软基处理.docx

1、软基处理三、软基处理方案方法及工艺本标段软土地基分布广泛，工程量大，工期紧，必须优先安排进行软基处理,为路基填筑提供条件，尽可能地留足路基沉降稳定的时间。软土路堤地基主要采用复合地基法处理，其处理措施根据软土地基的工程地质性质、厚度及路堤高度等因素确定。主要工程量为换填砂石238192m3、碎石垫层110139.5m3、抛填片石25775 m3、水泥搅拌桩940873米/133664根、CFG桩1397706米/101216根、预应力管桩573799米/24896根、插塑板605024m、强夯13859、土工格栅166335，强夯置换碎石墩12427米/2303根等。按靠近梁场近的软基优先安排

2、的原则，DK48+760DK51+272段要先完工,所以重点先施工此段的软基，其次是DK57+026DK64+372、DK67+455DK72+112段，福州南站软基处理不影响运架梁，可按正常安排。软基具体分布及施工方法见表3.2.401。表3.2.401 软基分布概况及施工方法序号里程段长度（m）地基处理施工方法备注18DK57+026+08559水泥搅拌桩加固软基19DK57+085+672587清淤软基20DK57+672+810138水泥搅拌桩加固软基21DK57+912+94028清淤，右侧设挡水土埂软基22DK58+730DK59+500770清淤，设挡水土埂软基23DK60+44

3、0DK60+46525基底清淤，左侧设置挡水埂软土路基24DK60+465DK60+580115基底清淤软土路基25DK62+190DK62+639.39449.39水泥搅拌桩加固软土路基26DK63+13.4DK63+60476清淤，边坡设置正六边形混凝土板护坡，左侧设置挡水土埂软基27DK63+352.04DK64+3721019.9水泥搅拌桩加固，基底采用厚碎石垫层夹两层土工格栅加固，边坡设置正六边形混凝土板浸水软基28DK64+881DK65+025144清淤软基29DK66+530DK66+790460清淤软基30DK66+790DK66+83040CFG桩加固，桩顶设置碎石垫层软基

4、31DK66+860DK67+455590清淤软基32DK67+455+615DK67+872DK68+019DK68+614+691DK68+867+910.26427.26采用水泥搅拌桩加固软土路基3.2.4.1.换填施工方法及工艺路堤基底挖除换填适用于浅层软弱土、填土不均匀地基。设计中当表层软土、松软土、填筑土、种植土或黏性土厚度小于1.5m或当路基填土高度小于2.5m，基床范围土层不满足强度、密实度或不满足基床土质要求时采用挖除换填A、B组填料措施。路基填土高度大于2.5m，可采用挖除换填A、B组填料、碎石土等措施。施工前，应注意在两侧地面上挖临时排水沟，避免雨水流到换填开挖出的基坑内

5、。具体施工工艺说明如下(参见图3.2.4.1-1)：图3.2.4.1-1 换填施工工艺框图首先清除加固范围内地面上的浮土、积水、泥浆及垃圾等杂物，并在换填范围内（一般填方路基坡脚外1m）两侧按1:0.5的坡度开挖边坡。挖除换填厚度、范围按设计要求进行，若施工中发现设计换填底以下仍存在软弱土层或人工弃土时，全部清除至硬底。将基底大致整平，推成坡度为2%的横坡，并碾压密实。半挖半填地段或路堑地段挖除换填时，注意保证换填底部纵横向的排水坡度，以避免局部积水、淤水。换填区域采用机械开挖时，留有3050cm厚的人工清理层，换填底应平整，排水通畅。分层填筑：置换材料如A、B组填料、改良类料、碎石、砂石料等

6、分层填筑，每层压实厚度25cm，按照经过试验确定的合格填料和经过试验确定的工艺参数，进行分层填筑压实。摊铺整平：为了保证路堤压实均匀和填层厚度符合规定，填料采用推土机初平，平地机进行二次平整，使填料摊铺表面平整度符合要求。洒水或晾晒：置换采用材料含水量直接影响压实密度。在相同的碾压条件下，当达到最佳含水量时密实度最大，填料含水量波动范围控制在最佳含水量的+2%-3%范围内，超出最佳含水量2%时应晾晒，含水量低于最佳含水量应洒水。洒水采用洒水车喷洒，晾晒采取自然晾晒。机械碾压：碾压是保证换填层达到密实度要求的关键工序。碾压按照 “先静压，后振动碾压”、“先轻，后重”、“先慢，后快”、“先两侧，后

