高速软土地基处理施工方法

高速软土地基处理施工方法高速公路软土地基处理施工方法本合同段的软土地基处理主要为砂砾垫层、预压与超载预压、真空预压、塑料排水板、粉喷桩、粒料桩、预应力预制管桩、铺设土工合成材料等一系列施工方法,并应进行路堤沉降观看。(一)砂砾垫层1、用作垫层的砂砾料,要具有良好的透水性,不含有机质、粘土块和其它有害物质。砂砾的最大料径不得大于5%。2、按图纸或监理工程师的要求,在清理的基底上分层铺筑符合要求的砂或砂砾垫层,分层铺筑厚度不得超过200mm,并逐层压实至规定的压实度。压实的方法依据地基状况而选择振动法(平振、插振、夯实等)、水撼法、压实法等。采用碾压法施工时,要掌握最佳含水《路基土石方调配图》。量。砂砾垫层要宽出路基边脚0.5~1.0m,且无明显的粗细料离析现象。两侧端以片石护砌,以免砂料流失。3、填筑砂砾垫层施工时避免砂或砂砾受到污染。4、填筑砂砾垫层的基面和层面铺有土工布时,在砂砾垫层上下各厚100mm层次中不得使用轧制的粒料,以免含有裂口的碎砾石损伤土工布。-17- 5、对于打设排水处理地基的,应在铺设下半层砂砾层后才能打设排水体,排水体顶端应按设计要求预留一定长度(30cm左右),最终再铺设土工织物(有的话)和上半层砂砾层。(二)预压与超载预压1、预压和超载预压的填土高度按图纸或监理工程师的要求。2、用于预压与超载预压的填料采用与路基相同的填料。在路基及超载土方的填筑及预压过程中,均应严格按规范要求进行逐层填筑,并进行沉降和稳定性监测。3、预压路堤顶面应设一定的横坡使排水通畅。4、填土预压时间越长工后沉降就越小,因此,对有预压要求的路段,尤其是桥头路段和与箱涵相接路段,在施工支配上尽量早地堆载预压。堆载顶面要平整密实有横坡。沉降后应准时补方,一次补方厚度不应超过一层填筑厚度,并适当压实。对地基稳定性较好的路段,也可按预估沉降随路堤填筑一次抛填到位。对于在预压期间低于原定预压标高以下的均需准时补填。(三)塑料排水板1、质量要求a、塑料排水板的质量应符合下表规定的要求。施工之前应将塑料排水板堆放在现场,并加以掩盖,以防暴露在空气中老化。施工时应严格根据图纸指出的位置、深度和间距设置。板的顶部应伸入砂砾垫层,外露长度不小于200mm,使其与垫层贯穿,保证排水良好。塑料排水板技术指标-17- 项目单位设计板深(m)备注复合体厚度mm4.5±0.24.5±0.2宽度mm100±2100±2克重g/m80~11090~130抗拉强度KN/10cm>2.0>2.5延伸率≤10%时纵向通水量cm3/s>50>65侧向压力为350Kpa滤膜单位面积重量g/m2>110>110抗拉强度干态N/cm>40>45延伸率15%湿态N/cm>35>40延伸率15%,水中浸泡24h梯形撕裂纵向N>75>80横向N>65>70湿态断裂延伸率%>20>20水中浸泡24h渗透系数mm/s≥5×10-3≥5×10-3水中浸泡24h有效孔径μm<100<100以O98计b、塑料排水板在插入地基的过程中应保证板不扭曲、透水膜无破损和不被污染。板的底部应有牢靠的锚固措施,以免在抽出保护套管时将其带出。C、塑料排水板插好后应准时将露在垫层的多余部分切断,并予以保护,以防因插板机移动、车辆的进出或下雨时受到损坏而降低排水效果。d、塑料排水板宜采用滤水膜内水平搭接的方法连接,搭接长度不得小于200mm。-17- e、支配软基处理专业队伍施工,采用LJB-6型履式插板机施工。2、施工要点a、塑料排水板打设顺序:定位→塑料板通过导管从管靴穿出→塑料板与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位→插入塑料板→拔管剪断塑料板。b、塑料排水板插入过程中防止淤泥进入板芯,堵塞输水通道,影响排水效果。c、塑料排水板与桩尖连接要牢固,避免提管时脱开将塑料板带出。