褥垫层
解决地基不均匀的一种方法
褥垫层，是CFG复合地基中解决地基不均匀的一种方法。如建筑物一边在岩石地基上，一边在粘土地基上时，采用在岩石地基上加褥垫层（级配砂石）来解决。
简介
作为处理软土地基手段之一的CFG桩复合地基，近年在我国土建工程中，已得到广泛使用。复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料及土工格栅组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。
作用
褥垫层在复合地基中具有如下的作用：
1、 保证桩、土共同承担荷载，它是水泥粉煤灰碎石桩形成复合地基的重要条件。当基础受到垂直荷载时，桩和桩间土都要发生变形。桩的模量远比土的大，桩比土变形小，由于基础下设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，褥垫层材料不断补充到桩间土上，这样保证一部分荷载通过褥垫层作用在桩间土上，实现了桩和土的共同作用
2 、通过改变褥垫厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高。由于CFG桩桩身模量远大于桩间土，一般桩土应力比较大。但通过褥垫层的作用，可有效减小桩土应力比，这一特性是CFG桩具有较大灵活性。此法调节了桩和土的应力比，较好的发挥了桩和土的承载力从而达到了降低工程造价的目的。
3 、减少基础底面的应力集中。由于CFG桩属于刚性桩，当不设计褥垫层时，桩对基础的应力集中很明显。如果褥垫层厚度在10-30cm，桩对基础底板的应力集中明显减小，厚度超过30cm后，就可以将基础视为天然地基，这时可以不考虑冲切破坏。
4 、调整桩、土水平荷载的分担，褥垫层越厚，土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。褥垫层厚度的调节可以影响桩土荷载的分担，根据这一原理，在CFG桩复合地基的应用中，可以通过调节褥垫层的厚度来消除地基的不均匀性，使地基达到协调变形。
施工准备
1、材料要求：砂、碎石运至现场指定地点，砂垫层采用级配良好的中、粗砂，不含草根、垃圾等杂质，其含泥量不得大于5%。碎石垫层应采用未风化的干净砾石或碎石，其最大粒径不得大于50mm，含泥量不得超过5%。碎石垫层的颗粒级配应采用5~31.5mm的连续级配碎石。
土工格栅规格及性能符合设计要求，运至工地后应分批整齐堆放在料棚（库）内，防止日晒雨淋，并保持料棚通风干燥，并不得长时间受阳光直接曝晒。
土工格栅进场时，逐批检查出厂检验单、产品合格证及材料性能报告单。其主要物理力学性能指标应抽样检验。同一厂家、品种、批号的土工合成材料，每10000m2为一批，不足10000m2也按一批计。施工单位每批抽样检验一组。
2、在CFG桩桩顶设计标高以上填筑级配碎石下承层，碎石垫层施工前应将基底清理、整平。采用自卸汽车将级配碎石运至现场指定地点，装载机、平地机整平,压路机碾压，压实厚度20cm厚；碎石以上铺设两层双向土工格栅，土工格栅不得直接接触碎石垫层，应在土工格栅上、下及两层土工格栅之间铺设100mm厚的中粗砂保护层，且中粗砂保护层要采用压路机静压压实，中粗砂保护层以上填筑30cm（压实厚度）厚碎石垫层。
施工流程
1、测量放样
由测量组进行放线，每50m米依据中心位置、地面高程、横断面尺寸放样两侧边线及中线，用白灰撒出褥垫层铺垫的范围。
测量放线，中线、水准、边桩的测量误差必须符合客运专线施工测量的有关规定。测量工作必须贯彻双检制。
2、摊铺整平第一层碎石垫层
