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高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 中冶成工中冶成工上海五冶建设有限公司企业标准上海五冶建设有限公司企业标准 Q WYJ Q WYJ004 01 2007 高速公路软土地基处理施工技术规程高速公路软土地基处理施工技术规程 20072007 1212 1 1 发布发布 20072007 1212 1 1 实施实施 中冶成工上海五冶建设有限公司中冶成工上海五冶建设有限公司 发发 布布 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 中冶成工上海五冶建设有限公司企业标准中冶成工上海五冶建设有限公司企业标准 高速公路软土地基处理施工技术规程高速公路软土地基处理施工技术规程 Q WYJ004 01 2007 主编部门 中冶成工上海五冶机械化公司 批准部门 中冶成工上海五冶建设有限公司标准委员会 实施日期 2007 年 12 月 1 日 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 关于发布中冶成工上海五冶建设有限公司企业标准关于发布中冶成工上海五冶建设有限公司企业标准 高速公路软土地基处理技术规程高速公路软土地基处理技术规程 的通知的通知 为保证施工质量 由中冶成工上海五冶建设有限公司机械化公司 主编的 高速公路软土地基处理技术规程 通过公司组织专家会审 现 批准为中冶成工上海五冶建设有限公司企业标准 编号为 Q WYJ004 01 2007 自发布之日起实施 在有限公司承建的工程中严格执行 2007 年 12 月 1 日 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 前前 言言 本标准是根据中冶成工上海五冶建设有限公司第二批企业技术标准 编制的要求 在中冶成工上海五冶建设有限公司技术中心组织下 会同 各二级公司 相关专家等共同完成编写工作 在编写过程中进行了比较广泛的调查研究 总结了多年来的工程实 践经验 并通过了技术中心组织的专家评审 反复修改后 最后经审查 定稿 本标准由中冶成工上海五冶建设有限公司技术中心归口管理及具体 解释工作 各单位在执行本标准过程中 如发现需要修改和补充之处 请将意见及时反馈到技术中心 以供今后修订时参考 本标准的主编单位 主要起草人 本标准主编单位 中冶成工上海五冶建设有限公司机械化施工分公 司 主要起草人 沈霞 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 目 录 1总则总则 1 2选用原则选用原则 1 3一般规定一般规定 1 4软土地基处理的施工技术软土地基处理的施工技术 2 5工程验收工程验收 11 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 1 1 总总则则 1 1 软土在我国滨海平原 河口三角州 湖盆地周围及山涧谷地均有广泛分布 在软土地基上修筑高速公路 若不加以处治或处治不当 往往会导致路基失稳或过 量沉陷 造成公路不能正常使用 1 2 软土地基处理就是通过对地基进行补强 加固 提高地基强度 减少地基沉降 和不均匀沉降 改善地基稳定性 1 3 高速公路软土地基应遵循现行国家施工技术标准及设计文件 1 4 软土地基处理方法很多 本规程仅针对高速公路地基处理 2 2 选选用用原原则则 2 1 综合考虑工程进度 材料供应 机具条件 环境保护等要求 在满足技术可 靠 经济合理原则下 选择具体的处理方法 2 2 软土地基处理方法处理方法的选用 应遵循因地制宜 就地取材的原则 3 一一般般规规定定 