高空和地面障碍物,测量放线,测量地面整平后的标高;
③布设桩位,桩间距及形式按设计文件,桩间距允许偏差为±
10cm,在灌注桩和构造物基础施工前必须完成碎石桩;
④机械设备宜采用走管式振动沉桩机,内置平底活页式桩尖;
并设有二次投料口,最大沉桩深度能达20m左右;
施工顺序从四周边开始向中心进行,相邻两根桩必须跳跃间打;
⑤桩基就位,校正桩管垂直度≤1.5%;
校正桩管长度并符合设计桩长;
设置二次投料口在桩管中间上部位;
在桩位处铺设少量碎石;
⑥边振动边下沉至设计深度,每下沉0.5m留振30s;
稍提升桩管使桩尖打开;
停止振动,灌料、直至灌满为止;
⑦启动拔管,拔管前留振1min,以后边振动边拔管。
拔管速度需均匀且每拔管1m留振1min;
⑧根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度(约为桩管长度一半),进行多次反插直至桩管内碎石全部投出;
提升桩管。
开户第二投料口并停止振动。
进行第二次投料直至灌满;
⑨启动拔管,边振动边上拔,并进行多次反插,至管内碎石全部投出;
反插深度应小于桩管长度的一半;
提升桩管高于地面停止振动,进行孔口投料(第三次投料)直至地表;
⑩启动反插,并及时进行孔口补料至该桩设计碎石用量全部投完至孔口加压至前机架抬起,完成一根桩施工;
提升和反插速度必须均匀;
反插深度由深到浅,每根桩反插次数视桩机桩管直径而定,一般不得少于12次。
(2)质量控制要点
①天然地基土的性质、碎石的材料、碎石桩机具的性能、碎石桩的施工工艺等几个方面将综合影响成桩的质量。
重复压、拔管施工工艺,其关键是控制碎石材料、碎石量、碎石桩的密实度和连续性,即拔管的上拔速度、上拔高度与反插深度、留振时间以及碎石桩的桩径和垂直度。
各工序需密切配合,保证桩管拔出地面时,碎石量正好达到设计用量。
②碎石桩成桩的密实性和连续性是成桩质量的关键环节。
在具体施工中主要通过成桩过程来控制。
③控制每米桩长的碎石量是获得连续的碎石桩身、避免缩径或断桩的关键途径。
每米桩身的投石量不得小于设计投石量。
(3)质量检测标准
①碎石桩桩身密实度抽查频率为2%,用重Ⅱ型动力触探测试,贯入量为100mm时,击数应大于5击。
②处理后桩间土质量检测采用标准贯入试验检测,检测频率按3孔/5000m2,不足5000m2时,按3孔进行检测。
标准贯入值N(未经杆长修正)≥8×
(0.9+0.1h)。
h为标准点所代表土层的中点深度。
(4)施工注意事项
①挤密碎石桩在其桩长的一半处,对地基的振动、挤密效果最好,而在桩体顶部向下1m左右的土层,加固效果较差,应采用振动碾压或挖除加垫层处理;
②施工中如发现地下有溶洞、暗沟或墓穴等隐性缺陷,则该处碎石桩应相应加密;
③施工时,要严格控制拔管及反插速度,不得超过0.8m/min,以防止缩径、断桩;
④打桩时,要隔桩、隔行跳打,以防止土体隆起变形,避免出现桩体错位及穿孔、斜孔现象;
⑤施工过程中应及时挖除桩管带出泥土。
孔口泥土不得掉入孔中;
应记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数等;
⑥施工过程中发现沉桩困难时应立即停工,找报告有关部门及时处理。
(1)施工准备
湿喷桩施工的场地,应事先进行原地面整平,整平高程见设计图表,必须清除地面以下的一切障碍物(包括石块、树根和垃圾等),准确地进行桩位放样,场地内塘埂应挖除与养殖塘底整平到同一高程。
场地低洼处,沟塘处应及时排水,清浮淤及回填素土(压实度达到85%),以形成工作面。
(2)施工机械
深搅桩施工机械动力应大于45KW以上,钻头叶片三层,每层两片,上下层间距300mm,水平两片叶片夹角30度,每片叶片宽100mm,并应配有电脑记录并打印喷浆量设备。
(3)施工工艺
1平整场地后按施工图设计桩位放样;
2钻机定位;
3钻杆下沉钻进;
4上提喷浆,提升至地面以下1m时,宜用慢速,提升至地面0.25m时,停止喷浆,搅拌数秒以保证桩头均匀密实;
5重复搅拌下沉、喷浆;
6重复搅拌提升,直至离地面0.25m;
7关闭搅拌机械;
8重复②~⑦作业,完成全部水泥搅拌桩施工;
9验收合格后,回填碎石垫层并压实。
(4)成桩试验
1水泥搅拌桩施工前必须进行成桩试验,成桩试验应达到下列要求并取得以下技术参数;
