S232常州段改建工程软基处理工艺探讨Word下载.docx

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（一）湿喷桩的概念6

（二）质量控制要点6

（三）注意事项11

（四）成品质量检测12

（五）首件总结13

四、PTC管桩14

（一）总则14

（二）施工前的准备工作15

（三）PTC管桩的施工过程控制16

（四）PTC桩帽施工20

（五）碎石垫层和钢塑土工格栅的施工20

（六）注意事项21

（七）PTC管桩首件总结22

五、结束语28

六、主要参考文献28

1前言

路基是公路线形的主体，它贯穿公路全线，并与沿线的桥梁、隧道和涵洞等相连接，路基是路面的基础，它与路面共同承担汽车荷载的作用。

路面靠路基来支撑，没有稳定的路基就没有稳定的路面。

1.1有关软土的概念

所谓的软土，从广义上讲就是强度低压缩性高的软弱土层。

根据空隙比及有机物含量、结合水含量、压缩系数、渗透系数快剪强度以及天然容重等可将软土划分为软性粘土、淤泥质土、淤泥、泥类质土、泥炭等五种类型。

习惯上常把淤泥、淤泥质土软粘性土总称软土，而把后两种称为泥沼。

软土都具有共性主要表现在：

1.1.1天然含水量高，空隙比大，含水量在34%~72%之间，空隙比在1.0~1.9之间，饱水度一般大于95%，液限一般在35%~60%，塑性指数为13~30，天然容重约为15~19KN/M3

1.1.2透水性差，大部分水的渗透系数为10-8~10-7cm/s；

1.1.3压缩性高，压缩系数为0.3~0.5m2/MN；

1.1.4抗剪强度低，其快剪粘聚力为10Mpa左右快剪内摩擦角为0~5°

；

1.1.5具有触变性，一旦受到扰动，土的强度明显下降，甚至呈流动状态；

1.1.6具有流变性，其长期抗剪强度只有一般抗剪强度的0.4~0.8倍；

1.2软土地基处理的重要性

1.2.1地基承载力或稳定性问题

沉降大，引起路堤侧向滑移及基底向两侧挤出等，从而导致路基失稳

1.2.2水平位移及不均匀沉降问题

由于软土土层厚度的变化，会产生不均匀沉降，造成路基滑塌、开裂

因此必须先对软土地基路段基底进行加固处理，即软基处理。

1.3软基处理的常见类型

a垫层及浅层处治b反压护道c土工合成材料d袋装砂井e塑料排水板f碎石桩g粉（湿）喷桩h砂桩i强夯地基j重锤夯实

2工程概况

S232省道常州段是常州连接无锡江阴、宜兴的重要通道，也是常州市大外环公路的主要组成部分。

该项目的实施对于缓解过境车辆对常州市区的交通压力及促进苏锡常都市圈的联系有重要意义。

本工程地处江南河网地区，地面标高一般2.2～5.8米老路两侧河塘密布，本段软土为淤泥质亚黏土，流塑状态，厚度为0.9～16.2米，平均厚度6.76米，层底标高-16.52-2.08米（黄海高程）。

软基处理采用湿喷桩和PTC管桩处理。

3湿喷桩

3.1湿喷桩的概念

湿喷桩是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂强制搅拌，形成水泥土圆柱体。

由于固化剂和土之间产生一系列物理化学反应，使圆柱桩体具有一定的强度，桩体周围的土得到部分改善，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基，也可作成连续的地下水泥土壁墙和水泥土块体以承受荷载和隔水。

