2022年粉喷桩在高速公路软基处理中应用.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 粉喷桩进行软土路基处理的应用及施工绪论粉喷桩是在软土地基中输入粉粒体加固材料水泥粉或石灰粉 ,通过搅拌机械和原位地基土强制性地搅拌混合,使地基土和加固材料发生化学反应,在稳固地基土的同时提高其强度的方法；由于粉喷桩采纳粉体作为固化剂,不再向地基中注人附加水分,反而能充分吸取四周软土中的水分 ,因此加固后地基的初期强度高 显著；该技术已在国、内外得到广泛地应用；,对含水量高的软土 ,加固成效尤为粉喷桩是为软土地基加固技术开拓的一种新方法 ,在铁路、大路、市政工程、港口、码头、工业与民用建筑等软土地基加固方面广泛使用；粉喷桩加固地基具有如下的特点：

2、 使用的固化材料（干燥状态）可更多地吸取软土地基中的水分 ,对加固含水 量高的软土、软土地基 ,成效更为显著； 固化材料全面地被喷射到靠搅拌叶片旋转过程中产生的间隙中 ,同时又靠土 ,不会 的水分把它粘附到间隙内部 ,随着搅拌叶片的搅拌 ,使固化剂均匀地分布在土中 产生不均匀的散乱现象 ,有利于提高地基土的加固强度；3.与高压喷射注浆和水泥浆深层搅拌法相比 多,无浆液排出 ,无地面隆起现象；,输入地基土中的固化材料要少得4.粉喷桩施工可以加固成群桩 ,也可以交替搭接加固成壁状、格栅状或块状；使用的固化材料是干燥状态的直径为0.5mm 以下的粉状体 ,如水泥、生石灰、消石灰 ,也可以掺入矿石碎渣

3、、干燥砂和粉煤灰等 ,材料来源广泛 ,并可使用两种以上的混合材料；因此 ,对地基土加固适应性强 的固化材料；,不同的土质要求都可以找出与之相适应粉喷桩 干法由深层搅拌法 湿法 改进而来；在原地基承载力高时 ,湿法施工比干法施工搅拌可能性大 ,且搅拌成效更抱负；如采纳于法施工 ,搅拌后形成的水泥土均匀性相对较差；另外 ,当自然地基土的含水量较低时 ,满意不了水泥水解水化反应的水量要求 ,从而达不到抱负的结果；粉体喷射搅拌法施工使用的机械和配套设备有单搅拌轴和双搅拌轴的二种机型,二者的施工工艺相像 ,都是利用压缩空气通过固化材料供应机的特殊装置 ,携带着粉体固化材料 ,经过高压软管和搅拌轴输送到搅

4、拌叶片的喷嘴喷出；借助搅拌叶片旋转,在叶片的背面产生间隙,安装在叶片背面的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料名师归纳总结 一起喷出二喷出的混合气体在间隙中压力急剧降低,促使固化材料就地粘附在由旋第 1 页,共 31 页转产生间隙的注中j 旋转到半周 ,另一搅拌叶片把土与粉体固化材料搅拌混合在一- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 起；与此同时 ,这只叶片背后的喷嘴将混合气体喷出这样周而复始地搅拌、喷射；提升 有的搅拌机安装二层搅拌叶片,使土与粉体搅拌混合得更为均匀；与固化材料分别后的空气传递到搅拌轴的四周,上升到地面释放掉；假如不让分别的空气释放出将影响减压成

5、效 ,因此,搅拌轴外形一般多呈四方、六方或带棱角外形；粉喷桩复合地基是以水泥作固化材料,通过深层搅拌机将软土和固化材料强 制拌和,使软土结硬提高地基强度,成为桩土共同承担外部荷载的复合地基；因 此,复合地基承重的水平荷载也是由桩和桩间土共同承担的,但分担的比例不但 与桩和桩间土的条件有关,仍与复合地基的滑动形式、接触形式有很大关系；复合地基的水平荷载试验仍可按自然地基的水平荷载试验方式进行；水工建 筑物在垂直及水平荷载共同作用下,假如沿地基表面滑动时,就其垂直压力与抗 剪强度的临界状态符合库仑定律；因此,只要施加肯定范畴的法向压力,测出在 各法向应力作用下的荷载板滑动临界状态的抗剪强度,就可以

