第五章特殊地区路基处理.docx
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第五章特殊地区路基处理
第五章特殊地区路基处理
第一节一般规定
第二节软土地基处理
一、挖除换填抛石挤淤
二、砂垫层或砂砾垫层
三、灰土垫层
四、袋装砂井
五、塑料排水板
六、粉喷桩
七、碎石桩(振冲法)附录沉管法施工的碎石法
八、CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩
九、铺设土工合成材料
十、预压期和沉降检测
第三节滑坡地段路基处理
一、滑坡的防治措施
二、滑坡支档工程施工
第四节岩溶地区路基施工
一、岩溶的处治
二、影响路基稳定的其它坑洞的处理
第五节膨胀土地区路基施工
一、膨胀土的改性处理
二、试验路段施工
三、路堤基底处理
四、路堤填筑与压实的特殊要求
五、路堤边坡与排水
第六节黄土地区路基施工
一、路基基底处理的一般要求
二、强夯法处理黄土路基
三、石灰桩挤密加固黄土地基
四、黄土路堤施工
五、黄土路堑施工
六、黄土陷穴的治理
第七节盐渍土地区路基施工
一、路堤填料与压实
二、基底处理
三、排水与施工期
四、盐渍土路基的主要病害与防止措施
第八节冻土地区路基施工
一、多年冻土地区路堤施工
二、零填、低填与路堑施工
三、其它不良地质地段施工
四、季节性冻融翻浆地区路基施工
五、涎流冰地段的路基施工
第五章特殊地区路基处理
第一节一般规定
一、在特殊地区路基施工时,应严格执行《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)和《公路路基施工技术规范》(JTJ033-95)第9章的有关规定。
二、在特殊路基处理之前28天,应按图纸或监理工程师要求编制施工方案报监理工程师审批。
该方案包括一切材料的说明、样品、试验报告和机械设备情况及施工工艺、技术措施等内容。
三、不同类型的地基处理开始前应先铺筑长不小于100m(全幅路基宽)的试验段,或完成符合规范、图纸要求且经监理工程师同意的其它试验(如成桩试验、试夯等)。
试验段和其它试验的试验结果经监理工程师批准,方可进行规模施工。
四、在施工过程中,如果发现实际地质情况与图纸不符而需要改变设计,应报监理工程师审批。
五、在施工前,应将拟用的土工织物、塑料排水板及砂袋编织布样品及水泥、石灰粉煤灰等样品附以出厂说明、取样日期、标明组号和批号,送交实验室进行试验,并将试验结果报监理工程师批准后方可采用。
第二节软土地基处理
一、挖除换填及抛石挤淤
(一)、施工要点
1、按图纸或监理工程师的要求,将原路基一定深度和范围内的淤泥挖除,换填符合规定要求的材料。
换填时,应分层铺筑、逐层压实,使之达到规定的压实度。
2、挖除作业中,应做好防渗水、防雨水工作,应设置必要的排水沟、汇水井,及时将渗水、雨水抽排到基底之外。
3、抛石挤淤应按图纸或监理工程师的要求进行,顶淤泥底坡平坦时,从路堤中部呈等腰三角形向前抛填,渐次向两侧对称地抛填至全宽,将淤泥从两侧挤出。
当淤泥底横坡陡于1:
10时,应自高侧向低侧抛投,并在低侧边部多抛填,使低侧边部约有2m的平台顶面。
4、抛填层顶部一般要略高于淤泥层(或常水位),其基脚宽度要大于路堤设计坡脚宽度,片石抛出水面后,应用较小石块填塞垫平、碾压密实,顶部设置不透水层或隔离层。
5、抛投片石应使用不易风化的石料,粒径一般不宜小于0.3m,料源困难时,允许含有20%以下的较小片石。
6、主要施工机械有:
挖掘机、推土机、自卸汽车、12~15T三轮压路机(碎石土)或12~18T振动压路机等。
对于低路堤及高等级公路不宜采用。
(二)、施工工艺
1、挖除换填施工工艺
图5-2-1挖除换填工艺框图
2、抛石挤淤施工工艺
图5-2-2抛石挤淤工艺框图
