软土路基施工技术

'中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术秦沈客运专线路基施工中需研究的几个问题胡建（中铁二局集团秦沈指挥部）摘要：本文根据秦沈线的设计情况，结合秦沈线的施工实践和部份试验结果，叙述了几个在秦沈线有一定共性的问题，供后来者探讨关键词：秦沈铁路路基施工问题1、秦沈客专线A12、A13标路基设计概况秦沈客专线A12、A13标（DK218+500～DK263+400）共计长度35.471千米，其中特大、大、中、小桥合计长度12.119千米，路基长度合计23.352千米。在路基工程中，基床需特别处理的路基长度计22.094千米。在A12、A13标中，路基填土高度（含基床）自3.13米至9.41米不等。路基填高最低处3.13m，里程为DK229+800附近，路基填高最高处9.41m，里程为DK225+040附近。1.1本段路基在通过软弱和松软地区时采用了如下几种加固处理方法：1.1.1塑料排水板——用于加固深度为4.0～9.0m的松软地基。1.1.2袋装砂井——用于加固深度为7.0～20.0m的软弱地基。1.1.3粉喷桩——用于桥台后20.0～30.0m范围复合地基加固。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术1.1.4碎石桩——用松软地区桥台后的路基及深度5.0m左右的松软层路基基底加固。1.1.5旋喷桩——用于松软和软弱地区的涵洞基底及小段路基基底加固处理。1.1.6水泥搅拌桩——用于松软及软弱地区的桥台后路基、涵洞基底及个别小段落的路基基底处理。1.1.7基底换填砂垫层和铺设土工格室——一般用于松软土层厚度在3.0m以内的路基地段。1.2在A12、A13标的路基填筑中使用的填料主要为A、B组填料，填料的主要技术指标如下：A组填料：最大干密度2.05最优含水量9%比重2.70Cc1.68Cu24B组填料：最大干密度2.19最优含水量8.6%液限29.3塑限20.4Ip8.9114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术不均匀系数24.5曲率系数2.11>5mm颗粒质量比：27最大粒径：10mm2、几个问题　　目前，由我公司承担的A12、A13标已开始逐步进入路堤本体的填筑施工。在此之前，秦沈线上各兄弟单位也先后进入了路基的填筑施工，在施工过程中均不同程度地遇到一些在秦沈线上具有一定共性的问题。这些问题目前尚无确切的答案，有待于在今后的施工中进一步加以研究解决。2.1设计的软弱及松软地基加固处理措施和规定的工后沉降标准与工期要求之间的矛盾问题。根据铁道部有关领导三年半建成秦沈的指示精神，整个秦沈线的后门工期已经关死。按照这个总工期目标，从我公司去年八月份获得第一批施工图（资料）起算，扣除线上工程的施工时间和冬季低温条件下不能施工的时间，不考虑雨季的影响，实际用于软基处理和填筑施工（包括预压）的工期最短的仅9—11个月。而秦沈线的有关《细则》对路基工后沉降规定的标准又是如此之高（一般路基地段工后沉降≤15cm，沉降速率<4cm/年；过渡段工后沉降≤8cm114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术）这就使得工期与标准之间的矛盾非常突出。众所周知在软土地区施工的铁路路基若不给予充分的预压固结时间，那么开通使用后，其沉降是很难控制的。据目前的资料看，在我国已建成的铁路中软基地段工后沉降控制得最好的是广深准高速铁路，其工后沉降为53cm（相应的规定为0≤20cm）。这些数据说明，不尊重客观规律的人为意志工期与客观的软基固结沉降规律所需要的工期（包括预压固结期）往往矛盾十分尖锐。而按照人为意志工期施工，一但工后沉降超标，首先受到责难的往往又是施工单位。这就使施工单位常常处于人为意志工期与客观规律的夹缝之中，十分尴尬。有鉴于此，施工中施工单位一是要充分利用给定的有效工期，二是要严把各道质量关，确保各道工序按设计实作到位。在做到了上述两点之后，对于施工单位来讲即使受到责难，也能拿科学的数据、充分的理由进行陈述和申辩。在高速铁路的施工中如何在前面已述及的几种软基处理工艺的条件下，亦或是其它新的施工工艺条件下，在软短的时间内实现软基的充分固结，从而达到控制工后沉降的目的，将是今后的一项长期课题。2.2关于秦沈线路基填筑中的双重检测指标不匹配的问题由于秦沈线是我国首次自行设计、自行施工的高速铁路，因此在各项质量检测标准上都无成熟的经验可供借鉴，同时又为了保证高速铁路能真正跑起高速，因而借鉴于一些国外的标准又结合了国内的部分研究成果，因此就出现了所谓的双重标准。例如，对路堤本体设计《暂规》及《路基施工细则》均规定如下：114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术填料压实标准细粒土粗料土碎石土A、B、C组填料或改土地基系数K30（Mpa/m）≥90≥110≥120孔隙率n（%）—<25<25压实系数K≥0.9—对上述表中的粗粒土一栏即同时出现了K30和孔隙率n两个指标的要求。根据我部在A12、A13标的实际施工实践看，以粗粒土为例第一个标准K30≥110Mpa/m，经过努力是能够达到的，而第二个指标孔隙率n则是非常不容易，甚至可以说是无法达到。我公司第三经理部采用江簏牌重型压实机械（主要技术参数如下）江簏牌压路机型号：W1603激振力：（1）316KN静质量：16000kg（2）165KN在经洒水控制最佳含水率的情况下，反复碾压后采用两种方法实测的密度进行计算均不能完全达到设计要求的孔隙率n。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术试验数据最大干密度2.05比重2.69～2.70最佳含水量8.6～9%核子密度仪室测密度1.845～1.915灌砂法实测密度1.85～2.06孔隙率n23.7～31.2K30>110Mpa根据兄弟单位的试验，在填筑基床时《暂规》的相应规定为，K30≥120Mpa；n<20%（粗粒土），但实际施工采用重型压实机械，按最佳含水率控制，即使碾压遍数达到16遍，都不能实现n<20%，而超过16遍后填料反而会被振松，造成密实度下降。这一问题值得在今后的施工和研究中进一步探讨。2.3在松软和软弱地基上的路桥（涵）过渡段采用不同的复合地基或固结沉降措施其刚性过渡段匀一性问题。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术为保证高速列车运行的平稳性，本次秦沈客专线在路桥（涵）相连结处的一定范围内设计了特别的路桥（涵）过渡段，其目的是保证高速列车运行时不致出现由于刚度突变而引致的俯仰振动。因此过渡段的填料及过渡段的基底均是特别进行设计的。过渡段的填料采用了级配碎石，而过渡段的基底采用了诸如碎石桩、旋喷桩、搅拌桩、袋装砂井等多种处理手段。从理论上讲过渡段填筑体的刚性应介于土路基与桥、涵等刚性构筑物之间，然而由于采用复合地基和固结沉降两类处理机理不尽一致的处理手段。因此，由于基底处理手段或者说机理的不一致性会否导致过渡段的整体刚性的差异，目前尚是一个未知数，而由于过渡段可能出现的刚度差异会否给高速运行中的列车带来不利的俯仰振动，这更是我们目前无法得出结论的问题，因此，这一问题也是值得我们在今后的高速铁路设计与施工中加以探讨和研究的。3、结束语秦沈客专线是目前我国正在修建中的第一条高速铁路，其无论是从理论上，还是实践上，都有许多未知数尚待我们去探讨和研究，前述的几个问题也许可能由于笔者才疏学浅认识不到，或许笔者认识甚至存在错误也未必不是可能的，而笔者唯一的心愿是愿该文能抛砖引玉，引起读者对高速铁路的研究兴趣，能达此目的，笔者心愿足矣。高压喷射注浆施工技术114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术梁恩华（中铁二局秦沈指月牙河第一项目经理部）摘要：本文简要介绍了高压喷射注浆法的成桩机理和适用范围，并围绕高压旋喷注浆技术在秦沈客运专线复合地基处理中的应用，对其设计、施工及施工要点展开深入的阐述。关键词：高压喷射注浆机理设计施工检测1、概论1.1高压喷射注浆法是70年代初出现的一种新的地基加固方法。其方法是采用钻机先钻进至预定深度后，由钻杆一端安装的特殊喷咀，把某种浆液（如水泥浆液）高压、高速喷出，以冲切、扰动土体并使浆液与土体混合、凝固，同时钻杆边旋转边提升，从而造成一个园柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。　　目前，我国交通、水利、城建等各个部门在地基加固、深基坑支挡和防渗以及旧有建筑物地基补强等各个领域普遍使用这种方法。1.2根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。1.2.1单管法：单层喷射管，仅喷射水泥浆。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术1.2.2二重管法：又称浆液汽体喷射法，是用二层喷射管将水泥浆和空气同时横向喷射，水泥浆在四周形成的空气膜的条件下喷射，加固范围较大。1.2.3三重管法：是一种水气喷射，浆液灌注的方法。即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把破碎的土体由地表排出；同时另一个喷咀将水泥浆以较低力喷射注入到被切割、破碎的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固体直径可达2米。1.3喷射注浆法的加固半径和许多因素有关，其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度τ、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比，与提升速度S、土的抗剪强度τ和浆液稠度B成反比。1.4加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。2、成桩机理和适用范围2.1成桩机理　　高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用：2.1.1高压喷射流切割破坏土体作用：喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体，使土体出现空穴，土体裂隙扩张。2.2.2混合搅拌作用：钻杆在旋转提升过程中，在射流后部形成空隙，在喷射压力下，迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向（即阻力小的方向）移动位置，与浆液搅拌混合形成新的结构。