6、得出混凝土底板与 复合地基间的摩擦系数及黏聚力,也可以观看到粉喷桩复合地基在竖向及水平荷 载作用下的滑动形式；第一章 1.1 粉喷桩的支承式与悬浮式对沉降的影响昆山段试验说明,在桩长11m 范畴内的沉降量与桩尖以下沉降的比值达11.5；查阅其他资料也证明,当粉喷桩打穿软土层进入较硬的持力层沉降很少；如未打穿软土层,成为悬浮式时沉降就大；地基的过大沉降,说明桩尖下卧软土 层的沉降仍相当大,而且连续时间较长,将不得不重新进行处理甚至报废；目前 高速大路不断向沿海近海地区延长,遇到的深厚软土越来越多,而且是现有粉喷 桩机所达深度远远不及的；如何来解决这个问题,除了进一步提高机械设备的性 能外,在设计

7、理论上也需要有一个突破；对下卧层软土的沉降有一个正确的评 估,同时在实践中探究解决的方法；1.2 地基土含水量对粉喷桩质量的影响 粉喷桩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 量、施工工艺、地基土的性质有关,其中尤以含水量的关系甚为亲密；规范规定,地基土的自然含水量在小于30或大于 70时不宜采纳；由于当土的含水量小于 30时,土中的水份不足以使粉体进行水化作用；当含水量大于 70时,含 水量过高的土壤往往孔隙比大,如按常规掺入粉体数量,由于水分过多形成不了 足够强度的水泥土桩体,将严峻影响粉喷桩的强度,在这种情形下必需增加粉体 的掺入量和采纳复搅的施工工艺；高含水量、大

8、孔隙比和粘粒含量多时,土周边 的束缚力极低,当钻头反转提升喷灰时,产生一个垂直向下挤压力和一个径向水名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 平推力,由于土呈流塑状,束缚力极低,桩体在成形过程中向下及向四周水平向排水,影响形成竖向桩体,通常形成所谓掉桩或下沉,常为地表下12m；当发生掉桩 或下沉 时,只要当时实行立刻回填土并重新复喷复搅,就能克服这种 现象,假如不作处理将造成过大的路基沉降；1.3 施工机械和设备 粉体喷射搅拌机械一般由搅拌主机、粉体固化材料供应机、空气压缩机、搅 拌翼和动力部分等组成；1.3.1 国外几种

9、粉体喷射搅拌施工机械性能 国外几种粉体喷射搅拌施工机械性能见表 1.3.2 GPP-5型粉体喷射搅拌机它是一种步履式移位的钻机,是铁道部第四勘测设计院于1984 年利用 Dpp-100汽车钻机改制的 ,技术性能见表 粉体喷射搅拌机械技术参数汇总名师归纳总结 分类工程DJM1037 DJM1070 类型与规格DJM2070 DJM2090 第 3 页,共 31 页搅拌机型号DJM2050 搅拌轴直径800 1000 1000 1000 1000 （mn）搅拌轴根数1 1 2 2 2 （根）搅轴间距（ mn）- - 12002000 （间距1000、1200 1000、1200 1500 1500

10、 200）拌搅拌轴回转速 度（ r/min ）550 550 16.554 24.48 32.63 50Hz 50Hz 机搅拌轴最大扭 矩（ KN.m ）10.0 20.0 17.6 20.0 25.2 加固深度（ m）10（最大15（最大15（最大20（最大25（最大15）20）20）23）30）钻进、提升速07.0 07.0 04.0 0.53.0 0.53.0 度（ m/min ）搅拌驱动方式电动机 -油电动机 -油柴油发动机电动机电动机压压-油压基移动方式附卧式附卧式覆带式覆带式覆带式滑动垫板滑动垫板础规格（长 *宽*4320*3100 7150*3080 5090*3290 6400