(三)质量控制
1、挖除换填施工时,其基底土的强度(承载比CBR值)和压实度应符合规范要求。
当基底面不能疏干,含水量过大无法压实时,可在湿土中掺石灰或粉煤灰以吸收多余水分以便碾压密实。
软土、沼泽地区下层路堤应采用渗水材料填筑。
2、分层的松铺厚度及压实度应符合规范要求(详见第一章有关条款)。
二、砂垫层或砂砾垫层
(一)施工要点
1、按图纸或监理工程师的要求,在清理的基底上铺筑符合要求的砂或砂砾垫层,分层松铺厚度不得超过200mm,并逐层压实至规定的压实度。
压实的方法应根据地基情况而选择振动法(平振、插振、夯实)、水撼法、碾压法等。
若采用碾压法施工时,应控制最佳含水量。
2、填筑砂砾垫层的基面和层面铺有土工布时,在砂砾垫层上下各厚100mm的层次中不得使用轧制的粒料。
以免含有裂口的碎砾石损伤土工布。
砂砾层顶铺土工布时,土工布应覆盖整个砂垫层,并由砂垫层坡底伸进护坡道填土中。
3、在铺筑过程中应严防砂或砂砾受尘土或杂质污染,如发现严重污染,应换料重填。
(二)施工工艺
图5-2-3砂(砂砾)垫层工艺框图
(三)质量控制
1、砂或砂砾的规格和质量必须符合设计和规范要求。
应具有良好的透水性,不含有机质,粘土块和其它有害物质。
砂砾的最大粒径不得大于53mm,含泥量不得大于5%。
砂砾垫层应宽出路基边脚0.5~1.0m,且无明显的粗细料分离现象。
两侧端以片石护砌,以免砂料流失。
砂垫层厚度及其上铺设的反滤层应符合设计要求。
2、砂垫层施工质量检查项目见表5-2-1。
砂垫层检查项目表5-2-1
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
砂垫层厚度
不少于设计
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
三、灰土垫层
(一)施工要点
1、施工时应将灰土拌合均匀,控制含水量,如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿,以达到灰土最佳含水量。
2、掌握分层松铺厚度,按采用的压实机具现场试验来确定,一般情况下松铺厚度应不大于300mm,分层压实厚度应不大于200mm。
3、压实后的灰土应采取排水措施,3天内不得受水浸泡。
灰土垫层铺筑完毕后,要防止日晒雨淋,应及时铺筑上层。
(二)施工工艺
图5-2-4灰土垫层工艺框图
(三)质量控制
1、石灰土垫层施工前必须对下卧地基进行检验(钎探或触探),如发现局部软弱土坑,应挖除,用素土或石灰土填平夯实。
2、灰土垫层的厚度应符合图纸要求,其压实度等检查项目、检查方法和频率见表。
四、袋装砂井
(一)施工要点
1、袋装砂井的平面位置、长度、灌砂量应符合图纸要求并如实作出施工记录,报监理工程师审批,未获批准,不得进行下一道工序施工。
2、袋装砂井深度不应小于设计深度,顶部应伸入砂砾垫层至少300mm,使其与砂砾垫层贯通,保证排水畅通。
3、袋装砂井套管插入地基时应严格控制垂直度和桩位,沉入深度应能保证砂袋放至井底标高并不得扭曲砂袋。
拔套管时要防止带出和损坏砂袋。
4、主要施工机械为走行式D1-6型柴油打桩机或专用的EHZ-8型袋装砂井打设机,可参照表5-2-3选用。
(二)施工工艺
图5-2-5袋装砂井工艺框图
(三)质量控制
1、袋装砂井、塑料排水板下沉时,不得出现扭结、断裂等现象,砂井底部及板底标高必须符合图纸要求,其顶端必须按规定伸入碎石或砂砾垫层。
2、袋装砂井所用砂,应采用渗水率较高的中、粗砂,大于0.5mm/S;砂袋应用聚丙烯、聚乙烯、聚酯等编制布制作;并应具有足够的抗拉强度,能承受袋内砂自重及弯曲所产生的拉力,要有一定的抗老化性能的耐环境水腐蚀性能,其渗透系数应不小于所用砂的渗透系数。