3.2质量控制要点

3.2.1施工准备阶段的检查

3.2.1.1进场材料的检查

a、水泥采用强度等级为PO32.5，应对生产厂家进行考察、了解。

材料应符合设计要求与技术规范的标准，供应量应能满足施工进度。

b、建立进场水泥批次、数量、出厂日期、检验批复文件的编号、现场存放地点以及相应所使用的施工路段的原材料台帐制度，要求现场监理签字确认

c、进场水泥要按规范要求存放和保管，要防潮、防雨，对受潮结块的严禁使用

d、建立各桩机的施工记录台帐，并随时检查及时签证，其统计数据用以对实际用量进行总量宏观控制。

3.2.1.2对机械的检查

a、钻机上的电流表、电压表以及泥浆泵上的压力表是否能正常工作，否则要求重新更换；

电子计量系统和计算机施工控制的设备，必须经过国家计量鉴定部门的鉴定，并逐机获得鉴定证书，关键设备上计量部门的鉴封应完整，

b、对检查合格的机组进行编号、挂牌，要标明钻机的编号、机长、质检员、技术员等相关内容。

c、施工前丈量钻杆的长度，并标上显著标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度、保证设计桩长；

钻头直径的磨损不得大于20mm

d、为了保证施工过程中配合比的准确性，现场须配备泥浆比重计和台称，用以控制和检测浆体的质量

3.2.1.3其它准备工作的检查

a、测量放样，清除地下障碍，包括表层中的大石快及树根等杂物，对大型池塘先抽水清淤后分层填土并碾压至原地表标高；

b、完成水泥浆体配合比的室内实验，确定配合比；

c、正式开工前要求先试桩。

试桩的根数不少于5根，通过试桩的现场工艺实验，确定可以满足设计要求的施工参数，施工参数包括输浆走浆的时间、停浆时间、搅拌轴下钻、提钻的速度（档位）、电流值以及到达相对硬质层时电流突变的位置等；

试桩时现场要有监理全过程旁站记录相关的施工参数

3.2.2施工过程中的控制

水泥搅拌桩施工工艺流程图:

3.2.2.1对承包人自检体系、质保措施的检查

a、检查施工工艺流程是否满足设计图纸和施工规范的要求，特别是注意打设深度和水泥用量的控制方法是否满足设计要求

b、检查承包人的自检体系，必须保证每台桩机、任何施工时间都至少有一名自检员在场，做好施工质量控制和施工记录

c、检查承包人的质量保证措施的落实，包括对进场材料的检查制度，保证现场施工质量控制，施工记录真实、及时、规范的制度，以及配合现场监理人员实施旁站监理的制度

3.2.2.2对承包人施工工艺的检查

湿喷桩属隐蔽工程，故施工过程中，经理部质检及技术人员要参与各环节的管理，监理组实行全过程旁站。

现场监理人员做好现场监理记录，并检查承包人施工管理人员和施工质检人员是否能跟班管理和及时处理问题，若未能落实质保措施，要责令整改直至下达停止该工班的施工。

a、定位

桩机到达指定桩位后对中，当地面起伏不平时，应调整桩机身，使设备保持水平搅拌轴呈竖直状态防止桩体倾斜；

b、搅拌下沉

搅拌轴下沉过程中速度可由电流表的电流控制，工作电流不应大于额定的电流值，在正常工作时的电流值几乎为定值，当电流值突变时说明已钻到硬质层，再继续下钻50cm作为最后的桩长；