11、*4600 9227*4920 机高）（ mm）*1700 *2000 *2860 *4485 *6800 械接地压力23 24 63 85 100 （kPa）搅拌机总重量（kg）9000 22000 40000 59000 80000 空气压缩机10.5 10.5 10.5 二台17.0 一台17.0 台700kPa一700kPa一（700kPa）（m3/min ）（700kPa）台台10.5 二台- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - GPP-5 型粉喷搅拌机技术参数粉搅拌轴规格108*108*7500+5500 YP-1 储料量（ kg）2000 喷（

12、mm）500 型最大送粉压力0.5 搅搅拌翼外径粉拌体（mm）（Mpa）机正（反） 28,50,92 喷 50 搅 拌 轴 转 速送粉管直径射（r/min ）4.9,8.6 （ mm）100 机扭矩（ Kn.m ）最大送粉量（kgmin ）起电机功率30 技外形规格2.7*1.82*2.46 （Kw ）门型 -3 级 -14m （m）0.196 并架结构高度一次加固面积吊（m）术（m2）设提升力（ KN ）78.4 参最大加固深度12.5 备数（m）提升速度0.48,0.8,1.47 9.2 总重量（ t）（ m/min ）接地压力34 移动方式液压步覆（kPa）1.4 施工工序1.4.1 施

13、工流程（1） .放样定位；（2） .移动钻机 ,精确对孔；对孔误差不得大于 5Omm；（3） .利用支腿油缸调平钻机 ,钻机主轴垂直度误差应不大于 1%；（4） 启动主电动机 ,依据施工要求 ,以 I、档逐级加速的次序 ,正转预搅下沉；钻至接近设计深度时,应用低速慢钻 ,钻机应原位钻动 12min；为保持钻杆中间的送风通道的干燥,从预搅下沉开头直到喷粉为止,应在轴杆内连续输送压缩空气；（5） .提升喷粉搅拌；在确认加固料已喷至孔底时 升；升到设计停灰标高后 ,应慢速原地搅拌 1-2min；,按 0.5m/min 的速度反转提（6） 重复搅拌；为保证粉体搅拌均匀 ,须再次将搅拌头下沉到设计深度；

14、提 升搅拌时 ,其速度掌握在 0.50.8m/min 左右；（7） 钻具提升至地面后 ,钻机移位对孔 ,按上述步骤进行下一根桩的施工；1.4.2 工艺性设计为取得良好的地基加固成效,施工前须作好有关资料的搜集地质资料；明暗泯分布、成分及有机质含量等、室内协作比试验和施工工艺性设计；固化剂与土的搅拌通常用土体中任一点经钻头搅拌的次数t 和单位时间内粉体的喷出量q 来表征,它是影响地基加固成效的重要因素；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.土体中任一点搅拌次数 t 可按式 1 运算：Hz T= 式中 h钻头叶片垂直投

15、影高度（m）；z钻头叶片总数 个； 搅拌轴转速（ r/min）. v钻头提升速度（ m/min）. 2.单位时间内粉体的喷出量 q 按式 2 运算；式中 d地基土的干重度 t/m 3 aw固化剂掺人比 ,由室内配比试验供应；D搅拌钻头直径（ m）；1.4.3 粉体材料及掺合量使用粉体材料 ,除水泥以外 ,仍有石灰、石膏及矿渣等,也可使用粉煤灰等作为掺加料；在国内工程中使用的主要是水泥材料 ,宜选用新的 425 号一般硅酸盐水泥；其掺合量常为 18024014g/mas如使用低于 425 号一般硅酸盐水泥或选用矿渣水泥、火山灰水泥或其他种水泥时 ,使用前须在施工场地内钻取不同层次的地基土 ,在室

