第二节 地基加固及检测.doc

第二节 地基加固及检测1一、 浅层处理11、 换填法12、 砂垫层法13、 土工合成材料加固法24、 强夯抛填片石法3二、 排水固结法81、 塑料排水板82、 袋 装 砂 井15三、 复合地基法221、 粉 喷 桩222、 旋 喷 桩273、 水 泥 搅 拌 桩314、 挤密砂桩37第二节、地基加固及检测一、 浅层处理秦沈客运专线A10-A21标采用的浅层处理方法，主要有换填法、砂垫层法、土工合成材料加固法、强夯抛填片石法。1、 换填法采用换填法处理时，应符合下列要求：1）、一般用于处理暗沟、暗塘等局部范围的浅层软土地基。2）、先将软土挖除干净，并将底部平整。若软土底部起伏较大，可设置台阶或缓坡。软土底部的开挖宽度不得小于路堤宽度加放坡宽度。3）、换填所用的填料及压实要求根据所处路堤的部位，分层碾压达到相应的标准。2、 砂垫层法当路堤高度大于设计临界高度不多时，如本标软土层及其硬壳均较薄，也采用砂垫层。砂垫层也与排水固结法联合应用做排水层，根据需要也在砂垫层中加一层和数层土工合成材料，以增加地基的抗剪强度。1）、砂垫层施工前应将基底清理、平整，并按设计要求做好基底碾压和土路拱。有边坡时应先将边坡做好，防止坍土混入砂垫层中。经检验合格后方可填砂垫层。2）、砂垫层应采用级配良好的中、粗砾砂，其含泥量不大于5%，且不含有机质，垃圾等杂质。3）、砂垫层应采用分层压实法施工，可适当加水。分层厚度、压实遍数应通过试压确定，一般情况下，砂垫层的松砂厚可取20-35cm，压实机具为60KN-100KN压路机宜静压。分层施工时，下层密度经检验合格后，方可填筑上层。4）、砂垫层压实至相对密度不小于0.67，应防止压实的砂垫层被扰动破坏或不连续。5）、在砂垫层填筑或填筑完后必须将路堤两侧的干砌片石垛或护坡脚完成，并同时做好反滤层，以免砂子向二侧流失和保持路堤坡脚整齐完好，保证排水畅通。6）、为了确保砂垫层的质量，必须进行下表实测项目：项次检查项目规定或允许偏差检查方法和频率1砂垫层厚度不小于设计每200m检查4处2砂垫层宽度不小于设计每200m检查4处3反滤层设置符合设计每200m检查4处3、 土工合成材料加固法土工合成材料加固主要与砂垫层联合使用。施工要点如下：1）、在土工合成材料铺设前，先要查对所选用的材料是否符合设计规定，包括纤维材料的成分和制造方法、单位面积质量、厚度、孔隙尺寸、成卷特征、拉伸强度、拉伸模量、延伸率、撕破强度、蠕变性、垂直和水平向的渗透系数以及耐久性和老化特性等。2）、加筋补强用土工合成材料应符合设计要求。3）、土工织物在铺设时，幅与幅之间纵向连接采用搭接法，其搭接宽度宜为0.3m。土工合成材料受力方向采用可靠的连接措施，连接强度不低于设计允许强度。4）、铺设多层土工合成材料时，其上、下层接缝应交替错开，错开距离不应小于0.5m，两层之间往往以砂层间隔，砂层厚度不小于10cm。5）、铺设土工合成材料前应整平砂垫层，填料不得有刺破土工织物的尖石、树根等物，铺设时应绷紧、拉挺不得褶皱和破坏。铺好后应及时用砂覆盖。6）、土工织物铺好后，应按设计要求铺回拆段砂，用刮板整平，逐幅回折迭头，并用砂压住。7）、土工合成材料上的砂垫层，应采用人工或轻型机械运砂进场，散铺整平。且不宜直接压实，待上覆填土后再行压实。第一层填料压实应从两边开始循序向中间进行，只有当土工合成材料上的填料和垫层厚度大于0.6m后才能采用重型压实机械。8）、当深部软基采用袋装砂井或塑料排水板，上部采用砂垫层土工织物时，应先施工袋装砂井或塑料排水板，然后在上面铺设砂垫层土工织物。9）、土工合成材料铺设检验项目如下表：项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1上承层平整度拱度符合设计施工要求每200m检查4处2土工合成材料搭接密实（mm）300抽查2%3按搭缝错开距离（mm）500抽查2%4、 强夯抛填片石法 1）抛填片石与强夯的加固机理 抛填片石的加固机理抛石挤淤法是软土浅层处理的一种方法，它是利用抛填片石将淤泥挤出，达到加固地基、支承上部荷载的目的。在抛填片石时，片石必须采用不易风化的石料，并且采用重型振动机械碾压或是强夯。抛填片石的作用：提高持力层的强度，并将上部荷载扩散到石层以下的软弱地基，使软弱地基中承受应力减小到该软弱地基土的允许承载力范围内；挤出淤泥，从而减小地基的变形量；调整不均匀地基的刚度。强夯的加固机理强夯法是处理松软地基土的一种有效的加固方法，它是在过去“重锤夯实法”的基础上发展起来而又与该法截然不同的一种软土地基加固方法。强夯法加固多空隙、粗颗粒、非饱和土时，是基于动力压密的概念即以很大的冲击能量作用于地基上，使土体产主较大的瞬时沉降。