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术2.2.3升扬置换作用（三重管法）：高速水射流切割土层的同时，由于通入压缩气体而把一部分切下的土粒排出地下，土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。2.2.4充填、渗透固结作用：高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙，析水固结，还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。2.2.5压密作用：高压喷射流在切割破碎土体过程中，在破碎部位边缘还有剩余压力，并对土层可产生一定压密作用，使高喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。旋喷桩体固结情况如图2.1所示：2.2适用范围114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术　　旋喷注浆法地基加固适用于淤泥质土、粉质粘土、（亚粘土）、粉土（亚砂土）、松散稍密状的砂土、湿陷性黄土及人工填土中的素填土。对地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程，淤泥和泥炭土的地基加固，均应通过试验确定其适用性。3、高压旋喷注浆设计3.1加固体直径的确定　　旋喷桩直径与现场土质、土体强度和喷射压力、流量、提升速度和浆液稠度等诸多因素有关，应通过现场试验确定。当无试验资料时可参考表3.1选用。旋喷桩直径参考值（米）表3.1喷注种类土的类别单管法二重管法三重管法粘性土0＜N＜51.2±0.21.6±0.32.5±0.310＜N＜200.8±0.21.2±0.31.8±0.320＜N＜300.6±0.20.8±0.31.2±0.3砂土0＜N＜101.0±0.21.4±0.32.0±0.310＜N＜200.8±0.21.2±0.31.5±0.320＜N＜300.6±0.21.0±0.31.2±0.3砂砾20＜N＜300.6±0.21.0±0.31.2±0.3注:表中N为标准贯入实测锤击数3.2加固体强度和硬化剂用量的确定　　为了解喷射注浆固结体的性质和浆液的合现配方，确定硬化剂的用量，必须取现场各层土样，在室内按不同含水量和配合比进行试验。在正式施工前现场进行喷射试验，查明喷射固结体的直径和强度，验证设计的可靠性和安全性。3.3复合地基承载力的确定114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术旋喷桩复合地基承载力设计值，应通过现场复合地基载荷试验确定，也可按3.1式计算，或结合当地及土质相似工程的经验确定。fsp=m.Nd/Ap+β(1-m)fs（3.1）式中：fsp—复合地基承载力设计值（Kpa）；m—旋喷桩体的面积置换率（%）；fs—桩间天然地基土承载力标准值（Kpa）；β—桩间天然地基土承载力折减速系数，可根据试验确定，当无试验资料时，可根据桩端木质取值：当桩端为软土时，0.5＜β＜1；当桩端为硬土时，β＜0.5；当不考虑桩间软土作用时，β=0；Nd—旋喷桩柱体单桩竖向承载力设计值（KN），可通过现场载荷试验确定，也可按式3.2和3.3计算取其中小值。Nd=KquAp（3.2）Nd=qsUpL+αApfk（3.3）式中qu——旋喷桩柱身标准试块（边长15cm的立方体）的无侧限抗压强度（Kpa）K——强度折减系数，可取0.35；Ap——旋喷桩体的截面积（m²）；114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术qs——桩周土的平均摩阻力标准值（Kpa），淤泥可取5～8；淤泥质土可取8～12；对于粘性土，软塑状态可取12～18，可塑状态可取18～24；砂土可取20～40；Up——旋喷桩体周长（m）；L——旋喷桩桩长（m）；fk—桩端天然地基土承载力折减系数，一般可取0.5。4、施工4.1施工准备4.1.1高压旋喷注浆施工应具备下列资料：a、场地的工程地质与水文地质资料；b、地基与基础的施工祥图；c、施工场地范围的高压线、电话线、地下管线及地下构筑物的有关资料；d、主要施工机具及其配套设备的技术指标；e、室内配比及现场试验资料。4.1.2施工准备应符合下列要求：a、平整场地，清除地表植物层和地下障碍物；当场地低洼时，应回填粘性土料，但不得回填杂填土料；当地表过软时，应采取防止施工机械失稳的措施；当在边坡附近施工时，应考虑施工对边坡的影响，并采取保护边坡稳定的措施；b、应布置开挖冒浆排放沟和集浆坑；114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术c、基线、水准基点、桩位和桩基轴线定位点等，应复核测量并妥善保护；d、应建齐现场施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。4.2主要机具设备与劳动组织4.2.1主要机具设备可参照表4.1选用。表4.1设备名称规格所用机具单管法二重管法三重管法高压泥浆泵压力20～30Mpa流量60～150L/min++高压水泵压力20～30Mpa流量50～90L/min+旋喷钻机可钻深度30～100m+++泥浆泵压力5～7Mpa+空气压缩机压力0.8Mpa风量30m³/min++泥浆搅拌罐200L/min+++注浆管+++高压胶管Φ19～22mm工作压力>30MPa+++匀速卷扬机提速5～30cm/min+++注：+为该旋喷工艺使用的机具设备。4.2.2人员组织　　高压旋喷人员组织分工：班长1人、钻探工4人、（打引孔时加4人），司泵工1人、高压泵水泥车司机1人（专用高喷车），电工1人，普工8人，钳工1人、工程技术人员1人，共18人（一个班）。4.3浆液114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术4.3.1高压旋喷用的浆液主要材料为水泥。水泥在使用前应作质量鉴定，搅拌水泥浆液所用的水应符合混凝土拌合用水的标准。4.3.2旋喷用水泥浆液，可根据工程需要加入适量的外加剂及掺合料构成复合浆液。4.3.3旋喷用水泥浆应符合下列规定a、对于一般工程，可采用325#或425#硅酸盐水泥或矿碴水泥，水灰比宜为1.0:1～1.5:1.0，当需要减缓水泥浆液沉淀速度及保持良好的可喷性时，可在其中加入3%水泥重量的膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠。膨润土的细度为200目。b、对地下水活动强烈的工程和要求早期承重的工程，可在水泥浆液内加入2%～4%水泥重的氯化钙或水玻璃或三乙醇胺等速凝剂。c、对要求平均抗压强度在20Mpa以上的旋喷桩体，可选用不低于525#的硅酸盐水泥或在425#硅酸盐水泥中掺入高效能扩散剂，其配合比应由试验确定。d、对有抗渗要求的旋喷固结体，不宜使用矿碴水泥，可在水泥浆中掺入2%～4%水泥重量的水玻璃。e、当在上冻前进行旋喷注浆时，宜在425#硅酸盐水泥浆液中加入抗冻剂，防止土体冻胀。4.3.4旋喷注浆浆液用量，可分别按4.1式和4.2式计算，取其中大值。a、体积法Q=β/4D²KH(1+β)<4·1>114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术式中Q—浆液用量（m³）D—旋喷桩直径（m）K—填充率，可取0.75～0.90H—旋喷桩高度（m）β—损失系数,取0.1～0.3b、喷量法Q=H/Vq(1+β)<4·2>式中Q—浆液用量（m³）V—提升速度（m/min）H—旋喷高度（m）q—单位时间喷射浆液量（m³/min）β—损失系数,取0.1～0.34.4施工程序4.4.1机械组装（单管法）a、机具就位：对准桩位安装钻机，合理布置高压泥浆泵、搅拌罐、水电接头、排水冒浆沟位置等，尽量缩短高压浆管的距离，一般以不超过20m为宜；b114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术、安装水泥浆液制备系统：搭置工作平台和安装水泥制备浆液罐（包括搅拌机）。搅拌机应稍高于制备浆液罐上口高度，旋喷浆液罐进口（加设滤网）高度应低于制备浆液罐出口，高压泥浆泵吸浆管进口（内设过滤器）高度应低于旋喷浆液罐出口；c、管线联接：用高压胶管（高压胶管间用快速接头联接）联接旋喷浆管导流器与高压水泥浆泵输浆管，用普通胶管连接高压泥浆泵吸浆管与旋喷浆液罐和制备浆液罐。用电缆联接旋喷钻机、慢速卷扬机、高压泵电源线与电气控制装置。d、试运转（1）高压泥浆泵电机达到设定转速，泵压保持设定泵压±2Mpa；（2）电网电压应保持380V±15V，电机工作电流不得超过额定电流值；（3）调整旋喷管旋转速度和提升速度，不得超过设计规定值的10%；（4）浆液管路和供水路通畅；（5）压力、流量等仪表应能正确显示；4.4.2工艺流程高喷注浆工艺流程如图4·1所示。4.5高压旋喷注浆施工参数　　高压旋喷注浆施工参数主要包括：压力、流量、提升速度、旋转速度及喷咀个数等，这些参数根据地质条件及设计要求进行调整，由现场工艺试验确定。上述参数的一般范围列于表4·2。4.6质量与安全控制要点4.6.1对位：钻机应按设计桩位准确定位，并必须作水平校正，钻杆头对准桩位，其偏差不应大于5cm。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术4.6.2成孔：单管法可用工程地质钻机予钻导孔，也可在适宜的地层条件下使用旋喷管水射流成孔，水压不宜大于2Mpa。当旋喷管下沉到距预定深度0.5m时，应停止射水，使其在自重作用下，上下串动沉至设计深度。成孔的偏斜度应小于1.5%高压旋喷注浆参数表表4·2旋喷注浆方法单管法二重管法三重管法水压力(Mpa)————20～30流量L/min————80～120喷咀孔径(mm)及个数————φ2～φ32个空气压力(Mpa)——0.7～0.80.7～0.8风量(m³/min)——1～21～2喷咀间隙(mm)及个数——1～2(2个)1～2(2个)浆液压力(Mpa)20～3020～301～3流量(L/min)60～12060～120100～150喷咀孔径(mm)及个数φ2～φ31～2个φ2～φ31～2个φ10（2个）～φ14（1个）提升速度(cm/min)20～25约10约10旋转速度(v/min)16～20约10约104.6.3下入浆管及注浆：在旋喷管扦入过程中，可使用不超过1Mpa的低压水，边射水，边扦入，以防喷咀堵塞；当旋喷管扦入预定深度时，应及时按设计配合比制备好水泥浆液。旋喷时应按以下步骤操作：a、按设计转速原地旋转喷管；114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术b、按设计旋喷方法，输入水泥浆液、水和压缩空气（二重管及三重管法），待泵压和风压升至设计规定值；c、按设计的提升速度提升旋喷管，进行由下而上旋喷注浆作业。4.6.4水泥浆液应严格过滤，并按喷咀直径设置二道过滤装置。水泥浆液应随配随用，并应在旋喷作业过程中连续不停地搅拌。