3、施工质量检查项目见表5-2-2
袋装砂井和塑料排水板检查项目表5-2-2
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
井(板)距(mm)
±150
抽查2%
2
井(板)长(m)
不小于设计
查施工记录
3
竖直度(%)
<1.5
查施工记录
4
砂井直径(mm)
+10,-0
挖验2%
5
灌砂量
5%
查施工记录
五、塑料排水板
(一)施工要点
1、塑料排水板的质量应符合图纸和规范的要求,施工之前应将塑料排水板堆放在现场,并加以覆盖,以防暴露在空气中老化。
施工时应严格按设计图示的位置、深度和间距设置。
塑料排水板留出孔口长度应保证伸入砂垫层不小于500mm(多余部分切断),使其与砂垫层贯通;并将其保护好,以防机械、车辆进出时受损,影响排水效果。
2、塑料排水板在插入地基的过程中应保证不扭曲,滤水膜无破损,防止淤泥进入堵塞输水孔,影响塑料板的排水效果。
3、塑料板与桩尖连接要牢固,避免提管时脱开,将塑料板拔出。
桩尖平端与导管靴配合要适当,避免错缝,防止淤泥在打设过程中进入导管,增加对塑料板的阻力,甚至将塑料板拔出。
4、塑料板需接长时,为减小板与导管阻力,宜采用滤水膜内平搭接的方法连接,为保证输水畅通并有足够的搭接强度,搭接长度不得小于200mm。
5、主要施工机械为插板桩机,也可与袋装砂井打桩机械共用,只是将园形导管改为矩形导管。
也可用下端为扁口的圆形导管。
国内常用的打设机械,其振动打设工艺、锤击振力大小可根据每次打设根数、导管截面大小、入土长度和地基均匀程度确定。
一般对均匀的软土地基振动锤击力参照表5-2-3选用。
振动锤击力参考值表表5-2-3
入土长度
(m)
导管直径
(mm)
振动锤力振力(KN)
单管
双管
<10
130~146
40
80
10~20
130~146
80
120~160
>20
120
160~220
(二)施工工艺
移位、完成全部
图5-2-6塑料排水板工艺框图
(三)质量控制
1、塑料排水板应具有很好的耐腐蚀性和足够的柔性,并符合《塑料排水板施工规程》(JTJ/T256-96)的规定。
2、施工质量检查项目见表5-2-2
六、粉喷桩
(一)施工要点
1、粉喷桩施工前应进行成桩试验,确定喷头转速,提升速度、水泥用量等技术参数,使其满足图纸要求。
2、为保证粉喷桩体的垂直度,要求钻杆的垂直度偏位不得大于1.5%,桩孔位置偏差不得大于50mm。
3、粉喷桩机必须配置粉料计量装置,并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。
施工中严格控制喷粉时间、停粉时间和水泥喷入量,确保粉喷桩长度。
4、施工中,发现喷粉量不足时,应整桩复打,因故中断喷粉时,复打重叠孔段长度应大于1m。
5、主要施工机械包括:
粉喷桩机及配套贮灰罐、喷粉系统、空气压缩机、75KW以上发电机等。
粉喷桩机由液压步履式底架和导向加减压机构、钻机传动系统、钻具液压系统、喷粉系统、电气系统等组成。
主要机械设备规格及技术要求见表5-2-4。
粉喷桩施工主要机具设备规格与技术要求表5-2-4
名称
数量
规格与技术性能
用途
粉喷桩机
1台
上海探矿机械厂生产的GDF-5型、GDF-7型和武汉工程机械厂生产的PH-5A型,加固深度≤15m,成孔直径按设计要求。
钻机、喷粉、喷粉搅拌
贮灰罐
1个
容量1.3m3,设计压力0.6N/mm2,旋转供料器电子计量系统
贮存粉料、加压输送
空气压缩机
1台
XK0.6~0.10型,工作压力1.0N/mm2,排量1.6m3/min,电机功率13KW
输送、喷粉供气
(二)施工工艺
图5-2-7粉喷桩工艺框图
(三)质量控制
1、桩身上部1/2~1/3桩长且不小于5m的范围内必须进行二次搅拌,以提高桩身上部的强度,使其符合应力传递规律。