卸料之前要计算每一车碎石的方量，然后用白灰线打出方格网，由专人指挥卸料，使每车对应一个方格。填料摊铺平整使用装载机进行初平，要保证每一车料及时摊平，再用平地机进行终平，摊铺厚度采用水准仪控制，虚铺厚度为24--25cm。保证摊铺面在纵向和横向平顺均匀。
3、碾压夯实
根据分层作业要求，选择压路机进行碾压，确保压实达到设计的要求。压实顺序应按先两侧后中间，先慢后快，先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。采用半轮碾压法，压路机速度不超过4km/h，一般情况下碾压6遍应可满足要求（往复为一遍）。
4、摊铺整平第一层砂垫层
碎石垫层检验合格后，开始铺设第一层砂。卸料之前要计算每一车砂的方量，然后用白灰线打出方格网，由专人指挥卸料，使每车对应一个方格。填料摊铺平整使用装载机进行初平，要保证每一车料及时摊平，再用平地机进行终平，摊铺厚度采用水准仪控制，虚铺厚度为13cm。保证摊铺面在纵向和横向平顺均匀。
5、碾压夯实
根据分层作业要求，选择压路机进行碾压，确保压实达到设计的要求。砂垫层在13cm厚时25t压路机很难行走，可以采用18t压路机进行静压，压实变数为一遍。然后人工用自制工具对部分起拱部分进行刮平。
6、铺设第一层土工格栅
土工格栅铺设时垂直于线路方向展开，摊铺时拉直平顺，紧贴保护层，不得扭曲、折皱、重叠等，在受力方向联接处的强度不低于材料设计抗拉强度，且叠合长度不小于30cm；土工格栅布设时，用绑扎带将相邻两层土工格栅固定，铺设土工格栅的砂层表面平整，不得有坚硬的凸出物。土工格栅铺好后，不得移动。严禁重型机械直接在土工格栅上行走和作业。
7、摊铺整平第二层砂垫层
第二层砂摊铺时禁止料车直接在土工格栅上行走，要先在接头处用装载机和人工铺设砂子，以起到保护土工格栅的作用。填料摊铺平整使用装载机进行初平，要保证每一车料及时摊平，再用平地机进行终平，摊铺厚度采用水准仪控制，虚铺厚度为13cm。保证摊铺面在纵向和横向平顺均匀。
8、碾压夯实
使用压路机进行碾压，确保压实达到设计的要求。采用18t压路机进行静压，压实变数为一遍。然后人工用自制工具对部分起拱部分进行刮平，进行下一道工序。
9、铺设第二层土工格栅
土工格栅铺设时垂直于线路方向展开，摊铺时拉直平顺，紧贴保护层，不得扭曲、折皱、重叠等，在受力方向联接处的强度不低于材料设计抗拉强度，且叠合长度不小于30cm；上、下层土工格栅接缝应交替错开，错开距离不宜小于0.5m。土工格栅布设时，用绑扎带将相邻两层土工格栅固定，铺设土工格栅的砂层表面平整，不得有坚硬的凸出物。土工格栅铺好后，不得移动。严禁重型机械直接在土工格栅上行走和作业。
10、摊铺整平第三层砂垫层
第三层砂摊铺时禁止料车直接在土工格栅上行走，要先在接头处用装载机和人工铺设砂子，以起到保护土工格栅的作用。填料摊铺平整使用装载机进行初平，要保证每一车料及时摊平，再用平地机进行
终平，摊铺厚度采用水准仪控制，虚铺厚度为13cm。保证摊铺面在纵向和横向平顺均匀。
11、 摊铺整平第二层碎石垫层
填筑第二层碎石的时候，同样需要先用装载机先铺设一条具有一定厚度的进料口。要保证每一车料及时摊平，下一车沿着前一车铺设的路进入场地卸料。使用推土机粗平，再用平地机进行终平，摊铺厚度采用水准仪控制，虚铺厚度为35--36cm。保证摊铺面在纵向和横向平顺均匀。
12、碾压夯实
根据分层作业要求，选择压路机进行碾压，确保压实达到设计的要求。压实顺序应按先两侧后中间，先慢后快，先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。采用半轮碾压法，压路机速度不超过4km/h，由于砂垫层很难压实，所以第二层碎石垫层需要碾压的变数要多一些，可以根据相邻两遍碾压的高度差判断，当高差很小时可以进行自检。一般情况下，碾压8遍应可满足要求（往复为一遍）。