16、内做各种协作比试验 p 如用石灰粉体作固化材料 ,石灰应磨细 ,其粒径小于 0.5mm,纯洁元杂质 ,氧化钙和氧化镑的总含量不小于 85%,其中氧化钙含量不宜低于 80%,石灰的流性指数不低于 70%；1.4.3.1 施工中须留意的事项（1） 施工机械、电气设备、外表仪器及机具等（2） .在建筑物旧址或回填建筑垃圾地区施工前已探明的障碍物；,在确认完好后方准使用；,应预先进行桩位探测 ,并清除（3） 桩体施工中 ,如发觉钻机不正常的振动、晃动、倾斜、移位等现象 ,应立即停钻检查；必要时应提钻重打；（4） 施工中应随时留意喷粉机和空压机的运转情形；压力表的显示变化；送灰情形；当送灰过程中显现压力

17、连续上升,发送器负载过大 ,送灰管或阅门在轴具提升中途堵塞等反常情形,应立刻判明缘由 ,停止提升 ,原地搅拌；为保证成桩质量,必要时应予复打；堵管的缘由除漏气外,主要是水泥结块；施工时不答应用己结块的水泥,并要求管道系统保持干燥状态；（5） 在送灰过程中 ,如发觉压力突然下降、灰罐加不上压力等反常情形 ,应停 止提升 ,原地搅拌 ,准时判明缘由；如由于灰罐内水泥粉体已喷完或容器、管道漏气名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所致,应将钻具下沉到肯定深度后,重新加灰复打 ,以保证成桩质量；有体会的施工监理人员往往从高压送

18、粉胶管的跳动情形来判明送粉的正常与否；检查故障时 ,应尽可能不停止送风；（6） 设计上要求搭接的桩体,须连续施工 ,一般相邻桩的施工间隔时间不超过8h.如因停电、机械故障而超过答应时间,应征得设计部门同意,实行相宜的补救措施；（7） 在 SPJ 型粉体发送器中有一个气水分别器,用于收集因压缩空气膨胀而降温所产生的凝聚水；施工时应常常排除气水分别器中的积水 ,防范因水分进入钻杆而堵塞送粉通道；粉；（ 8） 喷桥时灰罐内的气压比管道内的气压高 0.020.05MPa,以确保正常送（9） . 对地下水位较深、基底标高较高的场地 ,或喷灰量较大、停灰面较高的场地,施工时应加水或施工区准时地面加水,以使

19、桩头部分固化剂充分水解水化反应,以防桩头呈疏松状态；（10） 如遇土体含水量很高、强度低的脆弱土、显现液化的粉土 ,可在向下钻 进搅拌的同时 ,喷射粉体固化材料 ,改善土的稠度 ,防止由于压缩空气的脉动使粉土液 化；1.4.3.2 质量检验 1.4.3.3 施工期的质量检验（1） 喷粉搅拌的均匀性；提升喷灰过程中,须有自动计量装置；随时有指示喷粉过程中的各项参数 ,包括压力、喷粉速度和喷粉量等；该装置为掌握和检验喷粉桩的关键 ,应予以足够的重视；（2） 为防止空气污染 ,在提升喷粉距地面 中孔口应设喷灰防护装置；0.5m 处应减压或停止喷粉；在施工1.4.3.4 工程竣工后的质量检验一、外观检

20、查 施工终止后 ,对开挖出来的桩体 ,量测其直径应符合设计要求 ,桩身应连续均匀、拌合均匀 ,用打击物冲击应有坚实感；二、轻巧动力触探试验由于制桩钻头缘由 ,喷 粉桩的中心有 50loomm 的软芯 ,含灰量较少 ,而桩周强度又普遍较大 ,故其测点位置 应设在桩径方向 1/4 处；3 粉喷桩复合地基承载力和粉喷桩单桩承载力的关系 粉喷桩复合地基的平均答应承载力公式为：名师归纳总结 复合=a 桩+1-a 土第 6 页,共 31 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 式中： 复合复合地基的平均答应承载力；a 置换率； 桩搅拌桩的答应承力力； 土自然地基土的答

