基本介紹
- 中文名：褥墊層
- 外文名：Cushion
- 學科：土木工程
- 作用：保證樁、土共同承擔荷載
- 檢驗方法：觀察、尺量
- 質量控制：施工中加強防護
簡介,作用,施工準備,施工流程,質量標準,技術措施,質量控制,檢驗,
簡介
作為處理軟土地基手段之一的CFG樁複合地基，近年在我國土建工程中，已得到廣泛使用。複合地基設計中，基礎與樁和樁間土之間設定一定厚度散體粒狀材料及土工格柵組成的褥墊層，是複合地基的一個核心技術。基礎下是否設定褥墊層，對複合地基受力影響很大。若不設定褥墊層，複合地基承載特性與樁基礎相似，樁間土承載能力難以發揮，不能成為複合地基。基礎下設定褥墊層，樁間土載力的發揮就不單純依賴於樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔荷載。
作用
褥墊層在複合地基中具有如下的作用：
1、 保證樁、土共同承擔荷載，它是水泥粉煤灰碎石樁形成複合地基的重要條件。當基礎受到垂直荷載時，樁和樁間土都要發生變形。樁的模量遠比土的大，樁比土變形小，由於基礎下設定了一定厚度的褥墊層，樁可以向上刺入，伴隨這一變化過程，褥墊層材料不斷補充到樁間土上，這樣保證一部分荷載通過褥墊層作用在樁間土上，實現了樁和土的共同作用
2 、通過改變褥墊厚度，調整樁垂直荷載的分擔，通常褥墊越薄樁承擔的荷載占總荷載的百分比越高。由於CFG樁樁身模量遠大於樁間土，一般樁土應力比較大。但通過褥墊層的作用，可有效減小樁土應力比，這一特性是CFG樁具有較大靈活性。此法調節了樁和土的應力比，較好的發揮了樁和土的承載力從而達到了降低工程造價的目的。
3 、減少基礎底面的應力集中。由於CFG樁屬於剛性樁，當不設計褥墊層時，樁對基礎的應力集中很明顯。如果褥墊層厚度在10-30cm，樁對基礎底板的應力集中明顯減小，厚度超過30cm後，就可以將基礎視為天然地基，這時可以不考慮沖切破壞。
4 、調整樁、土水平荷載的分擔，褥墊層越厚，土分擔的水平荷載占總荷載的百分比越大，樁分擔的水平荷載占總荷載的百分比越小。褥墊層厚度的調節可以影響樁土荷載的分擔，根據這一原理，在CFG樁複合地基的套用中，可以通過調節褥墊層的厚度來消除地基的不均勻性，使地基達到協調變形。
施工準備
1、材料要求：砂、碎石運至現場指定地點，砂墊層採用級配良好的中、粗砂，不含草根、垃圾等雜質，其含泥量不得大於5%。碎石墊層應採用未風化的乾淨礫石或碎石，其最大粒徑不得大於50mm，含泥量不得超過5%。碎石墊層的顆粒級配應採用5~31.5mm的連續級配碎石。
土工格柵規格及性能符合設計要求，運至工地後應分批整齊堆放在料棚（庫）內，防止日曬雨淋，並保持料棚通風乾燥，並不得長時間受陽光直接曝曬。
土工格柵進場時，逐批檢查出廠檢驗單、產品合格證及材料性能報告單。其主要物理力學性能指標應抽樣檢驗。同一廠家、品種、批號的土工合成材料，每10000m2為一批，不足10000m2也按一批計。施工單位每批抽樣檢驗一組。
2、在CFG樁樁頂設計標高以上填築級配碎石下承層，碎石墊層施工前應將基底清理、整平。採用自卸汽車將級配碎石運至現場指定地點，裝載機、平地機整平,壓路機碾壓，壓實厚度20cm厚；碎石以上鋪設兩層雙向土工格柵，土工格柵不得直接接觸碎石墊層，應在土工格柵上、下及兩層土工格柵之間鋪設100mm厚的中粗砂保護層，且中粗砂保護層要採用壓路機靜壓壓實，中粗砂保護層以上填築30cm（壓實厚度）厚碎石墊層。
施工流程
1、測量放樣
由測量組進行放線，每50m米依據中心位置、地面高程、橫斷面尺寸放樣兩側邊線及中線，用白灰撒出褥墊層鋪墊的範圍。
