振动沉管结构加固处理深层软土地基施工工法

内容简介 某公路北段高速化完善工程某市境内有１３座跨线桥位于软土地基路段，其土层状态基本是表层１～３ｍ厚硬塑层，下８～１０ｍ厚软、流塑层，再下为硬塑层(或基岩)，采用粉喷桩处理软土地基，即以水泥作为固化剂，利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩，并吸收周围水分，经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果，下面结合工程实际对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与检测方法进行探讨。 １ 设计简介 某公路北段高速化完善工程(下简称“本工程”)粉喷桩设计桩径为５０ｃｍ，间距１～２ｍ，按梅花型布置，桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于５０ｃｍ为原则，通常为８～１２ｍ，用于粉喷桩的水泥(４２５＃普通硅酸盐水泥)为干粉。根据地基含水量的大小，采用水泥喷入量为４５～６０ｋｇ／ｍ。含水量在４０％以下时，水泥用量为４５ｋｇ／ｍ；含水量在４０～６０％之间，水泥用量为５０ｋｇ／ｍ；含水量在６０～７０％之间，水泥用量为５５ｋｇ／ｍ；含水量＞７０％时，水泥用量为６０ｋｇ／ｍ。设计要求水泥土２８天无侧限抗压强度≥１.２ＭＰａ。

1 工程概况 某高速公路xxx段全长68. 7 km , 路线在xx地段, 地下水位较高, 一般为0. 2～ 2. 4 m , 大部分土质情况较差。土质天然含水量高, 含水量一般在34%～ 72% 之间, 孔隙比较大, 在1. 0～ 1. 9 之间, 抗剪强度低, 其快剪粘聚力在10 kPa 左右, 快剪内摩擦角在100～ 150°之间。压缩系数大, 压缩系数在0. 5～ 2. 0M Pa- 1之间, 属于高压缩性土。渗透系数小, 渗透系数为10- 3～ 10- 7 cm?s。根据以上情况, 可知该段属于典型的软弱地基。 2 软土处置措施及施工 工程中常用的软土地基处理方法有很多, 需根据不同路段的软土特性采取不同的针对措施。本段软基处理, 主要采用以下几种方法。

通过黎钦线和京九复线的勘察对软土特性进行了阐述，提出了软土勘察评价的内容、勘探点布置原则、钻进取样及试验方法，总结了软土地基的处理方法。

本次CFG桩试桩地点选定在DK1096+860～DK1097+060松软土路基地段，该段地基设计采用水泥粉煤灰碎石（CFG）桩加固，桩径0.5m，桩长2.2-16m，桩间距1.5m，按正方形布置。桩体原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥、配合而成，强度按C15混凝土配比，试桩位置设计地质条件从上到下依次为<6-4>粉质黏土、<67-2>泥灰岩W4、<67-2>泥灰岩W2，根据设计提供的地质条件确定采用长螺旋钻机施工。

试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数

水泥搅拌桩在市政和公路行业应用非常广泛，笔者就水泥搅拌桩湿喷法在沿海地区防洪堤内隔堤小闸桥软土地基中的应用，从设计意图及施工技术方面，提出其在水利工程中实施的具体施工方法，闸述其与其他实施方法相比较的经济性。

粉喷桩是用螺旋钻机，将钻杆钻至设计要求的土层深度，钻头到达下部持力层后，用压缩空气将水泥粉或生石灰粉经钻杆内孔输送至钻头上的喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射

