软土地基桥头跳车的防治

1、软土地基桥头跳车的防治 摘要：桥头跳车现象是世界各国公路都存在的问题，是桥梁建设过程中的难治通病，其引起的颠簸，严重影响了高等级公路行车的舒适性、安全性和人们对高速公路的总体评价，影响了车辆的使用寿命，同时高速公路作为经济腾飞的纽带，对改革开放、振兴经济起到了重要的作用，桥梁是公路上不可缺少的重要部分，近年来完成的桥梁数以百座，但桥头跳车问题一直是难治通病。虽然有的桥头增加了桥头搭板，但因搭板长度有限，其尾部仍有下沉，并与相接处路面形成不规则小半径凹形竖曲线，即把在台背处产生的冲颠式“硬跳车”变成了在凹曲面上的“软跳车”。目前，唯一的处理办法就是用沥青混凝土铺平。但桥头处土体达到基本终止下沉量

2、的时间一般都在几年以上。所以，这种补救只能暂时减少跳车程度，却不能阻止土体的继续下沉，问题没有根治。同时，在搭板尾部的小凹曲线处由于离心力的作用，车辆转向前轮与路面的附着力的作用突然减小，会严重影响车辆转向效果，给行车安全带来威胁。因此，创造舒适、安全的行车条件，消除桥头跳车现象是每个公路工作者应尽的责任。关键词：高速公路 桥头跳车目 录前言41 桥头跳车产生的原因52 桥头跳车病害的处治措施72.1地基处理72.2严格控制桥头路堤的压实度82.3合理选择路堤填料82.4 设置排水系统82.5设置桥头搭板82.6严格控制填料质量及填筑施工92.7桥头路面作特殊结构处理9设置枕梁和搭板9设置变厚

3、式埋板10路面类型过渡103桥头跳车问题的现状114 工程实例124.1 工程概况124.2 地质概况134.3 水文、气象概况145桥头软土地基的处理方法145.1真空联合堆载预压处理桥头地基14真空联合堆载预压的作用机理14真空联合堆载预压处理桥头地基的施工工艺165.1.3 真空联合堆载预压法的使用目的215.2 粉（湿）喷桩处理桥头地基215.2.1 粉（湿）喷桩的作用机理215.2.2 粉（湿）喷桩处理桥头地基的施工工艺225.2.3 粉（湿）喷桩处理的目的265.3 CFG桩处理桥头地基265.3.1 CFG桩的作用机理265.3.2 CFG桩处理桥头地基的施工工艺285.3.3

4、CFG桩处理桥头地基的目的316 桥头路基的填筑316.1 桥头路基填筑材料与压实机理336.1.1 桥头路基填筑材料336.1.2 桥头路基压实机理336.2桥头路基填筑的质量控制356.3桥头路基的施工工艺377设置桥头搭板377.1搭板的使用387.2设计要求387.3桥头搭板的改进38结 束 语41参考书目42 前言 桥头跳车问题作为公路建设的三大难题之一，由来已久，随着我国经济建设的发展，交通运输已逐渐成为国民经济的支柱性行业，桥头跳车的问题也被提到了前所未有的高度而日益受到了人们的关注，这些年来，关于桥头跳车防治的研究已经取得了很大的成就，并逐渐在实践中得以应用。随着经济发展，道路

5、建设取得了突飞猛进的发展，高标准的道路越来越多。但从其使用情况上看，路面桥头跳车问题较为普遍，给养护部门带来了很大困难。许多刚投入使用的桥梁就出现严重的桥头跳车现象，结合部高差达几个厘米，使桥头伸缩缝和搭板遭到破坏，影响了行车舒适与安全。因此，分析桥头跳车现象的成因，对设计、施工、养护部门都具有重要的现实意义。 桥头跳车问题作为评定高速公路质量好坏的重要指标之一，也逐渐受到了施工方的重视，这从HY-HA4标段在处理桥头跳车方面的做法，可见一斑。首先是根据当地的土质情况和相关的设计文件，进行软土地基的处理；其次是严格的按照有关的规范和相关的规定，完成台背部分的填筑处理；最后是按照设计单位的要求，

6、进行桥头搭板的设置。在整个施工的过程中，运用了很多先进的施工方法和施工工艺，取得了较好的效果，但桥头跳车作为高速公路理论中的三大难题之一，要想彻底解决，还有待于大家进一步的努力。1 桥头跳车产生的原因 桥头跳车是桥梁结构物与路基之间竣工后产生不均匀沉降导致的结果。桥台后或搭板尾部路面下沉，使路面纵向平整度受到较大破坏是形成跳车现象的直接原因，相伴现象一般有锥坡坡面不均匀沉降或隆起，锥体及锥坡基础前移或损坏等，这正说明锥坡和桥头土体发生了相对位移和沉降，其原因有如下几点：1）地基沉陷。土质不良，由此产生沉陷桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方，地下水位较高，在南方地带多有软土，此类土天然含水

7、量大于液限，天然孔隙比大，常含有机质，压缩性高，搞剪强度低，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，强度便显著降低，桥头路基填筑高度较大，产生基底应力相对较大，在车辆荷载作用下，更容易引起地基沉陷，且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。就是在一些稳定地基，在外荷作用下，也无可避免出现这个问题。2）压实度不合格。锥坡和桥头填土由于受台肋（柱）和台盖梁的影响，压路机相对这部分土体的压实工作较难进行，出现多处压实死角，而小型手扶式压路机或平板震动夯大多数施工单位又不具备，人工夯实等其他措施执行不够认真；有时采用较好的砂砾填筑时，认为料好压实质量就可保证，往往又从思想上忽视了碾压或夯实工作，使这部分土体，特别