3 1 软土地基处理的施工必须确保施工质量 合理编制施工方案 严格按照有关的 规程 标准实施 做好工程质量检查和验收工作 3 2 在施工期内和施工结束后应按要求做好监测工作 并采用检测手段来检验处 理的效果 3 3 应用新的地基处理方法或者对不同的处理方法作比较时 宜在施工以前进行 现场试验来检验可靠性 并获得必要的施工技术指标和施工经济指标 3 4 软土地基处理一般包括四个环节 3 4 1 调查 包括自然条件 地质勘探 以往使用经验的调查研究 3 4 2 分析 按设计要求及现场条件 选择处理方法 并进行室内和现场试验 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 2 3 4 3 实施 按确定的方法编制施工方案 落实资源 组织实施工 3 4 4 总结 根据现场监测数据 验证设计 施工的可靠 安全 经济性 3 5 软土地基处理前 必须具备下列条件 3 5 1 处理区域的工程地质勘测报告 有关施工图 土工试验报告等资料 3 5 2 测量资料 3 5 3 经审批的软土地基处理施工方案 3 5 4 材料的进场及检验 3 5 5 施工机械设备的调试 3 6 软土地基处理方法可按滑动破坏 按稳定性 处理与按沉降计算处理 按沉 降 来区分 3 6 1 稳定性处理的有效方法大致有 垫层处理法 表层排水 砂垫层 土工聚 合物 反压护道法 慢速加载法 控制路堤填筑速度 等 3 6 2 沉降处理的有效方法有 路堤加载法 等载或超载 和垂直排水 砂井 袋装砂井 塑料排水板 等 3 6 3 在稳定和沉降处理两方面都有效的方法有挤密砂桩法 振动置换法 碎石 桩 钢渣桩 和加固土桩 水泥粉喷桩 灌注桩 等 4 软软土土地地基基处处理理的的施施工工技技术术 4 14 1 垫层及浅层处理 4 1 1 垫层处理就是把地基底下一定范围内的软弱土基全部或部分挖除 用砂 碎石等强度高 性能好的粒状材料回填 浅层处理一般指从地表下 30cm 到 150cm 之间 采用浅层拌和 换填 抛石等方法进行处理 4 1 2砂砾垫层 4 1 2 1 适用范围 粘性土 粉土等 4 1 2 2 选用材料 宜采用洁净的中 粗砂 含泥量不应大于 5 也可采用天然 级配砾石 其最大粒径不应大于 5cm 4 1 2 3 施工机具 振动器 平板式或插入式 100KN 120KN 压路机 4 1 2 4 施工方法 常用振动法 包括平振 插振 夯实 碾压法等 应采用 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 3 逐层铺设 逐层振密或压实 4 1 2 5 垫层的宽度及厚度 宽度适当大于路基边脚 0 5m 1 0m 以防止在施工 过程中由于施工机械或雨水等的破坏而影响对垫层的有效作用 分层的厚度就振动 力的大小而定 一般为 15 25cm 厚度以保证不至因沉降发生断裂为宜 4 1 2 6 检测方法 密实度或干容重法 4 1 3 石灰土垫层 4 1 3 1 适用范围 当软弱土层的厚度在 1 3m 内时 能取得较好效果 4 1 3 2 选用材料 主要含消化石灰 土料或消化石灰与粉煤灰 4 1 3 3 施工机具 搅拌机 100KN 120KN 压路机 4 1 3 4 施工方法 机械拌和 4 1 3 5 分层松铺厚度 根据采用的压实机具现场试验来确定 一般情况下松铺 30cm 分层压实厚度为 15 25cm 压实后的灰土应采取排水措施 3d 内不得受水浸 泡 4 1 3 6 施工过程控制 灰土垫层施工前必须对下卧地基进行检验 如发现局部 软弱土坑应挖除 用素土或灰土填平夯实 施工时应将灰土拌和均匀 控制含水量 如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿 一般可按经验在现场直接判断 