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内容简介 1 概述 某铁路路基试验段设计总长度90米（K0+000～K0+090），宽度30m。路基填高4.5m。根据试验现场填筑研究的目的、内容，试验工点的地形条件及工程地质条件，该工点K0+040～K0+090选择了CFG桩复合地基桩网结构地基处理方案。其中K0+040～K0+060设计为悬浮桩，桩长17.5m；K0+060～K0+090设计为穿透软土层桩，桩长27.0m。桩直径500mm，桩间距2.0m，呈正方形布置。桩顶铺设0.3m厚碎石垫层，最大粒径不超过3cm。垫层内铺设一层双向土工格栅，设计抗拉强度大于120kN/m。施工采用振动沉管成桩机成桩，28天无侧限抗压强度不小于5MPa。 2 CFG桩施工工艺 2.1 工艺流程 CFG桩施工工艺流程为平整场地，测量放线，桩机就位，振动沉管，成孔检查，（拌和CFG桩混合料）灌注混合料，振动拔管，移位施打下一根桩，按上述工序施打完全部CFG桩后打桩结束，成桩检查。 2.2 CFG桩施工 2.2.1 施工准备 （1）平整施工场地，并进行碾压和晾晒。防止桩机进场和施工陷入泥泞中。 （2）进行桩位放样，施放的桩位应明显、易找、不易被破坏，采用有一定直径和深度的白灰点中间钉竹钉来表示桩位。 （3）确定施打顺序。采用预制钢筋混凝土桩尖时须埋入地表以下300mm左右。 （4）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。桩机就位须水平、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。 （5）试成孔不应少于两个，以复核地质以及设备工艺是否适宜，核定选用的技术参数。

高速公路软土地基处理设计研究

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内容简介 第三节 换土垫层法 足够厚度的垫层置换可能被剪切破坏的软土层，以使垫层底部的软弱下卧层满足承载力的要求，而达到加固地基的目的。按垫层回填材料的不同………… 第四节 排水固结法 饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙体积慢慢地减小，地基发生固结变形。同时，随着超静孔隙水压力逐渐消散………… 第五节 挤(振)密法 对于厚度大的饱和软粘土地基，由于土的渗透性小，此法加固不易将土挤密实，还会破坏土的结构强度，主要起到置换作用………… 第六节 化学固化法 化学固化法是在软土地基土中掺入水泥、石灰等，用喷射、搅拌等方法使与土体充分混合固化；或把一些能固化的化学浆液(水泥浆、水玻璃、氯化钙溶液等)注入地基土孔隙………… 第七节 土工合成材料加筋法 土工合成材料一般具有多功能，在实际应用中，往往是一种功能起主导作用，而其它功能则不同程度地发挥作用………… 编制于2012年 共86页

本施工组织设计适用于**工程的施工准备，软地基处理，土方回填及平整，站场内外道路，房屋建筑，设备管道基础，室外环境，给排水、电气、通讯、消防、空调通风安装等全过程施工作业。

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本图用于采用塑料排水板处理软弱地基的路段。塑料排水板采用SPB-1或SVD-1型，排水板间距As按计算确定，一般不大于2.0米，采用正三角形布设，插板深度 根据计算确定，一般应深到基岩面处。

包含换填处理；三种方式堆载预压；普通路段、桥头、涵洞两侧水泥搅拌桩处理；素砼桩复合地基；管桩复合地基等图纸。

软土地基处理技术报告253页PPT，软土包括淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等，是一种天然含水量大、压缩性高、天然孔隙比大于等于1、抗剪强度低的细粒土。

塑料插板加固软土地基是指将特制的塑料板芯与滤膜形成渗水孔的塑料板，用机械插入不同深度的软土层中，然后通过预压荷载的作用，使软土地基内水份沿塑料板向上渗入地面砂砾石层中，达到加固软土地基，从而增大地基整体承载力的一种新工艺、新技术。

软土地基是因其土层结构的特殊性，难以满足地面建筑构造的使用标准，最终导致建筑工程质量与预期要求不一致。随着人们物质生活水平的提高，居民对民用建筑物质量的标准有所提升，各种建筑层面的病害风险显然无法达到业主的预期值。软土地基在民用建筑工程中比较多见，处理不当则会引起一系列的病害问题，破坏了地面建筑的完整性。因而，采用先进的加固技术处理软土现象是很有必要的。