c、浆液的制备与输送。

按要求配置水泥浆，严格控制水泥浆的比重，对每盘浆体进行抽检，检测合格的水泥浆方可泵送，压力控制在0.4~0.6Mpa；

d、喷浆搅拌提升。

搅拌轴下钻到设计深度后，开启灰浆泵，已先前确定的速度（档位）均匀的边喷浆边提升；

为了保证桩的完整性，应严格控制喷浆停浆时间，开钻后要连续作业，严禁在尚未喷浆的情况下进行提钻作业。

e、重复搅拌

搅拌轴提升至设计顶标高时，关闭灰浆泵，集料斗中的水泥浆应正好用完。

为使软土和水泥浆搅拌更加均匀，可再次将搅拌轴边旋转边沉入土中至设计深度后，再将搅拌轴提升出地面；

f、清理移位

在喷浆结束搅拌轴提出地面后将粘附在搅拌头上的泥土清洗干净，然后移位。

当被加固的土质很差，搅拌机一次喷浆不能满足设计要求时，常采用两次喷浆在复搅时补足浆量，然后进行下一颗桩的施工；

g、填写施工记录

施工记录可反映每根桩施工全过程的真实情况，应按照规范规定的内容填写，凡是需要了解的施工问题，都应从施工记录上找到答案。

3.3注意事项

3.3.1下钻时，喷浆口到达地面线电脑开始计数，此时操作人员应通知质检人员和现场监理，对起点进行确认。

确认后即可下钻，此时，质检人员和现场监理应记录正常电流值，当电流发生突变时，承包人必须通知质检人员和现场监理，在其监督下进行下钻，直至提钻。

根据施工机械的差异，此电流数值可相对变化。

3.3.2速度的控制参数为：

预搅下钻速度≤1.0m/min，提钻速度≤0.8m/min；

3.3.3现场桩长采用长度和电流双控。

桩长的控制程序为：

电流突变--------再下钻约40cm（75A~90A）------喷浆（90A）------停几秒-----提钻------喷浆口离整平高程25～30cm时停止喷浆------到达整平高程------复搅（复搅过程中若发现喷浆量不足时要及时补浆）；

喷浆量为：

4.4L/10cm（即44L/m）。

3.3.4水泥浆从拌和机倒入储浆桶时，需过滤、清除杂物。

储浆桶容量要适当，既不会造成浆体不足而断桩，又能避免多余浆体留在桶内造成浪费；

3.3.5严格控制水灰比，拌和时间不得少于3min；

3.3.6为保证桩端施工质量，当浆体到达喷浆口后，应喷浆30s,再均匀搅拌提升，距离地面一米时减慢提升速度，距离地面25~30cm的位置停止喷浆但注意停留几秒钟的时间，保证桩头施工质量；

3.3.7断桩处理：

施工时因故停浆，要及时记录中断深度，如停机超过3h，为防止浆体结硬堵管，应尽快对输浆管路进行清洗；

在12h内采取补喷处理措施，必须将搅拌轴下沉至停浆点以下1.0m，等恢复供浆再喷浆提升。

并将补喷情况填报于施工记录内，超过12h的应采取补桩措施

3.3.8开挖基孔时，基底标高以上30~50cm,用人工开挖，以防断桩；

3.3.9搅拌轴竖直度偏差不得超过1%；

桩机对中误差不大于2cm；

3.4成品桩质量检测

成品桩质量检测主要是对桩径、桩长、桩距以及对桩体的无侧限抗压强度进行检测。

桩径、桩距可挖开一定数量的桩，检查外观尺寸，用米尺量测；

桩长和搅拌均匀度通过钻芯取样对其施工质量进行评定。

3.4.1成桩7天内应采用轻便触探仪检查桩的质量，根据击数用对比法判定桩身强度，抽检频率2%

3.4.2成桩28天后，用钻孔取芯的办法，检测桩的完整性、桩土搅拌的均匀程度、桩的施工长度。

28天的无侧限抗压强度≥1.0Mp，抽检频率为0.7%

3.4.3每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定在相对较弱的地方截取一段送工地试验室做一组试件（3个），一个月龄期的无侧限抗压强度试验，并在每一工点留一组试样，做3个月的无侧限抗压强度试验，以测定桩身的强度。

90天的无侧限抗压强度≥1.2Mp

3.4.4在特大桥桥台或软土层较厚的地方或对施工质量有怀疑时，可在成桩28天后，有监理工程师随机抽检单桩或复合地基承载力，由单桩或复合地基载荷试验测其承载力，检验桩身质量，随机抽查的桩数总桩数的0.2％，并不得少于3根，试验用的荷载为单桩或复合地基设计荷载的2倍。

3.4.5外观鉴定

由现场监理根据施工情况和施工记录进行指定桩位，由承包人开挖自检，用目测法检查桩身成型情况、搅拌均匀程度，如实做好记录，开挖深度0.5~1m，如发现桩体胶结不良等情况，应报废补桩，抽查频率为2％。

