软基处理工程施工工艺详细.docx
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软基处理工程施工工艺详细
软基处理施工总结
1.编制依据及原则
1.1编制依据
1、《广明高速公路延长线工程两阶段施工图设计文件》.
2、相关规范:
（1）《公路路基施工技术规程》
（2）《公路土工合成材料应用技术规程》
（3）《公路工程质量检验评定标准》
（4）《公路工程施工安全技术规范》
（5）《施工现场临时用电安全规范》
3、《广东省高速公路建设标准化管理规定》.
4、国家有关方针政策.
5、广东省有关地方政策、法规.
6、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料.
1.2编制原则
1、遵守相关的施工规范和施工设计图纸及技术交底.
2、统筹安排,突出重点、难点工序,优化施工方案,合理安排施工进度计划,合理配置施工所需劳、材、机具设备,实行标准化作业,组织连续均衡生产,做好工序衔接,紧张有序,加强施工监控,确保工程质量.
3、运用现代科学技术,先进机械设备,采用先进可靠的安全保证措施,确保生产安全,做到文明施工.
4、保持施组设计严肃性与动态控制相结合的原则.
5、强化组织指挥,加强管理,保工期、保质量、保安全.
2.工程概况
本段为广明高速公路延长线工程后段,即K86+200～K96+546里程范围,全线正线总长约10.346千米,路基段长9.671千米,共含2个互通（更合西互通和高村互通）,1个停车区（更合停车区）,开挖土方255.6万方,填筑
204.8万方.
本段软基处理共分3种类型:
软基换填、袋装砂井处理、水泥搅拌桩处理.软基换填路基30处,清除软弱土25.7万米3,回填片块石15.74万米3.袋装砂井3处,施工总长度为53972米,砂垫层7213.6米3,砂井直径为７厘米,间距1.3米,在平面上呈正三角形布置.水泥搅拌桩1处,总长6640米,碎石垫层660米3,设计桩径为50厘米,桩间距1.3米,桩长8米,在平面上呈正方形布置,桩采用42.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.45～0.5,水泥量55千克/米,单桩设计承载力不小于200kPa,复合地基设计承载力不小于120kPa.
3.软基处理施工工艺
软基处理主要位于鱼塘和山间洼地,由于先于路基施工,所以在机械设备进场之前,必须修整好临时便道并对施工区域进行清表,场地平整.施工首先从里程桩号K88+920～K89+700段开始施工,后续根据交地及其他实际情况做相应调整.
3.1软基换填施工
图3.1-1软基换填
3.1.1软基换填施工方法、工艺
3.1.1.1工艺流程
图3.1-2软基换填施工工艺流程图
3.1.1.2施工准备
软基换填前,首先进行路基两侧排水沟的开挖,以保证路基施工期间的排水畅通,并结合地形在软基路段开挖纵横向排水沟,对个别排水不利的地段,则采用集水坑抽水的方式排除路基范围内的水,为后续的软基处理施工创造有利条件.然后进行施工便道的填筑,以连通换填区域与弃土场,并保证回填材料的内运.
3.1.1.3测量放样
施工前应进行路基横断面复测,依据设计提供的标高控制换填深度,若实测与设计提供值不符,应及时报监理工程师确认.
开挖前应测设出软基换填范围和深度.
3.1.1.4挖除软弱土
1、在水田和鱼塘地段施工前,先沿征地红线两侧筑隔水墙,并在隔水墙边开挖纵向排水沟,有条件地方尽可能自然排干积水,局部排水困难的地方开挖积水坑,采用大型抽水机抽排积水,以保证能及时排除地面水以疏干表土;表土疏干后,地基土含水量接近最佳含水量时,应清除表层不良土层.若地面不能疏干,应挖去湿土.
2、淤泥和软弱土挖除干净,对基坑底部进行平整.若软土底部起伏较大,可设置台阶或缓坡.
3、要随着挖除非适用性材料,加深排水沟,对自然排水沟有困难的地段,采用集中进行强制性排水,确保基坑免被水淹浸泡.
4、开挖时要保持平顺,不超挖,必要时用人工清理.保证不欠挖,个别点超挖深度控制在0.2～0.3米.