21、应承载力 无疑,桩的强度将直接影响复合地基的强度,假设桩的强度不断增加而土的 强度依旧不变,依据公式的运算,复合地基的强度也会不断增加,然而实际情形 并不如此；由于粉喷桩从本质上来讲是属摩擦桩类,当土的强度不变,而且饱和 软粘土的强度很低时,在这种情形下,即使不断增加桩的强度,但总的复合地基 强度也不会随之增加；这犹如一根筷子在浆糊里和一个钢筋在浆糊里的情形是类 同的；只有当自然土的强度也增强时,整个复合地基的强度才会增加；所以桩的 强度应适度,要和自然土的强度相互匹配；反过来桩的强度很低,这当然也是不 行的；1.5 桩土置换率及粉体掺入量对复合地基强度的影响 在实际设计运算时往往供应所要求达

22、到的复合地基强度、拟定的粉喷桩强度 及自然地基土的强度来求桩土的置换率,运算出桩数,然后布置桩位,再作有关的验算；实践证明如置换率过低,如小于10往往达不到设计要求,甚至全功尽弃；某高速大路采纳粉喷桩复合地基处理,置换率仅为 6 7,当路堤填至设计标高后显现裂缝,不得不重新处理；这说明作为复合地基的桩土置换率必需大于肯定值,否就起不到复合地基的作用,所以在规范中定为 10 20,这是有道理的；同样粉体的掺入量也需掌握在肯定值,规范定为 10 15；如前所述,当软土中含水量大于70,必需加大粉体掺入量,否就将形成不了桩体或形成强度达不到要求的桩体,不能满意设计要求；1.6 复搅和转速对桩强度的影

23、响 大量的施工实践已充分证明复搅与不复搅的质量相差甚大；复搅的作用在于 通过充分的搅拌使粉体与粘土及水得到比较完全的接触和作用,促使桩体的充分 形成；同时,钻头喷出的粉体一般呈脉冲状,如不充分进行搅拌,粉体在桩中往 往呈层状,形成一种 夹生 ,对桩的强度不利；如承担水平推力截止水作用的话,应进行全程复搅,如作为路基加固只承担垂直向力作用,也可以只复搅上部 1/3 的 桩体；为了提高工效,粉喷钻机下钻时可以提高转速,但是当反转提升喷粉搅拌 时切莫快速旋转和提升；否就将会严峻影响搅拌的均匀性和足够粉量的掺入；1.7 粉体喷入的计量 桩的质量与粉体掺入量的多少有直接关系,如何计量粉体便成为关键；从理

24、 论上讲,气体和固体双相流的计量具有很大难度,但又特别重要,目前使用的灰名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 罐体积测量法、电子秤称重法、弹簧秤称重法等均不是很抱负的计量方法；最近 某些单位通过对粉喷桩新型计量装置的研制,提出了气固双相流称量计量,它可 以较大程度地克服现有计量装置所产生误差,同时也提出了改进目前电子秤称重 法的方案,从而使得粉喷桩施工工艺更趋完善,质量更加牢靠；其次章2.1 高速大路软土路基设计2.1.1 主要地质状况及评判工程地质勘察说明,本标段第四系上覆层较薄,一般厚为 1025m；地势低 洼处,

25、以古河道发育第四系全新统冲积、洪积成因的亚粘土,污泥质亚粘土 粘土 为主,局部混粉砂,呈透镜体状与冲沟伴生；由于古河道发育,古秦淮河道中沉 积的污泥质亚粘土 粘土脆弱土层呈软塑流塑状态,中等偏高高压缩性,答应承载力较低,软土层埋深118m 不等,层厚一般15m,对路基的稳固性有较大影响,软土层主要表现为21 层和 22 层及 23 层,其地层情形简述如下：21 层：污泥质亚粘土 粘土 ,灰色,软塑流塑状态,中等高压缩性,呈镜体状；主要分布于地势低洼和古河道处,第四系全新统冲积、洪积成因,层厚112.5m,含水量 37.2%88.5%,孔隙比 1.051.56,液限 33.842.9,举荐承载力