2检验室内试验的水泥土的配合比,是否适用于现场;
3满足设计水泥用量的各种技术参数,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间输浆量等;
4检验桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求,即28d龄期的强度不低于0.8MPa;
5检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求;
6掌握下钻和提升的阻力情况,选择合理的技术措施;
7根据地层、地质情况确定复喷范围,成桩工艺性试验桩数每个施工段落不少于5根。
(5)加强监理
①检查施工单位人员、机具、材料是否与施工组织计划提出的相符,检查其有无质量保证体系和质量保证措施。
②检查水泥是否达到质量要求。
③检查施工记录,从施工记录中检查其搅拌头的转迹,压力,钻头下沉,提升速度和喷灰量。
④检查桩距、桩长,复搅长度是否符合偏差要求。
⑤施工中若发现喷浆量不足,应实行整桩复打,复打的喷入量就不小于设计用量,如遇停电、机械故障等原因喷浆中断,必须复打,复打重叠长度不得小于1m。
⑥成桩7d及28d后由监理工程师随机指定施工单位抽查,应在桩体三等分段各钻取芯样一个,一根桩取三个试块进行桩身无侧限抗压强度试验,抽检根数的频率为5‰,但最少不得小于5根。
(6)喷浆量的确定
水泥搅拌桩实际使用的喷浆量必须通过室内配合比试验确定,根据土样天然含水量、孔隙比的不同,应做不同配合比的试验,确定最佳喷浆量。
喷浆量在室内试验基础上,每米提高水泥用量5kg,并控制最小水泥用量≥50kg/m,设计时按平均65kg/m进行考虑。
室内试件制模尺寸为7.07×
7.07×
7.07cm立方体。
室内抗压强度试验应采用控制应力试验方法,逐级加压并保持水平,量测垂直变形,待变形稳定后再加一级荷载,直至破坏。
稳定标准:
试件垂直变形速度小于0.5mm/min。
破坏标准:
应力不变,变形不断发展,试件裂纹产生,应力下降。
每组试件不得少于3个。
(7)检测及试验要求
①喷浆量不小于设计用量;
②垂直偏差不得大于1.5%;
③桩位偏差不得大于10cm,深度误差不得大于5cm;
④搅拌机下沉或提升的时间应有专人记录,时间误差不得大于5s;
⑤成桩7天后,施工单位先开挖自检,观察桩体成型情况及搅拌均匀程度,如实做好记录,检查频率为2‰,开挖深度不小于1.5m,最少不得少于2根。
用轻便触探器进行桩身质量检测,根据钻进速度判定桩身强度,当桩身质量有怀疑时,可采用钻孔取芯做抗压强度进行检验;
⑥成桩28d后,进行钻芯取样,并进行无侧限抗压强度试验,抽检频率为桩数的0.5%,且每工点不得少于2根。
对于28d的标准贯入试验,桩身无侧限抗压强度(28d龄期)不低于0.8Mpa,桩身无侧限抗压强度(90d龄期)不低于1.2Mpa。
(8)施工注意事项
①正式施工前,每台桩机必须根据设计要求进行深层提升速度施工工艺试验,一旦确定提升速度,空压机、浆液罐和搅拌机不能随意变动;
②桩机必须配置喷入计量装置,须定期标定(每生产1万m搅拌桩后重新标定),严禁无喷入计量装置的桩机投入使用,并记录瞬时喷浆量和累计喷浆量。
浆液罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,当上述重量不足时,不得开钻下一根桩的施工;
③湿喷桩除固化剂采用水泥砂浆浆液外,还应根据工程需要选用具有早强、缓凝、减水等性能的外掺剂,石膏兼有缓凝和早强的作用,掺入量宜取水泥用量的2%~3%,应优先采用纯净的生石膏粉作为添加剂,要求通过0.075mm的方孔筛>85%,木质磺酸钙掺量为水泥用量的0.2%。
④水泥浆液应严格预定的配比拌制。
准备好的浆液不得离析,不得停置过长,超过2h的浆液应降低标号使用;
浆液倒入集料时应加过滤,以免浆内结块,损坏泵体。
⑤泵送浆液明,管路应保持潮湿,以利输浆。
现场拌制浆液,应有专人记录水泥用量,并记录泵送浆开始、结束时间。
⑥供浆必须连续,拌和必须均匀。
一旦因故停浆,为防止断桩和缺浆,应使浆搅拌机下沉至停浆面以下0.5m,待恢复供浆后,再喷浆提升。
因故停机超过3h,为防止浆液硬结堵管,应先拆卸输浆管路,清洗后备用。