这样夯坑深度可达lm左右，土体中孔隙可减少60，土体强度可提高23倍。而强夯法处理细粒饱和土是借助于动力固结理论，以巨大的冲击能在土中产生应力波，破坏土体原状结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利流出。待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。强夯的力学模型分析强夯的力学模型可以按照Menard的动力固结理论模型来理解，这个理论可以从四个方面来解释：液体可压缩问题：由于土中有机物的分解，土中总存在一些微小气泡，其体积占整个体积的13%，最多可达4%。这是土体经强夯后产生瞬间变形的条件。变孔径问题：夯击能主要转换成波的形式往土中传递，使土中的应力场重新分布。当土中某点的拉应力大于土体的抗拉能力时，该点出现裂隙。由于强夯的冲击能量大，致使土体内部形成树枝状排水网络，孔隙水得以顺利流出。这就是变孔径的理论基础。弹簧常数问题：众所周知，土颗粒周围的结合水具有部分固体的性质，由于振动或温度上升，而使部分弱结合水变成自由水，因而使土的强度降低，这说明弹簧强度是可变的。有磨擦活塞问题：在冲击能作用下，含有空气的孔隙水具有滞后现象，气相体积不能立即膨胀，这就是活塞与筒体之间存在磨擦的佐证。由于强夯法可以使土体受夯击后产生很大的超孔隙压力，孔隙水可以由夯击而产生的裂隙流出，从而改变饱和土和非饱和土的结构。经实践证明强夯适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土和粘性土、湿陷性黄土、素填土及杂填土等地基的加固，因其加固效果显著，所以在工程中被广泛采用。强夯中土强度的增长机理和能量传递地基土强度增长规律与土体中孔隙水压力的状态有关。在液化阶段时，土的强度降到0；而孔隙水压力消散阶段即为土的强度增长阶段，在土的触变恢复阶段，根据有关资料统计，把孔隙水压力消散后测得的数值作为新的基值，半年后其强度平均增长1.5倍左右，而竖向夯击能传给的能量是由压缩波，剪切波和瑞利波联合传递的，其中压缩波的质点运动是属于平行波阵面方向的一种推拉运动，这种波使孔隙水压力增大，同时使土粒错位；而剪切波和瑞利波的水平分量使土颗粒间受剪，致使土得到密实。2）填片石与强夯设计 工程概况秦沈客运专线路堤通过鱼、水塘时，设计采用抛填片石挤淤和强夯，对路基及基底进行处理。首先通过抛填片石将基底淤泥挤出，再通过强夯对底层的软土进行加固，同时对所抛片石进行挤压密实。 强夯的深度检算根据夯锤重10t，落距15m计算，加固深度达到8.5m，其加固深度按照以下公式计算，能满足对下部土层的加固作用。式中：H加固深度（m）；M锤重（KN）；h落距（m）；修正系数（0.35-0.7）。夯击遍数及间歇时间夯击遍数根据底层土质情况，采用点夯两遍，满夯一遍。根据底层土为砂粘土，介于砂性土和粘土之间，砂性土孔隙水压力消散时间一般只有34min，而粘土一般为24周，两遍点夯之间间歇时间确定为15d。片石选用、加固范围及夯点布置：片石选用直径大于0.3m，厚度大于0.15cm，且不易风化石料。本段抛填片石采自新民凉山和法库两石场，该石场片石贮量丰富，材质良好，经局指中心试验室检验，符合要求。加固范围为包括护道宽度在内的全部路基范围，考虑线路左侧为水面，为防止强夯时夯锤倾斜落入水中，布点时向内侧回收0.5m，夯点布置采用正方形布点，间距3.5m，两遍之间夯点交替错开。3）抛填片石与强夯施工机具及设备选用夯实机采用两台50t履带吊车改装而成，使用自动脱钩装置，锤提高15m后，形成自由落体，提升高度由拉动脱钩器的钢丝绳控制。夯锤自制，采用钢板外壳，内灌混凝土，夯锤底面做成22m正方形，对称设置20cm20cm的排气孔4个，锤厚1.1m左右，保证10t重量。 施工方法抛填片石为了确保线路的准确，在抛填片石前，技术人员应准确放线，控制线路坡角边坡，作为抛填控制线。施工时充分利用便道以及地势情况，进行抛填。最佳夯击次数的确定夯击次数视现场地质条件和工程要求而定，由于秦沈客运专线标准高，在确定最佳夯击次数时，用水准仪测量初始高程，以及每一次夯击的高程，当前后两次夯击的平均沉降量不大于50mm时，该夯击次数即为最佳夯击次数。按照以上夯击次数，对现场试夯时第一遍为七击，由于第一遍夯击后的挤密作用，第二遍夯击五次即能达到设计要求。夯击施工在片石填至设计高程以上0.5m后，用小块石找平，然后进行强夯。