8、是盖梁下和锥坡部分土体的压实度很底，另外，土方填筑时不严格按层次进行，填层过厚，而用灌砂法测密度实度只能反映表层下20cm左右以内的压实情况，即使检测结果合格，但深层土体压实度不合格的可能性极大，土体也就没有按标准得到全面压实。受上述三种原因影响没有被压实的土体在雨水或地下水以及土体自重、车辆荷载的综合作用下逐渐趋于密实，体积减小，而体积减小主要是土体高度的减小，当填高越大时，高度减小值也将越大，即桥头下沉量越大，跳车现象也就越严重。3）由于压实标准采用不当，使土体密实度没达到真正标准要求。一方面表现在标准容重与被检土体的实际标准容重不相符。由于桥头填土与引线土方是同时进行的，当引线土方为粘土

9、时，而桥头处按要求可能采用较好的砂砾料填筑，因其填筑范围和用料量相对很小，施工时往往不去重做标准击实试验，检测砂砾的压实度时仍以粘土的击实标准检测普通砂砾料，且压实度已达100%时，砂砾土的实际压实度为： K=100%×粘 /粘=100%×1.89/2.10=90% .由此可见，砂砾的压实度仍是不合格的。有时也因送交做击实试验的土样密度偏低，没有代表性，同时影响检测结果，使土体压实度偏低。另一方面，有关规范要求路基土的压实度在距表层1.0m以内、1.50m以内和1.50m以下时分别为95%以上、93%以上和90%以上。而多数桥头填高均在4.0m7.0m之间。这样，就有距地表

10、2.5m5.5m高度范围内的土体在压实度达90%时即视为合格。此时该层土体的孔隙比 E2与终止压缩时的孔隙比E1之差仍较大，由公式知，该层土压缩量：S=(E2-E1) ×h/(1+E1),其中h为被压土层厚度，从中可看出, 当E2值较大时，土层的压缩量也将增大，而要减小E2的值，就必须控制土体的含水量尽量通过碾压增加其压实度。所以，在桥头处土方施工中要从地表开始，每层压实度都不应低于97%。4）填土前地表处理不合格。由于桥台基础及承台等基坑回填土为不合格的软质土时，或由于桥台桩冲孔时泥浆排放不合理，淤泥在锥坡及台后路基位置处沉积或原地表就是含水量较大的淤泥质土层时，如果填土前对其清理

11、不彻底或不进行清理，在这部分土层上的土方填筑后，随着淤泥中薄膜水的蒸发或自由水的逐渐转移，液相减小，体积收缩，上层土体自然会发生沉降，有时也会沿着软泥层产生滑移。用含水量较大的粘土填筑锥坡和台后土方时，也会发生类似现象而引起桥头跳车。此外，即使原地面土质干燥，但为湿陷性黄土时，也要将其换掉。因为这种土干时不易压实，遇水浸泡后流塑性迅速增大，体积减小，同样会引起上层土体滑移或下沉。5）随意改变土质，造成土体内摩擦角减小，使土体沿滑动面下滑体积和滑动力增大，下滑趋势增强。一般粘土的内摩擦角为20°25°，而粗砂的内摩擦角却在41°以上，砂砾的内摩擦角更大。根据库伦土压

12、力理论公式，滑动土体对锥坡基础的土压力Pa=1/2××H×Ka.式中，、H分别为土的容重和锥坡基础底面到台后路面的高度，Ka在、值不变（同一锥坡、值相同）时，只与内摩擦角有关。现对粘土和粗砂的土压力值Pa进行比较：设粘=砂=10°，粘=砂=25°，粘=25°，粘=1.9砂=41°，砂=2.1查库伦主动土压力系数表得：Ka粘=1.1；Ka砂=0.45，则Pa粘=2.21Pa砂 。由此可见，在同一锥坡中若将粗砂改换成一般粘土锥坡基础受到的土压力将增加2.21倍，且粘性土的内摩擦角随着含水量的增加还会减小，下滑力更大，锥坡基础难以

13、抵抗就会发生前移、倾斜和损坏现象，土体也就随着滑塌，含水量较大时，锥坡坡面还会隆起，土体滑塌后顶部路面必然下沉而产生跳车现象。同时，由于内摩擦角的减小，滑动体顶部长度L值将增大，当桥头搭板长度L时，搭板靠台背侧下部被架空。因搭板一般只有4.0m长，所以，多数情况下，L值都大于搭板长度，即搭板仍处于滑动体上，其尾部仍会随着土体下沉，在此处形成小半径凹曲线，产生“软跳车”现象。6）锥坡基础质量较差。设计上一般均要求在锥坡基底设一定厚度砂垫层，但实际施工中却往往被忽略，使基底抗滑系数值减小。一般砂土的值为0.45，而一般粘土的值为0.25，若将基础直接砌在粘土上，锥坡基础的抗滑能力将降低近一半。又因

