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浙江人学删! i j 学位论义 抗中高速公路软 地堆处删发巩l ；车分析 杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 摘要 本义结合杭宁高速公路施工中碰到的问题及体会，对水泥搅拌 桩和塑料排水板处理地基作了系统和深入的研究。针对高速公路路 基沉降要求高的特点，归纳了高速公路软基处理的各种方法，阐述 ，近三十年来国内外学者提出的沉降计算的主要方法。总结了塑料 排水板预压排水固结法和水泥搅拌桩方法在杭宁高速公路地基处理 中的施j 二工艺和各种沉降及应力测试结果，分析了排水固结法处理 地基和水泥搅拌桩复合地基机理，并探讨了两种地基处理方法的沉 e 降计算办法，提出了采用泊松沉降曲线预测高速公路不同历时的沉 降量，并把泊松沉降曲线预测值和实际工程的实测值进行比较，得到 比较满意的结果。最后，对两种处理方法进行了简单的经济比较分 析。 f 通过分析和工程实际检测，塑料排水板预压排水固结法和水泥 搅拌桩复合地基，在高速公路软基处理中控制地基沉降方面是有效 的且简单易行，足较为理想的处理方法。 关键词软土地基处理 沉降分析、 浙江大学硕士学位论文王文明 杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 s o f ts o i li m p r o v e m e n ta n d a n a l y s i s o fs e t t l e m e n t i nh a n g - n i n g e x p r e s sw a y a b s t r a c t t h i s p a p e r s t u d i e dt h eb e h a v i o ro fs o f ts o i li m p r o v e db y d e e pm i x e d c e m e n t p i l e sa n ds t r i pd r a i n si nt h ep r o j e c to fh a n g z h o u n a n j i ne x p r e s s w a y t h et e c h n i c so fc o n s t r u c t i o no f t h ed e e pm i x e dc e m e n tp i l e sa n d s t r i p d r a i n sa n di n s i t um e a s u r e m e n ti nt h ep r o j e c ta r ep r e s e n t e d t h e b e h a v i o r so ft h ei m p r o v e ds o rs o i la r ee x p l o r e d ，i n c l u d i n gt h es e t t l e m e n t o ft h es o f ts o i l ，t h eh o r i z o n t a ld i s p l a c e m e n ta n dt h ev e r t i c a ls o i lp r e s s u r e u n d e rt h ef i l l e t c t h em e t h o d sf o re s t i m a t i o no ft h es e t t l e m e n ta r e d e v e l o p e db a s e do nt h ei n s i t um e a s u r e m e n t ，w h i c hs h o w st h ev e r a c i t y a n d e f f i c i e n c y a t t h e e n d ，t h ec o m p a r a t i o n o ft h ec o s to fs o i l i m p r o v e m e n t w i t ht w om e t h o d si sp r e s e n t e d t h ei n s i t um e a s u r e m e n