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内容简介 一、悬浇梁体分段 1、墩顶梁段A（0号段） （1）长度一般为5m～10m；（但也不一定，这主要根据具体情况而定，比如某桥主桥，为了刚开始能放两个挂篮对称施工，0号块有13m） （2）施工托架 ①在混凝土浇筑以前，应对托架进行试压； 2、由0号段两侧对称分段悬臂浇筑部分B （1）长度一般为2.5m～5m，也有个别跨度大的桥梁的分段为2.5m、3.5m、4.5m； （2）一般一个梁段的施工周期为6～10天； （3）根据计算经验，梁段的多少直接影响结构配束计算，在不影响工期的前提下，适当增加梁段数，十分有利于纵向预应力钢束配置，以避免因梁段不足采用大吨位预应力钢束引起张拉端局部应力过大。同时也使全桥截面受力状态均衡，边缘应力储备适当。

地质情况 K46.75软土属于第四系海湖沉积,淤泥质黏土。从钻探情况看大致可分为3层:表层是黏土硬壳厚1～2m;中间为淤泥黏土,软到流塑厚28m,承载力60kPa;底层为黏土,软到硬塑,承载力110kPa。原既有线下地基未作任何处理,路堤高2m左右。

CFG(C-Cement，F-Flyash，G-Gravel)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是一种新型桩体(桩径为350~600 mm)，桩身的材料是在素混凝土桩的基础上发展而来，主要是碎石、石屑(砂)、粉煤灰、掺适量水泥和水，桩体强度等级为C15~C20。与桩基相比，由于CFG桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1/3~1/2，具有施工速度快、工期短、质量容易控制等特点。

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软土地基常见工程问题主要有：（1）地基承载力和稳定性问题；（2）沉降、水平位移及不均匀沉降问题；（3）建筑物的沉降问题。目前软土地基处理的方法主要有：换填垫层法、强夯法、碎石桩法、灰土挤密桩法、水泥粉煤灰碎石法、预压法、胶结法、加筋法、托换技术。

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高真空击密法是加固饱和软土的一种新的工艺方法，本文在对高真空击密法的技术要求、工艺流程特别是加固机理方面进行深入讨论与分析的基础上，通过对高真空击密法近年来在许多重大工程中的成功应用的详细介绍，说明了该方法不仅具有清晰的理论概念、有效的加固效果和低廉的工程造价，而且具有广阔的应用前景。

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1.1.选择研究课题的原因 武广铁路客运专线正线全长968公里，设计时速350km/h，全线铺设无碴轨道，是目前我国已开工建设线路路程最长、技术标准最高的客运专线铁路。中铁十八局集团公司承建的武广铁路客运专线先建段Ⅰ标线路全长37.46公里，位于武昌至江夏地段，该段岩溶发育、软土地基较多、地质特征及其复杂,分析研究软基处理施工技术是保证基底沉降要求的关键。

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1.工程地理位置及规模 该工程位于xx港xxx区第四港池北岸线，堆场区四标段约28.4185万平米。 2．工程自然条件 2.1地形地貌及工程地质条件 2.1.1地形地貌 本工程所在区域位于xxx东边一排干至湖林河之间的海域，地势平缓，天然泥面标高在-1.80～-3.30m之间，表面5-7.5为吹填砂。 2.1.2工程地质条件 (1)地基土构成及特征 根据2008年6月xx第一航务工程勘察设计院有限公司《xxxxx码头有限公司矿石、原辅料及成品泊位工程地质勘察报告》，码头区（A、B、C剖面:MB1～MB15、MY1～MY30和PY1～PY5孔）钻探揭露深度内土层分布自上而下主要有：①粉细砂、①中粉土透镜体、②1粉质粘土、②2淤泥质粘土、②3粉质粘土、②4粉土、③细砂。

xx港xx中部焦炭堆场地基处理二标段工程位于xx港xx南部港区。处理总面积约40万m2。其中：真空预压区总面积约36万m2，即A18-A22区、A29-A33区、A40-A44区，采用真空预压的处理方式；施工通道区总面积约2.85万m2，采用充填袋+山皮土的结构型式。工程内容主要包括：铺荆笆土工布、修建临时挡埝、修建施工通道、吹填砂性土、铺设中粗砂垫层、打设塑料排水板、真空预压。

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