14、基础大多数为隐蔽工程，且是桥梁附属项目，砌石质量也往往被忽略，砌石不坐浆，也不错缝，造成基础砌石质量低劣。这种抗滑能力和自身强度都很差的锥坡基础根本承受不住土体和坡面砌石的压力而发生移动或损坏，上部土体下滑，产生跳车现象。7）桥头处雨水由伸缩经盖梁前表面流入锥坡或桥台后填土内，增加了土体的含水量，降低了土体内摩擦角，严重者会直接冲毁锥坡和掏空桥头路基上，使桥头路面塌陷引起跳车现象发生。2 桥头跳车病害的处治措施2.1地基处理一般地基挖除桥头路堤边坡及锥坡(护坡)坡脚外2m范围内的腐植土、耕植土、淤泥等，对基底进行压实，压实度85%，另加2个百分点，回填土应分层压实，压实度也按规范提高2个百分点

15、。2.1.2 软土地基桥头路堤地基要针对软土层的厚度和软弱程度采用不同的处治方法。当浅层软土厚度2m时宜全部挖除，再进行基底压实，换填颗粒较粗的填料，如天然砂砾、碎石、工业废渣等 ，压实度要求同一般地基。当软土层较厚全部挖除有困难时，应采用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治 并设置砂砾垫层，在垫层顶面铺设土工布，坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。路基土填筑时还应控 制其填土速率(按规范要求)。湿陷性黄土地基对桥头路堤边坡和锥坡坡脚外2m范围内的地基(明挖扩大基础桥台的基底)进行强夯处理，压实度不低于85%，另加2个百分点，同时满足桥台基底承载力的要求，处理后的基底标高在桥台、桥头路堤

16、范围内应在同一水平面上，并用石灰土或水泥土封闭，防止地基浸水。对湿陷性黄土地基还应做好防水、排水工程，防止地表水渗入路基，造成沉陷。对季节性冻融地区的桥头地基遇有饱和细粒土或含水土层时，应全部挖除换填透水性土压实后再填路基。2.2严格控制桥头路堤的压实度桥头路堤及锥坡应用小型振动式压路机分层碾压(江苏省交通系统开发的小型振动式压路机为5.15kN，重量1.1t)，每层碾压厚度不超过20cm，或用强夯机夯实(方法同前)。对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围和桥头引道填土的压实度按设计规范再提高2个百分点，分层取样测定其压实度，并由试验得出桥头路堤的工后沉降量，以此来确定以后工序所应采取的措施(如自

17、然沉降、预留变 位值等)，以便于桥头搭板长度所适应的工后沉降差相一致。2.3合理选择路堤填料对软土地段采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤选用透水性良好、易压实、沉降完成快、后期变形小的砂砾填筑路堤或用石灰稳定土处理桥头路堤，或用物理力学性能比较高的流态粉煤灰水泥混合料作为桥台回填料。 不准采用高塑性粘土填筑桥头路段2.4 设置排水系统季节性冻融地区的桥头路基上部采用水稳性好冻融性好强度高的粗粒土填筑，填筑深度应不小于最大冻深(包括路面结构层厚度)，以防冻胀时路面产生有害变形冻融时路床承载力下降。易受地表水、地下水影响的矮路基地段，除做好路基、路面排水进行路基全防护外，还应将路侧边沟远离路基，以减少水

18、对路基的影响。2.5设置桥头搭板在桥头设置搭板是防治桥头跳车的一项主要辅助措施。搭板的一端支承在台背上，用锚栓固定，另一端可直接置于石灰稳定土或路面基层上，不设枕梁。搭板长度依据设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定，可选用4m、6m、8m、10m、12m几种长度。搭板的受力形式多种多样，在顶、底面配置足够数量的受力钢筋，搭板的下面设2m厚的石灰稳定土或碎砾石垫层，石灰稳定土或碎砾石垫层应在两侧铺至边坡面处，并顺路方向铺至搭板外2m3m。路径3m的明涵和暗式涵洞通道可不设桥头搭板，但台背填料应选用砂砾或石灰土，由挖除表土后的地面起进行填筑至路基顶，可选用小型振

19、动式压路机碾压，压实度同前。2.6严格控制填料质量及填筑施工众所周知，桥头跳车原因主要是路基压缩沉降和地基沉降，由于填土的内摩擦角较小，加之压实质量的影响，所填路基的压缩沉降一般较大，因此桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料，如岩渣、碎石等。同时，选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背填筑透水性材料，还应满足一定长度和宽度的要求，通常情况下基底处长度42.0m，与路基衔接处一般应留11的斜坡或台阶形式。填筑透水性材料，施工应掌握以下几点：(1)控制填料质量，其细料含量不宜过大。(2)台背填筑前，在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟。(3)台背填

20、筑透水性材料前，应完成台前防护工程及桥梁上部结构。 (4)应注意结构物两端对称填筑施工。(5)严格按有关规程作业，控制每层填筑厚度和碾压遍数，并对每层填筑质量实施检测，透水性材料采用孔隙率控制其施工压实质量，其一般不宜大于15%。若透水性材料来源困难，可采用细粒土填筑，并执行有关规定，土质不好，含水量高的必要时可掺小剂量石灰、水泥或土壤离子稳定剂等进行处理。在桥涵施工中，注意桥台砌筑与路基填高相结合并分层压实到路基处理高度，要达到压实度标准。 2.7桥头路面作特殊结构处理考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异，为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡，可采取以下措施：设置枕梁和搭板

