软土地基施工方案比选.docx

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软土地基施工方案比选

厦门市环岛路三期工程香山至五通软基处理施工方案比选

厦门市环岛路香山至五通段

软土地基施工方案比选

一、工程概况

厦门市环岛路是厦门市规划的“三环三辐射”道路网主骨架之一，香山至五通段工程位于环岛路三期工程香山至墩上段的南段，起点与环岛路二期终点相接，终点接环岛路五通至墩上段起点。

本工程左半幅路基AK3+013-AK4+032.87段和右半幅路基BK2+990-BK4+078.77段地质均为老海湾冲积淤泥质粘土，深度为2.5-7米，呈软流塑状。

根据初步设计，本段路基拟采用粉喷桩或插塑料排水板预压的办法进行加固处理。

以下就两种处理方式的特点、施工方法、质量控制、工程造价、施工工期等方面进行简要的介绍。

二、粉喷桩法施工

1、定义

粉喷桩法也称粉体喷射搅拌法，是在软土地基中输入粉粒体加固材料（水泥粉或石灰粉），通过喷粉机将水泥粉与地基土在原位拌和，使地基土和加固材料发生化学反应，在稳定地基土的同时提高其强度的方法。

2、适用范围及特点

粉喷桩法施工适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高，且地基承载力标准值不大于120Kpa的粘性土等地基，但用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用程度，有时得-1-

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不到理想得效果；不能用于处理含石块的杂填土。

粉喷桩法加固地基具有如下特点：

⑴此法由于将固化剂得原

地基土就地搅拌混合，因而最大限度地利用了原土；⑵使用的固化材料可更多地吸收软土地基中的水分，对加固含水量高的软土、极软土地基，效果非常显著；⑶固化材料全面地被喷射到靠搅拌叶片旋转过程中产生的空隙中，同时又靠土的水分把它粘附到空隙内部，随着搅拌叶片的搅拌，使固化剂均匀地分布在土中，不会产生不均匀地散乱现象，有利于提高地基土地加固强度。

⑷可按照不同的地基土地性质及工程设计要求，合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活。

且土体加固后重量基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降；⑸与高压喷射注浆和水泥浆深层搅拌法相比，输入地基土中地固化材料要少得多，无浆液排出，无地面隆起现象。

⑹施工简单方便、无振动、无噪音、无污染。

3、主要工程数量及工程造价

4、施工方案、方法

⑴施工机械

粉体喷射搅拌机械一般由搅拌主机、粉体固化材料供给机、空气压缩机、搅拌翼和动力部分等组成，分单搅拌轴和双搅拌轴两种机型。

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国外常用的设备主要为DJM型系列，国内采用GPP-5型、PH-A型较多。

⑵施工总体安排

由于本段路基所经地段大多为鱼塘和水田，粉喷桩施工前必须先进行排水和填筑一层预拱土，提供粉喷桩机的施工场地（设计未考虑预拱土的设置）。

预拱土分段施工后开始粉喷桩施工，粉喷桩分段施工验收后即可组织碎石垫层施工。

⑶施工顺序

粉喷桩施工的关键技术是控制好喷粉，即将粉体成桩固化剂用压缩空气输送到钻头并射到土层中去，喷粉直接关系着成桩的质量。

喷粉操作要求迅速连贯，一气呵成。

其施工顺序如下：

①、对正桩位，调正桩机身，保证桩的垂直度，启动主电机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气，继续钻进。