5、当挖除距设计换填50～60厘米处进行地基承载力试验,如承载力与设计相符合,一次性挖到设计标高,报监理验收,达到要求后,进行下道工序.
6、将淤泥和软弱土运至指定的弃土场堆放,防止对周边环境造成污染.
7、开挖基坑不允许有软土参杂或有水碾压造成弹簧或缺陷地基.基坑开挖后进行碾压,压实度不小于90%.
3.1.1.5基坑验收
软土挖除后报监理进行开挖基底横断面测量及承载力试验,测量频率为20米一断面.基坑经监理工程师验收确认后,方可进行片碎石回填.
3.1.1.6回填片碎石并碾压
换填的片碎石应分层填筑、压实,片碎石粒径不大于500米米,并不宜超过换填分层厚度2/3,片碎石抗压强度应不小于25米pa（换填材料也可采用砂砾石,粒径不大于500米米,并不宜超过换填分层厚度2/3）.
片碎石分层摊铺,逐层碾压.用推土机将填料推平,用２０Ｔ振动压路机静压三遍,上下次压实有效宽度重叠不小于轮宽的1/2.观察表面密实度及轮迹深度,若有明显轮迹时,继续碾压,直至到无明显轮迹时,经监理工程师同意继续上第二层填料.由弱到强压路机碾压最大行驶速度不应超过4千米/h,碾压无漏压、无死角、确保碾压均匀,碾压6～8遍时,用沉降观测法测量填料密实度（h≤3米米）.通过试验段得出机械组合碾压遍数,松铺系数及各项参数进行软基换填.下层的密实度经检验合格后,再填筑上层.完工后的垫层表面不能出现坑洼不平.
挖除淤泥清底干净分层填筑、碾压到位
3.2袋装砂井施工
图3.2-1袋装砂井排水固结法处理设计断面图
3.2.1袋装砂井+等载预压施工方法、工艺
3.2.1.1工艺流程
施工工艺流程图见下图4.2-1.
图3.2-1袋装砂井施工工艺流程图
3.2.1.2施工前的准备工作
1、场地平整.清除施工现场地上、地下一切障碍物后再予以平整压实.遇有水塘、明沟应先排水和清淤,再分层回填砂性土料并压实,不得回填杂土.如施工场地过于软弱,不利于桩机行走时,铺设下砂垫层作为工作垫层.
2、熟悉设计文件,组织施工人员学习和掌握有关设计图纸及相关施工技术规范的有关规定,结合本合同段的工程地质和水文气象条件,制定符合实际的施工方案,落实岗位责任制,确保工程质量安全和进度.
3、袋装砂井全面施工前,首先进行试桩施工.
4、对原材料的质量进行检验,合格后方可使用.
5、机械组装与检查.
3.2.1.3整平原地面
测量人员首先对原地面进行断面复测,放出地基处理边线,利用挖掘机清除地表后用压路机压实整平,顶面向外设4%横坡.如遇有水塘、河沟等,应先排水、清淤,再分层回填砂性土并压实.
3.2.1.4铺设下砂垫层
砂垫层总厚度50厘米,一次性铺设完成,为确保砂垫层压实质量,碾压时应适当洒水;砂垫层填筑宽度应宽出路基边角0.5米.砂垫层顶面设向外4%的横坡.
3.2.1.5测设放样
先用全站仪定出袋装砂井轴线,然后根据加固区路段砂井设置间距绘制出砂井平面布置图,准确放出各井位,编上各井井号并报监理工程师验收,现场挂牌施工.