4.6.5在旋喷作业过程中，因拆御注浆管节或其他原因停泵后重新进行旋喷时，其搭接长度不应小于10cm。4.6.6旋喷注浆过程中，应按设计要求经常检查泵压、流量、旋转和提升速度以及实际的浆液耗用量。4.6.7旋喷注浆过程中，冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。4.6.8供浆和供气、供水（二重管及三重管法）必须连续进行。一旦中断，应将旋喷管下沉至停供点以下10cm，待恢复供浆时再旋喷提升。因故停机超过3小时时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。4.6.9当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0米开始，慢速提升旋喷至桩顶，旋喷数秒，再向上慢速提升一段桩体，单管法为0.5米，二重管法为0.7米，三重管法为1.0米。4.6.10施工完毕，应用清水把泥浆泵和管路内的残留浆液全部喷射排出，钻具及其他设备应用清水冲洗干净。5、检测　　质量检验应按照施工图设计要求或专门的检测技术要求进行。一般可采用如下检测方法：114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.1开挖检查：桩径外观特征5.2钻孔取芯：桩的连续性及取样试验5.3动测桩法：连续性、均匀性及强度评价5.4标准贯入试验：取样观察及强度评价5.5载荷试验：单桩或复合地基承载力以及荷载—变形特征是最具有说服力的检测方法。　　检验点的数量及布置应根据地质条件变化情况及荷载分布特点和工程的重要性来确定，并应符合规范要求。　　各种检测手段的检测方法及成果评价可参见资料及规程、规范。6、工程验收应提交的资料6.1施工用材料质量检验和现场、室内试验报告；6.2施工参数、水泥浆液配方及施工工艺流程等资料；6.3施工记录及施工记录汇总；6.4施工质量检验报告；6.5、施工图和竣工报告。7、结束语　　高压喷射注浆具有适用范围广、施工速度快，施工简便，工期短，成桩质量好，施工噪音小无污染，处理后地基土的承载力可达130Kpa，在秦沈线软弱地基施工中取得很好的效果。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术高压喷射注浆施工流程图调整钻架垂直度高压喷射注浆拔管钻孔打管试喷器械清冼插管喷射结束泥浆的排泄处理钻机就位114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术深层水泥搅拌桩施工技术张克平何基香（中铁二局秦沈指月牙河第二项目经理部）摘要：本文从设备选型、实验参数等方面介绍了秦沈线A-13标段DK262+444.06-DK262+469段深层水泥搅拌桩施工技术，是一项较成功软基处理方法。关键词：深层水泥搅拌桩施工技术1、工程概况1.1搅拌桩工程形象　　A-13标DK262+444.06～DK263+400段路基共计955.94m。该段基底处理采用了袋装砂井和深层水泥搅拌桩，其中DK262+444.06～DK262+469段（桥台过渡段）路基和DK263+049涵与DK263+070.6涵间路基基底采用深层水泥搅拌桩进行地基加固处理。所有搅拌桩均等边三角形布置，桩径0.5m。DK262+444.06～DK262+469段深层水泥搅拌桩桩间距1.0m，桩长15.0m，全段共布置834根桩（桩的具体布置情况见图一）。涵洞间深层水泥搅拌桩状间距1.1m，桩长11.0m。本文主要介绍月牙河特大桥台尾过渡段深层水泥桩施工技术。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术DK262+444.46~DK262+469段深层水泥搅拌桩采用等边三角形布置，桩径0.5m，间距1.0m，桩长15.0m。1.2水文地质情况地质情况自上而下分别为：淤泥质砂粘土层，粘砂土层，松软砂粘土层，砂粘土层，其中砂粘土层中夹有细砂土层，层厚0～3.1m，呈透镜体状（地质分布情况见图）。地面标高为4.0m，地下存在较丰富的孔隙潜水，地下水位标高为3.5m左右。　　该路段位于地形开阔、平坦的水田、苇塘、蟹塘范围内，其间灌溉沟渠纵横交错114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术1.3质量要求及标准　　《路基设计通用图》规定：地基化学加固法处理后，复合地基承载力不得小于150KPa，单桩无侧限抗压强度不得小于1.2MPa，过渡段工后沉降要求小于8cm。2、机械设备选型与配套　　普通的深层搅拌法所用的施工机具包括深层搅拌机、水泥浆制备系统及起重机、导向设备和提升速度控制设备，其软基施工能力仅为地面下10m。　　我部施工的桩长达15m，故我部采用SJB改装后的深层搅拌机机型，改装后的机型架架身达23m，可施工18m以下桩长的桩。钻杆采用壁厚1cm的无缝钢管一次加工到桩长（无须接长处理）。水泥浆制备系统包括灰浆搅拌机，灰浆泵、集料斗和计量设备。起重机选用10t以上，起重高度大于18m。为保证深层搅拌机垂直沉入土中和扭转，设置了有钢管焊接制作的导向和横杆。要改变土中固化剂的掺量，就需要改变提升速度，在起重机中装设了提升速度控制设备。3、施工准备3.1清除地表种植土0.3m左右，排除集水，并晾晒，平整场地并碾压密实。3.2在检测合格的场地上，测定桩位，并以白灰或打设竹、木桩作标识。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术3.3进行室内试验，确定加固该段软土的配方。选定室内配方是整个施工过程的一个重要环节。其过程如下：3.3.1在将施工的现场的不同标高取原状土50kg左右送至中心试验室。3.3.2中心试验室对原状土取样进行烘干处理，测定其天然含水率w0=20.7%、天然湿密度ρ=1.96g/cm3。3.3.3水泥掺入量取决于要求的加固体强度，一般为加固土重（干容重）的7～15%，如掺入量过少时，水泥和土的反应过弱，固化强度低，搅拌不均匀，为达到设计要求，在不掺外加剂的前提下，我部采用15%、17%、20%三种比例配制（设计图中规定水泥掺量不低于土重的15%），选用425#普通硅酸盐水泥，水灰比0.6：1，作成水泥土试块，进行标准养护，90天后的强度分别为7.9MPa、8.9MPa、9.5MPa。故选择15%就能满足质量要求。最佳配合比为水：水泥=0.6：1。深层水泥搅拌桩每米水泥用量C=0.52/4×∏×1960×15%/1.207=47.8kg，水用量W=47.8×0.6=28.7kg。3.4试桩　　根据室内最佳配方方案，我部选择DK262+444.06～DK262+469段的25根桩进行了试桩。　　通过试桩，确定出搅拌桩施工技术参数如下：3.4.1灰浆泵压力控制在0.4～0.6KPa，灰浆泵流量控制在17～19L/min。3.4.2边搅拌边下沉，设计浆量在第二次提升复搅时注浆完毕。3.4.3第一次喷浆搅拌下沉速度：0.44～0.75m/min。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术3.4.4第一次喷浆提升速度：0.44～0.92m/min。3.4.5第二次喷浆搅拌下沉速度：0.45～0.81m/min。3.4.6第二次喷浆提升速度：0.46～0.82m/min。3.4.7喷浆最佳时间：从路基顶面开始反转匀速提升前按正常速度供浆。3.4.8DK262+444.06～DK262+469段15m的桩水泥用量控制在717.0kg/根。3.4.9每根桩施工时间为40～60分钟。4、搅拌桩施工工艺流程见下页搅拌桩施工工艺流程114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术固化剂外掺剂材料准备质量检验速度控制机具设备安装调试正常施工准备地表层土换填碾压处理启动搅拌电机配制水泥浆制桩试验放松吊绳开启灰浆泵桩位测定定位预搅下沉至设计深度喷浆、搅拌、提升至桩顶设计标高关闭灰浆泵重复搅拌移位搅拌机提出地面清冼灰浆泵及管道5、施工过程及施工技术措施114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.1施工过程5.1.1按已测放的桩位准确移机就位。施工中应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直偏差不得超过1.5%，桩位偏差不得大于50mm。5.1.2按设计配合比准确计量每罐水泥及水的重量，采用灰浆搅拌机拌和均匀后进入集料斗待用。5.1.3开启深层搅拌机及灌浆泵，确认浆液从喷嘴喷出后，启动深层搅拌机向下旋转，少量喷浆直至设计桩底，桩深采取在钻杆上标示刻度的方法进行准确控制。5.1.4桩机搅拌头达到桩深时，在桩端位须喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端，保证端部质量。5.1.5桩机按正常的速度供浆自桩底反转均匀提升。5.1.6重复喷浆钻进下沉，到桩底时反转提升，第一次喷浆量已达到设计要求浆量时，可不喷浆，但须进行复搅。5.1.7清洗：向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，保持干净。5.1.8清洗后，将钻机移至下一个桩位重复施工，同时对桩头进行处理，达到设计要求。5.2施工技术措施5.2.1第一次喷浆下沉速度不宜过快，软土才能预搅切碎，以利于水泥浆均匀拌和。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.2.2固化剂必须通过室内试验合格后方能使用。水泥采用425#普通硅酸盐水泥，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。施工用水须采用经水质鉴定合格的水。水泥浆要严格按照设计的配合比配制。为防止水泥浆发生离析，应在搅拌机中不断搅动，在压浆前缓慢倒入集料斗。5.2.3为确保桩的均匀性，施工现场操作人员须控制好下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度均得到充分搅拌。5.2.4机具下沉搅拌中遇到硬土阻力较大时，应减少下沉（上升）速度或增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压。5.2.5桩机操作手与拌浆员保持联系，如出现断桩或由于卡钻而出现停浆，应在恢复供浆时将搅拌机下沉至停浆面以下重复搭接0.5～1.0m。如停机超过3小时，为防止浆液结硬堵塞，应将输浆管道拆卸，清洗干净。5.2.6施工数据应有专人记录，记录应详实完整。5.2.7深层水泥搅拌桩成桩28d后进行载荷试验和钻孔取芯。试验数量为工点总量的2‰，但每一工点不少于2根。