測量放線，中線、水準、邊樁的測量誤差必須符合客運專線施工測量的有關規定。測量工作必須貫徹雙檢制。
序號 | 檢驗項目 | 允許偏差 | 檢驗數量 | 檢驗方法 |
1 | 中線至邊緣距離 | ±50mm | 沿線路縱向每100m抽 樣檢驗5處 | 尺量 |
2 | 寬度 | 不小於設計值 | 沿線路縱向每100m抽樣檢驗5處 | 尺量 |
2、攤鋪整平第一層碎石墊層
卸料之前要計算每一車碎石的方量，然後用白灰線打出方格網，由專人指揮卸料，使每車對應一個方格。填料攤鋪平整使用裝載機進行初平，要保證每一車料及時攤平，再用平地機進行終平，攤鋪厚度採用水準儀控制，虛鋪厚度為24--25cm。保證攤鋪面在縱向和橫向平順均勻。
3、碾壓夯實
根據分層作業要求，選擇壓路機進行碾壓，確保壓實達到設計的要求。壓實順序應按先兩側後中間，先慢後快，先靜壓後弱振、再強振的操作程式進行碾壓。採用半輪碾壓法，壓路機速度不超過4km/h，一般情況下碾壓6遍應可滿足要求（往復為一遍）。
4、攤鋪整平第一層砂墊層
碎石墊層檢驗合格後，開始鋪設第一層砂。卸料之前要計算每一車砂的方量，然後用白灰線打出方格網，由專人指揮卸料，使每車對應一個方格。填料攤鋪平整使用裝載機進行初平，要保證每一車料及時攤平，再用平地機進行終平，攤鋪厚度採用水準儀控制，虛鋪厚度為13cm。保證攤鋪面在縱向和橫向平順均勻。
5、碾壓夯實
根據分層作業要求，選擇壓路機進行碾壓，確保壓實達到設計的要求。砂墊層在13cm厚時25t壓路機很難行走，可以採用18t壓路機進行靜壓，壓實變數為一遍。然後人工用自製工具對部分起拱部分進行刮平。
6、鋪設第一層土工格柵
土工格柵鋪設時垂直於線路方向展開，攤鋪時拉直平順，緊貼保護層，不得扭曲、折皺、重疊等，在受力方向聯接處的強度不低於材料設計抗拉強度，且疊合長度不小於30cm；土工格柵布設時，用綁紮帶將相鄰兩層土工格柵固定，鋪設土工格柵的砂層表面平整，不得有堅硬的凸出物。土工格柵鋪好後，不得移動。嚴禁重型機械直接在土工格柵上行走和作業。
7、攤鋪整平第二層砂墊層
第二層砂攤鋪時禁止料車直接在土工格柵上行走，要先在接頭處用裝載機和人工鋪設砂子，以起到保護土工格柵的作用。填料攤鋪平整使用裝載機進行初平，要保證每一車料及時攤平，再用平地機進行終平，攤鋪厚度採用水準儀控制，虛鋪厚度為13cm。保證攤鋪面在縱向和橫向平順均勻。
8、碾壓夯實
使用壓路機進行碾壓，確保壓實達到設計的要求。採用18t壓路機進行靜壓，壓實變數為一遍。然後人工用自製工具對部分起拱部分進行刮平，進行下一道工序。
9、鋪設第二層土工格柵
土工格柵鋪設時垂直於線路方向展開，攤鋪時拉直平順，緊貼保護層，不得扭曲、折皺、重疊等，在受力方向聯接處的強度不低於材料設計抗拉強度，且疊合長度不小於30cm；上、下層土工格柵接縫應交替錯開，錯開距離不宜小於0.5m。土工格柵布設時，用綁紮帶將相鄰兩層土工格柵固定，鋪設土工格柵的砂層表面平整，不得有堅硬的凸出物。土工格柵鋪好後，不得移動。嚴禁重型機械直接在土工格柵上行走和作業。
10、攤鋪整平第三層砂墊層
第三層砂攤鋪時禁止料車直接在土工格柵上行走，要先在接頭處用裝載機和人工鋪設砂子，以起到保護土工格柵的作用。填料攤鋪平整使用裝載機進行初平，要保證每一車料及時攤平，再用平地機進行
終平，攤鋪厚度採用水準儀控制，虛鋪厚度為13cm。保證攤鋪面在縱向和橫向平順均勻。
11、 攤鋪整平第二層碎石墊層
填築第二層碎石的時候，同樣需要先用裝載機先鋪設一條具有一定厚度的進料口。要保證每一車料及時攤平，下一車沿著前一車鋪設的路進入場地卸料。使用推土機粗平，再用平地機進行終平，攤鋪厚度採用水準儀控制，虛鋪厚度為35--36cm。保證攤鋪面在縱向和橫向平順均勻。