2、实际的孔位、孔深,每个钻孔的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及工程地质情况均应作详细记录。
3、粉喷桩施工质量检查项目见表5-2-5。
粉喷桩施工质量检查项目表5-2-5
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法(每幅车道)
1
桩距(mm)
±100
抽查2%
2
桩径(mm)
不小于设计
抽查2%
3
桩长(m)
不小于设计
查施工记录
4
竖直度(%)
1.5
查施工记录
5
单桩喷粉量
符合设计
查施工记录
6
*强度(MPa)
不小于设计
抽查5%
☆:
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试验。
七、碎石桩(振冲法)
(一)施工要点
1、工程桩开始前应在监理工程师批准的地点设置5根试验桩。
试验桩施工过程中,应认真仔细地记录桩的贯入时间和深度、冲水量和水压、压入的碎石量和电流的变化等,以确定桩体在密实状态下的各项指标,以此作为设置碎石桩的控制指标。
2、试验桩设置完毕后,对其中三根桩进行标准贯入试验,对另二根进行荷载试验,以检验施工设备和方法是否符合规范及监理工程师的要求。
若一次试验不成功,则应改装或更换设备、改变施工方法,进行两次或多次试桩的设置,直到5根桩全部符合要求。
3、成孔过程中,可适当加大水压和水量(其水压值:
一般软土0.4~0.5Mpa,硬土0.6~0.7Mpa),制桩振密时,则减少水压(一般软土为0.1Mpa左右),维持水管有水流出,以避免孔内泥水回进水管而被堵塞。
4、施工中要保持电压稳定,不断电。
为了保护电机,不允许在超过额定电流的情况下工作。
因此在较硬层中振冲下沉时,应减慢下沉速度,适当进行扩孔,即把振冲器上下往复多次。
而在较软地基中施工时,则要用“先护壁、后制桩“的方法,即逐层造孔、逐层投料固壁。
5、施工顺序一般可采用由中部向双侧或由一侧向另一侧进行,以保证后施工桩的挤密效果。
当地基强度较低时,为减少对地基的扰动影响,也可采用间隔跳打的方法施工。
6、认真填写施工记录。
地表以下1m范围内的桩体需另作处理。
7、主要施工机械为振冲器、水压0.4~0.7Mpa流量20~30m3/h水泵,10-15T配合吊机作业。
江苏江阴振冲器厂的定型产品的各项技术参数见表5-2-6,可根据地质条件和设计要求选用。
振冲器系列参数表5-2-6
类别型号
ZCQ3
ZCQ30
ZCQ55
潜水电机
功率
KW
13
30
55
转速
min
1450
1450
1450
额定电流
A
25.5
60
100
振动机体
振动频率(转速)
次/min
1450
1450
1450
不平衡部分重量
kg
29
66
200
偏心距
cm
5.2
5.7
8.2
动力矩
N.cm
1490
3850
8150
振动力
N
35000
90000
200000
振幅(自由振动时)
mm
4.2
4.2
5.0
加速度
g
4.5
9.9
11
振动体直径
mm
φ274
Φ351
Φ450
长度
mm
2000
2150
2500
总重量
kg
780
940
1600
g为重力加速度
(二)施工工艺
单项工程施工方案报批
原地面清理
测量放桩位机具设备准备进场
吊机配合振冲器对位试桩并确定各项技术指标
启动吊机、振冲器下沉
至设计标高以上30-50cm
自孔底至孔顶振冲器往复2-3次清孔
碎石等进场
留置孔底1-2min至泥浆变稀
逐次填料、振实石料检验
每次投料0.15-0.5m3控制
下一根至全部完成密实电流和留振时间
成桩
挖除表层、桩头处理
砂或砂砾垫层施工
图5-2-8碎石桩工艺框图