21、枕梁和搭板根据不同情况应采取不同的布设方式：1) 桥梁为正交时，搭板预制安装，板顶浇6cm厚30号钢筋或钢纤维砼铺装层，在搭板与砼路面相接处设置胀缝，在与搭板邻近的23块路面的板缝连续设置胀缝。2) 桥梁为斜交时，除用钢筋砼搭板和铺装层整体现浇完成以外，还另设钢筋砼渐变板。 渐变板的块数视桥梁斜交角度大小而定，70°、70°45°和45°时分别设1、2、3块板或以上，并考虑受力关系，其短边应5m，长边10m， 搭板按简支计算配筋，渐变板按构造钢筋位于板面下1/31/2板厚范围。实践证明采用此措施还应考虑到：搭板 的长度确定至关重要，一般采用5m长搭板为佳

22、，且其长度与路堤填高成正比，并与土基状况有关。搭板 按简支板进行内力优化并配筋，面层按构造钢筋配筋，但在荷载作用于搭板时，板下路基会起到一定的 支承作用，尤其当枕梁下沉时，部分搭板更受到路基支撑，使板顶产生局部拉应力，对这种复杂的受力过程 ，设计时难以确定，故配筋与实际会有出入，枕梁按弹性地基梁计算，其关键问题在于确定地基(路基)反力 的分布规律，而截止到目前关于弹性地基结构计算的各种理论都只是部分地、不同程度地反映地基的实际性 质，只在一定范围内比较符合实际，故对于不同计算方法的适用范围应予特别注意。搭板顶面设置何种铺 装层，设计时应考虑当其出现沉陷时需要使用的修补材料、修补方法，并结合实际

23、情况及相关问题，进行 处理以达到满意效果。设置变厚式埋板对沥青砼路面，在桥台连接处增设变厚式水泥砼埋板，对水泥砼路面，则将连接处的路面板改为变厚式。在搭板、埋板或变厚式板下，为保证连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均渐次变化，宜采用强度及回到弹模量均高于土基的路面结构层材料，以提高该部位的整体受荷和抗冲能力，利于减小错台幅度，调整不均匀沉陷。路面类型过渡桥头不均匀沉降原因多，且难于根除，为此应根据桥涵的长度和接线填方长度在桥头一定长度范围内铺刚性过渡层或沥青过渡层。对桥头路面接缝进行处理(1)桥梁与水泥砼路面间的接缝处理不好常形成错台，产生桥头跳车，使板局部遭到破坏，采用图1所示形式连接处理。

24、其可基本消除面板因温度应力挠曲变形而产生局部应力，进而减小板底结构的不均匀沉陷导致的错台，并实现板底由半刚性向桥台刚性过渡的设计要求，避免了因局部薄弱而产生的病害。图1 桥梁与水泥混凝土路面接缝处理(2)桥梁与沥青路面的接缝，往往由于该处沥青路面难以碾压密实产生沉陷、错台或沥青路面受推移造成拥包，可采取图2所示处理措施加以解决。图2 桥梁与沥青路面的接缝处理(3)水泥路面与沥青路面间的接缝，亦可采用类似处理措施得到解决。3桥头跳车问题的现状4 工程实例4.1 工程概况4.2 地质概况4.3 水文、气象概况5桥头软土地基的处理方法5.1真空联合堆载预压处理桥头地基真空联合堆载预压的作用机理真空联

25、合堆载排水固结预压加固技术于1997年开始用于高速公路软基处理，它先在软基中插设竖向排水通道以加快地基固结，然后采取抽真空和路堤（含沉降）土方填筑方法对地基施加荷载，软土分别产生负超静孔隙水压力和正超静孔隙水压力，随着负超静孔隙水压力的增大和正超静孔隙水压力的消散，土体产生垂直压缩变形和强度提高。抽真空在土中某些边界造成负压缩，将土体孔隙中的部分水、气抽出，使土产生固结而加固，即为真空预压法。其施工工艺是先在待加固的软土地基上铺筑厚50cm左右的砂垫层，然后按照一定间距布设袋装砂井或塑料排水板，再在其上覆盖不透气的密封膜，借助埋设在砂垫层中的通道，通过射流泵将膜下土体中的水和空气抽出，使密封膜

26、内外形成一个压力差，这个压差相当于在砂垫层上施加了一个预压荷载，砂垫层中形成的真空度，通过砂井或塑料排水板渐渐向下延伸，又通过砂井或排水板向四周的土体扩展，使土体中空气和水在真空度的作用下发生由土体向砂井的渗透，最后由砂井或排水板汇至地表的砂垫层中被抽出，造成土体发生固结。从其工效的角度看，真空排水预压法是在总应力不变的情况下，降低土中的孔隙压力，增加有效应力，从而使土体得以加固。真空联合堆载预压法加固软土地基示意图如下。该方法主要有以下几个优点：（1）真空度沿砂井或塑料排水板的传递及向土中的扩展，就是孔压下降的过程。由于真空排水预压法在加固软土地基过程中，作用于土体的总应力并没有增加，降低的