⑦湿喷桩施工时,为确保湿喷桩的成桩质量,应在湿喷桩的全长范围内进行复搅;
当施工过程中遇到停电、机械故障原因中断喷浆时,应在12h内复搅复喷,保证二次复搅复喷搭接长度不小于1m;
⑧湿喷桩机下钻和提升速度是控制喷浆量的关键因素,由试桩确定,一般钻进速度≤1m/min。
钻头到达桩底后搅拌喷浆1-2min、间歇后提钻,确保底部有足够的灰量,提钻速度≤0.8m/min,确保搅拌均匀;
⑨桩长按打穿软土进入相对硬层50cm控制,采用设计桩长和电流变化双控原则。
即以地勘资料和文件中的处理长度为基础,结合施工机械的电流变化,以确定是否打穿软土层,当电流发生突变,一般电流达到60~70A,可认为已进入相对硬层。
根据施工机械的差异,此电流数值可相对变化;
⑩桥头水泥搅拌桩施工时应注意预留桥台钻孔灌注桩的位置。
(1)路堤填筑就在地基处理完毕并稳定后尽早开始,以争取预压时间,尽量减少工后沉降;
(2)路基填筑采用薄层轮加法,每层松铺厚度不超过30cm。
填筑时应由路中心向两侧分层填筑夯实,并应做出与路拱相同的横向坡度;
(3)在填筑过程中,应进行沉降和稳定观测,每填一层,应监测一次以上,并对沉降和位移发展趋势进行综合分析,及时反馈给设计单位;
(4)欠载预压部分在上路面前的任何时候都应满足设计高度,有沉降后要及时补填。
路堤填筑至设计标高时,侧坡余宽和边坡率应留有余地,使其压实宽度大于路基设计宽度。
在填筑中,应按有关规范控制好填土的压实度;
(5)欠载预压,经施工期路基沉降观测分析后,预压高程=路床顶面设计高程+预压期沉降量;
(6)堆载预压(等、超载预压)完成后,则对等(超)载(含路床顶面以下20cm左右)进行翻挖,根据预压期的沉降量并结合路床顶以下20cm左右确定松铺厚度。
堆载土方,压实度≥85%。
(1)路基加载时,填筑速率应由施工观测来控制。
填筑速度根据以下标准进行控制:
路基中心的表面沉降速率宜控制在10mm/d,边桩位移量控制在5mm/d以内;
(2)填土满足连续2个月不超过5mm/月的沉降速率时方可上路面。
对于通道、涵洞等小型构造物的施工,基坑开挖后若发现土质差,基坑边坡不稳定或地基达不到设计所需的承载力,可视实际情况确定处理方案,保证边坡稳定及地基承载力满足设计要求。
2.5沉降与稳定动态观测
沉降与稳定动态观测是保证路堤稳定的有效方法,是验证设计的重要手段;
同时沉降量还是推算路面铺筑时间的基本资料,也是填料计量的重要依据。
沉降与稳定动态观测包括沉降观测和稳定观测两项内容。
(1)观测点位的布设
一般路段纵向每100~200m布设一观测面,每一路段不少于3个观测点,桥头段应设置2~3个观测断面,桥头纵向两侧坡脚处各设一个观测点。
特殊路段如软土层厚度大于5m、路堤高度大于5m,及软土层横向有倾斜的软土路段,纵向每50~100m设一观测断面,在路堤中心及两侧路肩布设3个观测点。
(2)观测频率
施工期:
每填一层观测一次,路堤填高超过极限高度之后,每天需观测一次,因故停止施工,每3d观测一次。
预压期间:
第一个月每3d预测一次,第二、三个月起每7d观测一次,第四个月起每15d观测一次,直到预压结束。
(3)临时水准点的设置
临时水准点应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固的地基上或永久建筑物上,其位置应尽量满足观测时不转点的要求,每三个月用路线测设设置的水准点作为基准点,对设置的临时水准点校核一次。
根据实际观测结果,推算最终沉降量,并对计算沉降值进行修正,必要时调整路基预压高度或延长路基预压时间。
(1)侧向位移点及其基桩的布设
侧向位移点布设在软土层厚度大于5m,路堤高度超过最小极限高度或存在其它稳定问题的路堤两侧的坡脚处,基桩必须布设在坡脚外路堤沉降影响范围以外,一般情况下应布设在离坡脚20m以外。
侧向位移点纵向间距每50m路基两侧各设置一处。
沉降观测点及断面亦可用来稳定观测。
(2)观测及其频率
侧向位移桩和基桩设置好以后,采用钢尺量测位移桩与基桩之间的距离,量测钢尺的拉力为5kg(或由量测人自定),有条件时也可以用红外测距仪量测。
观测工作在路堤填高接近最小极限高度时开始,其频率为每天观测一次,直至路堤达到设计标高。
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