6、经验及教训　　深层搅拌法是加固软粘土的一项新工艺，它对于加固砂土施工不便114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术，在DK262+444.06～DK262+469段，因砂粘土层中夹有细砂土，当钻机穿过该土层时，经常容易卡钻，我部通过多种方法的实验比较最后采取减慢钻进和提升速度、搅拌转速不变的方法克服了卡钻的事故，但是施工速度慢，工效低。建议加固砂土采用高压旋喷加固桩方法。　　在整个施工过程中，由于地质情况不够详细，土样取得太少不能代表整个工点的复杂的地质情况，所以在施工过程中只能根据施工经验调整一些参数。但因深层水泥搅拌法是一种加固原状土的方法，故加固后地基土的强度不仅与水泥浆有关，还与原状土有关，随土的成分及物理力学化学性质的变化而变化，在施工中仅采用一种配合比，有可能桩的强度的离散性较大，控制桩的离散性将是一个新的研究课题。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术轻型井点法在软土地基构筑物基坑开挖施工中的运用徐德军张克平（中铁二局秦沈指月牙河第二项目经理部）摘要：轻型井点降水由井点管、集水总管和抽水机组等主要设备组成，在真空泵的作用下，地下水通过滤管进入井点管，沿井点管上升流入集水管，汇集后由抽水机组排除，其结构简单，重量轻，装拆方便，操作灵活，可重复使用等特点。轻型井点法在月牙河特大桥承台施工中为基坑的施工创造了良好的条件。关键词：轻型井点承台开挖机理作用1、概述　　月牙河特大桥位于辽宁省盘山县境内,为跨越水田、苇塘、盐碱地、月牙河、鸭子河等软弱地质而设,桥址起讫里程DK252+183.6～DK263+443.46,全桥长10.26km,共418个墩台。　　该桥地处第四系冲洪积平原上,农灌水系发达，地下0.5～1.0m即有地下水的存在，地质由上而下为:软砂粘土、砂粘土、砂粘土夹中、细及粉砂层,表层腐质软弱土层覆盖较厚,地基承载力仅为80～140Kpa。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术　　设计以打入桩基础为主,在苇塘、跨河段设为钻孔桩基础,承台截面尺寸分别为10.2×4.6m和10.4×4.8m,最小埋深2.8m，最大埋深5.0m,平均埋深3.5m。2、承台开挖方法的尝试2.1对位于水田内的370#承台进行了放坡开挖,由于受地形条件及弃土场未落实只能将土弃于承台周围影响,放坡坡率为1:0.75,施工中由于土质为饱和砂粘土，基底有粉砂上涌现象，排水沟较难形成,且边坡自稳能力差，坍滑现象严重。普通的开挖排水施工方法根本满足不了施工的需要。2.2采用32#槽钢进行边坡预支护,经检算,该方法槽钢下料长达9m，需挖掘机或专门的振动锤辅以吊车等机具配合，施工操作困难，施工程序繁杂，满足不了工程进度要求，且每个承台需用槽钢量达：41T。3、轻型井点降水法选择理由3.1适用于砂层、粘土层、砂粘土层等日渗透系数小于50m3/d的地层，且该类土体受水饱和时边坡自稳能力差，易坍滑。3.2平均降水深度3～4.5m。3.3基坑受放坡开挖地形限制，且可减少大量土石方的转运工程量。3.4井点降水管本身起一定坑壁支护作用，有利于基坑稳定。4、轻型井点降水法工作原理　　114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术沿基坑的四周埋入深于坑底的井点滤水管，以总管连接抽水，形成降水漏斗(见附图一)，达到引截基坑周边水流，使地下水位低于基坑底，较好地防止坑底涌砂现象，增加开挖土体的密实程度和边坡的自稳能力，以便在无水干燥的情况下进行基坑开挖，为基坑施工创造良好的作业条件。5、轻型井点降水设备介绍5.1井点管：采用直径φ42mm长度为6m的钢管加工而成，钢管下部钻直径为φ12～18mm的梅花型滤孔，采用10＃铁丝间隔1～2cm绕成螺旋状包缠管壁，其外包两层滤网（内层为网眼30～50孔/cm的尼龙丝布,外层为网眼3～12孔/cm的尼龙丝网或棕皮），滤网外绕一层8＃粗铁丝做保护层，管头用木塞等做封堵处理。(见图二)5.2集水总管：采用φ75～100mm的钢管分节连接而成（节长视运输、降水等条件而定）,于集水总管上0.8～1.6m设一井点分管接头。5.3抽水设备：采用一台7.5KW的清水离心泵、射流器及循环水箱等组成，其工作原理(见附图三)5.4成孔设备：由一台5.5KW抽水机及Φ70硬质耐磨连接管，射水头组成。6、轻型井点降水有关理论计算由于本桥地质均为砂粘土层，且粉砂含量较大，其渗透系数按含粘土的粉砂进行取值（k=1.0m/d），涌水量按无压非完全井理论进行计算：6.1单根井点管出水量计算：q=65·π·d·L3√k=65×3.14×0.042×1.5×3√1114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术=12.865m3/d6.2基坑假想半径计算X0=√(F/π)=√(13.4×7.8/π)=5.77m6.3抽水影响半径计算：R=1.95·S·√(H·K)=1.95·S·√(1.775×(S’+L))=1.95×1.5×√(1.775×(3.0+1.5))=8.27m6.4基坑涌水量计算：Q=1.366×K×(2H-S)×S/(lgR-lgX0)=1.366×1×(2×1.775×(3+1.5)-2.5)×2.5/(lg8.27-lg5.77)=294.4m3/d6.5井点管数量的计算：n=1.1×Q/q=1.1×294.4/12.865=25.2根（取值26根）6.6井点管间距的计算：D=L1/n=(（13.4+7.8）×2-4)/26=1.48m7、井点降水法平面布置情况　　在实际施工中,我们采取了如下井点降水布置方式：管间距为1.2m,埋深5.5m,井点布设成开口状以利开挖机具及运输机具的出入，具体布置见附图四114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术8、每个承台井点降水主要用料表序号材料名称单位数量备注1钢管（ф42）M174～1922钢管（ф100）M38.43离心泵台17.5KW4水箱（带射流器）套15抽水机（射水用）台15.5KW9、井点降水施工工艺流程射水成孔下井点管填粗砂射水成孔井点管与总管、总管与抽水设备连接降地下水拆管、拔管10、具体施工步骤10.1射水成孔　　准确测设基坑轮廓线并用挖掘机在距基坑边1.5处挖设1.2m深的降水沟槽（该工作可增加井点降水的深度），采取带压力表的抽水机做射水设备，利用高压水（压力在0.4～0.8Mpa）在井点管位冲刷土层形成ф200～300mm的垂直冲孔，冲孔较井点降水深0.5～1.0m。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术10.2下井点管　　井点管在冲孔成形后立即插入，使井点管位于孔位中心，外露长度0.5m,回填洁净粗砂，在距地面0.5m深处改填粘土封口并夯实,以防漏气影响降水效果。10.3管的连接　　井点管与主管采用硬塑料管连接，其余各管节接头需加设橡皮垫圈，确保管路不漏风、漏水。10.4检查　　各部分管路与机械安装完毕连成整体，进行一次全面检查，了解设备是否正常运转及管路是否漏气，形成的真空度情况，（降水设备正常运转时，真空表须达到0.08Mpa以上的真空度）10.5抽排降水沟槽内积水，启动电机排降地下水。10.6施工结束后，拆除各部分连接件，拔出井点管，进行整修，冲洗后备用。11、井点降水施工中的注意事项11.1井点降水中须随时检查连接接头的严密性，保证真空吸水所需的真空度11.2集水总管标高尽量接近地下水位齐平，水泵轴心与总管齐平。11.3冬季施工时，须采用挖掘机清除表层冻土后再射水成孔进行井点管的安装，集水总管安装时须向抽水方向形成0.5～1%左右的坡度,防止待机时管内存水受冻。11.4随时检查井点管的过滤部分，及时更换滤布，确保滤水效果。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术11.5施工期间不得中断抽水。12、施工效果：12.1通过前期近80个墩位承台的施工，降水后2～3天即对承台进行土方开挖，开挖时可采用较陡甚至垂直坡率95%以上，基底干燥无水，并进一步对该类基坑挖探坑检测降水漏斗情况，地下水位降低值（S）与地下水位线至漏管上线（S’）差值均在0.1～0.5m范围内（差值与基底地质有关），且滤管均低于承台底标高0.5m以下，达到了预期的降水效果。12.2197#，221#，387#，390#墩承台开挖后基坑内含水量较高，2h后即有残存积水，经检查该类基坑开挖深度达4.0～5.0m，井点滤管埋深与开挖深接近或高于承台底面标高，故降水效果较差。12.3无压非完全井理论计算结果与施工效果接近，类似地层可套用此类计算工式。13、结束语　　井点降水施工方法由来已久，虽然因其制造加工工序较繁杂、首次费用投入相对较高（每套设备约需成本7000元），但其施工方法简单易行、施工条件好、管理容易，且可多次倒用，与其它方法比较，相对投入较少，因此在月牙河特大桥承台基坑施工中广泛应用。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术粉喷桩施工工艺李斌成王军（中铁二局秦沈指第一项目经理部）摘要：粉喷桩是一种较为有效的软土地基加固技术之一，本文针对秦沈客运专线软弱地基处理，对粉喷桩的机理、设计、施工作一简要的阐述。关键词：粉喷桩机理设计施工1、概述　　秦沈线为我国在建的第一条设计时速为200km/h的客运专线，其质量从各个方面要求都与普通铁路有质的区别，特别对线下基础工程施工工艺、地基处理方法、路基填料种类、施工机械合理配套等都提出了更高的要求，路基部分必须能满足高速客车运行平稳性、舒适性的要求，这就要求在进行基础处理时，其强度、整体性、沉降变形限值必须在规定的范围之内，而路基与桥梁过渡段的施工则要求更高，所以在进行过渡段粉喷桩处理时，必须保证施工质量，一切按《细则》、《规范》办事，下面就工作机理、施工过程、施工过程中出现的问题及处理方法简介如下，其中不免存在诸多不足，希望大家不惜赐教。2、加固原理及工艺设计114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术2.1粉喷桩加固软土技术的工作原理如下：夹带着加固料的空气经由放置搅拌轴的空心部，从旋转着的翼的根部的小洞喷出。翼的旋转使其背面产生空隙，加固料和空气从空隙部分喷射。由于空隙部比输送管的口径大，所以在旋转时空隙部份产生负压，空隙部压力急骤减少，加固料的输送流速的减慢使加固料与空气产生分离而附于土上，经过旋转半周，对侧的翼对之进行搅拌，同时加固料分离后剩余的空气沿旋转轴部上升从地面放出。为了很好地排出空气，旋转轴的形状要求与土分离后的气体能从地面放出。搅拌轴外侧要求平整，采用有角形的钻杆。2.2为了保证地基加固效果，对钻机的回转速度、提升高度、喷粉速度三者注意严格匹配，选择最佳组合，在施工中根据工艺设计严格控制。