7、中间”的原则。3.2.4.2.垫层（碎石、砂砾石垫层）施工方法及工艺垫层主要适用于浅层软弱土、填土或不均匀地基的挖除换填垫层和地基加固处理的褥垫层；垫层一般选用中粗砂、砂砾石、碎石、卵石、砂卵砾石土等。换填垫层的厚度一般不小于0.5m，具体厚度按设计确定；当采用碎石垫层时，采用级配良好的碎、砾石，不含植物残体、垃圾等杂质，含泥量不得大于5%，砂石的最大粒径不大于50mm；施工分层铺填厚度200300mm，垫层的压实标准应满足路基各部分相应的要求。褥垫层一般选用未风化、级配良好的碎、砾石，不含植物残体、垃圾等杂质，含泥量不得大于5%，最大粒径不大于30mm，垫层厚度0.30.8m，常用厚度为0.

8、40.6m，具体厚度按设计计算确定。3.2.4.3.土工格室、土工格栅施工方法及工艺设计要求部分软基段、路堤段边坡分别设有土工格栅和土工格室，格栅铺设前对每批产品的性能经国家授权的有资质的产品监督中心进行检测，每批产品不小于3组。要求土工格室极限抗拉强度不小于180KN/m，延伸率不大于3，本标段土工格室或土工格栅铺设要求一至二层。施工工艺当软基加固按设计加固方式完成后，要求在顶面分层铺设碎石垫层和土工格栅或土工格室，不论是边坡加固还是基底加固，铺设时，在测定的范围内，按设计的层厚铺设垫层及土工材料。土工格栅平铺于路基上，外缘距边坡一般为0.1m，铺设宽度按设计要求设置。铺设时不容许有褶皱，应

9、尽量拉紧。铺实后用型铁钉或竹钉加以固定。铺设土工格栅时，土层表面应平整，不得有坚硬凸出物。土工格栅、格室铺设时，横向搭接和纵向搭接长度应满足设计要求。土工格栅铺开后，应及时填筑填料，未铺填料时，机械车辆不得行走其上。塑料土工格栅可分为纵向受力和横向受力两种形式，铺设土工格栅前要理解设计意图，严格按设计要求铺设。施工工艺框图见图3.2.4.3-1注意事项土工格室要求与线路方向垂直铺设，铺设尽量平顺，铺设后及时盖碎石，严禁暴晒，以免降低土工格室强度。受力方向连接时，采取可靠措施保证连接强度不低于设计允许抗拉强度。土工格栅铺设前对每批产品的性能经国家授权的有资质的产品质量监督检验中心检测（不少于3组

10、）合格后才可铺设。土工格栅的纵向（受力方向）与线路方向垂直铺设，两幅间密贴排放，不能搭接，受力方向连接时，采取可靠措施保证连接强度不低于设计允许抗拉强度。3.2.4.4.抛填片石施工方法及工艺在浸水路基段以及水塘路基段采用抛填片石的方法，片石采用自卸汽车运输，按一定顺序将片石由中部向两侧抛投洼地处，推土机辅助平整，再用重型压路机碾压，K30承载板检测压实效果，然后在其上设反滤层再行填土。材料准备：抛填石料采用不易风化的片石，片石不宜小于30cm，且小于30cm粒径含量不得超过20%。抛投：利用自卸汽车逐段倾倒抛填，推土机辅助推平。当淤泥或软土下地层平坦时，抛投自地基中部成等腰三角形向前抛填，渐

11、次向两侧对称地抛填至全宽，当淤泥或软土地层横坡陡于110时，从高侧向低侧抛投并在低侧边坡处多抛投，使填方坡脚外侧有2m的平台。垫平：片石抛填至超过设计高程0.2m时采取人工用较小石块填塞垫平，保证碾压后达设计标高。碾压：在垫平的抛填石料上，用重型压实机械进行碾压，碾压遍数由试验确定。检测：用K30承载板按规定点位进行检测。设反滤层：片石抛填完成后，在其上铺设碎石作为反滤层。碎石采用未风化的干净砾石或轧制碎石。抛填片石施工步骤见图3.2.4.4-1。图3.2.4.4-1 抛填片石施工步骤框图3.2.4.5.强夯碎石墩施工方法及工艺图3.2.4.5-1 强夯碎石墩设计概况图3.2.4.5.1.设计