根据现场条件，在片石面上用红油漆标明夯点位置，即可按照已确定的击数进行夯实，现场分左右两半幅进行施工，当左半幅夯完后，接着进行右半幅强夯，当右半幅夯完后，正好与左半幅开始夯击时相差15天左右，孔隙水压力消散完成，片石补充平整完，即可接着进行左半幅第二遍的夯击，全部夯完后，再补充片石至设计高程，平整后以6m落距满夯一遍，强夯结束。 4）、质量检验为了证实抛填片石强夯法对地基的加固效果，按照常规要求，分别选用原状土试验，标准贯入试验或现场静荷载试验，以检验强夯加固地基的承载力及强夯处理的实际深度，由于受水位及片石影响，仅在表面进行了K30试验，经试验K30值均达到170MPa/m以上，超过了设计要求值。5）、 小结强夯不仅适用于碎石土、砂土、低饱和的粉土和粘性土，对高填石方片石的挤密效果也十分明显。强夯施工方法简单易行，效果明显，是较好的软土地基处理方法。 现场施工中，落距和击数是控制强夯质量的关键，施工中必须严格执行，在试夯已确定击数的情况下，每天进行抽查，根据下沉量对击数作不同的调整，以满足设计要求。夯锤使用钢板外壳，内灌C30混凝土，在使用中由于直接落在片石上，棱角部分混凝土损坏近20cm厚，表层钢板被砸坏，后又重新帮焊钢板，使用52.5#普通硅酸盐水泥加固处理，刚好夯完时，已基本不能使用，因此夯锤在以后的施工中应尽量作成圆形，底部作成弧形。这样，将更加牢固，但对夯填素土类可不受此限制。使用吊机作起重设备，在落锤时，振动较大，存在安全隐患，在以后的施工中最好在吊臂上加两根支柱，这样，既保证了吊机的安全，减小振动，又可以适当减小吊机吨位，降低成本。二、 排水固结法1、 塑料排水板1） 、工程概况秦沈客运专线A10-A21标段部分为冲洪积平原，砂粘土、中砂、圆砾土松软路基，路基设计为塑料排水板加固，塑料排水板设计深度为4.5m11m不等，间距1.2m，正三角形布置，塑料排水板由芯板和滤膜组成。其特点是单孔过水断面大，排水畅通、质量轻、强度高，耐久性好。 2）、 适用范围当软土层较厚，路堤较高时，常用塑料排水板法加速固结沉降。特别是当天然土层的垂直排水性能较水平方向为大时，采用塑料排水板法效果较好。3）、 加固原理根据固结理论，粘性土固结所需的时间和排水距离的平方成正比，在软土地层中按一定的间距和布置形式打设塑料排水板，可增加土层的有效排水途径，缩短排水距离，在路基荷载的作用下，土层中的孔隙水通过塑料排水板的滤膜渗入到沟槽内，并沿着沟槽竖向排入地面的砂垫层内，再通过砂垫层排至路基两侧的排水沟中，加快地基固结速率，使路基沉降在路堤填筑及预压期间基本完成。4）、 材料检验塑料排水板截面尺寸：宽1002mm，厚4mm，纵向通水率25cm3/s；复合体抗拉力：干态（延伸率10%）1.3kN/10cm；滤膜渗透系数510-4cm/s；滤膜等效孔径O950.08mm；滤膜抗拉力：干态（延伸率10%时）2.5kN/m；湿态（延伸率15%时）2.0kN/m。芯板有耐腐蚀性和足够的柔性，保证塑料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；滤膜损坏和污染的塑料排水板不得使用，以防淤泥进入板芯。5）、 施工工艺 工艺流程图:插设塑料排水板填筑预拱土铺设30cm砂垫层清 表测放塑料排水板桩位塑料排水板顶部处理铺设土工格栅埋设沉降观测板杯和位移观测桩桩铺设20cm砂垫层路基填筑塑料排水板施工工艺流程图插板作业和施工要点塑料排水板每盘长200m，固定在插板机的轮轴上，它是通过插板机的导管插入地层。施工时经排水板导管上部滚轮，通过导管靴穿出，导管连同排水板通过h型锚销压入土中。将排水板插入设计深度后，拔出导管，排水板便留在土中，然后剪断，即完成一根排水板的插设。首先进行清表，填筑路拱，压实后路拱两侧与原地面高度相同，中间部分比两侧高出20cm。在路拱上铺设30cm厚的砂垫层并碾压，提供合格的操作场地。严格按施工图设计的位置及间距进行测放。排水板的顶部伸入砂垫层至少30cm，使其与砂垫层沟通，保证排水畅通。具体平面布置: 120 120 120 120塑料排水板平面位置示意图 （单位：cm）板机上设有明显的进尺标记，以控制排水板的打设深度。塑料排水板在打设过程中保持排水带不扭曲，透水膜不被撕破和污染。打设过程中，不得使用长度不够的塑料排水板，以确保排水性能。排水板与锚销连接应可靠，锚销与导管下端口密封应严密，以免进泥。施工中采用相应合适的锚销，一是防止打设过程中土层与插板直接接触，损伤排水板；二是防止泥土进入导管。打设后外露的排水板不得遭污染，应及时清除排水板周围带出的泥土并用砂填实。塑料排水板作业见图: 进场堆放的塑料排水板予以遮盖。