27、只是土中的孔隙压力，而孔隙压力是一个球应力，所以不会产生剪切变形，发生的只是收缩变形，不会发生侧向挤出，仅有侧向收缩，因此，该方法可以一次快速加载而无须分级加载；（2）真空预压法利用大气加固土体，不需要大量的堆载预压材料；（3）真空排水预压法在加固土体过程中，在真空吸力的作用下易使土中的封闭气泡排除，从而使土的渗透性提高、固结过程加快；（4）真空预压法加固软土地基，地基周围的土体是向着加固区内的土体移动的，有利于加固区内土体密实度的提高。真空联合堆载预压处理桥头地基的施工工艺真空预压加固桥头软基施工主要包括：铺设砂垫层、打设塑料排水板、密封沟开挖、排水管安装、密封膜铺设、真空泵安装、抽真空等工

28、序，各工序的先后施工顺序如下图所示：HY-HA4标段上真空联合堆载施工进度安排如下： （1），具体的真空联合堆载预压的施工准备包括：场地地表清理平整，搭设工地临时仓库，供电网络布置，测量放线并明确标出真空预压区的边线范围，安排真空预压设备和材料进场等。为较少沉降和差异沉降并为施工创造良好条件，首先，应对加固场地内地面植被、含植物根系与其他有机质的浮土和耕植土等清理干净，再用推土机整平场地，为有利于砂垫层排出的水能顺利进入排水沟和便于砂垫层与塑料板施工，真空预压路段在铺设砂垫层之前地面先用素土回填，考虑到回填土层将作为地基的一部分与原地基中软土一起进行处理，回填土土质和压实标准不做要求。其中K2

29、6+239K26+831.5路段为低洼淤泥裸露地段，回填土前铺设一层120g/m2左右的土工布，回填土厚度80cm100cm ，K27+560.2K27+954、K28+036K28+417.22和K28+892.28K28+983.80路段为淤泥裸露地段，回填土厚度80cm100cm。（2），砂垫层铺设。，将合格的砂料运至现场。其中，砂料采用纯净中粗砂，含泥量3%，砂中含有的砾石最大粒径不得大于1cm; ,推土机摊铺平整，50cm厚砂垫层一次性铺设，无压实度要求； ，随着检查砂垫层的铺设厚度，确保砂垫层厚度满足设计要求。（3） 排水板和袋装砂井插设。 施工流程如下：施工准备>测量放样&

30、gt;布置板位>机具安装就位>排水板穿靴>套管插设>检测器记录桩长>割断排水板>拔管。 ，施工准备 塑料排水板施工准备包括材料采购、机械设备进场及测放桩位等，塑料排水板采购时要先进行试验，所以试验指标都达到技术规范的要求后，定货进场。与此同时排水板施工机械进场、安装、调试，以保证机械在施工过程中正常运行，施工场地的砂垫层基本整平后，测放排水板桩位。 为了保证塑料排水板的强度和通水量的长久性，试验段一律采用新料制作的塑料板，强度和通水量等指标符合交通部颁布的塑料排水板质量标准，滤膜（即外包无纺土工布）采用粘合式，不得采用缝合式，袋装砂井为加大通水量并减少井阻影

31、响下的压力损失，设计直径为100mm，采用纯净的中粗砂灌注。灌注前先按设计长度的1.11.5倍裁剪好砂袋（即防止砂井灌注不密实引起缩径长度10%15%）并将一端扎紧，灌注时先灌5m，后放入直径8mm的塑料管，最后再灌注至裁剪长度，完毕后扎紧另一端并使塑料管外露插设塑料排水板。，塑料排水板和袋装砂井插设 按测放好的板桩位施打排水板，打设过程中要保证桩架垂直，以保证排水板垂直插入地基内。打设过程中记录桩管入土深度及排水板插入深度，据此判断是否回带，若回带过长采取灌水等措施，确保排水板的施工深度符合设计要求。 塑料板和袋装砂井的施工必须符合施工技术规程的要求，底部回带50cm，砂井无缩径现象，排水板

32、和砂井顶部进入砂垫层20cm30cm。为保证施工长度满足设计要求，每台插板机均须配置板长自动记录仪并提交施工自动记录，预压处理排水板打设断面示意图见图2： （4） 真空预压，真空预压施工工艺流程如下：测量放样>挖密封沟>埋设吸水管>铺设密封膜>出膜连接与真空泵安装、发电机组就位及电缆布网>监测设备布设>抽真空至80kPa>正常真空预压抽真空维持、抽真空过程监测>真空预压卸荷验收。，挖密封沟真空预压施工应高度重视密封问题。四周密封沟深度1.2m，并挖至弱透水粘性土层（即在浅层2m3m有中等以上透水层时应穿透）。铺膜前应将沟底土渣等清除干净确保膜与粘

33、土直接接触。当加固前钻探揭示加固深度内有中强透水性（渗透系数5×10cm/s）土层时，加固区四周应采用粘土浆搅拌桩防渗帷幕进行封堵。密封沟采用机械和人工开挖相结合的方式。如果加固区地质条件比较复杂，上部杂填土含石块，为了防止抽真空时刺破密封膜，挖密封沟时必须清除石块，因而密封沟必须加大和加深。密封膜铺设完毕用淤泥或粘土回填密实。，埋设吸水管吸水管分为主管和支滤管。主管为90mmPVC管，支滤管为50mmPVC管。主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用网丝胶管连接，全部吸水管均需埋入砂层中，并通过出膜器及吸水管与真空泵连接。分别滤管材料用PVC塑料管，主管壁厚2.6mm