ta n dc o s t ss h o w st h e e f f i c i e n c y a n d s i m p l e n e s s o ft h e d e 印m i x e dc e m e n tp i l e s a n d s t r i p d r a i n si nt h e i m p r o v e m e n t o f t h es o f ts o i li nt h ep r o j e e to ft h e e x p r e s sw a y - k e y w o r ds o f ts o i l i m p r o v e m e n ta n a l y s i s o fs e t t l e m e t 第一章概述 随着国民经济的迅速发展，普通等级公路已经不能适应社会的需要，高速 公路的兴起和发展已势在必行。特别在我国沿海地区，经济比较发达，高速公 路的兴建尤为迫切。然而在这些地区广泛分布着软土。软土具有以下特点：高 压缩性，其压缩性往往随着液限的增大而增大，通常其压缩系数大于0 5 m p a - i ： 透水性差，软土的渗透系数一般小于1 0 m s e e 在荷载作用下孔隙水较难排 出，软土地基的固结持续时间长，抗剪强度低具有触变性和流变性等特点。 这些特性给高速公路的建设带来不少问题，有的甚至成为工程成败的关键。 因此，必须对软土地基进行处理，使其能满足工程要求。软基处理的实质是提 高地基土的抗剪强度和提高地基土的压缩模量，在上部荷载作用下保持路堤的 足够稳定和减少地基的变形，满足沉降的要求。 软土地基的处理方法很多，可以从不同的角度来进行分类，但其中最本质 的是根据地基处理的原理来进行分类。高速公路软基处理中常用的方法有：排 水固结法和复合地基法。 在过去的工作中，对软土路堤的设计偏重于稳定性分析。认为只要满足稳 定性要求其它是次要的。因为不论是在铁路或公路上行驶的车辆，大多以中低 速运行，对路堤沉降无须严格控制。如今高速公路的出现，对路基变形的要求 非常突出。于是便得到一个共识：由稳定控制转为变形控制。因此，沉降计算 对软土地基来说是一个十分重要的课题。 沉降计算的目的在于估算堆载预压期间沉降的发展情况、预压时间、超载 大小以及卸载后所剩留的沉降量，以便调整排水系统和加压系统的设计。通过 沉降计算还可以估计施工期间因地基沉降而增加的土石方量，估计工程完工后 尚未完成的沉降量，以便确定预留高度。地基变形通常包括地基土在垂直方向 的压缩和水平方向的位移。把垂直方向的压缩称为主固结沉降。它是由上部荷 载和土性质决定的是造成沉降的主体。土内部结构在持续荷载下发生蠕变而 引起的沉降称为次固结沉降主要决定于土类，持续时间很长可达数十年 一般不予考虑。 i 浙江大学硕士学位论文王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分折 地基沉降速率不同就会出现不均匀沉降。不均匀沉降超过一定值时会使构 筑物受到损伤。在路堤横断面上过大的不均匀沉降会导致路拱变形和结构层的 开裂。路堤纵向上过大的不均匀沉降也会导致上述现象发生而影响正常使用。 目前对于控制和消除不均匀沉降，除了正确认识地基土的性质以外主要还是 采取合理的方法，尽量消除由于差异引起的不均匀沉降。 第一节高速公路软基处理方法概述 软土地基处理的方法很多，可以从不同角度来分类，一般是根据地基处理的 原理来进行分类高速公路软基处理与其它如房建等地基处理相比，有其自身 的特点，目前较常用的有排水固结法和复合地基两种。 排水固结法通过在软土地基中设置竖向排水系统( 如插置塑料排水带、袋 装砂井或设置普通砂井) 和水平向排水系统( 砂垫层) 在逐级填筑路堤荷载作 用下，随着地基土体产生固结沉降，土体强度增长，地基承载力提高，并可有 效减小工后沉降。采用大于路堤及工作荷载的预压荷载称为超载预压，超载预 压法在桥头路基及地基处理交界处使用较多，采用该法能进一步减小工后沉降 和次固结沉降。 高速公路上采用排水固结法处理地基常用的有塑料排水板法和袋装砂井 法，这两种方法经过多个工程实际比较，如杭甬高速公路软基处理试验，其排 水固结效果基本一致，但在砂源缺泛劳动力紧张且施工工期要求短的情况下 用塑料排水板为好所以近几年的排水固结法处理中，以采用塑料排水板的居 多。 