12、要求夯锤：采用直径为lm，锤高2.5m，圆柱形异形锤，锤重1518t。墩径：墩头直径1.31.5m、墩底直径1.01.2m。墩长：穿透软土层进入下卧硬层。夯击能：单击夯击能一般采用22503300KN.m，即夯锤起吊1522m。夯击次数1520击/墩，且应满足，总夯沉量为设计墩长的2倍或最后两击的平均夯沉量不大于50mm。墩位布置；设计墩间距为2.5m，正方形布置，墩顶面设0.6m厚碎块石加筋垫层，强夯工作面填石厚度一般不小于2.0m。墩体材料采用级配良好的块石、碎石等坚硬粗颗粒材料，粒径超过300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%。满夯设计:采用夯锤的直径2.5m，锤重15t，单击夯击能10

13、001500KN.m，每夯点夯2击，夯点按2.15m间距呈梅花形布置，两夯点之间搭接35cm。强夯块石墩承载力不小于600KN。3.2.4.5.2.施工工艺框图施工工艺流程见图3.2.4.5-2。3.2.4.5.3.施工工艺说明强夯施工前，根据设计拟定的强夯参数，在路外进行强夯试验方案，进行现场强夯，对试夯场地进行测试，并于夯前测试数据进行对比，检验强夯结果，确定正式施工采用的各项强夯参数,并报告业主及监理工程师批准后开始强夯施工。夯点的夯击次数，按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且满足下列条件：最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当夯击能较大时不大于100mm；夯坑周围地面不应发

14、生过大的隆起；不因夯坑过深而发生起锤困难。图3.2.4.5-2 强夯碎石墩施工工艺框图试夯前进行详细的原位测试，取地面下56m以内原状土样进行室内试验，测定有关土性数据。试夯按照拟定的强夯参数进行，每夯击一次及时测量夯击坑及其周围的沉降量、隆起量和挤出量等地面变形，作好详细夯击记录，在土层的不同标高处埋设深层沉降标用以观测各深度的沉降量和有效的加固深度。施工设备夯锤采用直径为1.0m，锤高2.5m，锤重18t，排气孔直径不小于250mm。辅助设备：50t以上履带式起重机、自动脱钩器、推土机等。施工工艺在施工前先做好临时排水沟，将地表水引出地基加固处理范围。准确定出夯点位置、夯击范围，清理并平整

15、场地。夯击点的位置、间距按设计规定放样，或根据试夯确定的夯击参数确定。起重机就位，使夯锤对准夯点位置，测量夯前锤点高程。将夯锤起吊至预定高度，待夯锤脱钩、自由下落后，放下吊钩，测量夯坑内及周围地面高程，计算夯沉量。每点夯击两次，两夯点间搭接35cm。3.2.4.5.4.质量控制与要求开夯前检查夯锤重量和落距，以确保单击夯击能满足设计要求。夯锤上设排气孔，避免产生“气垫效应”和“真空效应”。强夯先从道路中轴线起，分别向两侧的夯点依次夯击，同一排的夯点采用间隔跳打法，夯坑喂石料从已夯完的填石面均匀挖取，每次喂料后，需用不受夯击影响的控制点，重新测放墩位，并重新做墩位标志，强夯过程中应做好单点夯击过

16、程的全部施工记录。每夯击用水准仪测夯击点的夯沉量，塔尺位于锤中，从而计算出强夯区的平均夯沉量，即平均置换深度。对碎块石墩应进行单墩复合地基载荷试验，抽检率2，且不少于3根，对碎块石墩触底检验可采用重型动力触探，检验的墩点数不应少于1；按1抽检率采用100型钻机从墩间土打斜孔钻至墩底，根据钻入深度及倾角计算墩长。地基加固处理完成后，进行路堤填筑，并对加固段的垂直下沉和水平位移进行控制性观测，计划在坡脚两侧坡脚外2m、lOm(根据填土高度或滑弧影响范围确定)各设一排地表水平位移桩(边桩)，纵向间距为2050m，一般路基沉降板布置间距150200m安排，桥涵过渡段必需设置沉降板，当路基中心沉降每昼大