其方 法为手捏灰土成团 两指轻捏即碎或落地粉碎 这时 灰土基本上接近最佳含水量 一般情况下 2 8 和 3 7 的灰土可作为最佳含灰率 4 1 3 7 检测方法 地基承载力试验 4 2 砂桩 4 2 1 砂桩 是将带有活瓣管夹或套有混凝土端靴的套管沉到预定深度 然后在 管内灌砂 拔出套管形成砂桩 直径一般为 30cm 50cm 是软土地基处理排水固结 有效方法之一 4 2 2 适用范围 粘土地基 4 2 3 选用材料 宜采用洁净的中 粗砂 含泥量不应大于 5 渗透系数不应小 于 5 10 3 cm s 4 2 4 施工机具 振动打桩机 柴油打桩机 4 2 5 施工方法 套管法 分为静压沉管法 锤击沉管法 锤击及静压联合沉管 法 振动沉管法等 振动沉管法由于振动力作用 避免了管内砂随管带出 同时又 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 4 保证了桩的连续性 密实性 故常用振动沉管法 4 2 6 施工过程控制 桩体在施工中应确保连续 密实 在软弱粘性土中成型困 难时 可隔行施工 各行中也可间隔施工 实际灌砂量未达到设计用量要求时 应 在原位将桩管打入 补充灌砂后复打 1 次 或在旁边补桩 1 根 4 2 7 检测方法 地基承载力试验 4 2 8 砂桩施工允许偏差应符合表 4 2 8 要求 表 4 2 8 砂桩施工允许偏差 项次项目单位标准允许偏差 1 桩距 cm 15 抽查 2 2 桩长 cm 不小于设计查施工记录 3 桩径 mm 不小于设计抽查 2 4 竖直度 1 5 查施工记录 5 灌砂量 m3 不小于设计查施工记录 4 3 袋装砂井 4 3 1 用编织袋装砂 在打入的套管内沉入砂袋 拔出套管后形成袋装砂井 其 施工工艺及原理同砂桩 袋装砂井直径宜为 7cm 12cm 间距 1m 2m 4 3 2 适用范围 粘土地基 4 3 3 选用材料 砂 中 粗砂 含泥量不应大于 3 渗透系数不应小于 5 10 3 cm s 袋 选用聚丙烯或其他适用的编织料制成 抗拉强度应能保证承受砂袋自重 装砂后砂袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数 4 3 4 施工机具 主要为导管式的振动打桩机 只在进行方式上有差异 主要采 用轨道门架式 履带臂架式 吊机导架式等 4 3 5 施工方法 主要有五种施工方法 锤击沉入法 射水法 压入法 钻孔法 以及振动贯入法等 4 3 6 施工控制 4 3 6 1 对材料的控制 砂料含泥量要小 这对于小断面的砂井尤为重要 因为直 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 5 径小 长细比大的砂井 井阻效应较为显著 一般含泥量要求小于 3 袋中砂宜用 干砂 不宜采用潮湿砂 以免袋内砂干燥后 体积减小 造成袋装砂井缩短与排水 垫层不搭接等质量隐患及质量问题 丙烯编织袋在施工时应避免太阳光长时间直接 照射 4 3 6 2 垂直度控制 定位要准确 沉桩时应用经纬仪控制垂直度 4 3 6 3 打入深度控制 袋装砂井施工长度应综合考虑袋内砂体积减少 在孔内 的弯曲 超深以及伸入水平排水垫层内的长度等因素 避免砂井全部深入孔内 造 成与砂垫层不连接 砂袋留出孔口长度应保证伸入砂垫层至少 30cm 并不得卧倒 4 3 7 袋装砂井施工允许偏差应符合表 4 3 7 要求 表 4 3 7 袋装砂井施工允许偏差 项次项目单位标准允许偏差检查方法及频率 1 井距 cm 符合设计规定 15 抽查 2 2 井长 cm 符合设计规定不小于设计查施工记录 3 井径 mm 符合设计规定 10 0挖验 2 4 竖直度 1 5 查施工记录 5 灌砂率 符合设计规定 5查施工记录 4 4 塑料排水板 4 4 1 