排水固结法除了上述两种外真空预压法也正被高速公路的软基处理所采 用。 复合地基处理方法有水泥搅拌桩复合地基，碎石桩复合地基，低强度桩复 合地基，及加筋土复合地基，其复合地基和其它常用的地基处理方法加固原 理和适用范围如表1 1 。 浙江大学硕士学位论文 王文明杭宁高速公路较土地基处理及沉降分析 表1 - 1高速公路软土地基常用处理方法 适用范围 方法简要原理 采用重量为l o - 4 0 t 的夯锤从高处自由落下，地基土在强夯的 碎石土、砂土、低饱和 强夯法 冲击力和振动力作用下振密、挤密，可提高承载力，减少沉 度的粉土、粘性土、杂 填土地基 降 一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒 粘粒含量小于1 0 的疏 振冲密实法重新排列孔隙减小，另一方面依靠振冲器的水平振动力，加 松砂性土地基 回填料使砂层挤密 利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱 淤泥、淤泥质土和含水 状、格栅状或连续墙水泥土增强体，形成水泥土桩复合地基 量较高地基承载力标准 深层搅拌法 值不大于1 2 0 k p a 的粘 以提高地基承载力减少沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和 性土、粉土等软土地基 喷粉搅拌法又称粉喷法、粉搅拌法两种 采用沉管法在地基中成孔，在孔内填入碎石、卵石等粗粒料 不排水抗剪强度不小于 沉管碎石 形成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基，以提高承载力 2 0 k p a 的粘性土、粉土、 桩法 饱和黄土和人工填土等 减少沉降 通过机械或人工成孔，在软弱地基中填入生石灰和其它掺合 料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩周 石灰桩法杂填土、软粘土地基 土的物理力学性质并形成石灰桩复合地基，可提高地基承 载力，减少沉降 低强度混凝土 在地基中设置低强度混凝土桩与桩间土形成复合地基各类深厚软弱地基 桩复合地基法 发泡聚苯乙烯( e p s ) 重度只有士的1 5 0 - 1 1 1 0 0 ，并具有较好 e p s 超轻质 的强度和压缩性能，用于填土料，可有效地减少作用在地基软弱地基 料填土法 上的荷载，需要时也可置换部分地基土，以达到更好的效果 在土体中埋置土工合成材料( 土工织物、土工格栅等) 、金 加筋土法属板条等形成加筋土垫层，增大压力扩散角，提高地基承载各种软弱地基 力减少沉降 浙江大学硕士学位论文王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 第二节沉降计算方法概述 一沉降计算概况 基础工程的设计，特别是在高等级公路、房屋等基础工程的设计中，由表 面荷载引起的成层地基应力和沉降的分析是一个基本的研究课题。在设计高等 级公路时，表层或垫层必须有足够的强度，以承受重型车轮的轮压荷载。为加 固地基，也常在软弱地基中铺设土工织物，钢筋网等形成加筋土，这类加筋土 也可视为成层地基问题1 。由于成层地基的实用性，故一直颇受人们重视。 沉降分析计算是一个古老而又复杂的问题。自太沙基( t e r z a g h i ，1 9 2 5 ) 固结理论问世以来地基的沉降计算已有了很大的发展。许多学者都提出了新 的计算方法，试图采用更为精确的土体模型等来求得沉降计算方法的改进。由 最初假设土体是均质各向同性的线弹性体发展到考虑土体的非均质性各向异性 以及非线性，应力也从只考虑单向应力发展到考虑三向应力1 2 1 0 特别是近几十 年来，随着电子计算机的迅速发展和在数值计算方面的应用沉降分析方法得 到了很大发展。 直到近代数值方法出现为止，沉降分析方法一般由两个步骤组成，即：( 1 ) 表面荷载作用下压缩土层中应力增量的确定，( 2 ) 采用合适的土的应力一应变关 系( 如用固结试验得到) 估算这些应力增量所引起的沉降量。沉降量大小主要 取决于使土体产生变形的原因和土体本身性状两个方面。使土体产生变形的原 因主要是土体中应力状态的改变如：地面荷载引起地基中应力场的改变，在 地基中产生附加应力；地基中地下水位的变化；振动对地基的影响等。