17、于lOmm，边桩水平位移超过5mm时，停止填筑，必要时应卸载，待稳定后方可继续填筑。3.2.4.6.水泥搅拌桩施工方法及工艺3.2.4.6.1.设计要求：当处理基床范围夹有PS1.5Mpa，1.2Mpa，对试验桩进行质量检验。对桩身质量有怀疑时，应进行钻探取芯作抗压强度试验。成桩28天以后进行路堤填筑，并开始对该段进行沉降观测，水平位移观测桩设在坡脚两侧或一侧坡脚外2m、10m(根据填土高度，或滑弧影响范围确定)各设一排地表水平位移桩(边桩)，纵向间距50100m设置；沉降观测桩按一般地段间距100500m布置，观测桩布置应在桥涵过渡段设置。路基中心沉降每昼不得大于10mm，边桩水平位移不超过

18、5mm。3.2.4.7.CFG桩施工方法及工艺 3.2.4.7.1.CFG桩设计说明CFG桩采用沉管成桩机成桩，桩机型号选择应根据地质条件及设计加固深度要求确定。桩体材料：桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，材料按C20砼配比。混合料坍落度68cm，28天强度不应小于20MPa。为确保桩体不因土体隆起而拉断或挤断，配置4根直径lOmm、长4.Om的少量构造配筋。采用水泥粉煤灰碎石(CFG)桩加固地基，桩直径0.5m，一般呈正方形布置。桩顶铺0.40.6m碎石垫层，垫层内铺设l2层双向土工格栅，双向土工格栅设计抗拉强度不小于80KN/m；或铺一层抗拉强度为180200Kpa高O.1m

19、的土工格室。桩长原则上必须穿透软土至硬底，嵌入深度应满足设计要求，桩间距应根据稳定和承载力计算确定,CFG桩布置见图3.2.4.7-1。图3.2.4.7-1 CFG桩布置图3.2.4.7.2.施工工艺框图CFG桩有沉管成桩法，有长螺旋钻孔成桩法，在设计大样图集中规定为沉管成桩法，本标段CFG桩按沉管成桩法进行组织，施工工艺流程见图3.2.4.7-2，成管机采用DZ系列产品，见图3.2.4.7-3。图3.2.4.7-2 CFG桩施工工艺框图 图3.2.4.7-3 DZ沉管机示意图3.2.4.7.3.CFG桩施工工艺说明施工准备：对物场地工程地质进行核查，按处理范围布置CFG桩布桩图，并应注明桩位

20、编号以及设计说明和施工说明。对场地邻近的高压电缆、电话线、地下管线、地下构筑物及障碍物等进行调查或改移处理。按施工要求完善三通一平，布置场地水推控制点，完成材料准备，做好设备配套。施工工艺说明：CFG桩按下列步骤进行。 (1)桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。 (2)桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1。 (3)启动马达，沉管到预定标高，停机。 (4)沉管过程中做好记录，每沉lm记录电流表上的电流一次。并对土层变化处予以说明。 (5)停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于1m

21、in，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还要适当放长。加水量按坍落度35cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。 (6)启动马达，留振510s，开始拔管，拔管速率般为1.21.5mmin(拔管速度为线速度)，如遇淤泥成淤泥质土，拔管速率还应放慢。拔管过程中不允许反插。如上料不足，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩长。 (7)沉管拔出地面，确认成桩符合设汁要求后，用粒状材料或湿粘性土封顶。然后移机进行下一根桩的施工。(8)施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组(3块)，试块尺寸为15cmxl5cm15cm，并测定28天抗压强度。3.2

22、.4.7.4.质量控制正式施工前进行成桩试验，试验桩不少于两根，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数。按施工平面图放好桩位，埋入地表以下30cm左右；并确定施打顺序。施工过程中，抽样做混合料试块，按一个台班做一组(3块)，试块尺寸为15cm15cm，并测定28天抗压强度。施工结束28天后进行单桩复合地基载荷试验，抽检率2，且每个单体工程不应少于3点。并采用低应变动力试验，检测桩身完整性，低应变检测数量占桩数10。路基填筑时沉降观测同水泥搅拌桩。3.2.4.8.预应力管桩施工方法及工艺本标段预应力管桩设计桩外径0.4m，桩间距1.6m，壁厚7.5cm，呈正方形布置。采用捶击打

23、桩施工方法进行施工，采用1.21.20.35m（厚）C30钢筋砼现浇桩帽，在桩帽施工完毕后于桩顶铺设0.4m厚的碎石垫层，并夹铺一层抗拉强度为180KN/m的土工格室。桩机选用JZL74型静压桩机、DZ-60型锤击打桩机。锤击打桩施工适用于复杂地质情况下的打入桩施工。管桩在DK6+984.5、DK7+175、+300进行成桩工艺试验，以检验设备、工艺是否适宜，确定选用的技术参数是否满足设计要求。（1）施工工艺施工准备：从市场上选购满足设计要求的管桩。根据土壤性质、工程数量、桩种特性、动力及机械特性选择打桩机械及设备；打桩设备进场后，进行安装调试，移机就位。复测定位：场地清理完毕，复测基础轴线及