塑料排水板属于竖向排水法 利用排水板打入土中 作为垂直排水通道 可 代替常用的排水砂桩及袋装砂井 其滤水性好 可确保排水效果 塑料排水板具有 一定的强度和延伸率 可适应地基变形的能力强 板截面尺寸较小 插放时地基扰 动小 施工方便 4 4 2 适用范围 粘土地基 4 4 3 选用材料 塑料排水板由芯体和滤套组成的复合体 或由单一材料制成的 多孔管道板带 无滤套 芯板应具有耐腐蚀性和足够的柔性 保证塑料排水板在 地下的耐久性并在土体固结变形时不会被折断或破裂 4 4 4 施工机具 塑料排水板的施工机械基本上可与袋装砂井打设机械共用 只 是将圆形导管改为矩形导管 也可直接用插板机 4 4 5 施工方法 插入法 先定位 将塑料板从导管穿出 将塑料板与桩尖连接 后紧贴导管并对准桩位 插入塑料板 拔管剪断塑料板等 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 6 4 4 6施工控制 4 4 6 1 搭接要求 塑料排水板搭接应采用滤套内平接的方法 芯板对扣 凹凸 对齐 搭接长度不少于 20cm 塑料排水板留出孔口长度应保证伸入砂垫层至少 50cm 使其与砂垫层贯通 4 4 6 2 垂直度及锚固控制 插入过程中导管应垂直 钢套管不得弯曲 透水滤 套不应被撕破和污染 排水板底部应有可靠的锚固措施 以免拔出套管时将芯板带 出 4 4 6 3 塑料板与桩尖的连接方式 连接方式有三种 混凝土圆桩尖 倒梯形桩尖 楔形固定桩尖 4 4 7 塑料排水板施工允许偏差应符合表 4 4 7 规定 表 4 4 7 塑料排水板施工允许偏差 项次项目单位允许偏差检查方法及频率 1 板距 cm 15 抽查 2 2 板长 cm 不小于设计查施工记录 3 竖直度 1 5 查施工记录 4 5 碎石桩 4 5 1 碎石桩是指利用振冲器在高压水流下边振动边冲在软弱粘性土地基中成孔 再在孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体 桩体和粘性土构成复合地基 4 5 2适用范围 主要是粘性土 砂土 4 5 3 选用材料 制作桩体的填料宜就地取材 如碎石 卵石 砂砾 砂渣碎砖 等均可使用 但不宜用风化石块 各类填料的含泥量均不得大于 10 粒径宜为 20mm 50mm 4 5 4 施工机具 主要是振冲器 吊机或施工专用平车和水泵 振冲器是利用一 个偏心体的旋转产生一定频率和振幅的水平向振力并进行振冲挤密或振冲置换施工 的一种专用机械 4 5 5 施工方法 振冲法 一般采用由里向外 由一边推向另一边或间隙跳打的 方式 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 7 DCBA a 由里向外方式 b 一边推向另一边方式 c 间隔跳打方式 d 减少对临近建筑物振动影响的施工顺序 先做 桩 再做 桩 d c b a 邻 近 构 造 物 a 混凝土圆桩尖示意图 a 混凝土圆桩尖 塑料板固定架 4 5 6 施工控制 4 5 6 1 试桩 施工前应按规定做试桩试验以确定施工技术参数 4 5 6 2 留振时间 碎石桩施工应根据试桩参数严格控制水压 电流和振冲器在 固定深度位置的留振时间 宜为 10s 20s 4 5 6 3 加料控制 填料要分批加入 不宜一次加料过量 原则上要 少吃多餐 保证试桩标定的装料量 桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料 继续振实 严格防止 断桩 和 缩颈 4 5 6 4 成桩步骤 先用振冲器成孔 然后利用循环水清孔 最后倒入填料 再 用振冲器将填料下沉并进行振实成型 4 5 7 检测方法 单桩荷载试验和动力触探试验 4 5 8 碎石桩施工允许偏差应符合表 4 5 8 要求 表 4 