软土路基施工.docx

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软土路基施工

1．软土路基施工

（1）软土路基处理

地基处理之前，应设置永久性平面和高程控制基点，测定边界范围，开挖两侧排水沟，疏通排干地表积水，清除场内杂物杂草。

并按设计做好抽水、清淤、回填工作。

1）换填1

用挖掘机将挖出需换填的土层，用自卸车运到指定的弃土场，并将底部整平，当底部起伏较大时，可设置台阶或缓坡，并按先深后浅的顺序进行换填施工。

底部的开挖宽度不小于路堤宽度加放坡宽度。

根据换填所处的位置按设计要求的填料进行分层填筑，并碾压达到相应的压实标准。

换填的范围和深度应符合要求，当设计与实际情况不相符时，应按有关规定办理变更设计。

机械清淤要预留30～50cm的土层由人工清理。

2）抛填片石1

片石采用不易风化石料，一般粒径尺寸不小于0.3m。

当淤泥底层平坦时，抛投自地基中部向两侧逐渐进行，以便将淤泥从两旁挤出；淤泥底横坡陡于1：

10时，自高侧向低侧抛投，并在低侧边部多加抛投，使约有2m宽的平台顶面，片石抛出水面后，应用较小石块填塞垫平，用重型机械碾压紧密，然后分层铺设砂垫层及填土。

3）袋装砂井1

袋装砂井施工工艺流程见图3-3-7，施工方法如下。

排水坡及砂垫层的设置：

首先清除加固范围内地面上的草皮及杂物，再用土质相同的土填成路拱或横坡，坡度不得小于3%，并碾压密实（形成排水坡），密实度要求不小于90%（或按设计密实度要求办）。