34、，与滤管壁厚2.3mm，以适应地基的沉降变化，且能承受足够的径向真空压力而不变形。滤管外包土工部滤膜，起渗透系数要与排水垫层的渗透系数相当。 ，铺设密封膜铺膜前应捡除砂垫层表示的尖棱小石子、贝壳等杂物，且人工找平垫层表面。待埋设完真空表测头及其它观测仪器后，将俩层聚氯乙烯专用土工薄膜放覆盖整个预压区，并将膜体四周埋入密封沟内，用淤泥或粘土回填密实。密封膜材料须使用密封性好，抗老化能力强，韧性好，抗穿透能力强的压延PVC土工膜，材料参数如下：拉伸强度16.0MPa，CBR顶破强度400N,直角撕裂强度40N/mm，渗透系数（cm/s）10-10 ,断裂伸长率（纵、横向）200%。膜周边密封时，密

35、封沟开挖必须符合盖膜闭气要求，密封沟深度要在1.2m以上并将膜边垂直插入软土中，密封沟内必须用粘土或淤泥回填，并在沟内覆水，以确保膜周边的密封。，出膜连接与真空泵系统安装真空主管通过出膜器及吸水管与真空泵连接，出膜器的连接必须牢固，密封可靠。排水管与真空泵的连接要保证其通水、通气。，供电系统的安装配电方式为电缆分路馈送，即在发电机棚内，设置多回路配电箱（箱内一泵一回路，每一回路供电端及用电端分别设25A三相漏电空气开关），用4mm2的五芯橡皮铜芯软电缆沿围堰送电至各用电点，而所有的控制箱均考虑雨天防水。，沉降板安装为了工作完成后，加固区内的土体沉降变化规律，根据规范要求，在相距50m100m的

36、断面上要布置13个沉降观测点。沉降板底座应用土工布包裹好，防止弄破密封膜。安置好后建立初始值。，抽真空及真空维持 上述工作完成后，即可开始抽真空，抽真空后加固区内真空度会持续上升，当膜下真空度达到并稳定在80kPa以上时，即进入真空预压正常预压阶段。为保证真空泵运转良好，应经常检查其运转情况，以检测膜下真空度。 ，路堤土方填筑真空压力稳定在80kPa左右5d7d后，而且加固区已连续有沉降发生，沉降速率在头几天都有10mm/d左右，说明真空密封效果良好，此后应立即开始路堤填筑。在填第一、第二层土方时应确保膜不受损害。为加强膜的保护，填土前先在膜上铺设一层无纺土工布，其质量要求为重量250g/m2

37、,抗拉强度300N/5cm(6kN/m)。路堤填筑施工速率控制标准初步确定为：， 地基土最大向外水平位移(510)mm/d；， 孔隙水压力系数0.60.7。，卸荷验收真空预压加固区膜下真空度达80kPa以上的条件下连续抽真空3个月，或地基固结度U80%时，即可停机卸荷，交工验收。 真空预压方法每万米2加固面积需要的主要材料设备数量如下： 密封膜 厚度1214丝，二层，2.86万m2 抽真空装置 13台套 排水管网 63mm75mm，9000m 电缆 1500m 配电装置 13台套 量测仪表（真空度） 2025台套 辅材（含三通，四通，弯头，波纹管等） 土工布 250g/m2 2×1.

38、30万m2 5.1.3 真空联合堆载预压法的使用目的通过对桥头软土地基做真空联合堆载预压的处理，使原有的软土地基得以初步加固，具体的加固效果是保证工后沉降30cm，并保证桥头路堤填筑、路面施工及竣工后运行期的路堤稳定。5.2 粉（湿）喷桩处理桥头地基深层搅拌法加固软土地基是利用水泥或水泥浆作为固结剂，通过特制深层搅拌机械，在地基深部就地把软土与固结剂强制拌和，使其成为具有较好整体性、水稳性，又能满足强度要求的加固土体。根据上部结构要求，可形成柱、壁及格栅等不同形式的加固土体。这些加固土体与天然地基形成复合地基，共同承担上部荷载。此方法自20世纪中叶创造以来，已逐渐发展成为一种基础和支护结构两用

39、，海上和陆地两用，浆体与粉体两用的软基处理技术。到目前为止，此方法在国内，根据材料喷射状态，可分为湿法和干法两种。湿法以水泥浆为主，或加减水剂（木质素等）和速凝剂；干法以水泥干粉为主。两种各有相应的适应性和利弊。从概念方面看，前者搅拌较均匀，易于复搅，但加固体硬化时间长；天然含水量过高时，桩间土多余的孔隙水需较长时间才能排除。对后者来说，虽搅拌均匀性欠佳，难于全程复搅，但水泥硬化时间短，且在一定程度上降低了桩间土的含水量，在一定范围内提高了桩间土的强度。随着经济建设的发展，大量的基建项目的上马。在地基处理工程方面，深层搅拌法因其施工简单、高效、低成本等优点，早已获得了工程界人士的普遍认可。其在

40、处理桥头地基方面的更是较其他方法优势明显。虽然此方法在理论和实践方面还存在很多问题，但仍不失为一种实用、经济、有效并值得大力推广应用的软土加固技术5.2.1 粉（湿）喷桩的作用机理水泥浆与软粘土采用机械加固的基本原理，是基于水泥加固的物理化学反应过程。它与混凝土的硬化机理不同，混凝土的硬化主要是水泥在粗填料中进行水解和水化作用，因而凝结速度快。在水泥加固体中，因水泥的掺入比很小（一般为被加固土重7%15%），水泥的水解和水化反应完全具有一定活性的介质土的围绕下进行，因而硬凝速度缓慢而作用复杂。一般认为，水泥加固软土主要产生水泥的水解水化、粘土颗粒与水泥水化物的作用以及碳酸化作用。粉（湿）喷桩加