②、钻到设计孔深时，停止钻进，钻头反转，但不提升。

③、打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送加固粉料。

④、确认加固粉料已到桩底后，提升搅拌钻头。

为便于控制成桩质量，一般不得使用Ⅲ档提升。

⑤、提升到设计标高后，停止喷粉。

停止喷粉深度结合搅拌提升的速度确定，见下表。

⑥、打开送气阀，关闭送料阀，空压机不停机，搅拌钻头提升到桩顶，停止提升，在原位转动两分钟，以保证桩头均匀密实。

⑦、在桩上部1/3范围内复搅一次，复搅长度不足4m按4m计。

⑧、将搅拌机钻头提出地面，停止主电机，填写施工记录。

⑨、移动桩机到下一桩位。

粉喷桩施工工艺见下图。

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⑷、施工要点

①、机身调平以钻杆是否垂直为依据，用铅锤吊线进行控制。

②、喷粉或喷气时，当气压达到0.45MPa时，管路可能堵塞，此时停止喷粉，将钻头提至地面，切断空压机电源，停止送气，予以排除。

③、钻头钻至设计深度，滞留2～4分钟。

④、整个制桩过程确保边喷粉、边提升连续作业。

出现断粉，及时补喷，补喷重叠长度不小于0.5m。

⑤、粉喷桩搅拌下沉时不用水冲下沉，当遇较硬土层下沉太慢时，可适量冲水。

⑥、桩顶设计标高与地面标高接近时，地面以下1m范围内喷粉、搅拌、提升用慢速，当喷粉即将出地面时，停止提升，搅拌数秒钟，以保证桩头均匀密实。

⑦、喷粉开始时，将电子秤显示置零，使喷粉过程在电子计量显示下进行。

喷粉搅拌时，记录人员随时观察电子秤的变化显示，以保证各段（以1m为一个单位）喷粉均匀。

⑧、粉体固化剂入罐时先过筛，以保证入罐固化剂粒径最大不超过0.5cm，没有纸屑、石块等杂物。

水泥采用矿渣水泥，标号为425#或525#，掺入比例严格按照设计要求，进行天然含水量和天然孔隙比试验后而确定的数值施工。

⑸、施工质量检验控制

①在施工中要严格控制桩身尺寸，要求桩距偏差不大于5cm，桩长桩径不小于设计要求，桩顶标高偏差不大于±5cm，桩垂直度偏差不大于±1.5%。

②保证喷粉搅拌的均匀性。

在提升喷粉过程中，须有自动计量装置。

随时有指示喷粉过程中的各项参数，包括压力、喷粉速度和喷粉量等，。

该装置是控制和检验粉喷桩的关键。

③严格按设计要求选用水泥标号和品种。

④．竣工验收检验可采用标准贯入试验、静力触探试验、取芯检验、截取桩段作抗压强度试验、静荷载试验、开挖检验、沉降观测等检验手段。

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⑹、工期安排

采用粉喷桩法进行软土地基处理施工，施工内容相对简单，工序少，粉喷桩施工完成后，路基强度增加快，验收后即可开始下道工序施工。

本段路基的施工工期主要控制在粉喷桩的施工时间，如果投入5台单轴搅拌机和5台双轴搅拌机，粉喷桩的施工时间为3个月，预拱土施工月1个月，但施工10天后可开始粉喷桩施工。

碎石垫层在粉喷桩验收后20天可完成。

整段软土路基处理时间为4个月。

三、插塑料排水板预压法施工

1、原理及作用

插塑料排水板法上是通过插打塑料排水板形成垂直排水通道，改善地基排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成。

2、适用范围及优缺点

此法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但对于厚的泥炭层要慎重对待。

此法施工方便，简单迅速，工程造价相对较低，但需要有较长的预压时间和适当的荷载条件，不适用于工期较紧或土源紧张或弃土难度较大的工程。

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3、主要工程数量及工程造价

4、施工方案、方法⑴总体施工安排

由于本段路基所经地段大多为鱼塘和水田，且插塑料排水板处理地基会有较大的沉降量，因此在砂垫层施工前必须先进行排水和填筑一层预拱土，一为防止路基下沉后排水砂垫层失去其应有的作用，二为插塑机提供较好的施工场地（设计未考虑预拱土的设置）。

预拱土分段施工后即可分段组织开始插塑料排水板、干砌片石、土工隔栅等施工，土工隔栅分段施工验收后即可组织进行路基填筑和堆载预压施工。

⑵砂砾垫层

①、施工前先对砂垫层材料进行取样检验，以确保砂垫层材料为级配良好的中、粗砂或砂砾，其含泥量不超过5%以及渗透系数符合要求，且不含有机质、垃圾等杂物。

②、基底处理，做土路拱。

③、砂砾垫层的铺筑施工采用分层压实法，分层厚度、压实遍数

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通过试压确定。

施工时，下层密实度经检验合格后，再填筑上层。

④、砂砾垫层的厚度应满足设计要求，为防止施工中砂砾流失，在垫层的两端用砂袋码砌护脚。

⑶、塑料排水板

①、塑料排水板施工时，利用插板机插入软土地层中，插板时，将排水板经导管上部滚轮，穿入穿带窗，至下端出口与桩靴相连；开动插板机，导管顶住桩靴将排水板插入设计深度；拔出导管，排水板便留在土中，然后剪断，即完成一根排水板的插设。

插板作业过程见图3-1，塑料排水板施工工艺流程见图3-3。

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②、施工要点

a、插板作业前，应先了解地下有无障碍物，然后平整场地，铲除杂草，修筑预拱。

b、在修筑好的路基预拱坡面上铺设砂垫层。

c、插板机上设有明显的进尺标志，以控制排水板的打设深度。

d、塑料排水板需要接长时，•应剥离滤膜，使芯板顺槽搭好，搭接长度为20cm，然后包好滤膜，用钉板机钉牢。

e、塑料排水板与桩靴的连接要可靠，•桩靴对导管下端密封要严，以免进泥，使排水板带出。

f、插好的塑料排水板，•伸出预拱面20cm，顶端埋入砂垫层，插管形成的孔洞用砂填没。

头部处理方法见图3-2。

g、上拔导管时，带出的淤泥，不得弃于砂垫层上，以免堵塞排水通道。

h、垫层上部填土高度小于1m时，不得采用振动式压路机碾压。

i、路基填土速度一般不受限制，但当天的沉降量大于10mm或边桩位移大于5mm时，应暂停填土。

⑶堆载预压

路基填筑到设计高程后，即可进行超载预压。

预压时应严格控制堆载速率，防止地基发生剪切破坏或产生过大塑性变形。

在堆载预压过车工中应每天进行沉降、边桩位移及空隙水压力等项的观测，沉降每天控制在10-15mm；边桩水平位移控制在4-7mm；空隙水压力系数不大于0.6，再对其进行综合分析，以确定堆载速率。

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⑷工期安排

①预拱土施工：

1个月

②砂垫层施工：

1.5个月

③插塑料排水板施工：

按投入10台插塑机考虑约3.5个月

④土工隔栅及碎石反滤层施工：

1个月

⑤超载预压：

按设计要求超压时间不小于12个月，合计13个月⑥斜载：

10天

⑦在考虑安排施工流水的情况下，整个路基的软基处理时间为17个月（不考虑路基填筑时间）。

四、方案比选

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