26、 70 100kPa,压缩系数 0.481.40 MPa,压缩模量 1.67 4.90MPa；22层：污泥质亚粘土 粘土混粉砂,灰色,软塑状态,中等高压缩性,通常与 21 层拌生,第四系全新统冲积、洪积成因,层厚314m,含水量 26.7%32.1%,孔隙比 0.8690.992,液限 2931.3,压缩系数 0.270.66MPa,压缩模量 3.047.82MPa,举荐承载力 8090MPa；23 层：污泥质粘土,灰色,局部为亚粘土,可塑软塑状态,中等偏高压缩性,第四系全新统冲积成因,层厚28m,含水量33.8%35.1%,孔隙比0.9710.985,液限 42.9,压缩系数 0.39-,压

27、缩模量3.525.48MPa,举荐承载力 100160kPa；依据工程地质勘察结果可知：全线软土地基各项指标比海相、湖相沉积软土好,含水量较低,特殊是部分路段夹有砂层有利于土层排水固结； 2由于古河道分布较多,造成在较短路段范畴内软层厚度纵横向分布不均,如 K28+305K8+490 段,在横断面上以45进行分布,且厚度差异较大见图 12；因此对沉降影响较大,在设计工作中已引起特殊留意,并赐予高度的重视；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3部分路段软土埋深较深,硬壳层较厚,在设计中尽量考虑到充分利用硬壳 层作用,削

28、减对硬壳层的破坏；图 1 由于土的性质沿土层深度和路线长度的变化很大,运算参数的获得依靠于原 位的地质钻探法,它与钻孔的数量、钻孔的质量和钻孔的代表性、土工试验技术 和成果的分析整理等因素亲密相关,以及由于软基设计本身理论与实际情形的差 异,因此沉降量的运算值与实测值之间往往存在着肯定的差距,在设计说明中提名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 出加强施工和预压期的沉降观测,以对运算结果准时修正,建议用观测数据通过运算分析来判定最终沉降量和打算路面修筑的时间；本标段软土地基土工试验情形见表 1；不良地质地段表 表 1物理

29、力学指标序起讫里程长不 良 地 质所层天孔液塑塑性液性压缩系压缩然属度含湿密度隙模量桩号情 况 说 明类位号限限指数指数数 a1-2MPam 水Pt/m3 比Es型% % IP IL量 W e MPa % 淤 泥 质 亚 粘 土 , 混 粉1 K15+200K16+050850砂 , 灰 色 ,软2-1 42.31.771.18 38.0 21.4 16.6 1.26软 流 塑 状土态 , 埋 深1 2m , 层 厚 1.54m 淤 泥 质 亚 粘 土 , 混 粉 砂 , 砂 性2 K16+200K16+600400重 , 流 塑 状软2-态 , 埋 深土16 12m,层厚 68m,静 探 锥

30、 尖 阻 力 770MPa 淤 泥 质 粘 土 , 灰 色 ,3 K24+170K24+300130饱 和 , 流 塑软2-1 51.31.721.41 47.8 24.2 23.6 1.151.441.67状 态 , 高 压土缩 性 , 埋 深11.4m,层厚 1.5m 淤 泥 质 亚 粘名师归纳总结 4 K25+000K26+5001500土 , 灰 色 ,软2-1 49.81.731.37 49.4 24.7 24.7 1.02 0.832.86饱 和 , 软土塑 流 塑 状第 10 页,共 31 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 态 , 高

31、压 缩 性 , 层 厚 512m淤 泥 质 亚 粘 土 , 灰 色 ,5 K28+900K29+065165 饱 和 , 软软2-1塑 流 塑 状土态 , 层 厚 08m2.1.2 软土地基处理目的和设计标准软土地基处理目的主要是保证路堤在施工及使用期间不会发生局部和整体剪切破坏,满意强度及稳固性要求,并且在使用期间内不发生较大的沉降和不均匀沉降,保证路面结构完整和车辆行驶平稳、安全、舒服；工后沉降标准：实行一般路段路面竣工后15 年之内路基底中心处的剩余沉降量不大于 30cm；对大桥、中桥、小桥桥头 57 倍桥台高度范畴内的引道路基,在路面竣工后 15 年内路基底面中心处剩余沉降量不大于 1