这里土 体性状主要指压缩性，或应力应变关系，是指土体在附加应力作用下产生的效 应。 地基土是自然历史的产物，不均匀性使其性状更为复杂。地基土中附加应 力的正确计算和地基土体性状的正确描述是提高沉降计算精度的两个关键问 题。然而要精确计算地基中附加应力场以及合理描述土的应力应变关系都是较 为困难的。 经典的沉降分析方法对上述两个问题是这样处理的：在荷载作用下地基中 附加应力场是根据半空间各向同性弹性体理论计算的土的压缩性则是根据一 浙江大学硕士学位论文王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分折 维压缩试验测定的，并采用分层总和法来计算土层的最终沉降量。高速公路路 堤沉降的计算也可采用数值方法来分析。虽然数值方法中的有限元法能使各种 非常复杂的问题得以解决，但是采用有限元法计算量大，耗机时多，在一定程 -度上又限制了它在工程中的广泛应用。 h o o p e r ( 1 9 7 5 ) 采用有限单元法，分析在具有有限柔度的弹性圆形筏基作 用下地基表面的沉降特性。其采用积分变换法推导出如下沉降公式( 仅适用于 荷载作用范围内) w = 3 q 2 五j 。 ( 1 - 1 ) 其中 为弹性模量随深度变化的一个比例常数； i f ，坐二垦! 墨! ! ；， ( 1 - 2 ) h 靶。e ，“一b e ，) + 1 】 、 在以往许多沉降计算中，应力的计算往往把土层当作弹性半空间，而实际 工程中，地基一般均为成层的，这样必然给结果带来一定的误差，因此，在沉 降问题中成层土的应力计算，也就十分必要了h 】。 线弹性模型曾广泛地应用于地基和土工建筑物地沉降计算分析等问题，但 这种模型对土的力学特性作了较大的简化，结果也就十分粗糙。非线形弹性模 型是线形弹性模型的推广，绝大多数非线形弹性模型一般利用曲线拟合、内插 等方法用数学函数表示应力应变试验曲线。在工程实际中易于为工程师们接受 的非线性弹性模型为邓肯张( d u n c a n 一c h u n g ) 模型。因它模型参数少且物理 概念明确和容易推求，所需试验简单易行。一般可用常规三轴试验获得计算分 析所需要的参数。但它不能反映土中主应力、土体剪胀性和应力路径等因素对 土体模量的效应，也没能反映土体各向异性的效应。它是建立在常规三轴试验 基础上的非线形弹性模型，应用于沉降计算时不能很好地反映地基中起始应力 状态对土体模量的影响 6 1 d 其沉降结果往往偏大。 土体的变形特性还同土体的初始应力状态有关。不清楚地基中土体的初始 应力状态，就无法了解真实的应力路径，也就很难正确描述土的变形特性，一 些先进的计算方法( 如有限元法) 也就失去其价值。 土工参数的测定和选取在沉降分析中占有很重要的位置，土工参数选取的 合适与否会对沉降计算产生极大影响。目前，已有大量的试验方法和设备可 浙江大学硕上学位论文王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 用来估算与沉降分析有关的土工参数。因为室内试样容易受取样扰动的影响， 所以目前更强调发展原位测试方法，但室内方法仍处于主要地位。室内外测定 有关土工参数的方法虽然还不能跟上分析方法的发展，但也都有了改进。因为 要更准确地预估沉降过程，其困难之一是土工参数的易变性，所以近来已试图 采用概率统计的方法”1 。 二沉降计算的一般方法 沉降是由超出土体自重应力的有效应力引起的。地基的沉降计算涉及到土 体的应力分布、应力应变关系、上部结构与地基基础的共同作用、土的侧向变 形、土的物理力学性质指标的测试方法、采用的计算指标和方法、土的次固结、 土层间的相互作用和影响以及土的应力历史等因素。近三十年来，国内外学者 提出了很多沉降计算方法，大致可分为以下几类： 1 分层总和法及其修正公式 分层总和法是在地基沉降计算深度范围内将地基分成若干层， 求出每一分层的压缩量，然后将各分层的压缩量叠加起来，其基本计算公式为： s = f 占，d y = f 等砂= 孰屯咖= 喜掣咖 。， 式中a o - ( y ) 为第f 层土的附加应力值，e ，为第f 层土的压缩模量。这种方法简 便易行，参数的确定也很容易，而且人们对计算参数有着深刻的认识。