41、固的影响因素分析1）水泥掺入比w，它通常指水泥重量与被加固土体天然湿重之比（%）。水泥掺入比越大，其后期强度越大，在实际工程中w，以7%15%为宜，过低不能满足工程要求，过高加固费用较大。2）龄期的影响，随着龄期的增加，水泥的抗压强度随之增加，其增加规律有两个特点：一是早期强度增长不明显（7d14d）；二是强度增长主要发生在28d后，且持续增长100d后才趋缓和。3）土质的影响，对于不同的土质虽然水泥掺入比相同，但其加固强度不同。研究表明，当含砂量为40%60%时，加固土的强度达到最大值，故在加固软土时，在固化剂中掺入适量细砂，既可提高加固强度，又可节约水泥用量。4）土的含水量，天然土的含水量

42、越小，水泥土的抗压强度越高。另外含水量对强度的影响还与水泥掺入比有关。5）土的化学性质，如PH值大小、有机质含量、硫酸盐含量等对加固土强度影响较大。6）水泥品种与标号，在其他条件不变时，普通水泥标号每增加100号，可使水泥土强度提高约20%30%。7）外掺剂的影响，不同的外掺剂对水泥加固土的强度有不同的影响，选择合适的组合配比的外掺剂可提高水泥加固土的强度或节约用量。8）水泥与土搅拌效果的影响，被加固的土体破碎的越细，水泥与土强制搅拌越充分，水泥分布在土中越均匀，则水泥的强度越高，否则会使水泥土强度离散性较大。5.2.2 粉（湿）喷桩处理桥头地基的施工工艺在进行完真空联合堆载预压之后，HY-H

43、A4标段在某些桥头路段实施了粉（湿）喷桩的处理方法。粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。粉喷桩就其自身性质来说是一种介于钢性桩与柔性桩之间的一种桩型，其刚度、抗压强度和抗侧压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。粉喷桩可以完全改变软土的性质，它与桩间土形成的复合地基，可以大大的提高承载力，减少沉降。粉喷桩处理软基是一种行之有效的工艺手段，与其他软基处理手段相比，具有施工方便，工期短，工后沉降小等显著优点。但从其设计方法及施工质量管理来看，技术难度比较大，而且造价相对较高。因此在选择这种处理措施时，因充分考虑其适用条件，以确保最终的处理措施经济、合理、可行。水泥搅拌法是用于加固饱

44、和软土地基的一种新颖方法，它是通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂与软土之间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桩体，形成良好的复合地基。固化剂主要采用水泥、石灰等材料。预制搅拌时，可以是粉体状，也可以是浆液状，前者称为粉喷法（DJM），在施工中称为干法；后者称为深层搅拌法，即水泥搅拌法，施工中常称为湿法。 (一) 粉喷桩设计（1）设计标准1）容许工后沉降与稳定沉降控制采用标准为：一般路堤在路面设计使用年限15年内的工后沉降量30cm；桥头30m范围内的工后沉降10cm；桥头过渡段及涵洞等构造物处工后沉降20cm。路基稳定：

45、选用圆弧滑动面、有效固结应力法计算，计算断面最小稳定安全系数1.20。2）桩身强度要求桩身90d无侧限抗压强度1.2MPa。3）加载速率控制标准为：路基中心地面沉降速率每昼夜1.5cm，坡脚水平位移速率每昼夜0.5cm，观测结果应结合沉降和位移发展趋势进行综合分析。其填筑速率应以水平位移控制为主，如超过此限制应立即停止填筑。4）预压期预压期的确定比较复杂，一方面要考虑工后沉降技术标准，另一方面又要现实的考虑工期太长。经过综合考虑，淮盐高速公路粉喷桩处理软基地段采用堆载预压，设计预压期为三个月。5）路面铺筑前沉降稳定的判断标准建议结合沉降观测资料，确保路基连续两个月沉降速率0.5cm/月后，方可

46、进行底基层施工，当路基沉降速率0.3cm/月后，方可进行基层和面层施工，同时要确保上路床填料的强度CBR8%及压实度95%。（2）粉喷桩设计粉喷桩桩径采用50cm，梅花形布置；对于不同的结构形式、不同的填土高度和不同的软土深度及各项物理力学指标采用1.0m和1.5m两种不同的桩间距。用于粉体喷射搅拌桩的水泥为干粉，采用32.5级（原425#）普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。粉体喷射搅拌桩施工时必须穿透软土层进入硬层0.5m。粉体喷射搅拌桩设计平均水泥掺入量为46kg/m，粉喷桩施工时要求全桩复搅。（3）地基土含水量对粉喷桩质量的影响粉喷桩的质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，这不仅与掺入粉体的质