插板施工完毕后，首先将砂垫层表面刮平，然后将高出砂垫层的排水板割断，使之与砂垫层顶面相平，再铺设土工格栅，土工格栅铺设要求长孔方向与线路横断面方向一致，并且拉直拉平，幅与幅之间对齐，并用U形钉固定，在路基边坡处土工格栅要向路基内回折2.5m，回折后的土工格栅比平铺时的土工格栅高0.1m。土工格栅铺设完毕后，再采用人工配合轻型机械进行20cm砂垫层铺设。砂垫层铺设从路基两侧开始向中心进行。砂垫层铺设完成后，开始路基本体土方的填筑，第一层土方的填筑从路基一侧开始向另一侧推进，不得用载重汽车直接在砂垫层上倾土填筑，土工格栅上填筑厚度大于0.6m时，才能使用重型压路机械。振动打桩机打设塑料排水板作业示意图减振器振动器钢套管 圆形桩尖 圆形桩尖排水板固定架6）、机具设备 一般采用JZ18型履带式插板机，该机主要由工作装置、驱动装置和行走装置组成。工作装置包括导向架和导管，导向架由角钢分段焊接，每段长6m，拼接高度为19.2m，段与段之间用螺栓连接。导管采用热轧无缝钢管制成，驱动装置为电力驱动，行走为履带式。主要技术性能参数外型尺寸：6519.2m（长宽高）整机质量：18t振动锤偏心矩：17Nm振动锤激振力：180kN振动锤质量：2.5t电机功率：22kW振动频率：1000次min卷扬机：最大静张力：50kN平均绳速：8.75m/min电机功率：11kW行走装置电机功率：5.5kW2行走速度：8m/min台班产量：2300m7）、 劳力组织插板作业劳力组织:JZ18型插板机单机作业劳力组织 序 号项 目人数（人）工 作 内 容1插板机司机1操作、维修、保养插板机2发电机司机1操作、维修、保养发电机，保证用电安全3割带及装锚销1割带、装锚销、板带换盘4拉带1锚销装好后，将板带拉紧，兼板带换盘5记录1记录排水板的插设情况6技术员1负责插板作业的技术指导、质量和安全合 计68）、 质量标准及检验方法塑料排水板施工质量标准:项次检查项目规定值或允许偏差检验方法与频率1板距（cm）5抽检板数2%2板长（m）不少于设计查现场施工记录3竖直度（%）1.5查现场施工记录塑料排水板施工质量检验方法: 打设后的塑料排水板，平面偏位不得超过5cm，倾斜度小于1.5。 塑料排水板在插设过程中，应尽量避免跟带（塑料排水板被导管往上带），若跟带50cm以上时，应废弃，并在废弃塑料排水板附近补打。 塑料排水板进入施工现场和打设前由专人检查其外观及按规定取样送试验中心检验，发现破损和污染部分应剪除。不得使用不合格塑料排水板。每根塑料排水板插设完毕，检查合格后及用同等中粗砂将井眼填实。砂垫层采用含泥量小于5的中粗砂，且不含有机杂质。9）、 安全措施严格执行铁路施工技术安全规则，并特别注意以下几点：禁止非操作人员上机操作。插板作业时，除本机作业人员外，其他人员不得进入作业区。电器设备应有良好的接地装置。非专职电工禁止装卸、修理电器设备。插板机停止作业时，必须用卡轨器卡死。交接班时，交班人员必须将机械运转情况、工作中发现的问题及处理经过、保养项目等向接班人员交待清楚。2、 袋 装 砂 井1)、 概述通过在软土地基中置入砂袋，改善地基的排水条件，使地基排水由原来的单向排水变为多向，并缩短了排水距离，通过预压荷载的作用，使地基内的水分迅速通过砂井排出，加速地基的固结过程，从而增大地基土的抗剪强度和承载力，减少路基的工后沉降。袋装砂井的直径为7cm ，间距1.4m ，呈等边三角形布置，加固深度512m 。砂袋为聚丙烯编织土工合成材料，具有一定的抗拉强度、韧性和渗水性，它能在地基产生变形的情况下，保持砂井排水连续和畅通，排水加固效果明显。 2)、 施工工艺 机具设备 根据现场的实际情况，施工中优先采用了履带式双管砂井机，其配套设备有成孔套管、灌砂袋架及活动桩帽等，机体对地压强较小，运转灵活，打设深度可达20m ，每台班产量可达1700m 。 材料选定 砂袋 采用透水性、耐水性好、韧性强的聚丙烯编织布制作而成，长度比设计井深长150200cm，其力学性能见表: 砂袋力学性能及技术指标 项目质量条带拉伸强度条带拉伸率渗透系数有效孔径O95指标95g/m2750N/5c m 25%510-3c m /s 0.10.35mm,不均匀系数35,灌砂率大于95%。施工工艺及操作要点操作要点 、清表，一般除地表深30 cm。两侧挖水沟防止水浸泡工作面。 、在设计要求的路幅内，用土填至比原地面高出20厘米，并以4%横坡填成路拱，碾压至密实度达到90%以上。 、在路拱上均匀等厚地铺设透水性好的粗砂层，砂层厚度为30 cm，表面应平顺，形成同路拱相同的坡度，以利袋装砂井中排出的水能迅速从该砂层中流出，并对砂垫层进行碾压成形。、机具定位根据砂井布置范围及行列间距在现场采用小木桩、竹板桩准确定出每个砂井位置，在机具定位时，遵循从低处往高处打设的原则安放，保证锤中心与地面定位在同一点，并用经纬仪观测控制导向架垂直度，在套管入土时将木桩拨掉。 