12、碾壓夯實
根據分層作業要求，選擇壓路機進行碾壓，確保壓實達到設計的要求。壓實順序應按先兩側後中間，先慢後快，先靜壓後弱振、再強振的操作程式進行碾壓。採用半輪碾壓法，壓路機速度不超過4km/h，由於砂墊層很難壓實，所以第二層碎石墊層需要碾壓的變數要多一些，可以根據相鄰兩遍碾壓的高度差判斷，當高差很小時可以進行自檢。一般情況下，碾壓8遍應可滿足要求（往復為一遍）。
質量標準
1、複合地基質量檢測合格後，方可進行樁頂褥墊層施工。
2、褥墊層頂面不低於原地表面。
3、墊層中鋪設的雙向土工格柵，其10%應變時雙向抗拉強度不小於120KN/m。
4、砂、碎石墊層施工允許偏差、檢驗數量及檢驗方法
考慮CFG樁頭影響，Evd指標第一層不檢測，僅在褥墊層頂面測試。檢測頻率為縱向100m每壓實層抽樣檢測壓實係數K和孔隙率n各6點，其中左、右距路肩邊線1m處各2點，路基中部2點，縱向每100m檢測動態變形模量Evd4點，其中：左、右距路基邊線2m處各1點，路基中部2點，測點沿縱向均勻隨機布置。
技術措施
1、鋪設土工格柵的下承層表面應整平、壓實，並清除表面堅硬凸出物。
2、土工格柵連線牢固，在受力方向聯接處強度不低於材料設計抗拉強度，且疊合長度不小於30cm。
3、土工格柵鋪設時，必須拉緊展平插釘固定，並與路基面密貼不得有褶皺扭曲。
4、鋪設上下層土工格柵時，其上、下層接縫應交替錯開，錯開距離不小於0.5m。
5、土工格柵不得直接鋪設在碎石等堅硬的下承層上。應在土工格柵和碎石之間鋪設10cm厚的中、粗砂保護層，且中粗砂墊層要採用壓路機靜壓壓實，嚴禁碾壓及運輸等設備直接在土工格柵上碾壓或行走作業。
6、鋪設的土工格柵屬於隱蔽工程，應按隱蔽工程做好檢查記錄。
質量控制
1、原材料質量按規定頻率和標準抽檢，施工中加強防護，防治污染和破壞。
2、土工合成材料的下承層表面應整平、壓實，並清除表面堅硬突出物。
3、鋪設土工合成材料時，將強度高的方向置於路堤主要受力方向，當設計有特殊要求時按設計鋪設。
4、土工合成材料鋪好後應按設計要求鋪回折段，並及時用砂覆蓋。 5、嚴禁碾壓及運輸設備等直接在土工合成材料上碾壓或行走作業。
6、原地面排水應形成4%的路拱。
7、褥墊層加鋪土工合成材料屬於隱蔽工程，施工過程中應有質檢人員現場監控並做好隱蔽工程檢查記錄，報監理簽認後方可進行下一道工序施工。
檢驗
1、土工合成材料的品種、規格及質量應滿足設計要求，進場時應進行現場驗收。檢驗數量：同一廠家、品種、批號的土工合成材料，每10000㎡為一批，不足10000㎡也按一批計，每批抽樣檢驗一組。
檢驗方法：查驗每批產品出廠合格證、性能報告單。抽樣檢驗土工織物的拉伸強度、延伸率、滲透係數或土工格柵的抗拉強度、延伸率。
2、砂採用中、粗砂，含泥量不大於5%。
檢驗數量：同一產地、品種、規格且連續進場的砂料，每3000m3為一批，當不足3000m3也按一批計，每批抽樣檢驗一組。
檢驗方法：現場抽樣檢驗砂子的含泥量，並進行篩分試驗，在施工過程中觀察檢查由無草根、垃圾等雜質。
3、碎石墊層應採用未風化的乾淨礫石或碎石，其最大粒徑不得大於50㎜，含泥量不得超過5%，且不含草根、垃圾等雜質。
檢驗數量：同一產地、品種、規格且連續進場的碎石，每3000m3為一批，當不足3000m3也按一批計，每批抽樣檢驗一組。
檢驗方法：在現場抽樣檢驗碎石最大粒徑、含泥量，並在施工過程中觀察檢查由無草根、垃圾等雜質及岩性變化情況。
4、土工合成材料的鋪設層數、鋪設方向和連線方法應滿足設計要求。
檢驗數量：沿線路縱向每100m抽樣檢驗5處。 檢驗方法：觀察、尺量。
