堆载预压法精品课件

1、堆载预压法第1页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二新建南京至杭州铁路客运专线NHZQ-3标段第2页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二中铁十七局集团宁杭客运专线第一分项目部管段内区间路基（湖州南站）堆载预压情况统计见下表： 工程概况上述表中的路基地段，地基处理分别采用CFG桩、管桩或挖除换填加固处理，路基本体、基床底层以下路堤和基床底层采用AB组填料填筑,基床表层采用级配碎石填筑。为解决地基与路基的不均匀沉降，上述路基采用堆载预压方式处理，预压期不少于6个月的观测和调整期。DK183+309.6DK191+421.8段区间路基堆载预压土采用 A、B组填料，

2、填筑要求及压实标准应符合相关要求，根据工后沉降观测结果，分析和推算卸载时间。 第3页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二施工准备首先，测量放出路基底层上边线，按照设计宽度，对其进行刷坡。保证路基宽度，定位出堆载预压宽度。其次，为了保证路基预压土填筑的线形，需要在两侧堆码砂袋。另外，准备足够数量的堆载预压土。DK183+309.6DK191+421.8段区间路基受工期影响，运架梁车需从堆载预压土上通过，采用AB组填料进行堆载预压，其余区间路基采用隧道弃碴进行堆载预压。根据设计数量计算，加工足够数量的AB组填料及储备满足堆载预压土数量的隧道弃碴。 第4页，共32页，2022年，5

3、月20日，13点4分，星期二施工方案技术要求 路基堆载预压是高速铁路路基施工的一道重要工序之一，位于软土地基、土质地基上的区间路堤均需要进行堆载预压，时间不少于6个月的观测和调整期，以控制工后沉降。无碴轨道正线工后沉降控制标准：一般不大于15mm，路桥交界差异沉降不大于5mm。站线工后沉降不大于20mm，道路及场坪工后沉降不大于15mm。堆载预压荷载分级逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性。 第5页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二堆载预压 铺设土工布：当路堤填筑至基床底层完成后，先在填筑面上铺一层土工布（幅宽不小于2m），并考虑0.3m搭接，以防止预压土污染路基，然后进

4、行预压荷载填筑。预压土填筑完成后，将土工布回折于预压土顶面，每侧宽度不小于2.5m，并用土压好，防止预压土流失，污染坡面。 第6页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二 预压土填筑（A、B 组填料） （1）工艺概述：自卸汽车运输，按放样宽度及松铺厚度控制卸土量，检查含水量，含水量适宜时推土机摊铺初步整平，然后用平地机精平，松铺厚度及平整度符合要求后用压路机按规定碾压。（2）卸料控制：按自卸汽车每车的方量和松铺厚度计算每10延长米范围内的卸料车数，以达到控制松铺厚度的目地。 第7页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（3）摊铺整平：首先检查A、B组填料的含水量，

5、当填料含水量与其最佳含水量之差不超过2%时立即予以摊铺整平，松铺厚度不应大于40cm。填料的摊铺先用推土机初平，然后用平地机精平，保证每一填层的平整度及层厚的均匀，摊平过程中不断用铁锹挖洞检查松铺厚度。 在相邻两区段上下两层填筑接头处须错开不小于3m的距离。在沉降观测桩周围1m范围内的路基采用人工填筑整平。 第8页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（4）碾压：摊铺整平后，松铺厚度、平整度和含水量符合要求即开始碾压。本试验段采用20T振动压路机两台，两台压路机以中线为界，各压半辐路基宽度，分别记录各自的碾压遍数及碾压速度。碾压时采取从两侧向中心的顺序，纵向进退式碾压，行与行轮

6、迹重叠0.4m，相邻两区段纵向重叠2.0m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性。碾压方法为：静压一遍，弱振碾压一遍，强振碾压36遍（同步检测），弱振碾压一遍，最后再静压一遍消除轮迹。碾压行驶速度开始时用慢速（宜为2-3km/h），最大速度不超过4km/h 。 第9页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（5）压实检测：在每一填层碾压三遍后即用K30平板载荷仪、Evd、核子密度湿度仪分别按检测频率检测地基系数 K30、动态变形模量Evd、孔隙率n。在使用核子密度湿度仪进行检测的同时，采用灌砂法（或灌水法）进行平行对比试验，以核准核子密度湿度仪的测试数据。第10页，共32页，2