具体要求：

a、桩体均匀，无缩径和凹径现象

b、搅拌均匀，凝体无松散

c、群体桩顶齐平，间距均匀。

3.5首件总结

3.5.1湿喷桩首件施工情况

S232－1标于2006年4月18日对K30+079~K30+154左侧的湿喷桩进行了试桩，试桩根数为8根，桩排号分别为62/2、62/4、62/5、62/3、60/8、60/7、60/6、60/5，合计145.35m。

确定的各种技术参数分别为：

a、水灰比为0.5，石膏粉按水泥重量的2％掺入，水泥浆标准密度为1.75g/cm3。

b、钻进时电流正常值为30－45A，进入相对硬层时为45－60A，并继续下钻进入持力层50cm作为最后的桩长；

c、钻进速度：

V≤1m/min；

d、提升喷浆速度：

V≤0.5～0.8m/min；

e、复搅速度：

V≤0.8m/min；

f、段浆量：

4.7L/10cm，换算后湿喷桩桩体实际用水泥用量为54.8kg/m满足设计要求；

g、管道压力：

0.2－0.4MPa；

3.5.2湿喷桩首件工程质量总结

综合以上数据，这次试桩取得的各种技术参数满足设计和《232省道常州段改建工程湿喷桩施工管理办法》的要求，试桩取得成功。

3.5.3存在的问题

a、所试桩的8根桩，都超过了16m的设计桩长，均为18m以上。

b、施工现场还有三杆未拆迁，影响湿喷桩的大面积施工。

（4）对湿喷桩首件施工工艺和成桩七天开挖后进行了评价，本次试桩取得了成功，其工艺控制和各种技术参数基本上能够满足规范与设计要求。

外观质量总体上符合要求。

所试的八根桩桩体搅拌均应，凝体无松散；

桩顶齐平，间距均应；

桩体基本均匀，只有一根桩离桩头下1米的地方稍有缩颈现象。

4PTC管桩

4.1总则

232省道常州段改建工程所经过的地区为不良工程地层，必须进行特殊的地基处理，对于大于18米以上的软土地基采用预应力管桩（简称PTC管桩）进行加固。

PTC管桩是一种施工快速、无噪音污染、施工质量可靠、单位承载力高、造价便宜的建筑新技术，已逐步替代技术落后，资源浪费、污染环境的沉管灌注桩、人工挖孔桩等桩型的施工，是由专业厂家大批量电脑自动化生产，采用先张法预应力和掺加磨细料、高效减水剂等先进工艺，将混凝土离心脱水密实成型和蒸汽养护而成的一种细长的空心等截面预制混凝土构件，对软土深度大于18米的软基，采用40mm的PTC管桩，静压施工，压桩到设计深度后再浇筑钢筋混凝土桩帽，铺筑碎石垫层和双向钢塑格栅，形成复合地基，保证新老路基的良好衔接，确保加宽路基工后沉降量符合设计要求。

