软地基处理设计说明.doc

梧桐湖新区逸升大道（西）道路工程地基处理工程施工图设计 上海港湾软地基设计研究院上海港湾基础建设（集团）有限公司二一四年四月7设 计 总 说 明 目 录1 工程概述12 道路沿线水文地质等自然条件12.1 地形地貌12.2 气象条件12.3 水文条件12.4 场区岩土体特征13 设计依据、规范24 地基设计24.1软基处理要求24.2 软基处理范围24.3低位高真空分层预压击密法地基处理步骤24.3.1 低位高真空分层预压击密法地基处理工作流程图24.3.2 低位高真空分层预压击密法地基处理步骤34.3.3 低位预压阶段施工技术要求44.3.4 高真空击密阶段施工技术要求44.4信息化施工54.4.1 地表沉降观测54.4.2 孔隙水压力观测64.4.3 真空度观测64.4.4 静力触探试验64.5第三方检测65 路基处理主要工程量表66 主要材料参数表6梧桐湖新区逸升大道（西） 软地基处理设计总说明软基处理设计总说明1 工程概述梧桐湖新区逸升大道（西）位于鄂州市梁子湖区，为湖北梧桐新区规划路网中一条次干道，道路走向由西向东，起点（K0+000）接月山湖大道，途径双湖大道（K1+660）、府前湖路（K2+020）止于逸升大道转盘处（K3+458.515），路线长3458.515m，道路标准宽度40m，设计道路为城市次干道。本此地基处理的范围为双湖大道至逸升大道（西）终点处，全长1310m，地基处理总面积约为65086.3m2。2 道路沿线水文地质等自然条件2.1 地形地貌逸升大道位于鄂州市梁子湖区内。规划道路范围内，地势起伏总体较小，地势较开阔平坦。地面高程一般在15.4323.12m；道路两侧主要为鱼塘、藕塘、稻田或村庄。地貌类型为梁子湖冲湖积平原地貌。2.2 气象条件鄂州市属于我国东南季风气候区，具有夏季炎热、冬季寒冷、降水充沛等主要气候特点，年平均气温15.9，极端最高气温41.3,极端最低气温-18。多年平均降水量1261.2mm，降水多降中在68月，占全年的41%；最大年降水量2107.1mm，最大日降水量332.6mm，年平均蒸发量为1447.9mm，绝对湿度年平均16.4mb，湿度系数为0.90，大气影响急剧层深度为1.35m。区内47月盛行东南风，其余多为北风或东北风，最大风力为八级，风速27.9m/s(。2.3 水文条件根据场地地下水埋藏类型可分为两类，一类为上层滞水，赋存于（1）层素填土的孔隙中，无统一的自由水面，下伏（2）层粉质粘土、淤泥质粘土、粘土为其相对隔水层，其补给来源为大气降水。此外，（4）层角砾中赋存第四系孔隙承压水，具弱承压性，主要接受上部渗水及区域地下水补给，总体来说富水性一般。场区沿线分布较多的鱼塘、藕塘、水田，地表水体分布广泛。2.4 场区岩土体特征地基处理范围内浅部各主要土层主要结构特征如下：（1）层：素填土，黄褐色，松散，主要由粘性土组成，部分孔段顶部4050cm为耕表土，见植物根系，回填时间不超过三年。厚度为0.601.10m，层顶埋深0.00m。 （2-2）层：淤泥质粘土，灰灰黑色，软塑流塑，具臭味，含少量有机质，夹螺贝壳及碎块，局部夹淤泥，全场分布，较均匀。厚度为7.3012.00m，层顶埋深0.601.10m。（2-2a）层：粘土，灰色，可塑，见铁锰质氧化物及其结核，含高岭土团块，局部场区分布，不均匀。厚度为0.601.30m，层顶埋深2.004.60m。（2-3）层：粉质粘土，灰褐灰黄色，可塑，土质不均匀，见铁锰质氧化物，含高岭土团块，局部见螺贝壳，局部场区分布。厚度为0.402.20米，层顶埋深8.2013.50m。浅部土层的各主要物理力学性质指标统计如下：土层名称含水量（%）孔隙比液限塑限压缩模量（MPa）静探Ps值（MPa）标贯击数（2-2）淤泥质粘土层44.91.17843.423.43.20.492.5（2-2a）粘土层32.20.94139.421.94.60.985.4（2-3）粉质粘土层32.10.95437.521.54.11.057.23 设计依据、规范1） 公路路基设计规范（JTG D30-2004）2） 公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）3） 城市道路工程设计规范（CJJ 37-2012）4） 城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ1-2008）5） 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）6） 梧桐湖新区逸升大道（西）工程地质勘察报告(2012.8)7） 高真空击密法专利系列技术相关操作规程等4 地基设计4.1 软基处理要求1）工后沉降：一般路段工后沉降30cm。