然后在路拱或横坡上均匀地铺设50cm厚透水性好的粗砂层，表面应平顺，形成同土路拱或横坡相同的坡度，以利袋砂井中排出的水能迅速从该砂层中流出。

桩机定位：

根据袋砂井布置范围及间距，现场采用小木桩或竹板准确定出每个砂井位置，在套管入土时再将其拔掉。

套管打入：

使用DZ30振动桩锤配步履式打桩机架打设套管。

按从低处往高处打设的施工顺序，定位时要保证桩锤中心与地面定位在同一点上，并用经纬仪或其它观测办法控制桩锤导向架的垂直度。

套管顶端要有便于起吊钩的吊环或吊钩，并在套管上划出控

图3-3-7袋装砂井施工工艺流程图

制标高的刻度线。

如套管接长时，在打设前要试接，要求连接处平顺密闭。

活瓣式桩尖固定在套管上作为一个整体，套管的定位是利用桩机上的起吊设备将其吊起，上端送入桩帽中，下端用人扶住准确安插在定位点上。

运、下砂袋：

采用串连架子车运输砂袋，严禁在地上拖拉。

下砂袋时，在套管口设置滚轮或滑槽，将砂袋缓慢顺直地放入套管中至设计深度。

拔出套管：

砂袋到位后即可起拔套管，起拔时启动振动器，连续缓慢地提升直到拔离地面。

袋头处理：

套管拔出后，砂袋应露出井口30cm以上，并将其竖直埋入砂垫层中。

若有高出砂垫层部分（在满足设计井深的情况下），经检查后将其割除，重新扎牢袋口。

4）碎石桩1

碎石桩主要用于粉细砂液化土路段软基处理，桩长穿透粉细砂层。

采用振动成桩法、分层振实、间隔跳跃施工。

施工工艺流程见图3-3-8，施工程序见图3-3-9。

图3-3-8碎石桩施工工艺流程图

（a）桩架就位，套管尖插在标桩上。

（b）打设到设计标高。

（c）灌入1m高碎石。

（d）拨起套管，活瓣桩尖打开，碎石留在桩孔内。

（e）将套管再次打至填筑层底标高。

（f）灌入1m高碎石，边振边提升，完成一层碎石填筑。

（g）重复（c）～（f）施工步骤。

（h）拨出套管，完成碎石桩。

进行下一层碎石填筑。

图3-3-9碎石桩施工程序图

施工前做成桩试验，认真记录桩的贯入时间和深度、压入的碎石量和电流变化，确定正式施工时采用的参数，如密实电流、留振时间、填料量等。

成桩按设计和规范要求对成桩效果进行抽检，复核地基承载力。

施工准备：

进行场地平整；将采用的施工设备、施工方法报监理工程师批准；碎石桩填料采用级配良好的碎石，进行材料试验，碎石含泥量不大于5%，碎石最大粒径不超过5.0cm。

桩架就位：

桩架就位必须平整、稳固，套管尖插在测设好的标桩上并与地面保持垂直，垂直度偏差不大于1%。

振动沉管：

开动振动器，利用振动器自重和激振力将套管沉入软土层中，直至设计标高。

管内灌入碎石：

沉管至设计标高后，采用人工将经检验符合要求的碎石分批灌入套管中。

每次加料量一般为管内1m堆高的填料。

振动拨管：

碎石填灌完成后，开动振动器，在原地留振10s后，即边振动边拨管，拨管速度控制在1.0～1.5m/min，随振动拨管套管尖活瓣打开，碎石进入桩孔，并被初步振实。

振动沉管、挤密碎石：

套管内碎石放完后，利用振动器自重和激振力将套管挤压入已填入桩孔碎石内，将碎石挤入周围土体并挤振密实。

成桩：

重复以上步骤，直至桩孔内填满碎石，拨出套管，桩架移位，进行下一根桩的施工。

成桩后，及时按设计和规范要求进行试验检测。

5）塑料排水板1

塑料排水板施工工艺流程见图3-3-10。

塑料排水板施工选择履带式插板机，在插板机上应安装排水板打设自动检测记录装置，采用履带式行走方式，要求机体对地基压强小，运转灵活，工作效率满足工期要求。

塑料排水板各项力学指标必须符合设计要求。

施工方法及要点

地表处理：

清除影响砂垫层及塑料排水板施工质量的杂物，碾压密实度达到要求，并使基底有一定的拱度。

图3-3-10塑料排水板施工工艺流程图

砂垫层的填筑：

在已处理的基底均匀等厚地铺设透水性良好的砂垫层，表面要求平顺有一定的横坡，平整压实达到标准。

施工放样：

按塑料排水板设计布置图准确逐桩放样。

机械进场、组装：

按插板深度要求，拼装安设机械，并按一定的插设顺序安排作业面，调试机械使其进入良好的工作状态，并备料就绪。

插板机定位：

插板机要求平稳、牢固，保证塔架、套管竖直，并用经纬仪控制其垂直度，将空心套管准确对准利用经纬仪测设且用小木桩标记的插板位置，在其入土时再将小木桩拔掉。

装靴：

在空心套管内装入塑料排水板，在套管和塑料板上标注控制入土长度线，并将其端部与预制专用的钢靴相连，同时拉紧塑料排水板，要求钢靴与套管口封闭良好。

插设：

将空心套管连同钢靴和塑料排水板插入预定标高处。

钢靴起遮盖作用，可阻止泥沙进入空心套管。

上拔：

插设至设计标高处，立即上拔空心套管至原位，由于土对钢靴阻力，可把塑料排水板留入地下。

切断移动：

拔出后切断塑料排水板，排水板顶部深入砂垫层长度必须大于0.3m或符合设计要求。

然后重新装靴移动插板机至下一桩位，并将外露部分弯曲埋入砂砾中，至此一根塑料排水板打设完毕。

如此循环直至全部完成。

施工注意事项：

在插设过程中，如出现塑料排水板随空心套管被拔起（即回带）现象，说明钢靴与套管口封闭不严，有泥沙进入空心套管，塑料排水板与空心套管由于出现磨擦作用而出现回带。

此时，应去掉钢靴，将套管内泥沙清除干净，保证内壁光洁，重新装靴封闭严实。

也可能由于插下塑料排水板后拖延时间过长，塑料排水板在钢靴固定不牢、未拉紧等原因造成，这些故障需及时克服，同时塑料排水板露出钢靴的长度可适当增大，提高上拔时的摩阻力作用，即可克服“回带”现象。

空心套管在机械工作状态良好时如插不下去，可适当移位，若仍插不下去，说明地基下层出现硬层，可不继续下插，原则上不能影响设计要求排水效果。

排水板伸出孔口长度要保证伸入砂垫层不小于0.3m，使其与砂垫层贯通，并将其保护好，要避免机械挂断，外露排水带不宜曝晒过久。

排水板不可接长使用。

塑料排水板滤水膜在转盘和打设过程中应避免损坏，防止淤泥进入板蕊堵塞输水孔，影响塑料板的排水效果。

6）粉体喷射搅拌桩

粉体喷射搅拌桩施工工艺见图3-3-11。

粉体喷射搅拌法施工粉喷桩，其施工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，选用国产PH-5A型粉体喷射搅拌机。