4.2施工前准备工作；

4.2.1路基底板的施工技术要求

4.2.1.1先清除地表的杂草、树根、耕植土等，整平地表。

在路基外侧开挖临时排水边沟。

临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用，在施工期间不能长期积水。

4.2.1.2翻松地表土25cm，掺石灰后整平压实，压实厚度不大于20cm，压实度达到87%，并形成不小于2%的外向横坡。

4.2.1.3填筑20cm石灰土（压实后厚度），掺灰6%，整平后压实，压实度达到90%，并形成不小于2%的外向横坡。

4.2.1.4路基底板的施工质量及检验要求见表1

4.2.2机械设备的要求

PTC桩的施工必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常作业。

需配置的主要施工机械和设备如下：

4.2.2.1静力压桩机：

设计压桩力60吨（60T），要求静压机压桩力大于100T，压桩速度≥1m/min，一次压桩行程1.5m~2.0m，静压机自带压力表并经过标定；

4.2.2.2起重机（起吊重量≥3T）；

长挂车；

4.2.2.3水准仪；

经纬仪；

皮尺；

直尺；

3m直尺；

锤球绳；

以上机械和设备数量至少要满足每个工点每日连续正常施工及工期要求。

4.2.3PTC桩的成品质量的要求

PTC桩进场之前要对每个工厂每批次的PTC桩进行抽样检验，并附检验单，报监理工程师批准后方可进场。

检查内容包括管桩生产企业是否具有准予其生产预应力管桩的批准文件；

管桩砼的强度、管桩的出厂合格证及管桩结构性能检测报告等；

管桩的外观如有无蜂窝、露筋、裂缝、色感是否均匀、桩顶处有无孔隙；

管桩的尺寸如桩径、管壁厚度、顶面平整度、桩体弯曲度等。

管桩强度等级必须达到设计强度并且要达到龄期。

4.2.4其他准备工作的检查

4.2.4.1承包人施工前根据地质资料和设计文件，了解现场的地质、水文情况、土层土质情况，根据设计文件和施工组织计划的要求，确定合理可行的施工顺序。

必要时可补充静力触探，以便进一步了解土的分层及其强度。

4.2.4.2鉴于老路基边坡压实度较差，老路基边坡表层应进行削除，削除厚度为30cm，削坡后进行第一步台阶的开挖，开挖尺寸为150×

225cm，并形成向老路基的2%坡。

4.2.4.3承包人要做好施工时的排水措施。

根据PTC桩的堆放数量，选择若干靠近临时便道，开阔平整的场地作为PTC桩的临时堆场。

4.3PTC管桩的施工过程控制

S232线扩建工程中采用的先张法薄壁预制管桩（PTC管桩）直径为400mm，壁厚为70mm。

桩位平面上呈平行四边形布置，管桩入土端采用开口式桩靴，根据起点试验段研究结果，当路基填土高度＞4m时，管桩中心间距宜采用2.5～3.0m（实际采用间距2.5m）；

当路基填土高度≤4m时，管桩中心间距宜采用3.0～3.5m（实际采用间距3.0m）。

沉桩采用液压法静压方式，预制桩按标准长度成桩，标准长度选择6m、8m、和10m进行施工接长组合，接长采用焊接法接桩。

混凝土强度采用C60，静压管桩完成后，在其桩顶现浇混凝土桩帽，桩帽通过桩塞混凝土与管桩连接，桩帽尺寸140×

140×

30cm和120×

120×

30cm两种，桩帽混凝土采用C20混凝土。

桩帽施工完成后，摊铺40cm碎石垫层，垫层内铺设两层双向高强钢塑土工格栅，形成复合地基，保证新老路基的良好衔接，确保加宽路基工后沉降量符合设计要求。

4.3.1PTC桩施工流程（见表）

PTC管桩施工流程

静压机就位

桩位放样

填筑20cm灰土、整平压实至90%

填前地表土翻松25cm、掺灰6%、压实至87%

清表

整平

检查焊接质量和垂直度

电焊接桩

起吊第二节桩

静压第一节桩

经纬仪调整垂直度

绑扎桩帽钢筋、现浇砼、养护

开挖桩帽土体形成土模

检查整桩质量

重复前面的压桩工艺直至设计标高

静压第二节桩

铺筑第二层钢塑格栅

铺筑第二层碎石垫层、整平压实

铺筑钢塑格栅

铺筑第一层碎石垫层、整平压实

报验

铺筑第三层碎石垫层、整平压实

4.3.2PTC管桩的运输、起吊和堆放的要求

PTC桩由于长细比大、自重大，承包人在起吊、运输过程中过大的动荷载，易使PTC桩产生环裂，因此，承包人必须按正确的起吊、堆放方式进行。

正确的起吊方式是两支点法或两头勾吊法，并在吊装过程中应轻吊轻放，禁止采用拖吊的方法，避免产生较大的动荷载，在工地现场起吊时，必须有安全员在现场组织实施，汽车运输时采用长挂车，桩的悬臂不超过1.0mm，在汽车运输时，应该