2.2.1水泥粉单位时间内的喷出量计算：　　粉体发送器单位时间内喷出量按下式计算：q=πD2γdAV/4式中：D—钻头直径γd—软土的干容重A—含灰量(由室内试验提供)V—钻头提升速度2.2.2灰土的搅拌效果计算：灰土的搅拌效果，通常用土体中任一点经钻头搅拌叶片搅拌的次数t来控制。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术t=hΣZ/Vn式中：h—钻头叶片垂直投影高度ΣZ—钻头叶片总数n—搅拌轴转速V—钻头提升速度3、施工工艺3.1施工准备：3.1.1施工场地准备：要求三通一平，即施工便道通、水通、电通、及施工场地平整。3.1.1.1机械进出场道路修建；3.1.1.2清除施工范围内的地面、地下障碍物；3.1.1.3对机械设备进行场地规划，合理布置机具、材料摆放位置，尽量减少多余的施工工序。3.1.2施工技术准备3.1.2.1现场放样复核施工加固范围，对施工图进行优化设计，对设计图或施工资料内容与现场实际情况不符的（所加固范围地质及地基基本承载力、设计施工数量等），提出施工优化方案，并报监理及设计院配合组；3.1.2.2施工技术交底，包括设计桩长、桩位布置、施工配合比、桩位标高等；3.1.3机械设备准备114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术　　由于施工工期短、施工图又不能及时到位，故对施工机械提出了更高的要求，在保证符合加固深度的钻机外，其整套机具必须具有良好的性能和合格的各种手续，以保证正式施工时的连续作业；3.1.4其它准备3.1.4.1考虑施工工艺要求，必须进行试桩，保证理论配合比符合实际条件的施工配合比，且要求室内室外实验必须科学的结合起来；3.1.4.1喷粉加固料应符合设计要求的种类及要求，并具有质量合格证，由于我部施工管段地下水位较高、水量丰富，所以对加固料必须进行妥善的保存，严禁使用受潮、结块、变质加固料，加固料选用425#普通硅酸盐水泥，施工配合比为：57kg/m（Φ50桩）。3.2粉喷桩的施工流程图（见下页）114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术开工钻进钻孔对位设计加固深度停灰面调平成桩复搅设计桩长启动自动记录仪关闭自动记录仪移位送风喷粉、搅拌、提升停止喷粉粉喷桩施工流程图3.2.1开工3.2.1.1现场测量放样，定出线路中线及左右边线；3.2.1.2施工场地清理，包括清表和排水及地面平整；3.2.1.3对加固桩位进行实地放样，为保证放样位置的准确，必须先进行桩位图纸放样，实际施工时，可采用小木桩、短钢筋或白石灰进行桩位定设；注：粉喷桩：桩径Φ0.5m、桩长4.0、4.5m两种，桩间距1.0m、按等边三角形布置，桩顶铺0.5m厚的碎石垫层。3.2.2钻孔对位，调平桩机平台，保证桩的垂直度，启动主电机下钻，待钻头接近地面时，启动自动记录议及空压机，并继续钻进。3.2.3钻到设计深度时，停止钻进，钻头反钻但不提升。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术3.2.4打开送料阀门，喷送加固粉料。3.2.5确认加固粉料已到过达桩底后提升搅拌钻头，喷送粉料不停。3.2.6提升钻头到设计标高，停止喷粉。3.2.7打开送气阀，关闭送料阀，但不停空压机，搅拌钻头升到桩顶时，停止提升，在原位转动二分钟，以保证桩头均匀密实。3.2.8搅拌钻头再钻至设计复搅深度时，反钻提升进行第二次搅拌（复搅）。3.2.9当搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机。3.2.10移动钻机到下一个桩位。3.3人员、设备组织及安全措施3.3.1根据设计及施工要求，配备施工设备如下：a武汉产GDF-5型粉喷桩机1台b水泥集料斗1台c空气压缩机1台3.3.2人员组织：工程技术人员1人、机长2人、操作工2人、装灰工3、人放灰工2人、合计10人。3.4粉喷桩的操作要点3.4.1施工前应根据工艺要求设计进行工艺性试桩，掌握对现场的成桩经验及各种操作技术参数，试桩不宜少于2根。　　如电脑自动记录仪器情况：加固料每米实际喷量、钻进速度、提开速度、搅拌速度、气体流量、空气压力等。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术3.4.2应控制钻机下钻深度，喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度达到设计要求。3.4.3必须要有有效的电脑自动记录仪，正确记录各种参数并自动打印输出，其记录内容应包括以下几项：桩号、日期、始打和结束时间、设计桩长、实际桩深、每延米的喷粉量及累计数量、搅拌深度。3.4.4定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于10mm。3.4.5在喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉时，第二次喷粉接桩，共喷粉重迭长度不得小于1m。3.4.6钻头钻至设计深度，应有一定的保留时间，以保证加固粉料到达桩底。3.4.7为保证喷粉复搅和复搅长度的到位，钻头反转喷粉搅拌应慢速提升。3.5粉喷桩的质量控制　　粉喷桩属地下隐蔽工程，其质量控制应贯穿于全施工过程。3.5.1在施工过程中随时检查加固粉用量，保证在桩长范围内喷粉均匀。3.5.2随时检查成桩桩长，复搅长度，由于桩头和桩底为整个桩的成桩难点，所以在桩底应有1～2分钟的停留喷粉时间，在桩头位置必须有足够，有效的复搅长度。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术3.5.3由于施工地质情况可能与设计不一致，如遇有异常情况，如钻头不下钻、喷粉不足或电脑记录仪出错，应记录相关应急措施。3.5.4粉喷桩施工质量偏差应满足下表要求：序号项目允许偏差检查方法及说明1桩轴线偏移（纵横方向）100mm用经纬仪检查（或钢尺丈量）2钻杆倾斜度1%用经纬仪检查3桩长不少于设计规定喷粉前检查钻杆长度4单桩喷粉量8%电脑施工记录仪自动记录5桩体无侧限抗压强度不少于设计规定桩头或桩身取样3.6粉喷桩成桩特点及施工中出现的问题3.6.1受具体地质情况即地下水的分布影响大，对地下水丰富地段成桩效果好于地下水较少的地段。3.6.2粉喷桩施工与搅拌桩相比，其成桩质量无后者好；从已成桩的取心和静载试验来看，都能满足设计要求。3.6.3由于地面部分含水量较低，为了保证成桩桩头质量，在实践施工中，对加固地面进行了适量水的浸湿，保证了水泥的水化率，施工效果不错。3.7质量控制3.7.1成桩28114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术天后，进行抽样取心，以垂直钻探整个桩身取芯，然后进行无侧限抗压强度试验，从成桩结果来看，取芯试件做成等高圆柱体，试压后均达到3.6Mpa左右，远远高于1.2Mpa的强度要求，说明成桩效果不错；　　注：施工配合比偏高于理论配合比，在以后的施工中，加固粉料用量还需进行步比选。3.7.2地质加固后，复合地基承载力要求大于150Kpa，从静载试验来看，这项指标能达到要求。3.7.3成桩完后，桩顶设碎石垫层，厚0.5m，碎石垫层内铺一层单向土工格栅。4、安全措施4.1施工前详细了解施工场地有无高压电线，地下电缆，地管道，旧房基础等可能会造成桩机塌陷等到稳定因素。4.2严格规范施工，现场施工人员，必须戴安全帽，手套、穿绝缘鞋等。4.4电工应经常电气及机械设备安全情况，注意防火，漏电、防冻、防盗现象。4.5施工前进行安全教育，完善各种安全措施。4.6因为施工以空压机为风源，加固料靠风力输送。所以在施工过程中整个设备系统各关键部位都设置安全阀与表，以显示系统压力情况及运行情况，保证施工正常进行。4.7按照《深层喷射搅拌机安全操作规程及岗位职责》规范人员操作，防止人为事故和机械事故。5、环保114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.1作好粉体材料密闭检查，发现泄露及时封堵处理，防止喷出飞扬。5.2钻头提升至地面以下30～50cm时，应立即停止喷粉，防止环境污染。5.3地表钟植土清除后，由机械运至指定位置堆放，并进行加固处理。6、结束语　　粉喷桩作为软土地基加固的一种措施，在饱和水地质情况下是一种很有效的方法，但其施工速度慢，施工时对环境污染严重，还有得进一步探讨。塑料排水板施工李斌成王军（中铁二局秦沈指第一项目经理部）摘要：本方简要介绍了塑料排水板在秦沈客运专线软基处理上的应用及多种插塑板机的施工技术比较。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术关键词：塑料排水板施工技术比较1、概述　　我部管段通过区域，主要为第四系冲积平原，滨海地区，地质情况主要为河相沉积，局部为海、河交互沉积，地形平坦，地表层为砂粘土：黄褐色，呈软塑状态，下部为硬塑，软土层厚度有0～6.0m，基下卧层为圆砾土，以砂砾为主，地下水位在11.00m标高左右且地下水丰富，地震裂度Ⅵ度，为保证工后沉降满足《暂规》、《细则》及设计要求，设计75万米塑料排水板，为此，结合施工实际情况，将施工全过程介绍给大家，与大家共同学习。2、施工准备2.1施工图准备2.1.1对已到施工图进行优化设计：包括施工图塑料排水板施工数量、施工里程、标高、板长、打设地质情况等进行全面复核，对与实际里程、标高、地质情况不相符合的，提出变更设计方案。2.1.2对塑料排水板加固区，绘制桩位平面布置图，按通用图和设计资料要求，塑料排水板按等边三角形布置，其间距为1.2m，以此并复核其工程数量；2.2施工机械准备　　为保证施工进度和施工质量，要求塑料排水板作业机械必须符合进场标准，与之相配套的发电机必须能满足工作强度要求，保证塑料排水板的连续作业。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术　　实际施工我部采用了三种机械（塑料排水板机）：多排作业门架式插塑板机、履带式插塑板机和自制门回式插塑板机。2.3施工场地准备2.3.1根据设计图，对塑料排水板加固区进行规划现场放样，划出加固范围。2.3.2清除地表土、对地表水进行排放。2.3.3对原地面进行碾压，并做出土路拱和30cm砂垫层。(注：砂垫层进行洒水碾压、保证压实达中密，用K30进行检测，要求K30≥110Mpa；)2.3.4施工进场，对进场机械提拱合适的施工便道，保证施工机械有序进出场。3、施工工序3.1打设前按设计做好土路拱及砂垫层，提拱合格的操作场地。3.1.1清地表种植土，将基础整平。3.1.2按设计做中间高出路基边沿20cm的土路拱，土路拱填料选用细粒土，将土路拱碾压密实，其压实指标为K30≥90Mpa，压实系数K≥0.9，土路拱以路基中间为准，形成人字坡。