d、桩尖与导管协作要适当,避免错缝,防止淤泥进入而增大塑料排水板与导管壁的磨擦力造成塑料排水板带出。e、严格掌握间距和深度,凡塑料排水板被带上2m的应作废,补打。(四)粒料桩1、粒料桩平面按等边三角形布置,施工桩体时可依据试桩及详细状况采用跳桩打设的方法,并从场地四周向中心逐步施工,以削减脆弱地层对桩体或桩体间的影响。2、粒料桩材料应采用未风化的洁净砾石或轧制碎石而成,粒料20~50mm,应具有一定级配,含泥量≤5%。3、粒料桩施工顺序:施工预备(先铺设砂砾垫层30cm)→布置桩位→桩机就位→开机→沉管造孔→填粒→挤密成桩→关机就位。-17- 4、采用干法施工,在正式施工前作试桩,获得相应的数据资料以掌握施工质量。(五)粉喷桩1、粉喷桩施工工艺流程如下图所示:粉喷桩施工工艺流程(1)放样定位(2)移动钻机,精确对孔。对孔误差不得大于50mm。(3)利用支腿油缸调平钻机,钻机主轴垂直度误差应不大于1%。(4)启动主电动机,依据施工要求,以I、II、III档逐级加速的顺序,正转预搅下沉。钻至接近设计深度时,应用低速慢钻,钻机应原位钻动1~2min。为保持钻杆中间的送风通道的干燥,从预搅下沉开始直到喷粉为止,应在钻杆内连续输送压缩空气。(5)粉体材料及掺合:使用粉体材料,除水泥外,还有石灰、石膏及矿渣等,也可使用粉煤灰等作为掺加料。(6)提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时,按0.5m/min的速度反转提升。当提升到设计停灰标高时,应慢速原地搅拌1~2min。(7)重复搅拌。为保证粉体搅拌匀称,须再次将搅拌头下沉到设计深度。提升搅拌时。其速度掌握在0.5~0.8m/min左右。(8)为防止空气污染,在提升喷粉距地面0.5m处应减压或停止喷粉。在施工中,孔口应设喷灰防护装置。-17- (9)提升喷灰过程中,须有自动计量装置。该装置为掌握和检验喷粉桩质量的关健,应予以足够的重视。(10)钻具提升至地面后,钻机移位对孔,按上述步骤进行下一根桩的施工。2、施工要点及质量要求(1)在机具设备和材料进场的同时,应进行场地清理,使之符合施工要求并布置粉喷桩所需材料的储存棚和机具设备安装地点以及水电供应和排水沟的位置。(2)钻机技术性能和指标应满意设计与施工要求。(3)钻机就位,应满意图纸要求,垂直度偏位不得大于1.5%,桩的孔位置与图纸位置偏差不得大于50mm。(4)严格掌握喷粉时间、停粉时间和水泥喷入量。要防止桩体上下喷粉不匀、下部水泥剂量强度差异大等问题。因此,施工设备须配有自动记录的计量系统,本合同段的粉喷桩采用双相称重计量系统装置。施工时,先正旋钻头喷气下沉预搅至桩底标高以下,然后,反旋钻头喷粉搅拌缓慢提升至设计停灰面,再钻进1/2桩深或整桩,自下而上复搅1次。(5)发觉喷粉量不足时,应整桩复打,喷粉中断时,复打重叠孔段应大于1m。(6)粉喷桩施工前应进行成桩试验,确定喷头速度、提升速度、水泥用量等技术参数,使其满意图纸要求。(7)应做好施工记录。实际的孔位、孔深、每个钻孔的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及工程地质状况均应作具体记录。-17- (六)预应力砼管桩1、打入桩的吊装、运输与堆放(1)管桩砼强度等级达到100%才能出厂。(2)管桩吊装时宜采用两支点法,或两头勾吊法,两吊点(两支点法)距离桩端宜为0.21L(L为管桩长度),绳索与桩身水平所交角应大于45度。(3)管桩在起吊、装卸、运输时必需做到平稳、轻起轻放,严禁抛掷、碰撞、滚撞、滚落。(4)管桩在运输堆放时的支点位置距桩二端均为0.21L(L为管桩长度)。(5)本合同段的管桩拟采用汽车运输。管桩运输时,堆放层数不宜超过三层,并用钩绳、钢缆对管桩二支点处四周进行封固,防止滚动。