32、0cm,而掌握上路面的时间设计中采纳沉降速率法,即在路堤修筑以后观测沉降变化过程,当沉降速率小于某一数值,沉降加速度小于零,并依据沉降曲线推断今后可能发生的沉降量小于工后沉降标准后,再施工路面；考虑到路面荷载对沉降影响较大,同时建议对软土地段采纳等载预压措施；稳固设计标准：稳固验算和稳固系数在施工期内,应用圆弧滑动法运算一般路基稳固系数应大于 1.10；在营运期内,应用固结有效应力运算一般路段路基稳固系数应大于 力的作用时,其稳固系数应大于 1.10；1.25；桥头填土路基考虑地震水平本标段软土地基处理设计是在大量的调查讨论、室内试验及理论运算的基础 上进行的,应用了软土地基有关最新理论,吸取

33、了国内各高等级大路软土地基处 理的胜利体会,应用了有关沉降和稳固验算的电算程序进行运算和验算；2.1.3 设计原就及方案选用分析 2.2 设计原就软基设计是依照国内外胜利体会,分别采纳等载超载 预压、粉喷桩、土工织物和砂垫层、塑料排水板等方法进行软基处理；对于软土指标差、须作稳固处理 的路段,并考虑工后沉降和施工期要求,采纳粉喷桩进行软基加固；对于软土指 标差、但其稳固已基本满意要求,其工后沉降也基本满意要求的路段采纳土工织 物或砂垫层进行等载 超载 预压处理；对于工期容许、其沉降能掌握的路段,可采 用塑料排水板法处理；为使本标段处于软基路段的构造物与本设计相适应,对其名师归纳总结 - - -

34、 - - - -第 11 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 基底处理和沉降缝亦作了相应的考虑；2.3 方案选用分析 2.3.1 等载预压法 利用路堤堆载预压是最经济的处理方案,它的加固成效实在,排除工后沉降 作用明显,当工后沉降仍不能满意要求时仍可采纳等载或超载预压的方法；南京 机场高速大路地基的软土性质并不很差,并普遍存在粉砂夹层,或下卧砂层,因 此土的原位固结系数一般要比室内试验结果大；因此,只要有肯定的预压期,可 不用或少用其它排水固结措施,从而节约大量的工程处治费用,其不足之处在于 其处理的软土地基沉降量不宜太大,而且需要有足够预压期才能保证；2.3.2

35、 土工织物、砂垫层法 是在路基底铺筑砂垫层、土工织物；这是软基处理中常用的浅层处治方案,其目的在于防止由于局部承载力丢失而造成的路基填土与脆弱地基相互混杂,补 偿土中抗剪强度的不足,防止由此可能导致的园弧滑动破坏,并可有效地加快工 期,降低成本,削减路堤间不均匀沉降；砂垫层主要起加快排水固结作用；有讨论资料说明,因固结作用排出的水量 是极其有限的；1cm,每 在没有水源补给的情形下,大致和固结沉降量相适应,如每天下沉面积排出的水量仅10L/d,只需要具有肯定透水性的材料,就完全能够承担起排水作用；土层的透水性是相对而言的,依据固结运算,相邻土层的渗透系数 如相差 50 倍以上,渗透系数大的土层

36、可按完全透水边界处理,在设计中充分考虑 到这一点使软基处理方法更经济合理；2.3.3 粉喷桩是利用特地设备,借助压缩空气,将粉体加固材料如水泥 喷射,并在加固的深层软土地基中强制原位搅拌压缩,并吸取四周水份,产生一系列物理化学反 应,形成具有肯定强度的水泥土桩体,并与桩间土共同作用组成复合地基；经过处理后的土体可比自然地基容许承载力提高1.5 倍,并且土体压缩性明显削减,抗侧向变形才能有所提高,形成强度快,施工便利；对于处于桥头部位的 软土,经粉喷桩加固处理,可明显防止软土对桥台桩基的侧向挤压作用,而且水 泥土的固化时间较短,有利于加快施工周期,沉降的时间较为有利；其不足是用 粉喷桩处理软土层