(三)质量控制
1.常用的填料是碎石,粒径不宜大于50mm,也可采用卵石,矿渣等其他硬粒料。
各类填料的含泥量均不得大于5%。
碎石应具有足够的物质和耐磨耗性,不得使用已风化的石块。
2孔内填料每次堆积高度一般不超过1m,防止因一次加料过猛出现“卡壳”现象,导至发生“断桩”和“颈缩桩”。
3碎石桩施工质量检查项目见表5-2-7。
碎石桩检查项目表5-2-7
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
桩距(mm)
±150
抽查2%
2
桩径(mm)
不小于设计
抽查2%
3
桩长(m)
不小于设计
查施工纪录
4
灌砂石量mЗ
不小于设计
查施工纪录
5
竖直度(%)
1.5
查施工纪录
附录沉管法施工的碎石桩
沉管法施工的碎石桩,属于干法施工,目前常用的有振动成桩法和冲击成桩法。
(一)振动成桩法
振动成桩法的施工机械为包括振动机,料斗,振动套管组成的振动打桩机。
为了使碎石有效地排出或者套管易于打入,还装有高压空气的喷射装置,其配合机械有:
吊机、装砂(碎石)机、空压机和施工管理仪器等。
振动挤密碎石桩的成桩工艺就是在振动机的振动作用下,把带有活动底盖(或砂塞)的套管打入规定的设计深度。
套管入土后,挤密了套管周围土体,然后投入碎石,再排于土中,经套管振动密实并多次循环后就成为碎石桩。
其施工顺序为:
移动桩架完成套管定位——开动振动机把套管打入土中,如遇坚硬难打土层,可辅以喷气施打——套管打至预定深度后由上部送料斗投入套管一定量的碎石——将套管拔到规定高度,用高压空气将套管内碎石排出——将套管打入规定深度并加以振动,使排出的碎石振密实——重复投料、拔管、排料、打入、振实,直至地面,完成本桩施工。
(二)冲击成桩法(夯扩桩法)
主要施工机械有柴油打桩机、履带吊机、底端开口的外管(套管)和底端闭口的内管(芯管)以及装砂(碎石)料斗等。
成桩工艺:
桩管垂直就位——锤击内管和外管,下沉至规定深度——拔起内管,向外管内投入碎石——放下内管到外管内的碎石面上,拔起外管到与内管底面齐平——锤击内管和外管将碎石压实——拔起内管,向外管内投入碎石——重复放下内管、拔起外管、锤击压实各工序,直至桩管拔出地面。
(三)常用成孔机械性能见表5-2-8
分类
型号
名称
技术性能
适用桩孔直径(cm)
适用桩孔深度(cm)
备注
锤重(T)
落距(cm)
柴油打桩机
D1-6
0.6
187
30-35
5-6.5
安装在拖拉机或履带吊机行走
D1-12
1.2
170
35-45
6-7
D1-18
1.8
210
45-57
6-8
D1-25
2.5
250
50-60
7-9
电动落锤打桩机
0.75-1.5
100-200
30-45
6-7
振动打桩机
7-8T
激振力
70-80KN
30-35
5-6
安装在拖拉机或履带吊机行走
10-1.5T
激振力
100-150KN
35-40
6-7
15-20
激振力
150-200KN
40-50
7-9
冲击成孔机
YKC-30
卷筒提升力(KN)
冲击力(KN)
50-60
>10
轮胎式行走
30
25
YKC-20
15
10
40-50
>10
常用成孔机械性能见表表5-2-8
八.CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)
CFG桩是在碎石桩的基础上发展起来的复合地基刚性一半刚性桩,它是由碎石,石屑,粉煤灰掺适量水泥加水拌合,用振动沉管打桩机或其他成桩机械制成具有一定粘结强度的桩体。
桩体的主要材料分为碎石;石屑为中等粒径骨料,可以改善级配;粉煤灰具有细骨料和低标号水泥作用,同时具有活性效应,形态效应及微集料效应、桩体强度一般在C5-C12之间。
(一)施工要点