(6)管桩堆放场地,必需平整、坚实、要有排水措施,不得产生不匀称沉陷。堆放层数,φ300-φ400mm管桩,不得超过8层,φ400-φ450mm管桩,不得超过7层,φ500-φ600mm管桩,不得超过6层。管桩底层二面外侧挡以楔形挡木,防止滚落。2、打入桩的施工掌握(1)当桩的砼强度达到100%设计强度,且蒸汽养护后在常温下静停3天后方可施工。-17- (2)管桩可以采用锤击、静压等沉桩方式,不论采用何种方式,桩架均应平衡,桩身必需垂直,桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%,应在距桩机15m-25m处成90°方向设置经纬仪各一台,测定导杆和桩身的垂直度。(3)锤击沉桩应选用合适的桩锤,宜重锤轻击。依据土质状况、单桩承载力、桩径、壁厚、打入深度等条件选用,并采用适当的桩垫等措施,以降低桩身的锤击应力。(4)桩身、桩帽、送桩和锤击的桩锤应在同一中心线上,且桩锤与桩帽、桩帽与桩之间的弹性衬垫应准时检查、准时更换。(5)静压法沉桩,其桩架应按额定的总重配置压重,并保证压桩机在压桩过程中机械性能保持正常运转,压桩设备应有加载反力读数系统。(6)压桩按设计要求的顺序进行施工。(7)每根桩应一次性连续沉至掌握标高,停留时间不宜过长。3、焊接法接桩(1)焊接时,焊接钢板表面应保持清洁。(2)桩端头距地面1m左右,可进行接桩。接桩时,须用定位板将上下桩接直。焊接前,上、下桩因施工误差等因素而出现的间隙应用厚薄适当的楔形铁片填实焊牢。(3)接桩时上、下桩的中心线偏差不得大于5mm,节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。(4)接桩时应采取措施,削减焊接变形,焊缝要求连续饱满(满意三级焊缝),焊接后,应清除焊渣并检查焊缝的饱满程度。-17- (5)沉桩过程中遇有较难穿透的土层时,接桩宜在桩穿过该层土后进行。4、管桩与托板的连接(1)对于沉入掌握标高而不需要截桩的薄壁预应力砼管桩与托板连接可用托板连接筋与钢板圈焊接后,将桩顶直接埋入托板内,连接筋和桩顶埋入托板内深度,应依据不同的工程状况,遵照设计要求确定。(2)需要截桩的管桩与托板连接,管桩截断后,将垫块下入管内,并把连接用钢筋笼插入桩内,用与托板相同标号的砼灌注。(七)真空预压法1、加固区边界的定位放线,应根据软基处理设计图进行,允许偏差10cm,加固区内的杂物、积水必需清理洁净,场地允许高差不大于15cm。2、为保证连续正常工作,拟配备足够的自备发电机组以备应急用。3、密封膜的加工(1)密封膜宜为聚氯乙烯薄膜,厚度为0.12-0.17mm,其加工后外形必需与加固区全都,加工后的薄膜面积不得小于设计面积,密封膜每边长度应大于加固区相应边3-4m。(2)每块加固区域用2-3层密封膜,详细参数可依据密封膜性能确定。薄膜加工可采用热合法,严禁有热穿、热合不紧等现象,不宜有交叉热合缝。4、滤管安装-17- (1)过滤管应埋于砂垫层中间,距泥面与砂垫层顶面的距离均应大于5cm,滤管四周必需用砂填实,严禁架空漏填。(2)过滤管埋设完毕后,应当平整砂面,消退石块、瓦砾等杂物。(3)过滤管的材质可采用φ60-φ70mm的硬塑料管。打孔加工外包无纺布滤层后,应只透水气而不透砂。(4)铺设过滤管的位置按设计图纸放线定位,过滤管可使用长约30-40cm的胶管连接,胶管套入滤管长度宜为10cm,然后用铅丝绑紧,铅丝接头严禁朝上。5、分别测量塑料排水板打设前、后以及真空预压前的地面标高,以确定预压前后发生的沉降量。6、密封沟与围堰(1)密封沟的开挖应沿加固边界进行,其深度应达到地下水,并切断透水层,内外坡应平滑无砂料存在。沟底宽度应当在0.4m以上,以保证密封膜与沟底粘土充分接触,满意密封要求。(2)密封沟回填料,应当为纯粘土,不含杂质,回填时应避免回填料直接撞击密封膜,以免击破漏气。