24、标高，并办理签证手续。运输堆放：当桩的强度达到100%时用平板拖车运至施工现场。预制桩堆放严格按照规定分层叠置在坚实平整的地面上，支点设在吊点处，上下层支点在同一垂直线上，堆放层数不超过四层。桩机就位、稳桩：桩机按预定线路移至一个桩位，利用桩架上的滑轮组将首节桩吊起、桩尖离地0.30.5m；调整吊索，把桩顶送入桩帽内，把桩身调至垂直状态，缓缓落下桩锤和桩身，在锤重和桩身自重的作用下，把桩尖准确地插到桩位点上。打桩：每根桩连续一次打完，不得中断。详细记录打桩过程中各种作业时间、每打入0.51.0m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最的1.0m的锤击数等。接桩：接桩采用机械快速接头法

25、。送桩：采用钢板制作的送桩器。当桩顶打至接近地面需送桩时，测桩垂直度、检查桩顶质量，合格后装上专用送桩器施打。人工凿除桩头后浇注承台、地基梁。施工工艺框图如图3.2.4.8-1预应力管桩打入法施工工艺流程图。图3.2.4.8-1 预应力管桩打入法施工工艺流程图（2）施工注意事项 施工时应采取防震措施，减少对相邻建筑物影响。管桩施工顺序宜采用单向进行，中间向两侧依次施工，桥涵位置自桥（涵）路分界向路基方向施工，减少桩间土上挤及其对桥涵基础和相邻管桩的挤压。沉桩速度宜均匀，同时控制桩身垂直度。打桩过程中，采取相互正交的2台经纬仪经常进行校核，随时保持导杆的垂直度，防止桩的偏斜。接桩时注意新接桩节与

26、原桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等预先清刷干清。打桩机应装避雷器，按有关规定接地。遇有恶劣气候，应停止施工，并将桩架平放在地面上。用桩机吊桩时，必须在桩上拴好溜绳，严禁人员处于桩机与桩之间。严禁吊桩、吊锤、回转或行驶同时进行。插桩后及时校正桩的垂直度，桩入土3m以上时，严禁用桩机行走或回转动作纠正桩的倾斜度。3.2.4.9.插塑板施工方法及工艺 本标段塑料排水板间距采用1.2m，正三角形布置，打入软土层0.2m，顶部铺0.4m厚中粗砂垫层，内铺一层土工格栅，其极限抗拉强度不小于80KN/m,延伸率不大于10。3.2.4.9.1.施工工艺a.横坡及第一层砂砾垫层的设置首先将软土地基

27、段内沟水排除、清淤，清除原地面的草皮或耕植土，在基底范围内铺设0.5m厚C组以上填料（砂砾）工作层，并碾压密实。b.机具定位选用DZ60KS打拔桩机，根据设计要求确定出每个板的孔位，并用木桩标记，在套管插入时要将其拔掉。插板机定位时要保证桩锤中心与地面定位在同一点上，并用测量仪器控制桩锤与塔架的垂直。c.塑料板与桩尖连接在塔架插板卷筒上安置塑料板，然后将塑料板通过套管从管靴穿出，固定在桩尖上，并一起贴紧管靴对准板位。d.沉管插板沉管开始时要缓慢，防止套管突然偏斜，入土后要观察，直插至设计要求的深度。e.拔管剪断塑料板沉管到设计深度后即可拔管，此时塑料板因桩尖与土的阻力而垂直设置在软土地基中。套管拔出后剪断塑料板，在砂砾垫层上留出2030cm，拔管要连续缓慢进行，中途不得放松吊绳，防止因套管下坠而损坏塑料板。f.用土工布及砂垫层封塑料板塑料排水板施工完成后，铺设两层单向土工格栅（80KN/m）及0.6m厚中粗砂垫层。土工格栅铺设宽度超过路基坡脚1米，土工格栅与土工格室相接时，土工格栅深入土工格室不小于2m。每层砂垫层完后都要进行压实。施工工艺框图如图3.2.4.9-1。3.2.4.10.旋