47、量，施工工艺，土基的性质有关，其中尤以含水量的关系密切，土中的含水量过低时，土中的水分不足以粉体进行充分的水化作用，成桩效果很差，严重影响粉喷桩的质量。（二） 粉（湿）喷桩的基本设计要求有：，（湿）喷桩设计桩径0.5m，桩距1.0m1.5m左右，在平面上呈梅花形布（布置区域边线与构造物基础轮廓平行）。并处理至路基坡脚外或锥坡坡脚外增加1排桩，桩身设计无侧限抗压强度为：R28=0.6MPa.。，湿喷桩浆液配制：搅拌浆液时，应先加水，然后按水泥、外掺剂顺序投料，每次灰浆搅拌时间不少于2min，应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从拌和机倒入集料斗时必须过筛，把水泥硬块剔除。，基本要求：，水泥加固料应采用合格

48、的强度等级为425#普通硅酸盐水泥，严格按照施工工艺及规范进行施工。防止发生断桩或颈缩桩。，要求每台搅拌机配备电子计量装置，并对计量装置进行标定，否则不允许无电子计量装置搅拌机进场。，现场水泥堆放整齐，要求垫高或其他防潮措施，并准备彩条布等其他防雨措施，不执行者按相关规定处罚；桩机必须挂牌，现场由专人记录，负责到人并报土方工区。，桩长按设计要求执行，施工中若由于地层变化，设备电流发生突变而难以施打时，须及时通知项目部现场人员及监理和业主单位。（1） 粉喷桩的施工工艺。1）基本要求水泥加固料应采用合格的强度等级为32.5#普通硅酸盐水泥，严格按照试桩结果进行施工。防止发生断桩或颈缩桩。2）施工工

49、艺清表>回填整平于设计高程>桩位放样>钻机就位>钻进>喷粉提升>复搅提升>桩头处理>移机3），施工的一些技术参数 钻进速度和提升速度控制在(0.81.0)m/min； 下钻和提升的阻力在0.2MPa0.4MPa；搅拌速度控制在(3050)r./min； 检测桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求，即28d龄期的强度不得低于0.4MPa； 检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。（2）水泥搅拌桩的施工工艺。1），基本要求 水泥加固料应采用合格的强度等级为32.5#普通硅酸盐水泥，严格按照试桩结果进行施工。防止发生断桩或颈缩桩。2），施工

50、工艺清表>回填整平于设计高程>桩位放样>钻机就位>钻进>喷浆提升>复搅提升>桩头处理>移机3），施工的一些技术参数，钻进速度和提升速度控制在(0.81.0)m/min；，下钻和提升的阻力在(0.20.4)MPa；搅拌速度控制在(3050)r./min；，检测桩身的无侧限抗压强度是否满足设计要求，即28d龄期的强度不得低于0.4MPa；，检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。4），施工工序 粉喷桩施工的场地，首先应预先平整，清除桩位地上、地下的一切障碍物，场地低洼处采用回填性土，并用夯实的处理方法，以便增加桩顶面地基整体强度。 场堆

51、放水泥要堆放规则整齐，采用措施垫高地基，并在四周挖排水沟，以便隔潮防雨。 施工场地做好排水，避免因雨天积水影响正常施工。 施工设计图纸及粉喷桩位布置图进行桩位放样，桩位定位平面偏差50mm，同时填写放样复核记录。在灌注桩俩侧布设桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm， 水泥搅拌桩施工机械主要由搅拌机、灰浆泵、灰浆拌和机、灰浆集料斗、起吊和导向设备等组成。 搅拌机械运至工地后，先安装调试，待转速、空压正常后，再开始就位。 将搅拌头对准设计桩位，启动电机，待搅拌头转速正常后，边旋转切土边下沉，直至达到加固深度。 从桩底向上喷浆，同时搅拌提升，直至离地面50cm，再重新搅拌至桩底，最

52、后搅拌提升至地面下50cm止。 关闭电源，移动设备，重复以上步骤。 将地面下未喷水泥的50cm，用水泥土回填，并捣实。操作人员记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。 5）。施工过程中的质量控制 固化剂浆液配制搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥、外加剂顺序投料，每次灰浆搅拌时间不少于2min，应将水泥浆充分拌匀，水泥浆从拌和机倒入集料斗时必须过筛，把水泥硬块剔除。 固化剂浆液应严格按批准的浆液配合比进行配制，制备好的浆液不得离析，不得停置过长，超过2h的浆液应降低标号适用。 泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆。现场拌制浆液，应有专人记录固化剂、外掺剂（3%石膏）用量

53、，并记录泵送浆开始、结束时间。 供浆必须连续，拌和必须均匀。工艺上要用2搅4喷施工工艺，一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使喷浆搅拌机下沉至停浆面以下1.0m，待恢复供浆后再喷提升。如因故停机超过3h为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。 搅拌机提升至地面以下2m时宜用慢速，当喷浆口即将提出地面时，应停机提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。 喷浆水泥搅拌桩施工中若发现喷浆量不足，应进行整桩复打，复打的喷浆量仍应不小于设计用量。5.2.3 粉（湿）喷桩处理的目的在进行完真空联合堆载预压的处理之后，HY-HA4标段的某些桥头路段地基随即进行了粉、湿喷桩的处理，通过运用粉、湿喷桩法进行处理，使得随后即将进行的桥头路基的填筑工序得以顺利进行，并保证工后的稳定。 5.3 CFG桩处理桥头地基5.3.1 CFG桩的作用机理（一）简介CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩（Cement Flyash Gravel pile）的简称，由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌和，用振动沉管打桩