7、022年，5月20日，13点4分，星期二预压土卸载 （1）预压达到三个月时，应组织进行工后沉降预分析，利用回归分析法预测卸载时间点，如不能满足节点工期要求，应及时调整预压高度，进行动态设计，相关方案报监理、设计单位确认后方可实施。 第11页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（2）预压达到六个月时，由建设单位组织，根据沉降观测数据进行工后沉降分析，结果满足设计要求后，分层进行卸载，卸载过程中不得污染已施工完成的路 基。卸载完成后进行基床表层和轨道结构施工。 第12页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二施工注意事项 （1）预压土填筑横断面边坡坡率为1：1；纵向

8、边坡坡率为1：1. 2。 （2）站场内岔区正线路基的预压必须连同侧股范围内的路基一起进行，防止道岔范围内路基产生不均匀沉降而影响高速道岔安装质量。 （3）未经设计书面同意，严禁擅自采用超载预压方式代替（或减少）预压时间。 第13页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（5） 区间路基DK183+309.6DK191+421.81位于运架梁通道上，由于工期要求紧，在堆载预压的过程中作为运架梁通道使用。区间路基DK183+309.6DK186+830（DK184+100DK184+300、DK186+200DK186+520两段路基受改河施工影响采用边架梁边预压施工方案）采用先预压

9、后架梁施工方案；DK187+625DK187+896.5 、DK187+912.5DK187+993.22、DK189+707.18DK191+421.81采用边架梁边预压施工方案。第14页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二堆载预压处理横断面示意图 第15页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二堆载预压处理纵断面示意图 第16页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二施工监测目的 施工监测（1）预压期间应对路基沉降变形进行连续监测，根据检测结果分析地基最终沉降量完成时间，评估工后沉降是否满足设计要求，确定是 否卸载进入下一道工序。 （2）预压填

10、土、预压期内及运架梁期间，必须对路基沉降和边桩位移进行观测，及时掌握路基稳定性，确保施工安全。 第17页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二施工监测内容 （1）基底沉降监测：延用施工期的中心沉降板监测系统。正线路基每100150m设一个监测断面，过渡段必须设置。随着预压土柱增高，测杆与套管相应加高，填土、碾压过程中采取围护措施进行保护，测管出露预压土顶面控制在20cm以内，便于梁车运行，预压卸载时分段拆除，观测连续。 第18页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（2）路基面沉降监测：在预压土方底部（即基床底层顶面）布置临时沉降板，埋置要求和构造同正式中心沉降

11、板，随预压土填筑而接高，位置尽量靠近基底中心沉降板，便于集中进行观测、管理、数据对比等。预压卸载时分段拆除，观测数据接入后续的正式路基面观测桩。 第19页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二（3）坡脚位移监测：延用施工期的位移监测系统。松软土路堤在两侧坡脚外2m、10m处设位移观测桩，沿纵向每50m设一个观测断面。采用直径10cm的圆木包桩，埋入地面以下1m。 第20页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二真空堆载联合预压法是在真空预压施工的基础上，在膜下真空度达到设计要求并稳定12 周后进行堆载预压施工。若天然地基特别软弱，可适当推迟堆载时间。在堆放第一级荷

12、载时，应采取可靠措施保护密封膜。堆载施工完毕后，真空和堆载联合作用，直到满足固结度要求或者沉降速率要求时才可以卸除真空荷载。真空堆载联合预压法第21页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二真空预压及堆载预压处理涵洞软基的试验研究 第22页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二广(州)珠(海)准高速铁路及珠海港支线穿越广泛沉积第四系松软地层的珠江三角洲平原地带,全线软土路堤长达50.3km。试验路堤范围选择在DK122+366.02+690的直线地段,路堤长32.98 m,路基面宽12m,设计路堤高约6.4m(含预压土高1.4m)；地处三角平原地区，地形平坦 ,场