质量标准
1、复合地基质量检测合格后，方可进行桩顶褥垫层施工。
2、褥垫层顶面不低于原地表面。
3、垫层中铺设的双向土工格栅，其10%应变时双向抗拉强度不小于120KN/m。
4、砂、碎石垫层施工允许偏差、检验数量及检验方法
考虑CFG桩头影响，Evd指标第一层不检测，仅在褥垫层顶面测试。检测频率为纵向100m每压实层抽样检测压实系数K和孔隙率n各6点，其中左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点，纵向每100m检测动态变形模量Evd4点，其中：左、右距路基边线2m处各1点，路基中部2点，测点沿纵向均匀随机布置。
技术措施
1、铺设土工格栅的下承层表面应整平、压实，并清除表面坚硬凸出物。
2、土工格栅连接牢固，在受力方向联接处强度不低于材料设计抗拉强度，且叠合长度不小于30cm。
3、土工格栅铺设时，必须拉紧展平插钉固定，并与路基面密贴不得有褶皱扭曲。
4、铺设上下层土工格栅时，其上、下层接缝应交替错开，错开距离不小于0.5m。
5、土工格栅不得直接铺设在碎石等坚硬的下承层上。应在土工格栅和碎石之间铺设10cm厚的中、粗砂保护层，且中粗砂垫层要采用压路机静压压实，严禁碾压及运输等设备直接在土工格栅上碾压或行走作业。
6、铺设的土工格栅属于隐蔽工程，应按隐蔽工程做好检查记录。
质量控制
1、原材料质量按规定频率和标准抽检，施工中加强防护，防治污染和破坏。
2、土工合成材料的下承层表面应整平、压实，并清除表面坚硬突出物。
3、铺设土工合成材料时，将强度高的方向置于路堤主要受力方向，当设计有特殊要求时按设计铺设。
4、土工合成材料铺好后应按设计要求铺回折段，并及时用砂覆盖。 5、严禁碾压及运输设备等直接在土工合成材料上碾压或行走作业。
6、原地面排水应形成4%的路拱。
7、褥垫层加铺土工合成材料属于隐蔽工程，施工过程中应有质检人员现场监控并做好隐蔽工程检查记录，报监理签认后方可进行下一道工序施工。
检验
1、土工合成材料的品种、规格及质量应满足设计要求，进场时应进行现场验收。检验数量：同一厂家、品种、批号的土工合成材料，每10000㎡为一批，不足10000㎡也按一批计，每批抽样检验一组。
检验方法：查验每批产品出厂合格证、性能报告单。抽样检验土工织物的拉伸强度、延伸率、渗透系数或土工格栅的抗拉强度、延伸率。
2、砂采用中、粗砂，含泥量不大于5%。
检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的砂料，每3000m3为一批，当不足3000m3也按一批计，每批抽样检验一组。
检验方法：现场抽样检验砂子的含泥量，并进行筛分试验，在施工过程中观察检查由无草根、垃圾等杂质。
3、碎石垫层应采用未风化的干净砾石或碎石，其最大粒径不得大于50㎜，含泥量不得超过5%，且不含草根、垃圾等杂质。
检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每3000m3为一批，当不足3000m3也按一批计，每批抽样检验一组。
检验方法：在现场抽样检验碎石最大粒径、含泥量，并在施工过程中观察检查由无草根、垃圾等杂质及岩性变化情况。
4、土工合成材料的铺设层数、铺设方向和连接方法应满足设计要求。
检验数量：沿线路纵向每100m抽样检验5处。 检验方法：观察、尺量。
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