3.1.3经监理抽检合格后，在成型土路拱上填30cm砂垫层，砂垫层也做成与路拱相一致的坡度，并碾压至中密，砂垫层用砂采用级配良好的中、粗砂，其含泥量不大于5%，且不含有机质、垃圾等杂物。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术3.1.4严格按设计图及图纸交底资料进行现场放样，塑料排水板的位置，深度及间距应与图纸资料相一致。3.1.5放样时，首先：用J2经纬仪定出路基中线，由中线位置向路基两边进行桩位放设，桩位采小木桩定位，设计塑料排水板按等边三角形布置，其间距设计为1.2m。3.1.6其施工工序详见附页流程图3.1.6.1穿靴：施工时,为保证不回带,并保证塑料排水板的设计有效打入深度，采用长度为20cmф8或ф12的圆钢在塑料排水板端部装设专用钢靴，并将排水板装入压入管中。3.1.6.2插板机定位：按小木桩所示位置移动插塑板机，使打入桩准确、垂直对位，板距偏差为±5cm，垂直度偏差小于1.5%。3.1.6.3对位后，开动震动锤进行打设，对不同的打设深度，在塑料排水板钻桩上用红油漆标明排水板打入深度控制位置。3.1.6.4拨套管：上拨压入管，因土对钢靴的阻力使塑料板留在地下。3.1.6.5切断排水板：按照有关设计要求的留出长度，切断塑料排水板，并移动插板机至下一板位，进行下一循环作业。3.1.6.6其他作业：打插塑料排水板符合要求，砂垫层顶面摊平后铺设土工格栅，最后按设计厚度再铺一层砂垫层。4、多种塑料排水板机施工技术比较4.1门架式插塑板机4.1.1走行部采用轨道式，采用电动机带动。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术4.1.2动力来源：配柴油发电机一台和电动机一台。4.1.3打设完塑料排水板后，外观成型性好，施工速度较快。4.1.4人工搬运轨道，该类型机在路基横向、纵向均可进行多排桩的打设。4.2自制门架式插塑板机4.2.1走行部采用自制凹轮，采用电动机带动，钢绳牵引。4.2.2动力来源：配柴油发电机一台。4.2.3打设完塑料排水板后，外观成型性最好，施工速度最慢。4.2.4人工搬运轨道，该类型机在路基横向或纵向只能进行单排桩的打设。4.2.5该机主要特点：行走慢，稳定性好，制造成本低，整个插塑板机制造合计15万元。4.3履带式插塑板机4.3.1走行部采用履带自动式。4.3.2动力来源配柴油发电机一台。4.3.3打设塑料排水板后，成型性差，但施工速度最快。4.3.4该类型插塑板机可进行纵向或横向单排桩作业，但通常都按路基纵向进行打设。5、施工要点5.1塑料排水板必须深入砂垫层至少30cm，使其与砂垫层连通，以保证排水畅通。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.2塑料排水板在打设过程中应保证排水带不被扭曲，透水膜不被撕破及污染。5.3打设过程中，当塑料排水板不够单个桩长时，不允许对插塑板进行搭接施用，以确保排水道通畅。5.4打设后外露的排水板不得遭污染，应及时清除排水板周围带出的泥土并用砂填实。5.5进场堆放在现场的塑料排水板应予以庶盖，防止长时间暴露在阳光中而老化。6、塑料排水板施工质量控制6.1滤膜和芯板的强度、排水能力应符合设计要求，滤膜紧裹芯板不松皱。6.2按设计图纸规定位置、深度、板厚和间距进行施工。6.3采用安装方法不得扭曲滤膜和芯板塑料排水板技术标准如下：芯板芯板材料高压聚乙烯滤膜滤膜材料涤纶、丙纶无纺织物断面型式槽型、铆钫型单位面积重＞85g/m2每米重量100～130g/m条带拉抻150N/5cm(干)80N/5cm（湿）114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术厚度4.5～6.0mm渗透系数＞5×10-3cm/s宽度100mm有效孔径O95＜0.08mm抗拉强度＞1.3KN伸长率＜10%纵向通水率＞30cm3/s6.4塑料排水板质量检验：单位工程塑料排水板施工完后，检验数量不少于桩孔总数的2%，检测结果如有占检测总数的10%的桩未达到设计要求的，应采取补桩或其它措施、检验标准如下表：项目检查项目规定值或允许偏差检查方法与频率1板距（cm）±5抽查板数2%2板长（m）不小于设计查施工记录（现场）3竖直度（%）1.5查施工记录（现场）7、人员设备组织及安全措施7.1根据设计及施工要求，施工人员及机械配备情况如下：7.1.1插塑板机一台；7.1.2发电机一台；7.1.3施工人员共10人：机手2名，装靴及割塑料排水板人员1名，孔洞回填砂人员2名，发电机管护人员2名，其它辅助人员2名，现场记录人员1名。轨道式插塑板机还需轨道安拆人员3名。7.2安全措施：114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术7.2.1严格规范施工，现场施工人员必须戴安全帽；7.2.2发电机及机械维护人员应经常检查设备安全情况，注意防火、防漏电现象；7.3.3施工前进行安全教育，完善各种安全措施。8、结束语：　　塑料排水板在软弱地基中的作用主要是排水固结。其优点是施工工艺简单，机械设备可与袋装砂井共用，是值得推广的软弱地基处理方法浅淡软弱地基涵洞换填基础施工易良成（中铁二局秦沈指第一项目经理部）摘要：明挖换填是涵洞施工较常用的一种方法，本文就软弱地基基础，涵洞换填处理施工工序作简要阐述。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术关键词：明挖换填软弱地基施工1、概述　　秦沈客运专线是国家重点工程，是我国自行设计自行建设的最高时速200公里、标准轨距客运专线，是我国铁路史上前无实践经验有开创性工程，在工程质量、施工管理方面提出了更高更新的要求。秦沈客运专线自九九年八月份开工以来，已完成了部分项工程。线路所经地段大多为软弱地基，桥梁、涵洞基础施工都需经特殊处理，这对参建单位来说是一个全新的课题，引起了各级领导的高度重视，力争在施工中取得科学的结论，征服软弱地基。2、工程概况　　我部施工的管段（DK218+500～DK224+000）设计全为软弱地基路堤，其间有2座中桥、2座大桥和十四座涵洞，涵洞地基处理方法有：深层搅拌桩、旋喷桩、明挖换填碎石等，这里就碎石换填基础施工简单介绍。3、地形、地质情况　　十二标段软弱地基路堤通过中心填高平均6.0m左右，所经地段地形平坦，地表层为砂粘土：黄褐色，呈软塑状态，下部为硬塑，软土层厚度有0～6.0m，基下卧层为圆砾土，以砂砾为主，地下水位在11.00m标高左右，地震裂度Ⅵ度，土壤最大冻结深度为1.2m这对基坑开挖来说，施工难度极度大。4、施工方法及步骤114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术4.1采用挖掘机明挖基坑，自卸车运至弃土场，人工清基，分层填筑碎石，压路机碾压，重型动力触探检测密实度，合格后进行上一层直筑。4.2施工准备4.2.1搞好“三通一平工作，合理布置场地，备好换填碎石、中粗砂。4.2.2编制涵洞实施性施工组织设计，完善开工报告所需的相关资料。4.2.3对换填料进行进场取样鉴定。4.2.4根据设计图和水纹地质情况确定开挖坡度，放线开挖边桩。4.2.5设备情况：PC—200挖掘机一台、自卸车3～5台、15吨压路机一台、大标贯一套。4.3基坑开挖4.3.1根据水纹地质资料，考虑到地下水位高，PC—200挖掘机明挖基坑对地基结构及基本承载力的影响较大，因此在开挖前，首先采用轻型动力触探试验，沿涵轴线左中右测3～5点或更多，其目的是为了及早探明基底承载力是否与设计相符合，如不能满足设计承载要求，应及时报送检测资料，提出设计变更，如能满足设计要求的基本承载呼，则进行基坑开挖，开挖时必须考虑地下水的影响，沟深以排水畅通为宜，采用汇水井法排水，水下挖基时，中途不得停止抽水，其抽水能力应大于渗水量1.5倍以上，保证开挖过程不受地下水侵泡，在距基底设计标高30cm114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术时，停止机械作业，采用人工清基，以减轻基底的挠动和对地基结构的破坏，同时加强抽水，防止基坑积水。4.3.2二处22队施工的DK223+590；1—2.0米钢筋砼盖板箱涵，地面标高12.59米，基底标高10.31米，基坑开挖前，进行了轻型动力触探试验测得基底承载力达不到设计要求的150kpa（参见触探检测资料），及时形成资料报告上级有关部门，会同设计、监理现场复检，经设计变更后，基底标高降至8.0米，加深了基础换填深度。4.3.3软弱地基涵洞换填基础基坑开挖，绝不能象普通涵基那样一挖到底，特别是东北地区地下水位较高，基坑开挖更应考虑排水，在距基底30厘米左右，必须人工清基，保证基底地质结构完好。4.4碎石换填　　经监理检查基坑鉴证后，进行碎石填筑，先以碎石满填排水沟，再铺20～30厘米厚的粗砂，夯填密实后分层填筑碎石，每层虚铺30～40厘米。按1:1收坡，基坑壁与碎石之间，填筑砂砾渗水土，并与碎石同步分层填筑，15吨压路机碾压6～8遍，按“先两边、后中间，先静压、后振压”的原则进行碾压，对压路机无法碾压的区域，采用冲击夯夯实。4.5质量检测　　每填筑一层，都需要按规定的检测点位，采用K30或N63.5进行检测，检测合格后，报经监理抽检后签认后进行上一层填筑，否则将重复碾压检测，直至合格。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术4.6排水　　在进行砂垫层和第一层碎石填筑时，必须保证基底不受水影响。在第二层碎石填筑结束前，进行最后一次抽水，然后以中粗砂及时封填积水坑。确保换填质量。5、工艺流程图进行上层填筑检测碾压碎石分层填筑基坑开挖提出设计变更清除表层腐质清除表层腐质施工准备地基承载力未达设计要求达到设计要求114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术不合格合格秦沈客运专线台安制梁场软土地基设计王树伟（中铁二局秦沈指第四项目经理部）摘要：本文围绕粉喷桩加固、木桩加固和盲沟排水三种处理方法的设计及施工详细介绍制梁场软基处理，使之符合制梁的制造要求。关键词：软基设计处理方法1、概述114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术　　秦沈客运专线台安制梁场承担G4标台安段共9座桥计37孔双线箱梁的预制任务，主要设制梁台座4个，存梁台座12个，300t龙门吊走行线340双米，占地面积51.62亩。制梁场全部处在软基上，为科学解决这个问题，我们进行了多次专题讨论和试验，本着合理和经济的原则，采用了粉喷桩加固、木桩加固和盲沟排水三种处理方法，现分别介绍如下，以为今后制梁场软土地基处理提供一些参考意见。2、粉喷桩加固方法　　制梁台座和龙门吊走行线是制梁场的关键设施，既要有足够的承载力，还要保证下沉量小以便调整处理，故采用粉喷桩加固。为减小刚性基础投资，用浅密桩方案。