1.按照图纸和监理工程师要求完成有关试验和检验工作,包括混合料配
合比及试块强度试验;试验桩的成孔试验(一般不少于2孔),以复核地质资料以及设备,工艺是否适宜,核定选用的技术参数等。
2.施工顺序主要考虑新打桩对已成桩的不利影响,它与地基土的性质、
桩距有关,在保证与已成邻桩间隔不小于7天的前提下,在桩距较大的软土中,可采用间隔跳打;在饱和的松散粉土中,若桩距较小,则可采用从中部向两侧顺序施打。
3.混合料加水拌和时间不得少于1min,如粉煤灰用量较多,搅拌时间还
要适当加长。
用水量按坍落度3-5cm控制,成桩后的浮浆厚度以不超过20cm为宜,
4.为使桩体强度均匀,要注意拔管速度不得过快过慢(一般
1.2-1.5m/min),留振时间合理。
常规作法是:
提升一段距离,停下留振一段时间,非留振时间拔管过快,易导致缩颈断桩;拔管太慢或留振时间过长,将使泥浆上浮,下部桩体水泥含量减少,而且混合料也容易产生离析,造成桩体强度不均匀。
5.桩尖有预制混凝土桩尖和活瓣式桩靴两种。
当采用混凝土桩尖时,应
将其埋到地下30cm左右,以免移位。
若采用活瓣式桩靴时,要注意防止因活瓣打开幅度不够,致使混合料下落不畅而造成桩底部与土接触不密实或桩端一段桩径较小的缺陷。
当出现这种情况时利用套管反插法也是不可取的,因为反插容易使土与桩体材料混合,导致桩身掺土。
6.主要施工机械为振动沉管机,如浙江瑞安建筑机械厂生产的配DZ系
列锤头,DZKS系列中空锤,兰州建筑通用机械总厂生产的低噪音振动锤头系列。
其中DZ系列振动打桩锤的主要技术参数见表5-2-9。
DZ系列振动打桩锤主要技术参数表表5-2-9
项目
DZ11
DZ22
DZ30
DZ40
DZ45
DZ55
DZ60
电机功率(kw)
11
22
30
40
45
55
60
偏心锤转速(r/min)
1150
950
1050
900
1150
1150
900
900
1150
偏心力矩
(n,m)
50
140
150
250
180
196
310
300
230
激振力(KN)
74
140
185
230
260
290
280
276
345
空载振幅(mm)
5.0
8.0
7.5
10.4
7.5
9.0
9.5
9.5
7.2
允许加压力(KN)
60
80
80
120
120
120
120
重量(kg)
630
2550
2920
3380
3100
4800
4840
电源(KVA)
50
75
100
125
150
175
175
外形尺寸(mm)
720×300×1530
1015×1302×1760
1053×1357×1841
1091×1450×1975
1500×1120×1960
1240×1580×1975
1240×1580×2140
(二)施工工艺
单项工程施工方案报批
原地面清理
打桩设备进场
测量放桩位或埋设预制桩头
桩机就位、沉管竖直度调整成孔试验
振动沉管至设计标高材料准备、检验
投混合料(补料)每桩预留试件配合比试验
留振、拔管补料
桩头封土
移位、至全部完成
桩头处理及上层施工
图5-2-9CFG桩工艺框图
(三)质量控制
1.由于混合料浮浆影响,桩顶部分可能强度较低,桩径较小,故在桩顶部设置0.5-1.0m的“保护桩长”。
待基槽开挖时,此部分桩长可用人工凿除。
2、CFG桩所用材料应符合图纸和规范要求。
粉煤灰中,SiO2、AL2O3和Fe2O3的总含量应大于70%,粉煤灰的烧矢量不应超过20%,粉煤灰比面积宜大于2500cm2/g。
3、施工质量检查项目主要有:
桩径,桩长不小于设计值,桩距偏差≤100mm,竖直
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- 关 键 词:
- 第五 特殊 地区 路基 处理