2）承载力特征值：交工面承载力特征值120kPa。3）回弹模量：交工面回弹模量30MPa。4）交工标高：机动车道地基处理交工标高为道路设计线以下1.436m（道路机动车道结构层厚度63.6cm、路床厚度为80cm），横断面按道路1.5%横坡控制，自中心线向地基处理边线放坡。4.2 软基处理范围结合道路沿线现状地形地貌、工程地质条件以及使用功能要求，采用低位高真空分层预压击密法处理。本设计方案地基处理范围为逸升大道（西）K1+680K2+990段，地基处理边线按照自道路红线处外扩3.0m考虑，标准段地基处理总宽度为46m。 4.3低位高真空分层预压击密法地基处理步骤4.3.1 低位高真空分层预压击密法地基处理工作流程图低位高真空分层预压击密主要工作流程4.3.2 低位高真空分层预压击密法地基处理步骤（1）施工前准备对加固区域进行现场放样定位，确定处理范围。在道路两侧处理边界线外开挖排水沟。在地基处理范围内用静力触探试验进一步了解场地的初始条件。（2）清淤清表，整平场地处理前清除地表耕土及河塘内的浮淤，并根据地基处理纵断面设计图中标高要求开挖或回填，回填土应选用含水率较低的素填土，严禁含有耕土、腐殖物，回填后压实整平。（3）铺设水平排水垫层铺设40cm厚的砂垫层作为水平排水通道，砂垫层采用中粗砂，含泥量要求小于5%，渗透系数大于510-3cm/s。（4）插设塑料排水板塑料排水板采用B型，间距1.1m，正方形布置。塑料排水板长度打设到（2-2）淤泥质粘土层底部。因（2-2）淤泥质粘土层的厚度是变化的，各段落的排水板长度不一，需要结合勘察报告和静力触探试验结果并在施工过程中控制。对于场区内部分区域存在一层或多层（2-2a）粘土层，在插设排水板的过程中，需将其打穿。（5）开挖密封沟、修筑围堰施工前期开挖的排水沟可用作密封沟，开挖密封沟时要注意至少挖至（2-2）淤泥质粘土层顶部以下0.5m。在地基处理边界外侧修筑围堰，围堰高度1.4-1.6m，挖方路段可利用两侧的原土作为围堰，高度不够时再增加围堰高度，满足覆水1.0m的要求即可。（6）安装低位预压系统、低位运行在砂垫层中铺设卧管，在砂垫层表面按序铺设1层土工布，2层真空膜，真空膜周边要全部埋入（2-2）淤泥质粘土层中。安装真空泵等预压系统后低位运行。稳压一段时间后向预压区内覆水1.0m。低位预压时间根据工后沉降控制指标、沉降观测记录和计算沉降的比较结果确定。当沉降达到计算值或沉降速率趋于稳定（连续5天平均沉降不大于2mm/天）时可卸载。（7）卸载，回填山皮石待达到卸载标准后可以卸载。卸载后回填60cm厚的山皮石。回填的山皮石要求最大粒径不大于20cm，含泥量不大于20%。（8）高真空击密回填60cm山皮石后可进行高真空击密施工。1).高真空排水施工参数根据土层的分布情况采用深层和浅层高真空管分层布置，深管间距8.0m3.5m,长度6m，浅管间距4.0m3.5m，长度3m。高真空排水管布置详见设计图。开始排水约3-5天或地下水位降至地面以下1.51.8m后进行第一遍击密，击密过程中不中断排水。2).击密施工参数开始排水约3-5天或地下水位降至地面以下1.51.8m后进行第一遍击密，共三遍击密，第一遍、第二遍为点夯，第三遍为满夯。点夯：第一遍点夯，夯击能量800-1000kNm，击数2-3击；第二遍点夯，梅花形布置，夯击能量800-1000kNm，击数2-3击。能量可在每遍施工时根据试夯情况调整。满夯：满夯能量600kNm，击数1击，锤印相互搭接1/4锤径。因高真空击密法为专利工法，且施工过程是信息化施工过程，在施工过程中需要根据信息化施工情况调整真空管布置参数以及每遍击密间的排水时间，夯击能、击数，因此在操作过程中需要根据高真空击密法专利技术操作规程及处理效果调整相关参数。