2.1粉喷桩配合比经现场取样，送局中心试验室检验，粉喷桩配合比报告如下页：114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术2.224m制梁台座粉喷桩设计2.2.124m制梁台座粉喷桩设计图2.2.224m制梁台座粉喷桩检算114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术2.2.2.1荷载a、梁体自重：N1=5700KNb、模型自重：N2=2050KNc、基础自重：N3=25×(9×2×5+17×0.6×9)=4470KN考虑冲击系数1.3及安全系数2.0故总荷载N=1.3×2.0×(N1+N2+N3)=31772KN2.2.2.2基底应力及地基容许承载力a、基底应力张拉前：σ1=N/A=31772/(8.15×26)=150.555Kpa张拉后：σ2=N/A=(5700+25×10×9)×1.3×2.0/(4.5×8.15×2)=281.799Kpab、地基容许承载力[σ]=σ0+K1×r1×（b-3）+K2×r2×（h-1.5）=140+0.3×17×(8.7-3)=173.66KpaK1:地基沉载力基础宽度修正系数，粘砂土取0.3r1:地基土容重K2:地基沉载力基础埋深修正系数(基础座落在表土上取0)r2:地基土容重显然[σ]<σ2,虽然[σ]>σ1,但根据地基土为细砂土用分层总和法计算可得其地基沉降量达13CM,故必需进行地基处理。2.2.2.3粉喷桩处理地基114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术根据试验结果，置换率为12%时，其无侧限抗压强度qu可达4.1Mpa设计桩长为4.4M,桩径为0.5M,水泥用量为50Kg/M，其转换率为15%a、桩容许承载力R1=η×qu×Ap=0.35×4.1×0.196=281KN(以试验方法计算)η:桩长折减系数qu：90天水泥粉土标准试块无侧限抗压强度Ap：单桩截面积R2=Up×qs×l+a×Ap×qpUp:桩截面周长qs:摩阻力(粘砂土取16.5)l:桩长a:系数(取0.5)Ap:桩截面面积qp：地基土承载力基本值R2=1.57×4.4×16.5+0.5×0.196×140=127.702KN根据规范以最低值检算,取127.702KNb、复合地基承载力计算端部面积置换率M1=50×0.196/（9×5）=21.18%中部面积置换率M2=33×0.196/(18×9)=4.355%f端=M1×R/Ap+β×(1-M1)×fs(β:系数,fs:修正后的地基承载力)=127.702×0.2118/0.196+0.75×(1-0.2118)173.66114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术=240.655Kpaf中=M2×R/Ap+β×(1-M2)×fs=127.702×0.04355/0.196+0.75×(1-0.04355)×173.66=152.94Kpaβ:系数(0.5—1.0,取0.75)fs:修正后的地基容许承载力故中部f中=152.94>149.938(可以满足要求,安全系数为2.0)端部f端=281.799×2.0/240.655=1.7079(安全系数)c、软弱下卧层地基强度检算f`端=（fsp×A+G-As×qs-fs×（A-A1））/A=(281.799×9×4.5+9×4.5×4.4×17.3-(9+4.5)×2×8.6×16.5)/(9×4.5)=309.519Kpa0.1～0.35114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术mm,不均匀系数3～5,灌砂率均达到95%以上,保持砂袋顺直畅通,每一砂袋充填密实,袋口扎紧。①机械选择：砂井一般均采用导管式的震动打设机械，区别在于行走方式，现普遍采用的打设机械有：轨道门架式，履带臂架式、步履臂架式、吊机导架式等。配套设备有成孔套管、灌砂袋架及活动桩帽等。②成桩：根据设计布置的行列间距用小木桩或竹板桩正确定位,将导管对中，插打套管，直到设计深度。将已加工完成的砂袋，按照计算要求量投入套管内，启动钻机，一边振动套管，一边提拨套管出地面，完成施打袋装砂井作业。③袋装砂井施工注意事项：砂井定位要准确，垂直度要好；袋中的砂宜采用风干砂，不宜用潮湿砂，以免袋内砂干燥后体积减少，造成袋内砂柱短缩及排水垫层不达接等质量事故；聚丙烯编织袋应避免太阳光长时间曝晒；在整个施工过程中应避免砂袋被挂破漏砂；确保袋装砂井与排水垫层之间的连接。④施工完后应检查桩位及封口情况，及时铺设土工布和砂垫层。4.1.2塑料排水板114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术塑料排水板与袋装砂井的原理基本相同，排水板的特点是单孔过水断面大，排水畅通，质量轻，强度高，耐久性好，它由芯板和滤膜组成，在选用排水板时，着重于板芯材料、滤膜质量和塑料板的结构等。塑料排水板的作用与袋装砂井的作用也基本相同。本段塑料排水板设计为：按边长1.2m的等边三角形布置，顶面铺设0.5m厚砂垫层，砂垫层内铺一层土工格栅网垫或一层A2250编织布。设有塑料排水板段落32处，总共占路基长度5.3km，单井深度为4～7.5m不等，总计长度达81万m。施工要点：①场地清理同袋装砂井施工，塑料板排水法的施工机械可与袋装砂井打设机械共用，只是将圆形导管改为矩形导管即可。②塑料排水板打设顺序为：定位—将塑料板通过导管从导管靴穿出—将塑料板与桩尖连接—对准桩位插入塑料板—拔管、剪断塑料板。③塑料排水板施工注意事项：塑料排水板插入过程中，应防止淤泥进入板芯，堵塞输水通道，影响排水效果；塑料排水板与桩尖联接要牢固，避免提管时脱开将塑料板带出；导管与桩尖配合要适当，避免错缝，防止淤泥在打设过程中进入导管，增大塑料板与导管壁的摩擦力，甚至将塑料板带出；严格控制间距和深度，凡塑料板带出两米的应作废补打；塑料板接长时，应考虑水膜内平搭接，保证输水畅通并有足够的强度。④塑料排水板施工完后应检查板距和端头预留长度，及时铺设土工布和砂垫层。4.2挤密压实法114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术振动沉管砂石桩包括振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩，在地基内形成密实的砂桩或碎石桩使土层密实,同时靠桩的承载力来增加稳定性,减少沉降量。同垂直排水法一样,这种方法也有加速固结沉降的效果（根据不同的土层其作用也不相同：对松散砂土主要起挤密、排水降压、砂基预震抗液化；对粘性土主要起置换作用、排水作用、加筋作用、垫层作用）。施工方法有振动法、冲击法、沉管法等。其主要效果是：减少总沉降量，增强抗滑阻力；附带效果是：加速固结沉降，控制剪切变形。4.2.1管段挤密桩设计情况挤实砂桩设计为：Φ=0.5m，按边长1.0m的等边三角形布置，顶面铺设0.5m厚砂垫层，砂垫层内铺一层土工格栅网垫或一层A2250编织布。设有挤实砂桩段落4处，总共占路基长度100m，单桩深度为12m及12.5m不等，总计长度达3万m。挤实碎石桩设计为：Φ=0.3m及0.5m，分别按边长0.6m和1.0m的等边三角形布置，顶面铺设0.5m厚碎石垫层，碎石垫层内铺一层土工格栅网垫或一层A2250编织布。设有挤实碎石桩段落18处，总共占路基长度540m，单桩深度为4～16.5m不等，总计长度达24万m。4.2.2管段挤密桩施工情况挤实砂桩和挤实碎石桩均采用振动挤密法施工:采用振动机、料斗、振动导管组成的振动打夯机施工；其原理是将桩尖、桩管插入待加固的粉细砂地基中，通过压拔管灌砂石和利用置于桩管顶上的振动打桩锤的振动作用，使饱和粉砂层得以挤密，从而使地基得到加固。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术施工要点:①场地清理按设计要求进行。②施工操作程序:桩机就位—启动桩锤电机使桩振动，桩管沿桩位下沉—灌砂—沉桩过程挤密—降落管桩，振动挤压15～20s—每提升桩管50cm,挤压时间以桩管难以下沉为宜(反复)——完成该桩灌砂石工作，桩管提至地面，移机。③施工注意事项：砂石料均匀，含水量适中—桩管下沉过程中，桩管始终应与导向杆平行—打桩顺序应梅花型布桩，隔排推进（即按一、三、二、五、四、七的顺序进行）——机械设备的操作严格按照安全规程进行—做好交接班工作。④保证起重设备平稳，导向架与地面垂直。⑤砂石灌入量不应少于设计值的95%，如不能顺利下料时，可适当往管内加水。⑥砂石桩施工完后应检查桩的密实度（通过大标贯实验Ｎ63.5确定）,并检测复合地基承载力是否符合设计要求，然后进行下道工序填筑碎石垫层。4.3换填法将软土的一部分或全部挖去，换填以良好的材料的方法，通过换填可增强抗剪强度，提高安全系数，减少换填部分的沉降量。其主要效果是：增强抗滑阻力；附带效果是：减少总沉降量、控制剪切变形。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术换填碎石法：管段内仅部分构筑物基础设计了换填碎石。施工时应严格按设计配合比配料，压实后通过N63.5检测达到中密方可进行下道工序。4.4凝固法凝固法也就是采用复合地基的方法，通过注浆（旋喷桩加固法和深层搅拌桩加固法）或粉体喷射加固地基。用水泥在地基内形成桩柱，靠水泥的吸水作用使地基疏干，靠化学作用使地基固结；随着地基强度的增长，稳定性提高，同时沉降减少。复合地基主要受力层在加固体内，是以桩的形式处理地基，其桩与基础不直接相连，它们之间是通过垫层（碎石或砂垫层）来过渡。它的作用机理包括：桩体作用、垫层作用、挤密作用、加速固结作用和加筋作用。其主要效果是：减少总沉降量，增强抗滑阻力。4.4.1注浆加固法注浆加固法就是用压送设备将具有胶结性的合适的浆液材料通过注浆孔有目的地注入地层,充填土颗粒间的空隙、土层界面或岩层裂隙，使其扩散、膨胀、胶凝或固化，以提高地层强度和模量，降低地层渗透性及减少地层变形一类的地基处理技术。按照流动浆液体与土体的相互作用方式将注浆方法分为：渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆三大类。其原理为：以注入土层的浆液充填孔隙、压实土体、在地层中渗透和劈裂土体后充填裂隙等方式对地层土体进行加固。旋喷加固法和深层搅拌加固法均属于注浆加固法。4.4.1.1旋喷加固法114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术旋喷加固桩属于注浆加固中的劈裂注浆，也叫高压喷射注浆，它是利用特制钻机将带有特殊喷嘴的注降管送入到预定的深度，然后慢慢的提升钻杆，边提升边旋转，边由喷嘴喷出具有一定压力的液体和气体的射流，使浆液流和土体混合、凝固成一体，形成具有一定强度的固体桩体加固地层的方法。其原理为：通过对液体施加高压，并使液体以较高的速度切割周围土体和与之搅拌的形式，在土体中形成较高强度的桩体加固地层。