37、时,如桩末穿透软土层会造成未处理部分软土层的沉降量增 加,沉降速度变慢；因此,用粉喷桩处理软基时应将整个软土层穿透；同时由于受到机械设备的影响,粉喷桩处治的软土最大深度不能超过 15m,而且处治的费用比其他处治方法高；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3.4 塑料排水板 是人为地在软土层内造成渗水通道,在路堤填土自重荷载预压下加快排水固 结,而塑料排水板虽具有短时间内加快地基排水固结,提高软基强度和承载力的 优点,但从近来对塑料排水板的讨论和实际应用说明,塑料排水板也有不利的一 面,如破坏壳层,大大增加了到下

38、卧软土层间的附加应力,增大了软土层的沉降 量；土体扰动使原状结构破坏,产生附加沉降；加快次固结沉降的发生,使沉降 时间延长等；因相邻的南京机场未作处理,为保持沉降发生的一样性,故在 K28+600K29+097 段设计采纳塑料排水板进行软基处理；本标段施工方案如图3 所示,各路段软土地基处理情形见表2；图 3 软土地基处理一览表 表 2 名师归纳总结 序号起讫桩号设计处理措施备注第 13 页,共 31 页1K15+090K15+350粉喷桩硬壳层较厚2K15+380K16+100 粉喷桩3K16+400K16+450 铺土工布,按正常路段施工4铺土工布,按正常路段施工硬壳层较薄K17+400K

39、17+650 5K20+730K21+200 粉喷桩处理桥头,一般路段用砂- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 垫层加土工布等载预压6K21+260K21+500 铺土工布预压与新机场相接7双层土工布,上填50cm 嵌锁型K26+056K26+760 碎石,超载预压8K27+120K27+480 粉喷桩9K28+600K29+097 塑料排水板等载预压2.4 结论 采纳以上处理方案在理论上可保证路堤的沉降在设计许可范畴内,但理论 运算与实际结果由于种种客观缘由可能存在较大差异,填筑在软基上的路堤设置 沉降观测点进行长期观测,依据沉降过程线来推算工后沉降量,

40、验证了理论设计 运算沉降的精确性；可填筑路堤,填土速度可不受正常施工时间限制,但应留意加强沉降观 测；3粉喷桩处理后的桥头,灌注桩可提前施工,然后填土预压；预压后,即可 开挖以进行桥台施工；4等载或超载预压路段,路堤施工至路槽标高后即按 80%的压实度进行等代 换算预压土,到达预压标高后做成双向坡排水,卸载后路槽按设计要求填筑进行 路面施工；5南京机场高速大路软土路段采纳以上处治措施以后,实际施工后证明各种处治方法是合理可行的,达到了设计初期估计的成效,经 情形调查,本标段沉降已基本稳固 详见表 3；1996 年 10 月软基沉降名师归纳总结 起讫桩号软基沉降情形调查表表 3第 14 页,共

41、31 页处理方式沉降情况K17+400K17+650原地面掺 5%灰处理后,用5%稳固,累计沉降26mm,平灰土调拱铺土工布,上40cm均月沉降 2mm5%灰土再素土施工素土三角垫层20cm 砂层,上稳 定 , 累 计 沉 降216 、K20+780K20+951125、 356mm,平均月沉降 29、40、 13mm,近几月沉 降 1.2、2mm铺土工布,上80cm5%灰土再按正常路基施工- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - K20+951K20+981粉喷桩上做 然后正常路基施工 80cm5%灰土,稳固,累计沉降93、110、82mm,近几月沉降 2mm1.粉喷桩质量掌握标准 结合芜宣路的地质特点,第一制定粉喷桩质量掌握的标准,它们是施工掌握的关键,也是最终要检测的主要指标；表 1 粉喷桩质量掌握标准序号检查工程单位规定值或答应偏差1 桩距mm 100 2 桩径mm 不小于设计3 钻杆倾斜度% 1 4 每 M 桩长水泥用量m 不小于设计5 kg 2.5 6 桩体无侧限抗压强度Map 0m5m1.0 5m10m0