(3)筑堰的位置应跨密封沟的外沟沿,其土料应分层夯实或采用草袋装土搭垒。(4)在铺膜前,应把出膜弯道与过滤管连接好,并培实砂子,出口压盘与砂垫层表面应齐平,并放好下橡胶圈,铺膜完毕后,应沿出膜弯管口把膜剪开,然后放好橡胶垫圈及上压盘,其间抹匀黄油,最终应把两个螺母上紧。橡胶、垫圈与膜间严禁有砂料存在。-17- 7、密封膜的铺设(1)铺设时应先从上风向下风向伸展,加固区四周余留量应基本全都。施工人员应穿软底鞋上膜,每铺一层,均应由专人检查,若有孔洞,准时粘补,在密封沟内侧应把膜铺平,薄膜过长时,可将其折于沟底,不可外铺于外侧坡上。(2)密封膜铺好后,可施做地面沉降观测盘于膜上,详细位置应当符合设计图纸。8、试抽真空(1)射流泵在安装前应当试运转一次,假如真空压力达不到0.09Mpa则应修理,直至达到要求。(2)在覆水前,应进行试抽真空,同时认真检查每台射流泵的运转状况及薄膜之密封性,发觉问题准时处理。试抽真空宜为7-10天,膜下真空压力应当达到0.08Mpa,若低于此值即属于不正常,应马上查找原因准时处理。试抽开始,即应进行真空压力,沉降量等参数观测。9、正常抽真空(1)试抽达到要求后,转入正常抽真空阶段,此阶段是真空预压加固地基的主要阶段,可持续2-5个月或设计要求的时间。(2)覆水厚度宜为20-40cm,覆水后,膜下真空压力应渐渐稳定,在0.08Mpa以上。10、施工监测(1)预压参数包括孔隙压力、真空压力、深层沉降量及水平位移。-17- (2)真空压力观测:膜下真空度每隔4小时观测一次。表面沉降第一个月两天测一次,以后每周测一次。11、工程验收(1)当连续四昼夜实测地面沉降小于2mm,或经实测土体强度增长到能满意上部连续填土荷载,或地基固结度已达到设计要求85%时,经监理工程师验收,即可终止预压,停泵、卸载。(2)停泵卸载后,在24小时后测量地表回弹。(3)终止预压后,应平整场地,所用各种设备、管材应予拆除,做到工完场清。(八)铺设土工合成材料1、材料要求(1)加筋复合土工布:纵向拉伸强度≥60KN/m,横向拉伸强度≥45KN/m,延伸率≤15%;顶破强度≥2.5KN,幅边搭接时,搭接宽度大于30cm,并采用高强尼龙丝或涤纶丝缝接处理。(2)经编土工格栅:纵向拉伸强度≥100KN/m,横向拉伸强度≥50KN/m,延伸率≤10%;多层土工格栅铺设时,层间距为单层填土厚度;幅边搭接时,搭接宽度大于30cm,并用塑料扣或小铁丝绑扎处理。-17- (3)钢塑土工格栅:纵向拉伸强度≥100KN/m,横向拉伸强度≥80KN/m,延伸率≤3%;钢塑土工格栅幅边搭接时,搭接宽度大于30cm,绑扎处理。土工格栅纵向同样回折2m,纵、横向回折的2m须与上层格栅搭接。路堤采用钢塑土工格栅加固,第一层格栅铺设于50cm砂砾垫层中间。各层土工格栅间距以单层填土厚度(压实)掌握。第一层格栅采用两层格栅叠合铺设,其余层格栅均采用单层格栅。2、施工要点及质量要求(1)土工合成材料的质量应符合图纸或规范要求。在采用土工合成材料加筋的路堤填筑正式开工前,应结合工程先修筑试验路段,以指导施工。(2)铺设土工合成材料应按图纸施工,在平整的下承层上全断面铺设。铺设时,不允许有褶皱,应用人工拉紧,可采用插钉等措施固定土工合成材料于下承层表面。土工合成材料的两侧回折长度应不小于2m。(3)土工合成材料在铺设时,应将强度高的方向置于路堤轴线的方向。(4)土工合成材料之间的连接应牢固。在受力方向连接处的强度不得低于材料设计抗拉强度,且其叠合长度不应小于15cm。(5)铺设土工合成材料的土层表面应平整,表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物,在距土工合成材料层8cm以内的路堤填料,其最大粒径不得大于6cm。(6)土工合成材料摊铺以后应准时填筑填料,以避免其受阳光过长时间的直接暴晒。