实用地层：淤泥、淤泥质粘土、粉土、沙土及软粘土地层。它们都有质地松软、颗粒细微和易呈塑性流动状态等特点，使浆液难于在土体中渗透，只有采用劈裂注浆，才能使地层获得较好的加固效果。本段旋喷加固桩设计为：路基Φ=0.8m(涵基Φ=0.6m)，路基按间距为2.0m布置(涵洞基础按间距为1.1m布置)，路基顶面铺设0.5m厚碎石垫层，碎石垫层内铺一层土工格栅网垫或一层A2250编织布。设有旋喷加固桩段落主要为路桥（涵）过渡段及部分涵洞基础，单桩深度为8～15m不等，总计长度达3万m。施工要点:①施工机具及配套机械：目前旋喷机械主要有单管旋喷、双管旋喷和三管旋喷，因本段设计桩径较小且地质松软软基处理的旋喷桩大都选用单管旋喷机施工，经检验桩身搅拌均匀且强度符合设计要求。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术①施工操作程序：钻机就位—钻孔（目的是将旋喷注浆管插入地层，并达到预定深度）——插管—旋喷注浆—冲洗—移动机具。②施工注意事项：严格保证钻机水平；钻孔机械要根据地质情况选定，遇到较坚硬的地层，宜选用地质钻机钻孔；施工前必须试噴，通过试噴检查桩位、核对地质资料，确定记述参数；插管过程中为防止泥沙堵塞噴嘴，可用较小压力边下管边噴水；噴射作业应自下而上旋转进行，第一次完成后应进行复噴，整个过程应做好旋噴时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等记录。同时旋喷桩的施工还应控制好浆液的凝结时间，应正确选用水泥品种、水灰比和外加剂，保证复喷过程的进行。4.4.1.2深层搅拌加固法深层搅拌加固桩属于注浆加固中的静压旋转注浆，适用于加固饱和粘性土地基，它是指通过钻孔将水泥、石灰等材料作为固化剂送入地层，依靠特制的深层搅拌机械在地层中将软土和固化剂（浆液或粉体）就地强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生的一系列物理、化学反应形成深层搅拌桩，使软土的物理力学性能得到改善的地层加固方法。其原理与采用的固化剂种类有关，水泥加固土体的原理主要是靠水泥遇水后发生的物理化学反应对土体起加固作用。本段深层搅拌加固桩设计为：路基Φ=0.5m，涵基Φ=0.6m，路基按间距为1.0m布置，涵洞基础按间距为1.1m布置，路基顶面铺设0.5m114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术厚碎石垫层，碎石垫层内铺一层土工格栅网垫或一层A2250编织布。设有深层搅拌加固桩段落主要为路桥（涵）过渡段及部分涵洞基础，单桩深度为7～25m不等，总计长度达10万m。施工要点:①施工机具及配套机械：目前国内外使用的深层搅拌机械有中心管喷浆方式及叶片喷浆方式（叶片喷浆方式适合于纯水泥浆和大直径、连续搅拌）。因设计深层搅拌均为纯水泥浆搅拌，故在本段软基处理的深层搅拌施工中大都选用叶片喷浆方式。②施工操作程序：搅拌机定位—预搅下沉—喷浆搅拌提升—重复搅拌—清洗机具—机具移位。③施工注意事项：搅拌机下沉过程不予注浆；提升过程应边提升、边喷浆、边搅拌，且提升过程不宜过快，以确保搅拌均匀（为保证桩的质量，当浆液到达出浆口后应喯浆座底30s，使浆液完全到达桩底）；重复搅拌须到设计位置，且下沉和提升的过程都须进行搅拌作业；施工时因故停浆，宜将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时再噴浆提升。4.4.2粉体喷射加固法水泥粉喷桩属于粉体喷射加固法一种，是以喷射干粉（水泥）并将其与软土一起就地强制搅拌的深层搅拌法。工作原理同深层搅拌桩。本段粉体喷射加固桩设计为：Φ=0.5m，按间距为1.0m等边三角形布置，顶面铺设0.5m114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术厚碎石垫层，碎石垫层内铺一层土工格栅网垫或一层A2250编织布。设有粉体喷射加固桩段落为两处，主要为路桥（涵）过渡段，单桩深度为4～5.5m不等，总计长度达1.1万m。施工要点:①施工操作程序：搅拌机定位—下钻—钻进结束—提升（同时旋转喷料）——提升结束，柱体形成。②施工注意事项：为保证钻杆中间的送风通道的干燥，从预搅下沉开始至噴粉为止，应连续在杆内输送压缩空气；噴粉时要控制速度反转提升；施工过程应严格注意噴粉机及空压机的运行情况，如在送灰过程发现压力下降、灰罐加不上压力，应停止提升，原地搅拌及时处理。5.4.3采用凝固法(也就是旋喷桩加固法、深层搅拌桩加固法、粉体喷射加固法)施工的复合地基下道工序施工前必须进行桩的无侧限抗压强度检测，抽检数量为2‰，并且每工点不得少于2根，检验方法是：成桩28天后在桩的1/4处、桩头至2/3桩长范围内垂直钻芯取样进行无侧限抗压强度实验。这样一来，下道工序的施工时间就拖得较长，为了提前进入下道工序施工，通过实验采用掺早强剂的方法提高桩强度的增长速度。5、A12及A13标段软土地基处理措施比较5.1设计地质与地基处理措施对照表：里程地质处理措施DK218+500～DK230+200114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术松软地段，地质为冲洪积平原，砂粘土，粘砂土，中砂，粗砂，砾砂，圆砾土，软基深度小于10米加固措施以塑料排水板为主，构筑物基础有换填碎石垫层和旋喷桩，路基与桥（涵）过渡段有碎石桩、搅拌桩、粉喷桩。DK230+200～DK262+300软土地段，地质为滨海平原，淤泥，砂粉土，细砂，中砂，粗砂，圆砾土；软基深度在10～20米之间，个别地段深度超过20米加固措施以袋装砂井为主，构筑物基础有换填碎石垫层和旋喷桩，路基与桥（涵）过渡段有碎石桩、砂桩、旋喷桩、搅拌桩DK262+370～DK263+400软土地段，地质为冲积平原，淤泥质砂粘土，粘砂土，粉砂，细砂，中砂，粗砂；软基深度超过20米加固措施以袋装砂井为主，构筑物基础有换填碎石垫层，路基与桥（涵）过渡段为搅拌桩。5.2各种处理措施适应地层与加固深度对照表:处理措施实用地质加固深度袋装砂井砂粘土，流塑～软塑性小于20米塑料排水板粘砂土，砾砂，中砂，圆砾土，硬塑～软塑小于10米砂石桩粘砂土，砾砂，圆砾土，中密饱和且底层强度较高4～15米凝固桩（旋喷桩、搅拌桩、粉喷桩）砂粘土，中砂，软塑，松散，饱和粉喷桩小于7米，旋喷桩小于15米，搅拌桩小于20米（大于20米时需提高电机功率，控制转速）5.3实际施工状况对照情况5.3.1设备、进度、功效对照表：项目工程量(万m)设备台数1999年2000年10月11月12月3月4月完成总量完成总量完成总量完成总量完成总量单机日完成量单机日完成量单机日完成量单机日完成量单机日完成量袋装砂井2852424757544435370001254313413740(5天)2090114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术塑料排水板8171252231730572093325196136115716989(5天)10天778砂石桩2792150114117413679643966310天245(13台)旋喷桩3616177260308530007763搅拌桩10643202326922265876234659172(1台)155148175(2台)231粉喷桩1.1120803947479984158192注:表中施工天数是按25天计算的,机械设备按平均台数计。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.3.1根据既有软土路基施工机械状况及软土路基施工特点来看:首先因地质复杂多变，能适应各种软土地质的施工机械目前还没有标准的定型产品，都需根据现场地质和设计施工方案来配备设备（软土路基处理方法也很多）；其次是铁路施工普遍成在工期紧、时间短，要求设备上得快、上得多，从上表可以看出各种方法的施工速度也很快。如果我们要靠自己的设备，那就得购置大量设备，可使用效率又不高，一条大线最多4-5个月施工时间，这样一来就会造成设备闲置，同时社会上这样的设备又很多，并且型号各异、种类齐全、任由选择，因此在软土路基施工设备问题上，我们应首选租用地方设备。但是，我们一定要加强管理，要根据我们的具体地质情况和设计处理方法要求调整设备参数，以满足设计，同时我们也要监控、严格检查。5.4各种处理方法的经济与技术比较5.4.1造价对比表:顺号项目单价设计布置备注1塑料排水板3.861.2m的等边三角形布置设备通用2袋装砂井4.071.3m的等边三角形布置3碎石桩19.021.0m的等边三角形布置设备通用4砂桩49.061.0m的等边三角形布置5旋喷桩165.59间距为2.0m(涵洞基础按间距为1.1m)布置设备通用6搅拌桩71.09间距为1.0m(涵洞基础按间距为1.1m)布置7粉喷桩45.171.0m等边三角形布置5.4.2对比分析5.4.2.1袋装砂井及塑料排水板在同一地质情况且都能满足的施工深度范围内，工程费用基本相同，施工工艺相同，机械设备通用，但袋装砂井成本较低，施工质量较易控制；塑料排水板容易在施工提管时带出而达不到有效深度，同时，在淤泥质地层中容易造成堵塞输水管道，影响排水效果。5.4.2.2复合地基处理方法的比较:挤密砂石桩与凝固桩都属于复合地基范围。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术5.4.2.2.1砂石桩对松散细粉砂土地基挤密效果显著，经挤密后的地质可防止振动液化，同时在软弱粘性土中，可构成复合地基，大大提高地基承载力；它既有普通砂井的排水作用，又具有摩擦桩的支承作用。经砂石桩处理的地基的刚度介于凝固桩与排水固结处理的地基的刚度之间，可作为凝固桩与排水固结（砂井、插塑板）的过渡措施。5.4.2.2.2凝固桩（旋喷桩、搅拌桩、粉喷桩）均以增加软土地基承载力为主，能解决排水固结所不能解决的沉降问题，搅拌桩、粉喷桩具有加固效果显著，强度增长快，施工不需高压设备，安全可靠，无污染，无振动，对周围环境及建筑物无不良影响，但加固范围内如有坚硬层，施工较困难，加固搅拌阻力大，切割力差，深度受到限制。旋喷桩施工适用地层较广，加固深度较大，加固后地基强度增长快而高，但设备要求较高，工程造价相应较高。凝固桩加固后的地基强度较高,适用于构筑物基础和构筑物与路基过渡段的前段,后段采用挤密砂石桩。综上所述，软土地基的处理如采用排水固结方法应优先选用袋装砂井。路基构筑物基础加固宜选用搅拌桩，过渡段应采用两种方式过渡，靠近构筑物采用凝固桩加固过渡，靠近路基采用挤密砂石桩加固过渡。6、小结　　秦沈铁路是我国铁路建设的代表性工程，要控制好路基工后沉降，确保工程按预期目标建成，必须加强软土地基处理。秦沈线软土路基施工技术是综合性软基施工技术的探索，其成功与否将关系到我国今后铁路的发展，我们必须认真领会设计，严格控制各个施工环节。114 中铁二局集团秦沈指挥部软土路基施工技术114'