施工方法如下。

首先确认粉喷机主体的位置和搅拌机的垂直性，然后边旋转边搅拌，边钻进至加固深度。

此时，不喷射加固材料，但是为了

图3-3-11粉喷桩施工工艺流程图

不使喷口堵塞，需连续不断喷出压缩空气，钻进到预定加固深度后，边提升边喷射加固材料。

施工准备：

现场测量定出粉喷桩加固范围及控制粉喷桩桩顶高程及桩长。

对施工现场场地平整，要满足机械设备进出场需要，场地整平过程中，应充分考虑施工载荷，如施工用加长卡车、吊机及各种运输车辆，必要时可铺设垫层以提高场地承载力。

施工前现场应清除各种地下地上障碍物。

地下障碍物包括地下管线、树根、构筑物、孤石等，对地下管线电缆、给排水管道、树根等，根据设计需要需拆迁移走的应提前处理，以防施工时钻机无法下钻，甚至损坏钻头；地下构筑物应采取避让措施，定出位置，做好标记；孤石采取避让或排除措施等。

地上主要是高压电线等设施，一般情况下，粉喷桩机械空中应保证16～20米的作业空间，此外还应保证高压电线与施工机械之间有足够的安全距离。

粉喷桩施工前应根据设计文件要求做室内配合比试验及现场成桩试验。

放样定位：

用经纬仪按设计文件定出平面位置，用小木桩标识；移动钻机，准确对位。

用经纬仪检查，对位误差不得大于50mm；

钻机调平：

利用支腿油缸调平钻机，钻机主轴垂直误差应不大于1%；

钻机钻进：

启动主电动机，根据施工要求，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ挡逐级加速的顺序，正转预搅下沉。

钻至接近设计深度时，应用低速原位转动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，应在轴杆内连续输送压缩空气；

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后，应慢速原地搅拌约2min；

重复搅拌：

为保证粉体搅拌均匀，须再次将搅拌头下沉到设计深度。

提升搅拌时，其速度控制在0.5～0.8m/min左右；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；提升喷灰过程中，须有自动计量装置。

该装置为控制和检验喷粉桩的关键，应予以足够的重视；

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。

施工技术要求：

施工时严格按设计图纸要求施工，注意桩顶、桩间高程控制，保证制桩质量和长度；

施工时应严格注意机械传动部位，高压部位、油路、电路经常检查，保证正常工作状态；

施工前做好场地排水设施，使雨水或地表水及时排至场外，避免对施工产生不利影响；

钻头入土时应采用Ⅰ挡慢速钻进，入土无障碍时，根据上层软硬情况，可提高钻进速度；

钻到设计高程时，应在原位旋转后变速上提，同时进行送粉做到钻杆提升时边喷粉边搅拌、边提升的连续作业法，当提到地面时，应考虑桩顶粉喷孔位置高于钻头尖20cm左右的情况；

施工时垂直偏差不得超过规范要求。

制桩时，不允许有断粉，如发生断粉现象，必须进行补喷，补喷时重叠处的长度应≥1m；

为了保证制桩质量，在桩顶高程处以下一定范围内复喷一次。

钻头提升到设计桩顶高程时，关闭喷粉机送粉阀，并继续制桩上提，以保证桩顶部分的质量。

加料时应控制好材料用量，做好记录，施工时按实际用量做好记录。

7）浆体喷射搅拌桩

浆体喷射搅拌桩施工工艺流程见图3-3-12。

浆体喷射搅拌桩施工程序见图3-3-13，施工方法如下。

图3-3-12浆体喷射搅拌桩施工工艺流程图

试桩：

按技术规范要求先做试桩，经检验合格后确定有关技术参数和施工工艺，经监理批准后用于指导施工。

测量定位：

平整场地，进行测量放样。

根据施工放样，将搅拌桩机移到指定桩位，对中就位。

预搅下沉：

用输浆管将贮料罐砂浆泵同深层搅拌机接通，待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，使搅拌机借设备

图3-3-13浆体喷射搅拌桩施工程序图

自重沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制，一般为0.38～0.75m/min。

如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。

制备水泥浆：

待搅拌机下沉到一定深度后，即开始按设计确定的配合比和掺灰量拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

每根桩所需水泥浆量一次备够。

喷浆搅拌提升：

搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆从搅拌机中心管不断压入地基中，边喷浆边搅拌边匀速提升，直至提出地面完成一次搅拌过程。

施工时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机，搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆正好排空。

重复上下搅拌：

为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后，再将搅拌机边旋转边提升出地面。

清洗：

向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存的水泥浆直至基本干净。

并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

移位：

重复上述步骤，进行下一根桩的施工。

8）高压旋喷桩

高压旋喷桩施工工艺流程见图3-3-14，使用的机具设备主要有：

钻机、高压注浆泵、泥浆搅拌桶、高压输浆管等，施工方法如下。

施工准备：

首先进行现场测量放样、平整场地；检修机械、设备，机具就位；接通电源和水路，进行机械试运转；备注浆所需材料。

钻机就位：

移动钻机至设计孔位，钻机保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不大于1.5%。

射水试验：

钻机就位后，首先进行低压射水试验，以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

钻孔：

钻进时射水压力增大至1MPa，钻孔至设计标高。

图3-3-14高压旋喷桩施工工艺流程图

制浆：

按1:

1～1.5:

1的水灰比配制水泥浆，搅拌要充足，并经两次过滤后以备使用。

浆液宜在旋喷前1h内配制。

旋喷：

钻孔至设计标高后，进行喷射注浆，待水泥浆从孔底冒出地面后，在一边提升一边进行喷射注浆，由下而上进行旋喷。

当旋喷至桩顶设计标高时，继续喷浆30秒，最后用清水冲洗管路，防止凝固堵塞，完成旋喷将钻机移至新钻孔位置。

施工质量控制要点：

正式开工前应作试桩以确定合理的技术参数；

旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，如超过20%或完全不冒浆时应查明原因调整旋喷参数或改变喷嘴直径；

喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等参数等根据现场确定；对磨损的叶片要经常加焊或更换钻头叶片；

根据设计要求，应严格控制水泥浆配比，较软弱地层，要加大水泥用量，增加桩顶搅拌时间，以确保桩顶质量；在旋喷过程中，应防止水泥浆沉淀浓度降低。

钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，以免出现断桩；相邻两桩施工间隔时间应大于48h。

（2）软土及松软地基路堤填筑

在软土及松软土地基上修建路堤，填筑施工工艺和方法与一般路堤填筑基本相同，但由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数小等特性，在其上修筑路基时，地基的下沉问题突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，为使其不影响列车高速、舒适、安全运行，软土路基填筑必须将工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内。

根据设计说明，设计时速200km／h地段，路基工后沉降量一般地段不大于15cm，路桥过渡段不大于8cm。

所以，在软土及松软土地基上修建路堤，以达到“较小的瞬时沉降、充分的固结沉降、最小的工后沉降”的目的为最佳效果，为此应根据设计要求做一段试验路堤，以鉴定设计参数和确定施工工艺。

1）施工要点

做好地基处理检测和填筑质量控制：

通过各种实验手段不断反馈施工信息，认真进行对地基加固效果的检测与观测。

软土路基填筑所用填料应严格按照设计文件办理，施工时应对设计的取土场填料进行检测试验，符合设计要求方可使用。

控制加载速率：

根据软土的特性和设计加载情况，科学地预计软土固结所需要的时间，加载速率应通过试验得出。

本着“地基处理要快，填筑加载要稳，预压时间要够”的原则确定科学合理的施工工期。

均匀加载控制：

软土路基加载应采取均匀加载方式，特别要控制加速度的加载方式。

在实施过程中当由于天气等原因无法做到均匀加载时，可分阶段进行均匀加载。

在填筑初期，地基沉降对载荷十分敏感，特别是当载荷增加到土体所能承受的极限载荷时，这种敏感程度达到极至，此时应严格控制所加载荷，必要时应停止加载，待经过一段时间的排水固结后再行施工。

加宽填筑路基：

施工时应充分考虑由于沉降的影响而必须加宽路基范围，施工时可根据路基横断面各位置沉降比值，推算出路肩、坡脚沉降量，并推导出近似计算路基加宽值的公式。

此外，在计算路基加宽值时，还应考虑预压期沉降和工后沉降的影响。

沉降与观测：

路基段沉降观测，可通过在线路中心布置沉降板进行观测，要求纵向间距200ｍ，每段不少于3处；桥涵过渡段，第一块沉降板应从距台背10ｍ处开始，其余为50ｍ间距，同时两侧路肩边线上也应安装沉降板。

水平位移采用在路基两侧坡脚外2m及10m处设两排水平位移观测桩，间距10～20m，并在第二排桩外测设固定桩。

水平位移用全站仪测量，精度为1mm；沉降量用精密水准仪测量，精度为1mm。

填筑初期，每天早晚各一次，当发现位移值发生较大变化时，应适当增加观测频次。

在填筑完成后的路基自然沉降期间，可适当减少观测频次。

每次观测后应根据观测结果整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图，对沉降趋势进行预报，指导施工。

目录

1．软土路基施工1

（1）软土路基处理1

1）换填1

2）抛填片石1

3）袋装砂井1

4）碎石桩3

5）塑料排水板5

6）粉体喷射搅拌桩8

7）浆体喷射搅拌桩11

8）高压旋喷桩14

（2）软土及松软地基路堤填筑16

1）施工要点16