3.2.1.6机具定位
根据砂井平面布置图制定出砂井施工顺序并组装好机具到达指定位置,将导向架固定在孔位,在孔位处下挖0.1～0.15米深的小坑,稳定管尖,放下套管,机具定位后确保砂井机基础稳定牢固.施工机械如下图示:
锁轴
砂袋入口
振动器
钢套管
活辨桩尖
钢套管
活辨桩尖
图3.2-2袋装砂井施工机械示意图
3.2.1.7打入钢套管
定位好后,在套管上用油漆画出控制标高的刻画线,即可开振动锤下插套管,开始时落锤要轻、缓,防止套管突然偏斜.插管前先将套管底部活辨桩尖系拢,使其活辨与套管封闭.套管打至设计标高后测量出孔深,并作好深度记录.孔深用钢尺丈量,先在套管顶部作一明显标志,从标志处往下一直量到套管管尖得出总长并记录好数据,套管打入完成后,再测量标志处到地面距离,用总长减去该距离即为孔深.砂井垂直度控制在1.5%范围内,用吊垂球进行测定,垂球自机顶吊下,待垂球稳定后,量得垂线线上下两处距套管距离,求得两点的距离差a,再量垂线两点间长度S,a/s即为垂直度偏差值（以%表示）.袋装砂井施工示意图见下:
（c）放下砂袋
（e）施工完毕
（a）打入成孔套管
（d）拔套管
（b）套管到位
图3.2-3袋装砂井施工示意图
3.2.1.8沉入砂袋
砂袋应选用抗拉强度大于70N/厘米的聚丙烯编织袋,其渗透系数应大于1×10-3厘米/s,有效孔径D95小于0.08米,袋装中砂袋灌注率应大于95%.
套管插入设计标高即可放置砂袋,沉入砂袋前应对砂袋进行检测,合格方后使用.下砂袋时需将砂袋吊起,从端部放入套管口,徐徐下放,注意扶持和操作,防止砂袋扭结、断裂和砂袋损伤.
砂袋长度比砂井深度长约30厘米,安装时不可产生回带,如产生回带则进行冲水拔出,查明原因重新安装砂袋.如再次回带则在旁重新打孔安装.为保证砂袋密实度,须采用二次吊打.砂袋安装完成后及时进行埋头或遮盖,防止阳光暴晒而砂袋老化.
3.2.1.9拔钢套管及机具移位
拔管时先启动激振器,后提升套管,要连续缓慢地进行,中途不得放松吊绳,防止因套管下坠损坏砂袋,若套管起拔时砂袋跟着上吊,可将套管下放至原位,在套管内加少量水,帮助打开桩尖活辨.当砂袋带出长度大于0.5米时,要重新补打.拔管带上的淤泥用人工铲除,并及时补砂保证砂垫层的平整及厚度.
套管拔出后,砂袋应露出孔口30厘米,并将其埋入砂垫层中,已打完的砂袋井,若砂袋不满,应及时向袋内灌砂,填补到足够为止,袋桩周围出现空穴时及时用砂塞满并整好形.
3.2.1.10摊铺砂垫层
套管拔出后,整平砂井周围的砂垫层,砂垫层顶部铺设一层土工格栅加强路堤稳定性,土工格栅采用双向聚丙烯土工格栅,抗拉强度60kn/米,延长率不大于10%.顶面设向外4%的横坡.
3.3水泥搅拌桩施工
图3.3-1水泥搅拌桩处理设计断面图
3.3.1水泥搅拌桩试桩施工
由于沿线地质变化较大,为保证成桩质量及确定各施工参数,施工前以50千克/米、55千克/米、60千克/米的水泥用量做试验桩6根（每种喷浆量2根）.通过试桩,达到了以下目的:
1、确定该地址条件下符合质量要求的合理喷浆量及灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口袋时间.
2、确定搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度.
3、确定喷浆量的各种参数（如钻进、提升、转速、钻进提升时管道压力及喷浆管道压力等）.
4、磨合机械和人员,熟练掌握施工工艺、以便指导施工.
5、根据不同掺入比（50千克/米,55千克/米,60千克/米）确定技术参数.
6、确定灰浆稠度（水灰比）,确定保证拌和均匀性的工艺.
7、校核设计单桩及复合地基承载力.
3.3.2水泥搅拌桩施工方法、工艺
3.3.2.1工艺流程
图3.3-2水泥搅拌桩施工工艺流程图
3.3.2.2施工准备工作
1、施工前应测放出软土路基加固范围,并对范围内的各种管线进行调查、核实和迁改,施工中可能对其造成影响的管线,必须进行改迁.