因而， 这种方法已被工程界广泛采用。分层总和法假定土体为线形弹性体，且采用 土体侧限条件下的压缩性指标，计算中不考虑土体的剪切变形及土层之间的相 互影响和作用，因而计算值与实测值会有一定的误差。国内外实测资料表明： 对正常固结的粘性土用分层总和法计算的沉降值一般比实测值小，而对于超 固结粘性土计算值一般较实测值大。理论计算值与实测值的比值介于0 7 1 5 之间。 为了改善计算结果，根据实际观测资料统计分析，采用经验系数对分层总 和法进行修正。目前，我国现行的建筑地基基础设计规范采用了此法，地 基最终沉降量的计算公式为： 浙江大学硕士学位论文王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 s = 咿，= 虬窆孚o i 叫一，石) ( 1 - 4 ) - - 1 曲s 式中s 为按分层总和法计算出的地基沉降量t 炸为沉降计算经验系数， 是根据建筑物长期观测资料得到的。但理论上较为简单，作了许多简化“。 2 考虑土的应力历史的沉降计算方法 早在1 9 3 6 年，卡萨格兰德( c a s a g r a n d e ，a ) 在室内固结试验e l g p 曲线 上，求得前期固结压力只。由于地质条件的变迁，只不一定等于现有上覆压力 昂。根据只- 5 异的大小关系有： ( 1 ) 当足= 昂时，称为正常固结土，其沉降计算公式为： s = 善- 瓦h ic c ，l o g ( 半， s ， ( 2 ) 当只 昂时，称为超固结土其沉降计算公式分为下述三种情况： p 只一昂 耻喜击卜c 分吼c 半) m 6 ， a p e r s = 喜击卜哔) ， 当超固结土层中既有p 只一昂，又有舻只一r 的分层时，其沉降 应分别按以上两公式进行计算，然后叠加。 ( 3 ) 当只 1 6 干态延伸率1 0 时 纵向通水量 c r n | s 3 5 5 0 侧向压力为3 5 0 k p a 单位面积重 g m 2 8 58 5 材 抗拉 干态 n e m 2 5 3 0 延伸率1 0 时 料 强度湿态 n e m 2 0 2 5 延伸率1 5 时、试件 强在水中浸泡2 4 h 度渗透系数c m s5 x 1 旷5 x 1 0 3试件在水中浸泡2 4 h 有效孔径 u m 7 5 7 5 0 9 。 2 、施工工艺 ( 1 ) 施工中采用两台门式插板机与一台由挖掘机改装的履带式插板机共同完成施 工任务，实践证明，履带式插板机因移动灵活打设速度较快，大致上相当于 两台门式插板机的工作速度。但有对砂砾垫层的平整度影响大，打设垂直度不 易控制等弱点而门式插板机除具有对砂砾影响小，垂直度好还具有打设深 度达2 5 米这一优点，因此两种施工工艺各有利弊。 ( 2 ) 塑料排水板的主要施工程序：施工准备一定位一装靴插设一上拔一切断 移位。 ( 3 ) 施工准备。打设塑料板前先铺设3 0 c m 厚的砂砾排水垫层，为打设塑料排水 板提供较好的操作场地，施工前应测量并绘制方格网确定打设位置，确定后的 位置应留有明显的标记( 竹桩或类似的物体) 。塑料排水板应严格按照图纸指示 的位置深度及间距设置，根据打设机械的不同定出合理的施工路线，检查塑 料排水板外观，型号是否符合要求，是否有滤膜破损，板芯老化等现象。 ( 4 ) 机械定位。将塑料排水板从管套顶部穿入，反折塑料排板栓住管靴，然后从 上部拉紧塑料排板以固定管靴，还应检查桩位及管的垂直度，桩位平面误差不 超过1 0 c m ，垂直度不超过1 。 坚堑堡主堂堂兰 三塞塑堕! 燮些垫塑墅壁竺塑 ( 印振动管道打设注意观察位置是否发生偏移，垂直度是否保持，塑料排水板 在打设过程中应保证排水板不扭曲，透水膜不被撕破和污染，打设深度不得小 于设计深度，打八深度应考虑上拔时回带长度，打设时回带长度不得超过5 0 c m ， 否则要重打，并且回带的根数不宜超过打设点根数的5 ，塑料排水板平面板 距误差应控制在i o c m 范围内。 ( 6 ) 打设到相应深度后( 可在管壁上用油漆标注一个记号) ，振动向上拔管道， 留心观察塑料排水板，如果管提升的过程中塑料排水板不随之进入管内则是跟 带跟带发生后应立即采取措施，务必使跟带长度不超过规范要求( 5 0 c r n ) 。 