5 8 碎石桩施工允许偏差 项次项目单位允许偏差检查方法及频率 1 桩距 cm 15 抽查 2 2 桩径 mm 不小于设计抽查 2 3 桩长 cm 不小于设计查施工记录 4 竖直度 1 5 查施工记录 5 灌碎石量 m3 不小于设计查施工记录 4 6 粉喷桩 4 6 1 粉喷桩是粉体喷射搅拌加固软土地基 主要是以粉体物质作加固料和原状 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 8 软土进行强制搅拌 经过物理化学作用生成一种特殊的 具有较高强度 较好变形 特性和水稳定性的混合柱体 粉喷桩 它对提高软土地基承载能力 减少地基的 沉降量有明显效果 4 6 2 适用范围 适用于天然含水量大于 30 的淤泥质土 粘性土 粉土 杂填土 的加固 4 6 3 选用材料 水泥 石灰粉 粉煤灰 4 6 4施工机具 主要机具是钻机 粉体发送器 空气压缩和搅拌钻头 4 6 5施工方法 钻进搅拌法 4 6 6施工控制 4 6 6 1 工艺性试桩 满足设计水泥喷入量的各种技术参数 了解下钻及提升的 阻力情况 试桩的数量不宜少于 5 根 4 6 6 2 选择加固料种类及其合理的配比 可以根据不同土层条件及设计要求 分别选择加固料种类 水泥粉 石灰粉 粉煤灰等 及其合理的配比 4 6 6 3 粉喷桩施工中要严格控制喷粉时间 停粉时间和水泥喷入量 不得中断 喷粉 确保粉喷桩长度 在离地面以下 1 2 1 3 桩长并不小于 5m 范围内必须进行 二次搅拌 使固化料与地基土均匀拌和 发现粉喷量不足时 应整桩复打 粉喷中 断时 复打重叠孔段应大于 1m 粉体发送器必须配置粉料计量装置 4 6 7 施工顺序 见下图 粉喷桩施工顺序 柱体对位 根据设计 确定加固机体的位置 使搅拌轴保持垂直 下钻 启动搅拌机 钻头边旋转边钻进 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 9 钻进结束 钻至设计标高后停钻 提升启动搅拌钻机 钻头呈反向边旋转 边提升 同时通过粉体发 送器将加固粉体料喷入被搅拌的土体中 使土体和粉体料进行充分拌和 提升结束 当钻头提升至距离地面 30 50cm 时 发送器停止向孔内 喷射粉料 成柱结束 复拌 根据设计要求在地面下一定深度范围内需进行重复搅拌 此 时 停止喷粉 钻头边旋转边钻进至设计要求复拌的深度 再反向边旋转 边提升 4 6 8 检测方法 钻芯取样检测强度 4 6 9 粉喷桩施工允许偏差应符合表 4 6 9 要求 表 4 6 9 粉喷桩施工允许偏差 项次项目单位允许偏差检查方法及频率 1 桩距 cm 10 抽查 2 2 桩径 mm 不小于设计抽查 2 3 桩长 cm 不小于设计查施工记录 4 竖直度 1 5 查施工记录 5 单桩粉喷量 不小于设计查施工记录 6 强度 MPa 不小于设计抽查 5 注 应在桩体三等分段各钻取芯样一个 一根桩取三个试块进行强度测试 4 7 土工聚合物处治加固法 4 7 1 土工聚合物是指土工合成材料摊铺在软土地基表面 起到反滤 排水 隔 离 补强作用 具有质量轻 整体连续性好 抗拉强度较高 耐腐蚀 施工方便等 优点 4 7 2适用范围 一般浅层软土 1m 3mm 内 4 7 3选用材料 土工聚合物由合成纤维制成 以丙纶 涤纶为主要材料 4 7 4施工方法 人工摊铺 4 7 5 施工控制 4 7 5 1 土工织物铺设示意图 高速公路软土地基处理技术规程 Q WYJ 10 a 挖出表土和平整场地 b 铺开土工织物卷材 c 在土工织物上卸砂石料 d 铺 设和平整筑路材料 铺设时 应注意均匀 平整 端头的位置和锚固 在斜坡上施工时 应保持一定 松紧度 可用 u 形钉控制 以避免石块使其变形超出聚合物材料的弹性极限 铺设时 其关键是保证连续性 不使其出现扭曲 折皱 重