、安设套管与桩尖：套管直径的选用根据砂井直径而定，不可太大也不宜太小，一般比砂袋直径大3 cm时打设效果较好。本次使用的套管直径为10mm。套管顶端设有便于起吊的吊钩或吊环，并在套管上划出控制高程的刻划线，如套管接20 应进行试安装，连接处必须平顺密封。套管下端部一般采用活瓣式桩尖固定，套管的定位是利用桩机上的起吊设备将其吊起，上端送入桩帽，下端用人扶住准确插在定位点上。 套管打入 当套管吊起定位后，即可开锤施打，开始落锤时要轻缓，防止套管突然偏斜。当套管入土深度距设计深度约2m 时设专人观测套管的入土深度。 运、下砂袋 下砂袋时将整个砂袋吊起，从端部放入套管口，徐徐下放或在套管口设置滑槽将砂袋缓慢顺直放入套管中。 拔出套管 砂袋到位后即可拔出套管，拔管时应先启动激振器后提升套管，中途不得放松吊绳，防止因套管下坠损坏砂袋，当起拔套管砂袋随套管上升时，可将套管下放至原位，在套管内加入少量水，以此打开桩尖活瓣。当带起长度大于0.5m 时应重新补打。 袋头处理套管拔出后，砂袋应露出井口30 cm以上，当砂袋内砂不满时，向砂袋内补砂直至满足要求为止，袋头竖直埋入砂垫层中，高出砂垫层部分(在满足设计井深情况下)经检查后将其割除，重新扎牢袋口。袋装砂井作业图、施工图如下：绳索（a）打入成孔套管（b）套管到达规定标高（c）放下砂袋（e）袋装砂井施工完毕（d）拔套管 袋装砂井施工示意图活瓣桩尖 振动打桩机打设袋装砂井作业示意图减振器振动器钢套管活瓣桩尖钢套管锁轴下料斗袋装砂井工艺流程见图:清 理 场 地 填筑排水坡 铺设砂垫层 测 量 放 样机 具 定 位机 具 定 位灌 制 砂 袋打 设 套 管 不 不合格检查砂袋质量成 孔 检 查 合 格 合格 起吊下砂袋 拔 套 管检查砂袋入土深度 合格机 具 移 位 埋设砂袋头头填写施工记录 袋装砂井施工工艺流程 3)、 质量控制及检验 按规定做好对砂子筛分、含泥量控制和对砂袋的物理力学性能和缝制尺寸进行抽样检查，不合格者坚决不用。 打设套管前认真检查套管长度，直径是否与设计相符，管内有无杂物，桩尖活门开启是否灵活，封闭是否良好。检查灌制的砂袋是否饱满，灌砂量是否符合理论计算值，外观有无裂缝、缩颈或鼓包现象，若砂袋不满，及时向砂袋内灌砂，根据设计要求，灌砂率必须达到95%以上，灌砂率的计算公式如下：灌砂率r=msd/0.78d2Ld；msd-实际灌入砂质量kg；d-中粗砂的干密度kg/m3；d-砂袋直径m；L-砂袋长度m。 4施工中随时检查套管成孔的位置、垂直度是否满足设计要求。施打过程中设专人观测套管的入土深度，桩机是否出现倾斜或位移，出现问题必须及时处理。 5检查砂袋入井过程是否顺利，露出井外砂袋长度是否与理论值相符。 6套管拔出后要检查砂袋外露长度，以此来推断砂袋入土深度是否满足设计要求，是否有拔起的现象。 7袋装砂井质量控制及检验：19 袋装砂井质量控制及检验表 序号检查项目允许偏差检查频率检查方法1井位（纵横向）150mm1/10按中心线长度丈量2井深300mm100mm100/100以套管上划线为准，查记录3井的垂直度1.5%1/10用经纬仪观测桩锤导向架4砂袋灌砂量5100/100查砂袋体积和外观5砂袋埋入砂垫层长度100mm01/10自排水坡面起用尺量小值 4)、 施工体会 在打设过程中，如连续出现两根打入深度超过设计深度的砂桩，说明桩锤过重，应更换较轻的锤。 下砂袋时，必须保证砂袋到达套筒底部，如出现砂袋下不去的现象，则可能是管内进入杂物，需拔出套管，检查桩尖活门和接头，排除杂物。 当套管拔出后，砂袋露出地面长度大于理论值，说明砂袋有随套管拔起的现象，对此需查明原因进行处理： 可以向套管内注水采取加大管内向下压力，使砂袋作用于活门的压力大于桩尖活门周围土体作用于活门外的土体压力；如采取上述办法仍排除不了故障，则需拔出套管检查桩尖活门的开启是否失灵。 5)、 劳动组织 根据现场的实际情况并结合机具的台班生产能力，每个施工班组通常由8人（如人工装砂，应适当增加装砂工）组成，班组人员以围绕打桩机为中心建立岗位责任制，明确职责，在班组长的统一指挥下进行施工。 .班（组长）1人，负责组织安排生产，并对施工质量进行控制。技术员1人，负责测量定位、技术指导、质量检查及故障分析处理、现场记录。.机械操作工1人，负责机械操作及保养。.电工1人，负责现场供电及用电安全检查。 .砂袋工4人，负责运下砂袋及其它配合工作。 6)、 几点体会松软及软土地基采用袋装砂井处理，经沉降观测，加固路基在预压10个月后路基沉降已趋于稳定,能够保证工后沉降的要求。