击密点布置图详见设计图。（9）平整场地、交付验收地基处理结束后将场地平整，交付验收。4.3.3 低位预压阶段施工技术要求1)砂垫层原材料每5000m应进行一次质量检验，其铺设厚度的误差控制在50mm；2)塑料排水板插点必须按行、排进行编号，布放插点偏差小于10cm。3）插板施工垂直偏差小于1.5%；插入的塑料排水板必须完好无损，严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。4）若回带超过0.4m，则在原插点附近150mm距离以内补插，回带数量不应超过打设总根数的5%。5）插管底部的管靴应有淤泥挡泥装置，淤泥不得进入套管内，发现套管内进入淤泥应立即改进套管端口施工工艺，控制套管内进淤泥的数量在总插板数量的5%以内。6）插板施工时记录每根塑料排水板的长度、孔深等。7)塑料排水板上端高出砂垫层20cm，铺膜之前将该20cm的塑料排水板沿水平方向摆放并埋入砂垫层中。8）在40cm厚的砂垫层上开槽铺设管道，开槽深度15-20cm，铺管后用砂将其填平。9）膜下砂垫层中管道由主干管和滤水管组成。主干管不打眼，起连接作用，与离心泵和射流箱相连接，采用63的PVC管；滤水管采用50的PE管，在滤水管上四周打孔，孔的直径为6mm，孔间距5-6cm，正三角形布置，管外包裹过滤材料阻止细砂进入滤水管。滤管和主干管由二通、三通、四通连接，接头位置用胶带密封，防止砂进入滤水管。10）低位预压覆盖膜依次采用1布2膜，预压的真空度要达到80kPa以上。11）铺设密封膜之前，要认真清理平整砂垫层，检除贝克、带棱角石子等杂物，并将露出砂垫层的塑料排水板插入砂垫层中。先铺设土工布作为保护层，然后铺设密封膜。第一层塑料膜铺设好后，应检查搭缝并及时补破漏孔洞，符合要求后在铺设第二层塑料膜。第二层塑料膜同第一层塑料膜一样铺设并检验。铺膜过程中，随铺随用砂袋进行压膜，防止起风将铺设好的膜卷走或撕裂。禁止施工人员着硬底鞋在膜上作业或行走，以防将膜剐破。在铺膜完成的同时，安装少量的真空泵进行工作，将铺设好的膜吸住。12）膜上管道由出膜装置、连接管路和控制阀门三部分组成。出膜装置为膜上管道与膜下管道的连接部件，安装时要严格密封，不得漏气。在真空管管路中设置止回阀和闸阀，避免膜内真空度很快降低，并用来控制间歇抽气和保持真空度的稳定。 13）抽真空设备采用潜水泵，空载时的真空度达到95kPa以上。每套抽真空设备设计承担的面积约800-1000m，现场可根据实际情况进行适当调整（需预留一定数量的出膜口）。14）为掌握现场实际真空度，每套抽真空设备安装一个标准真空表；膜下砂垫层每3000m设置一个真空度测头，应布置在两滤水管平行距离的中间。严禁将真空度测头埋入滤水管和主干管内。15)施工后期可适当停真空泵，但停泵数量不应超过总数的20%。4.3.4 高真空击密阶段施工技术要求（1）高真空排水技术要求a.根据给定参数布置真空管，在施工过程中根据信息化施工情况调整施工参数。b.真空设备为带平衡装置的可调真空系统，系统包含高真空泵、平衡器、离心泵等。c.高真空排水管路系统包括卧管和真空降水管两部分组成。d.高真空排水时，每台机组拟同时连接80100根真空管。真空管采用32的钢管或PVC管，下部进水孔包裹两层尼龙漏膜形成真空管。卧管采用50PVC管。卧管与真空管之间采用内缠钢丝软胶管连接，连接的接头应严密。e.真空系统运行时，应保证连续抽水，并准备双电源，正常出水规律为“先大后小，先浑后清”。在运行过程中应经常观察，如出现不出水等异常情况，应立即检查管路是否漏气、真空管是否堵塞，发现情况后及时纠正，若情况严重时要求拔除真空管重新埋设。f.真空管口应有保护措施，防止杂物掉入井管内。g.为防止滤网损坏，在真空管放入前，应认真检查，以保证滤网完好。（2）击密操作技术要求 击密施工步骤：a.标识第一遍击密点位置，并测量原地面高程。b.起重机就位，使夯锤中心对准夯点位置。c.测量夯前锤顶标高。d.将夯锤起吊到预定高度，夯锤脱落自由下落后放下吊钩，测量锤顶标高；若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。e.