一般状况下,间隔时间不应超过48h。(7)填料应分层摊铺、分层碾压,所选填料及其压实度应符合规范规定的要求。-17- (8)土工合成材料上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机。一切车辆、施工机械只允许沿路堤的轴线方向行驶。(9)对于软土地基,应采用后卸式卡车沿加筋材料两侧边缘倾卸填料,以形成运土的交通便道,并将土工合成材料张紧。填料不允许直接卸在土工合成材料上面,必需卸在已摊铺完毕的土面上,卸土高度以不大于1m为宜,以免造成局部承载能力不足。卸土后应马上摊铺,以免出现局部下陷。填成施工便道后,再由两侧向中心平行于路堤中线对称填筑,一次施工时应完成全幅摊铺,以免下雨天时中间积水。第一层填料宜采用推土机或其他轻型机具进行压实;只有当已填筑压实的垫层厚度大于60cm后,才能采用重型压实机械压实。(10)对于非软路基,填料的摊铺与填筑可从路堤的中线位置开始,对称地向两侧填土。(11)加筋土路堤的边坡防护应和路堤的填筑同步进行。(12)土工合成材料张拉,在张拉端可用压路机张拉杆或人工进行。待使其产生5%的伸长值时,予以锚固。(13)施工过程中土工合成材料不应出现任何损坏,以保证工程质量。(九)预压期和沉降观测软土地段和高填路段需进行预压和沉降监测。1、软土地段高填路段路堤完工到路面浇筑之前,有路基预压期;-17- 2、沉降期内,不得在预压路堤上修筑任何工程,但可以加填由于沉降引起的附加填土;3、沉降期内,应进行沉降监测,并将监测原始记录、沉降记录汇总表、沉降曲线图等资料以及完成预压期的分析报告在预压期完成14天内上报监理工程师;4、沉降及稳定监测软基处理完工后和高填路基进行填筑前,按设计要求进行路基填筑至标高,在施工前至少14天,将必要的监测记录数据和报表格式报请监理工程师审批,由工程师批准后,用于监测记录。(1)沉降监测①沉降监测装置采用沉降板,沉降板的埋设在地基处理完毕时埋置于基底。②在软基预压的一般路段,沉降板安装于路中心线上,纵向设置间距为200m,对于桥头引道路段,沉降板安装在路中心线和两侧路肩边缘线上,并按施工要求设置纵向间距。③对于桥台、河塘等处要按技术规范要求设置间距、部位进行埋置。④在施工过程中,对沉降板要采取可行的保护措施,不使其变形及损坏,若损坏准时修复。⑤沉降观测应采用精密水平仪测定、测试精度应符合二等水准要求。(2)稳定监测①通过在边坡-17- 趾部和距边沟上口外缘1米及外缘以外10m部位设侧向位移观测边桩进行稳定监测,地基特殊脆弱的桥头、高路堤路段和沿河路段的路基稳定性较差,按设计图要求或必要时按工程师指示埋设测斜管,以确保路堤施工的安全与稳定。②位移边桩设置断面与沉降板相同。③边桩的水平位移观测应采用红外线测距仪按视线法观测,当采用J1或J2经纬仪时采用单三角交汇法观测。(3)沉降及稳定监测频率及标准①施工期间,每填筑一层进行一次沉降观测,填筑间歇期间每3天需观测一次。路堤填筑完毕进入沉降后,第一个月每隔1周观测一次,第2个月每隔15天观测一次,第3个月开始每隔1个月观测一次直至沉降期结束。②水平位移观测频率与测定时间均与沉降监测同步。③掌握标准a、沉降速率每天不大于10mm。b、水平位移速率,边桩掌握每天不大于3mm。c、测斜管掌握在每天不大于5mm。(4)当发觉位移和沉降速率超标准时,应加密测次,实行运态跟踪,分析原因,并准时向工程师报告,按工程师指示,采取减缓填筑速度,甚至暂缓填筑,待变位速率减小到掌握标准以内方可连续进行施工。路堤填筑应以掌握水平位移为主。-17- 5、预压完成后,翻挖至路床顶面设计高程,对沉降在路床顶面设计高程以下的等载土方,进行翻松、掺灰(7%石灰)碾压至路床顶面设计高程,碾压层厚应不小于10cm,其压实度要求≥95%,并形成2%的横坡。