在砂料比较丰富的地区，同比砂井用砂量大大减少，造价比较低。设备比较轻，便于在软弱的地基上进行施工，对地基扰动较小。只要保证灌砂率，即可避免缩颈现象。在地基有硬夹层的情况下施工比较困难。 施工前须认真审核设计图，结合排水沟设计确定袋砂井砂垫层高程，否则袋装砂井施工完成后无法调整排水沟高程，可能产生排水不畅。三、 复合地基法1、 粉 喷 桩秦沈客运专线A10-A21标段路堤，部分地段地质情况为粘土（02.0m）、砂粘土（3.44.8m）、中砂，天然含水量均超过30%，地基承载力低，为有效提高地基承载力，采用粉喷桩进行地基加固。1) 原理粉喷桩是用粉喷桩机械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经钻杆内孔输送至钻头上特制喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射，同时钻杆以一定的速度提升，钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而上不断切割，使之疏松并与水泥搅拌混合胶结，硬化后即可形成一定直径的强度高于原土层的固结体。2) 特点 粉喷桩桩径0.5m，间距 1.4m ，桩长视软土层厚度不定，一般为6m左右,呈等边三角形布置，粉喷桩顶铺设0.5m厚碎石垫层，碎石垫层内铺一层单向土工格栅。对地基周围建筑物扰动小，施工作业简便，机械设备容易解决。 加固效果好，成本低，效益高。3) 适用范围粉喷桩适用于淤泥、饱和粘土、亚粘土等软土地区的地基加固。粉喷桩加固最大深度可达20m。加固土强度标准值28d龄期的无侧限抗压强度可达2.0MPa。4)、 施工设备 粉喷桩机施工采用改制的螺旋钻机，主要由液压步履式底架、井架和导向加减压机构以及钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成。其他机具设备喷粉机 1.3m3 1台空压机 16m3/min 1台发电机 80kW 1台5)、 施工工艺 施工程序（见图1.4-1粉喷桩施工工艺流程图） 操作要点首先清除原地表0.3m厚种植土及其他杂物，用土回填至原地面，其顶面作成三角形，两侧与原地面平，中心高0.2m，其宽度不小于路堤加护道宽度，并碾压密实至K0.86，地基系数K3070MPa/m。机具定位。根据粉喷桩布置范围及行列间距在现场用小木桩准确定出每根粉喷桩的位置。然后使桩机对位，调平机身，保证桩的垂直度。启动主电机下钻，待钻头接近地面启动自动记录仪，空压机送气并继续钻进。当钻至设计深度时，停止钻进，钻头反钻但不提升。打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送水泥。水泥到桩底后，提升搅拌钻头喷送水泥不停，为控制成桩质量，一般不得使用三档提升。提升到设计高程时，关闭送料阀，停止喷粉。打开送气阀，空压机不要停机，停止提升，在原位转动两分钟，以保证桩头均匀密实。搅拌钻头再钻到设计桩底深度，进行第二次搅拌。将搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机，填写施工记录。移动桩机至下一个桩位。施工中注意事项在粉喷桩施工前进行现场的成桩试验，确定各项操作技术参数，包括电脑自动记录仪使用情况，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、气体流量、空气压力等，验证成桩质量。为确保成桩的垂直度，在机械调平时应用铅垂吊线方法检查钻杆是否垂直。严格控制钻孔深度、喷灰时间及停灰时间，确保粉喷桩长度达到设计要求。粉喷桩机必须配备有效的电脑自动记录仪，正确记录各种参数并自动打印输出。定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于10mm。为保证地基的加固效果，必须选择合理的钻机速度、提升速度、喷粉速度，其搅拌效果通常用土体中任一点的钻头搅拌次数N来控制，一般N需满足下式并大于30次：N=hZ/Vn式中 h-钻头叶片垂直投影高度（m）z-钻头叶片总数（片）V-钻头提升速度（m/min）n-搅拌轴速度（r/min）为保证加固粉料到达桩底，当钻头钻至设计深度时不提升，原位转动24min。在喷粉成桩过程中遇有故障停止喷粉时，第二次喷粉接桩，其补喷重叠长度不得小于1m。当喷粉即将至停灰面时,停止提升,搅拌数秒钟，保证桩头均匀密实。施工中应注意对环境的污染，停灰面至原地面之间距离至少0.5m。粉喷桩水泥用量按试验确定的灰比严格控制，水泥采用32.5普通硅酸盐水泥，施工前应对水泥进行抽样试验，合格后方能使用。