可采取的有效措施：只振动不上拔以使排水板端部与土有更好的粘结力，也可 同时在管道内倒入一定量的水，以减少挤入管道中的泥土对塑料排水板的摩擦 力。 ( 7 ) 打设后外露的排水板不得遭受污染应及时清除排水板孔周围带出的泥土并 用砂砾填实，将排水板弯贴于已铺筑的下半层砂砾表面尽快铺筑上半层砂砾， 并整平压实。 ( 8 ) 塑料排水板的顶部应伸入砂砾垫层至少3 0 c m 。使其与砂砾垫层贯通，保证 排水畅通，如果塑料排水板长度足够，在管套完全拔出之后，留有3 0 c m 预留 长度，割断塑料排水板重新安装管靴，当塑料排水板长度不够下根长度时，为 保证塑料排水板打设后的排水性能，则割断之后以适当的方式( 绑扎或缝合) 将另一卷引导穿过管套然后将短板弃之不用，不允许搭接塑料排水板。 ( 9 ) 现场塑料排水板应以遮盖，以防过长时间暴露于空气中老化。 3 、施工过程中对塑料排水板的打设情况进行测试具体测试项目见表2 6 表2 - 6 塑料排水板实测项目 项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 抽查1 0 用经伟仪、拉线和钢 1 平面位置( c m ) 1 0 尺量纵横两个方向。取大值 2板长( m ) 不小于设计查施工记录 3 外露长度( c m ) 5逐根检查，用钢尺量 抽查1 0 ，用经伟仪，吊线和钢 4 竖直度( ) 1 5 尺量打设套管的倾斜度。 从表中可以看出，目前对测试板长等尚无有效和直接的方法，这是塑料排 水板施工中存在的较主要的问题。 聿 浙江大学硕士学位论文 王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 三、粉喷桩 采用专用深层喷射搅拌机械，将粉体加固材料一水泥用压缩空气喷射至被加 固深层软土中，就地将土和水泥强制搅拌而形成强度较高的柱状加固体，形成 复合地基，以加固软土地基的方法称为粉喷桩法，桩体称为粉喷桩。 1 、技术指标 设计掺灰量为4 5 k g m 设计直径巾5 0 c m ，材料采用4 2 5 # 普通硅酸盐水泥，设 计处理深度7 8 米，设计2 8 天无侧限抗压强度的平均值大于o 6 m p a 其最小 值不小于o 2 m p a ，9 0 天无侧限抗压强度的平均值大于1 m p a ，按公路工程结 合料稳定材料试验规程( j t j 0 5 7 9 4 ) 进行试验检测。 2 、施工控制要点 ( 1 ) 平整场地，清除桩位处地上、地下的一切建筑物( 石块、树根等) 。 ( 2 ) 测量放样，桩位平面偏差应小于5 0 r a m ，安装粉罐、水泥罐、桩机等。 ( 3 ) 输灰泵的输灰量粉体经输灰管达到搅拌机喷灰口的时间以及钻机下沉速度、 喷粉搅拌提升速度、重复搅拌提升速度等应经计量部门标定合格的方可使用。 ( 4 ) 桩机就位按以下程序施工 a 、调平桩机机台，保证桩的垂直度，启动主电机下钻，待搅拌钻头接近地面时， 启动自动记录仪空压机送气并继续钻进。 b 、钻到设计深度时，停止钻进，钻头反钻不提升。 c 、打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送水泥待确认水泥达桩底后，往上提升钻 头。 d 、提升至离地面3 0 c m 处。重复搅拌下沉至桩底，然后搅拌提升至离地面3 0 e r a 处，在原地转动2 分钟，以保证桩头搅拌均匀，上部应人工回填水泥土并压实。 e 、关闭主电机空压机移位施工至下一根桩。 ( 5 ) 粉喷桩一般的施工参数都应由电脑自动控制，且应采用防伪装置以防质量不 佳，常见的工艺参数如下： a ) 钻进速度v = 0 5 o 8 m m i n ， b ) 提升速度，电脑根据实际每米喷粉量自动控制， c ) 搅拌速度r = 3 0 5 0 转m i n ， d 1 气体流量q = 2 0 l s ， 浙江大学硕士学位论文王文明杭宁高速公路软土地基处理及沉降分析 e 1 空气压力p = 0 2 o 4 m p a 。 ( 6 ) 粉喷桩施工前应进行成桩工艺试验，本段实际施工中利用5 根桩进行类似试 验，通过试桩及试桩强度可以达到以下目的： a 、满足设计要求的每延米喷粉量和工艺要求的各种参数，通过开挖o 5 1 0 米 检查，观测搅拌的均匀程度桩身直径，形状等桩身质量。 