重复步骤（d），按设计要求的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。f.换夯点，重复（b）（e），完成第一遍全部夯点的夯击。g.击密应分段进行，从一边向另一边进行，起重机应直线行走。每击密完一遍，对影响下一遍夯机通行的夯点用推土机推平，放线定位接着进行下一道工序的施工。h.按上述步骤完成两遍夯点的夯击后再进行一遍满夯或振动碾压后平整场地并测量场地高程。击密施工要点a.击密的施工机械必须符合夯锤起吊重量和提升高度要求，并设置安全装置，防止夯击时起重机臂杆在突然卸重时发生后倾和减少臂杆的振动。b.击密时，首先应检验夯锤是否处于中心，保证击密点的击密准确。若有偏心时，应采取在锤边焊钢板或增减混凝土等办法使其平衡，防止夯坑倾斜。测量记录每击的击沉量及每个击密点的击密次数。c.详细记录施工过程中的各项参数及特殊情况，如击沉量过大出现异常，应及时分析原因进行处理。d.击密时，落锤应保持平稳，点位正确。如错位或坑底倾斜度过大，应及时用砂土将坑整平，予以补夯后方可进行下一道工序。e.点击密停止标准：控制击密坑深度，每一遍坑深控制在约0.30.4m；单点累计击沉量超过控制深度时停止击密，后一击夯沉量明显大于前一击时，停止击密。f.控制每遍击密的间歇时间。击密坑周围地面不应发生过大的隆起；不因击密坑过深而发生起锤困难。施工中如发生偏锤应重新对点。击密施工过程中如出现歪锤，应分析原因并及时调整。g.施工时应注意降雨对击密的影响，及时排出击密坑中的积水。h.每遍点夯后对影响下一遍夯机行走的夯坑用推土机推平。i.每更换一次脱钩绳，都应测量脱钩高度，使其满足设计要求。测量工必须每一击记录一击，严禁有隔击、隔点、隔日补记记录的现象。j.最后一遍击完后，由推土机将场地推平并测量击密后场地高程。 4.4信息化施工本工法的施工过程为信息化施工，施工过程中对孔隙水压力、地表沉降、真空度等进行监测，处理前后进行静力触探试验，对各项监测结果进行详细记录和分析，及时了解场地加固效果，并根据监测结果来指导施工，调整施工参数。4.4.1 地表沉降观测1）预压期间：在道路沿线每隔100m设置一组沉降观测标，每组沉降观测标包括3个观测点，分别布置在道路的左中右，低位预压期间进行沉降观测。观测频率：预压前30天每1天观测一次，之后每23天观测一次。地表沉降量观测数据用于预测沉降趋势、确定预压卸载时间，为施工期间沉降量的计算提供依据，其主要工作内容包括：埋设沉降板，沉降观测，绘制沉降与时间关系曲线。埋设注意事项：在埋设点的密封膜上，铺好土工布，将沉降板放置在土工布上，并用土工布将沉降板包好，保证板面水平，并在其上铺设30厘米左右的黄砂，整平压实。根据观测频率用水准仪观测测杆的高程。2）高真空击密期间：在沿线上设置15m30m的方格网测量击密前后的标高，了解高真空击密前后产生的沉降量、地基处理加固效果和夯实情况，及时调整击密工艺和参数。观测点位置由施工单位根据间距要求自行确定。4.4.2 孔隙水压力观测在低位高真空分层预压击密法的处理路段内分别布置3组孔隙水压力观测点，每组分别根据处理深度按23m间隔设置一个孔隙水压力计。低位预压期间观测孔隙水压力的变化，以便了解下卧软土层的排水情况，掌握地基处理期间孔隙水压力的增长和消散规律。地基处理之前埋设孔隙水压力探头（传感器），使用专用设备把探头压至预埋深度，孔隙水压力探头用电阻应变式或钢弦式，以便进行动态测量。观测频率：预压前30天每1天观测一次，之后每23天观测一次。埋设要求：埋设前先于现场率定孔压计的基本参数，并浸在清水中10小时以上，使透水石充分饱和。利用钻杆等设备，把泡过水的孔压计压至测点深度，并注意保护电缆，待孔压稳定后，测读孔压初始值。4.4.3 真空度观测在低位预压阶段，在膜下埋设真空表，对膜下真空度进行监测，确保地基处理效果。每套抽真空设备安装一个标准真空表，膜下砂垫层每3000m设置一个真空测点，布置在两滤水管平行距离的中间，严禁将真空度测头埋入滤水管和主干管内。真空表位置可在现场根据分区确定。4.4.4 静力触探试验按处理路段沿线按每100m设置1个静力触探试验点。处理前后分别进行静力触探试验。了解各土层的强度变化情况，必须保证每一个试验点在处理前后的位置一致。静力触探试验深度到达（2-2）淤泥质粘土层底部以下1.0