13、地及周围遍布渔塘、稻田。地质纵断面表明,地层土质分布较均匀,层位稳定。其地层上部为第四系近代滨海相特征显著的海相混合沉积的松软层,下部为寒武系八村群砂页岩。 工程地质概况第23页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二第24页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二真空预压加堆载预压处理断面位置为DK122+394+406 ,长12m,宽34m,采用塑料排水板排水,板长20m,间距110m,正三角形布置,埋设元件断面软土深3113m。以抽真空及215m的松砂(为1515kN/m3)堆载进行联合预压。并进行了地面沉降、深层沉降及真空压力的观测,为检验其加固效果,加固前

14、后进行了取样化验和静力触探对比试验。试验概况第25页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二真空预压及堆载预压结果分析在真空预压过程中,由于排水收缩而导致地基土体发生向内的侧向位移,从而引起膜周围的土体产生向内的拉伸牵引裂缝,为抵消向内侧向位移影响粉喷桩处理区,在真空压力达到稳定值后立即进行了堆载联合预压。第26页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二沉降过程曲线 沉降分析 从图中可以看出,随着真空压力的增大,沉降也随之增大,但沉降速率较小。当堆载填砂215m(38175kPa)高时,地基产生了较大的瞬间沉降。预压荷载稳定后,沉降过程线呈典型的双曲线形式。卸除预压

15、荷载后,沉降有所回弹,回弹值约为112cm。从图中也可知,深度约22m处的沉降几乎一直为零。半个月后约17m以下的沉降几乎无变化,1317m处的磁环沉降亦增加很慢,说明这种处理方式对地基深处的处理效果并不理想。第27页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二经计算在真空预压及堆载预压荷载下停止抽真空时(相当于部分卸载时),地基土体的平均固结度为87.5 %,此时沉降曲线已经比较平缓,土颗粒水中结合水的比例已经比较大,这种水的排出比较缓慢,若延长预压时间对提高固结度并无太大效果。真空联合堆载预压法达到87.5%固结度所需时间仅为80天左右,这比堆载法达到相同固结度所需时间大为缩短,

16、且由于其负压使水平向变形向着预压区,在地面沉降相同的情况下,真空预压地基的固结度大于堆载预压。因此,真空预压法对使用荷载较小(90kPa)的软土地基,具有较好的适用性。第28页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二与纯堆载预压处理的地基压缩比较真空加堆载预压与纯堆载预压处理的地基土体上下部分压缩比值对比曲线从图中可以看出,与相应进入预压期的纯堆载预压处理的相邻3#断面(里程为DK122+450+510),断面中心堆载为16615kPa,塑料排水板处理方式及软土深度与真空加堆载预压断面相近,地基的上下部分压缩比值相比,纯堆载处理的上下部分压缩比值随着预压期的延长而减小,而真空预压

17、处理的相应范围内压缩比值在后期几乎不变。这亦说明纯堆载预压处理在加固深厚软土地基时比真空加堆载预压处理优势明显,真空预压的压力传递方式与堆载预压的压力传递方式在地基深处有较大的差异。第29页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二地基土体加固前后物理力学性质指标对比分析从表中可知,加固后天然含水量、天然孔隙比、液性指数下降了20%左右,压缩系数下降了4217% ,压缩模量提高的百分比为7017% ,各项性质指标均得到了不同程度的改善。第30页，共32页，2022年，5月20日，13点4分，星期二涵基的变形分析涵洞沉降测点布置示意图涵洞沉降观测曲线真空预压停抽及堆砂卸除后,在DK122+400处现场浇筑了宽1.5m ,高2.0m的框架涵。1996年8月7日开始涵基段的路堤填筑,10月23日填至高4.98m。涵洞施工完成后在其内部顶板设置了三个沉降观测点,涵洞沉降观测点布置示意见图3,观测结果见图4。从图4中可以看出,随着填土高度的增加,沉降增大；填筑速率较快时,沉降增加加剧。至填筑完成时,涵基又产生了4916cm的沉降,此时沉降速率达1413 mm/d。这表明虽然经过联合预压,但由于联合预压压力之和(128.75 kPa)小于涵洞底的实际受压(154.8kPa),因此预压荷载偏小,相当于欠载预压