b 、掌握该段土质条件下钻时下沉和钻杆提升的困难程度以确定合适的方案， c 、成桩7 天后开挖2 8 天后进行取芯试验，观察芯样情况，然后在桩体的不 同部位分别取样，按j t j 0 5 7 9 4 ( t 0 8 0 5 9 4 ) 做芯样的无侧限抗压强度试验。 d 、在确认试桩的施工工艺及喷粉量符合要求时，试桩完毕，进行正式试打，否 则该桩报废，继续试桩。 ( 7 ) 正式施工过程中应注意以下几方面： a 、仔细观测各桩下面的土质变化情况，如有变化应及时报请有关部门，要求在 设计桩长满足的同时如果土质变化较大，经有关部门确认后桩底应打在相对 硬层上，本试验路段未发现地质较大变化。 b 、严格控制喷粉量，随时检查其计量的准确性，同时要求垂直度不大于1 5 ， 复搅过程不能省略，以保证成桩质量。 c 、及时做好施工记录，且需反应真实的施工情况。 d 、储粉罐内的储粉量应不小于一根桩5 0 k g ，如果小于上述重量，不得进行下 根桩的施工。 ( 8 ) 施工过程中如发生诸如停电、机械故障，喷粉不足等情况，应记录，在1 2 小时内采取补喷措施，补喷重叠段应大于1 米，超过1 2 小时，则该桩报废另行 补桩。 ( 9 ) 钻头直径应经常量测，磨损量不得大于l e m 。 根据本试验段的试桩情况有几点值得注意： a 、桩机必须配备有效的电脑自动记录仪，再及时反应各种参数的动态情况，该 电脑记录仪还应能自动打印，以各检查、留档。 b 、桩头第一次到桩底后应至少在桩底停留2 m i n ，否则容易发生水泥尚未到达 桩底，钻机就己提升的情况，影响桩底质量。 c 、钻头的复搅应慢提升速度，高旋转速度，气压适中，以保证桩身均匀性。 浙江丈学酮士学位论文王文明抗宁矗遮公路软土地基处理及沉降分蜒 四、砂砾垫层 1 、技术指标 最大粒径应小于5 妇啪，通过菇皿筛孔的材料( 砂含量) 应小于3 5 ，小 于o 0 7 4 m m 的细粒( 土含量) 不大于5 ，其不均匀系数c u f d 6 0 d 1 0 应大于l o ， 曲率系数c c = d 3 0 2 ( d 6 0 x d o ) 为l 3 ，压实后的渗透系数应大于l 1 0 4 c m s ， d 6 0 、d 3 0 、d l o ：土的粒径分布曲线上对应通过率6 0 、3 0 、1 0 时的粒径( 蚴) ， 实际选用浙江安吉出产的砂砾，其粒径分布曲线及c u 、c c 见图2 - 1 1 ； i i 。：! i -： i ! ；i ： 1 、 - i ； ! ： 、 l i l _ ： il 1 i l | i? i i i i y ：； 1 1 l i l ，。 。 。 、 ，t 瑚5 i) l o5 10 5o 10 0 5 0 o i jd - 2 i 5 m m 不均匀系数c = 矾 d _ = 4 5 m m 曲率系觳c = 2 4 0 i = 0 4 0 r a m 图2 - 1集料对数坐标级配曲线 - 1 9 _ - - _ - t 一 浙江大学硕士学位论文王文明抗宁高速公路软土地基处理及沉降分析 2 、施工要求 ( 1 ) 施工前应将基底清理、平整、并按设计要求做好基底碾压。 ( 2 ) 铺设砂砾垫层时，应从路基横向两侧向中间摊铺，厚度均匀一致，最大误差 不大于2 c m ，同时要求表面平整，根据本试验路段的具体情况，我们认为砂砾 垫层施工中一个非常重要的地方就是还应采用“反向摊铺法”，即自卸汽车将料 倾倒在路基边，而不能开足马力冲到路基中间破坏软基并影响砂砾垫层平整度， 所有砂砾料都要用履带推土机推送到位。 ( 3 ) 采用分层压实法施工。分层厚度为2 0 c m 3 0 c m ，压实机具应采用6 t 8 t 轮 胎压路机，以静压为主，辅以轻振。 ( 4 ) 用罐砂法测压实度，达到重型击实试验的最大干密度的9 0 以上时为合格， 可进行下一步工序，否则应采取重新碾压，或冲水等有效措施。 ( 5 ) 在砂砾垫层填筑前或填筑后必须将路堤两侧的护坡脚完成( 干砌片石) 并做 好反滤层，以免砂砾向两侧流失和保持路基坡脚整齐完好，保证排水畅通，另 外根据设计，砂砾垫层的底宽应比路基坡脚宽度每侧各大l 米。 ( 6 ) 铺设后的砂砾垫层不能受到泥土、杂物的污染，以免影响排水效果，打设塑 料排水板时带出的泥土应及时清除。 第三节试验测试方案 一、试验布置方案及观测仪器埋设