6)、 质量控制质量控制标准桩距偏差 100mm桩长 不少于设计要求钻杆倾斜度 1%单桩喷粉量允许偏差 8%桩体无侧限抗压强度 不少于设计要求选定最优的灰比采集现场的土样及所用水泥拟定配方，制作试块并进行养护，达到规定龄期后做无侧限抗压强度试验，选定最优的灰比，经最终比选，在施工中所用的灰比为每延米水泥用量65kg。7)、 质量保证措施 在开工前制定出明确的创优目标及相应的管理制度及措施。施工前对所有参加施工人员进行岗前培训，使他们掌握技术标准、质量要求、操作规程，强化质量意识。 严格按设计要求进行测量定位，作好技术交底、作业指导书，以此来指导施工生产。搞好试桩工作，以掌握成桩经验及各种操作技术参数。 把好水泥进场关，及时进行抽样试验，对不合格者坚决不用，确保成桩质量。 加强施工中的过程控制，严格执行操作规程、技术标准，随时检查施工记录，对照工艺对每根桩进行质量评定，对不合格的桩根据具体情况采取补救措施。按规定的数量对桩体进行开挖，检查桩的外观质量、搭接质量和整体性。8)、 安全措施加强对全员安全意识教育，牢固树立“安全第一”的思想，严格执行安全操作规程。施工过程中，岗上人员必须坚守岗位，夜间作业应有充分照明，登高作业要系安全带。 建立机械设备的定期检查、保养制度。安检人员认真执行“三查制”，杜绝一切事故隐患。及时排除空气储存器内积水，注意控制粉尘的弥漫和扩散。9)、 劳力组织单机作业每班人员组织分工： 粉喷桩人员组织分工 序 号职 务人 数职责范围1班 长1全面掌握施工进度、质量和安全2技术员1掌握施工技术、质量、整理施工记录3司 机1操作粉喷桩机4供料工2倒运水泥等5钳 工1全面维修保养机具设备6电 工1负责电源、电路、工地照明及电气故障排除10) 加固效果检测施工完毕28d后，即进行桩体28d强度试验及复合地基静载荷试验。各项指标均满足设计要求，复合地基承载力达到300kPa，满足设计不小于150kPa的要求，粉喷桩加固后地基整体性效果明显。2、 旋 喷 桩秦沈客运专线A10-A21标段路基桥涵工程，部分地质条件软弱或松软，地基承载力明显不足，为提高地基的承载力，达到施工快速和保证工程质量，一部分涵洞地基和路桥过渡段采用旋喷桩进行加固，旋喷桩桩径为0.50.8m，桩长5.511m,桩位呈正方形和梅花形布置，桩间距1.1m。1)、 原理旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。施工中一般分为两个工作流程，即先钻后喷，再下钻喷射，然后提升搅拌，保证每米桩浆液的含量和质量。2)、 旋喷桩加固软土地基的特点1 施工机具设备简单，操作灵活，人员投入少。2 旋喷桩加固后固结体的强度高，尤其是采用水泥浆液为硬化剂时，其桩体28d最大无侧限抗压强度可达2.0MPa，复合地基承载力可达到250kPa以上。3)、 操作要点 配比试验为了解决喷射注浆固结体的性质和浆液的合理配比，施工前需进行现场采取土样，在室内进行配比试验，选出合理的浆液配比，涵洞配比试验汇总：物理性质水泥掺量（kg/米桩体）水灰比（W/C）龄期（d）抗压强度Mpag/cm3W(%)W(%)W(%)I土名1.8527.333.717.915.8砂粘土16011281.918011282.220011282.6根据设计要求，桩体28d无侧限抗压强度必须达到2.0MPa，根据试验情况，最终确定涵洞采用旋喷桩桩径为0.5m，1m的桩体水泥用量为180kg,过渡段桩径为0.8m，1m的桩体水泥用量为180kg。 机具设备旋喷桩施工所需主要机具设备： 旋喷桩施工所需主要机具设备表 序号机具名称型号台数作用1钻机SH-301钻孔、旋喷2高压泵LZ5001加压3泥浆泵BW-12024搅拌桶1制浆5高压管20mm输送泥浆和水 配料根据配比的要求计算出各工点水泥的用量，并组织备料。我标段在施工中所使用的水泥为唐山冀东水泥厂32.5普通硅酸盐水泥。 施工准备现场作好场地平整工作，保证路通、水通、电通，同时进行测量定位，对参加施工的人员进行岗前培训、技术交底等工作。 钻机就位钻机移至设计孔位，使钻头准确对准定位点，调平机械，使立轴、转盘与孔位对正。 射水试验采用低压（0.5MPa）进行射水试验，检查管路、喷嘴是否畅通，密封是否良好，压力是否正常。 钻孔、制浆射水试验完毕后即可开钻，同时根据配比的要求配制水泥浆液，并经过两道过滤筛过滤后，贮入泥浆桶备用。 旋喷当钻孔至设计高程后，停止射水，拧下上面第一根钻杆，放入钢球，堵住射水孔，再重新将钻杆装上，将泥浆桶内的浆液经高压泵加压后，通过输送管送往孔底冒出地面后，钻杆开始旋转、提升，自下而上进行旋喷。 