2、桩机进场前应事先平整,清除桩位处地上、地下一切障碍物,包括大块石、树根和生活垃圾等,场地低洼处应回填粘土,不得回填杂土.
3、试桩前,钻取代表性的土样进行试配,检测水泥土无侧限抗压强度,满足设计要求后,方可进行试桩施工.
4、要做好临时便道,保证道路通畅,做好临时排、截水设施.
5、将施工用水、电接至施工现场.
6、组织材料、机械设备进场.
3.3.2.3桩位放样
1、施工前,首先根据轴线交叉点坐标用全站仪定出轴线.
2、根据桩位平面图及主要轴线,钢尺量距,确定桩位并报监理工程师验收.
3、引出主要控制点于施工现场不易碾压的位置,用砼固定保留.
4、测量施工现场地面标高,确定桩顶标高.对桩位进行编号,以利于施工管理和资料整理.
3.3.2.4桩机就位
检查钻杆长度、钻头直径,按照测量放样的桩位,移动钻机准确对孔.
3.3.2.5制备水泥浆
按设计确定的配合比拌制水泥浆,采用强度等级42.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.45～0.5,水泥不少于50千克/米.待压浆前将水泥浆倒入集料斗.
3.3.2.6喷搅下沉
待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导架搅拌切土下沉,下沉的速度可由电机的电流监测表控制,控制在1.0米/米in,喷浆压力不小于0.4米Pa.在下钻时,如遇到阻力较大,应增加搅拌机自重,然后启动加压装置,或边输入浆液边搅拌钻进,喷浆量通过自动流量计控制.
3.3.2.7搅拌提升
搅拌机下沉通过电流计控制,达到设计持力层后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷边旋转,同时严格控制搅拌机提升速度在1.0米/米in.
3.3.2.8重复搅拌下沉
重复上、下搅拌,搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空,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提升出地面.
水泥搅拌桩机施工
3.3.2.9桩机移位
每根桩施工完毕,须及时清洗机内管线中的残存水泥浆,直至基本干净,并将粘附在搅拌钻头上的杂物清洗干净.
重复上述步骤,再进行下一根桩的施工.
3.3.2.10铺筑碎石垫层
桩施工完成并验收合格后,在其上铺筑50厘米厚级配碎石垫层,其顶部铺筑一层土工格栅,侧面外露部分用透水土工布包裹.
4.人员、机械配置
4.1人员配置
表4.1人员配置表
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
质检员
2
9
搅拌机操作工
2
2
试验员
2
10
注浆工
2
3
材料员
2
11
砂井机操作工
3
4
调度员
1
12
灌砂机操作工
3
5
测量工
3
13
电工
2
6
机械司机
2
14
普工
10
7
汽车司机
2
15
管理人员
2
8
修理工
2
16
技术员
2
4.2机械配置
表4.2机械配置表
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
挖机
PC300
2台
2
推土机
D6
2台
3
平地机
PY180
2台
4
压路机
YZ20
2台
5
自卸车
20米3
8台
6
水泥搅拌桩机
1台
7
注浆机
1台
8
袋装砂井桩机
1台
9
灌砂机
1台
10
发电机
250KW
2台
5.雨季施工保证措施
夏季多雨季节施工时,气温高、雨水多,这些不利因素给我们的施工造成了许多困难.针对本工程实际情况,工期要求紧,特制定雨季施工计划,以期通过合理安排,在保证施工质量的前提下,确保施工进度.
1、应保证现场临时便道畅通,路面应铺一层透水性好的材料,如石渣、炉渣等,碾压实,做到硬化或半硬化,必要时应加高加固路基,道路两侧设置排水沟.
2、对材料仓库要进行全面检查、维修,特别是水泥仓库四周必须排水良好,做到屋面不漏雨,墙而不渗水,地面不返潮.
3、所有机械及电气设备均设置避雷装置,并经常检查性能是否良好,不合格的要及时修理;并对机电设备线路要随时检查绝缘和防雨情况,检查零线、接地是否符合要求,并按规定设置漏电保护器.所有电气设备和开关箱应有防雨遮盖措施.
4、现场临时供电线路必须按规定架设,并经常巡视检查,以防漏电伤人.施工用电必须采用三相五线制.