补喷喷射注浆作业后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，应及时用水灰比为0.6的水泥浆补喷。 机械清洗补喷结束，提出钻杆及钻头，进行低压射水，冲洗钻杆、喷嘴。 钻机移位至新孔作业。4）、工艺流程调整钻架垂直度高压喷射注浆拔管钻孔打管试喷设备清冼插管喷射结束泥浆的排泄处理钻机就位5)、 施工注意事项正式施工前应进行试桩，以确定旋喷的各项技术参数。经试桩后，实际施工中旋喷主要技术参数如下：浆液压力23MPa，旋喷速度22r/min，提升速度0.230.25m/min，喷嘴直径2.9mm，浆液流量83L/min。 在钻进或喷射注浆中，需接长或拆除钻杆时，应先停止射水或压浆，待压力下降后再进行接长或拆除钻杆。 旋喷过程中，往往有一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面，冒浆量小于注浆量20%为正常，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施。 重复喷射有增强固结直径的效果，增大的数值主要随土质密度而定。由于增径大小难以控制，因此不能把它作为增径的主要措施。通常在发现浆液喷射不足影响固结质量时才能进行重复喷射。 钻杆旋转和提升必须连续不中断。在旋喷过程中，机械出现故障中断旋喷时，停机时间小于40min，重新下钻0.5m后再开始喷射、提升；若停机时间超过2h，必须重新钻至设计深度后重新旋喷。 制作浆液严格按水灰比进行控制，在旋喷过程中应经常搅动浆液，防止浆液沉淀，浓度降低影响柱体强度；浆液配制完毕应进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径的1/2。拌制浆液用水应为饮用水，水泥需经试验合格后方可使用。 施工过程中要填写好施工记录。6)、 质量检验、质量控制标准： 旋喷桩质量检验标准 序号检查项目允许偏差检查频率1垂直度1.5%2%2桩位偏差50mm2%3桩体有效直径50mm2% 、检验方法： 在旋喷过程中，可对桩位进行量测检查，对柱体垂直度可通过经纬仪或吊线测钻杆的倾斜度。 旋喷完毕后待固结体具有一定强度后，即可开挖1m进行桩径、形状的检查。 喷射注浆结束后28d，可采取钻取岩芯的方法，在桩径方向1/4处，桩头至2/3桩范围内垂直钻芯取样进行桩体无侧限抗压强度试验，同时可进行地基荷载试验。7）、 劳力组织旋喷桩单机作业每班人员需10人组成，其组织分工如下： 班长1人，负责指挥、协调，全面掌握施工质量和安全。钻探工1人，操作钻机。泵工1人，操作高压泵。钳工1人，维修、保养机械。电工1人，负责电源、电路、照明及电气故障排除。普工4人，浆液配制，协助钻机工作。技术员1人，测量定位，掌握施工技术、质量，填写施工记录。8)、 施工效果旋喷桩采用单管法施工，成井率100%，经检测后，各项技术指标均满足设计要求，桩体无侧限抗压强度最小达到2.2MPa，复合地基承载力最小达到270kPa，全部满足设计要求。3、 水 泥 搅 拌 桩1)、 水泥搅拌桩的加固范围及加固原理水泥搅拌法是用于加固饱和粘土地基的一种新方法，是利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。国外最大加固深度可达五、六十米，国内达十二米左右。水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，它与混凝土硬化机理不同，由于水泥掺量少，水泥是在具有一定活性介质土的围绕下进行反应，硬化速度较慢，且作用复杂，水泥水解和水化生成各种水化物后，有的又发生离子交换和团粒化作用以及凝硬反应，使水泥土土体强度大大提高。2)、 水泥搅拌桩设计工程概况过度段及涵洞地处软土地基时，为了保证基底具有足够的承载力，设计采用水泥搅拌桩复合地基加固的施工方法，桩的纵横向间距1.1m，桩径0.60m，桩长视软土厚度不等，桩位按梅花型布置。施工试验室内配比试验通过现场对待加固的地基土进行取样试验，确定加固所需水泥品种，所用水泥的掺入量、水灰比，并了解水泥土强度的增长规律，求得龄期与强度的关系，核对设计配比是否合适，选出最佳方案，指导现场施工。试验的主要指标有：水泥土的容重、比重及其水泥土的抗冻性、力学性质如无侧限抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。以DK404+363（15m）钢筋混凝土框架涵地基加固为例，对其原地面以下3m处土样进行试验，说明不同水泥掺入量在28d龄期的强度，结果见下表：水泥土配