5、雨季施工中应保证工程质量和安全施工的技术措施,并应随时掌握气象变化情况.
6、雨季开挖基坑时,应注意边坡稳定,必要时,可适当放缓边坡坡度或设置支撑,施工时应加强对边坡和支撑的检查.挖土时应按规定放坡,施工周期长的,应经常检查土坡,必要时设警示牌或支护,以防雨水冲刷,造成塌方伤人.
7、雨季开挖基坑时,应在坑外侧围以土堤或开挖水沟,防止地面水流入.基坑开挖后,应及时进行地下结构施工,在施工过程中,应随时检查坑壁的稳定情况.基坑边坡堆置各类建筑材料时,应按规定距离堆置.各类施工机械距基坑边坡边的距离,应根据设备重量,基坑边坡的支护、土质情况确定,并不得小于1.5米.
8、提前做好防雨防涝物资准备工作,合理存放,便于取用.
9、现场施工人员配齐个人用的雨具,保证雨天施工作业人员防护措施落实到位.
10、专人负责天气预报的信息收集工作,及时发布信息.提前做好防范工作.
6.施工经验总结
6.1软基换填
1、为更好的确保软基清淤换填填筑的平整度和压实效果,今后施工中控制好压路机行驶速度,静压速度控制在1.5千米/h,碾压行驶速度控制在3千米/米in内,工作激振频率在25～30HZ为宜.
2、针对回填中出现的超粒径情况,采取以下措施保证路基填筑质量:
人工用铁锤解小,对不能解小的则搬运到路基外集中堆放;
对推土机推土过程中有坑槽地方在压路机碾压之前,人工用小颗粒石料和石屑补平,在静压后还有不平的地方,继续补平.
3、试验方面应加强对基底的承载力测定,每段路基施工前,都需对原地面进行承载力测定,在发现承载力不足时,应及时汇报业主及监理,以便及时准确的做出相应有效措施,确保工程质量.
4、严格遵守压实的组织原则:
先轻后重、先慢后快、先低后高、先两边后中间,轮印重叠宽度>1/3碾宽,直到压至无明显轮迹为止.
5、严格控制填料粒径、层厚按不大于50厘米控制,建议松铺厚度控制在48厘米±2厘米最佳.过厚即使增加压实遍数也难以达到要求的沉降控制指标,而且容易起弹簧.
6、压实工艺参数:
根据压实机械的压实能量选择压路机（≥18T自重,激振力330KN）,压路机碾压遍数组合为:
经静压一遍、小振二遍、大振5遍碾压,合计8遍后测得的沉降差指标符合控制≤2米米要求.对应的摊铺时的松铺系数为1.093.
7、软基换填施工宜通过软基处理试验段施工及现场测试数据分析,总结出软土软基清淤换填在一定压实机具配置时适宜的松铺厚度及相应的碾压遍数、碾压速度等技术成果,了解并掌握软土地基回填满足设计及施工技术规范要求压实标准对施工工艺、压实机具等施工最佳的机械匹配和施工组织最优参数,获得真实可靠数据指导后续施工.
6.2袋装砂井施工
1、施工时需加强井袋竖直度的控制,这个在施工中往往很难控制.
2、袋装砂井用砂应严格控制含水率,含水率过大造成砂带装砂困难,且不宜饱满.最佳含水率应通过试验确定.
3、施工时,有的地下可能遇到较硬的地层,无法将砂井打够设计深度,此时应立即向监理报告,共同确认无法施工至设计深度,办好确认手续,且在施工记录上应如实记录,否则今后检测砂带长度,若检测到不够长度的,就判定整片砂井处理不合格.
6.3水泥搅拌桩处理
1、根据地质情况的变化,水泥搅拌桩施工前,先选定几个水泥掺量进行试桩,收集有效的试验数据及工艺参数指导今后施工.
2、水泥在现场堆放一定要做好支垫及防潮措施,否则将带来经济损失和质量隐患.
3、水泥搅拌桩施工应根据钻机电流和进尺深度进行双控,确保水泥搅拌桩进入持力层.
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