讲义 特殊路基施工技术全.docx
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1、讲义特殊路基施工技术1B411018特殊路基施工技术复习重点:适用、工序、设备、技术要求一、软土地区路基施工(一)软土地基的工程特性软土是指天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的细粒,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。可以天然孔隙比和天然含水率两项指标为基础,采用综合分析的方法进行鉴别。(二)软土地基处理施工技术1 .垫层和浅层处理垫层和浅层处理适用于表层软土厚度小于3m的浅层软弱地基处理。垫层类型按材料可分为碎石垫层、砂砾垫层、石屑垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层以及灰土垫层等。浅层处理可采用换填垫层、抛石挤淤、稳定剂处理等方法,处理深度不宜大于3mo1)材料要求Q)砂砾垫层宜采用
2、级配良好、质地坚硬的中、粗砂或砂砾。砂的颗粒不均匀系数不宜小于10,不得含有草根、垃圾等杂物,含泥量应不大于5%o(2)石屑垫层所用石屑中粒径小于2mm的部分不得超过总重的40%,含泥量应不大于5%o(3)矿渣垫层宜采用粒径2060mm的分级矿渣,不得混入植物、生活垃圾和有机质等杂物。(4)粉煤灰垫层可采用电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰,最大粒径不宜大于2mm,小于0.075mm颗粒含量宜大于45%,烧失量宜小于12%o(6)抛石挤淤宜采用粒径较大的未风化石料,其中0.3m粒径以下的石料含量不宜大于20%o2)碎石、砂砾、石屑、矿渣垫层施工规定Q)垫层宜采用机械碾压施工碾压工艺和分层摊铺厚度应根据
3、现场试验确定。压实遍数不宜少于4遍。(4)严禁扰动垫层下卧软土层,防止下卧层受践踏、冰冻、浸泡或暴晒过久。垫层应水平铺筑,当地面有起伏坡度时应开挖台阶,台阶宽度宜为0.51.0mo3)粉煤灰垫层施工规定(2)严禁在浸水状态下施工。(4)粉煤灰垫层验收合格后,覆盖前严禁车辆在其上通行,并应及时填筑路堤或封层。4)灰土垫层施工规定Q)施工前应先施作排水设施,施工期间严禁积水。当遇到局部软弱地基或孔穴时,应挖除后用灰土分层填实。(2)灰土应拌合均匀,严格控制含水率,拌好的灰土宜当日铺填压实;当土料中水分过多或不足时,应晾干或洒水润湿。(3)分段施工时,上下两层的施工缝应错开不小于0.5m,接缝处应夯
4、压密实。(4)灰土垫层应分层铺填碾压,虚铺厚度不宜大于0.3m。(5)灰土垫层压实后3d内不得受水浸泡。(6)灰土垫层验收合格后应及时填筑路堤或作临时遮盖昉止日晒雨淋。刚填筑完毕或未经压实而遭受雨淋浸泡时,应视其影响程度进行处理,必要时应掺灰拌合重新铺筑。5)抛石挤淤施工规定Q)当下卧地层平坦时,应沿道路中线向前呈三角形抛填,再渐次向两旁展开,将淤泥挤向两侧。(2)当下卧地层具有明显横向坡度时应从下卧层高的T则向低的一侧扩展,并在低侧边部多抛投不少于2m宽,形成平台顶面。(3)在抛石高出水面后.应采用重型机具碾压紧密,然后在其上设反滤层,再填土压实。2 ,竖向排水体袋装砂井塑料排水板竖向排水体
5、适用于深度大于3m的软土地基处理。用于对淤泥质土和淤泥地基进行处理时,宜与加载预压或真空预压方案联合使用。采用竖向排水体处理软土地基时,应保证有足够的预压期。竖向排水体可采用袋装砂井和塑料排水板。竖向排水体可按正方形或等边三角形布置。袋装砂井和塑料排水板可采用沉管式打桩机施工,塑料排水板也可用插板机施工。袋装砂井宜采用圆形套管,套管内径直略大于砂井直径;塑料排水板宜采用矩形套管,也可采用圆形套管。宜配置能够检测排水体施工深度的设备。1)材料要求Q)袋装砂井宜选用聚丙烯或其他适宜编织料制成的砂袋砂袋强度应能承受砂袋自重,装砂后砂袋的渗透系数应不小于砂的渗透系数。(2)砂料宜采用渗透率高的风干中粗
6、砂,大于0.5mm砂的含量不宜少于总质量的50%,含泥量应不大于3%,渗透系数应不小于510-2cmso(3)塑料排水板可采用口琴式、城墙式等断面。应根据打设深度及排水需求选择排水板型号。塑料排水板应具有足够的抗拉强度和垂直排水能力。2)袋装砂井施工规定Q)砂宜以风干状态灌入砂袋,应灌制饱满、密实,实际灌砂量不应小于计算值。(2)聚丙烯编织袋不宜长时间暴晒,必须露天堆放时应有遮盖,以防砂袋老化。(3)砂袋入井应采用桩架吊起垂直放入。应防止砂袋扭结、缩颈和断裂。(4)套管起拔时应垂直起吊,防止带出或损坏砂袋;当发生砂袋带出或损坏时,应在原孔的边缘重新打入。(5)砂袋顶部埋入砂垫层的长度不应小于0
7、.3m应竖直埋入不得横置。袋装砂井施工工艺程序:整平原地面一摊铺下层砂垫层一机具定位一打入套管一沉入砂袋一拔出套管一机具移位T埋砂袋头一摊铺上层砂垫层。3)塑料排水板施工规定Q)塑料排水板不宜长时间暴晒,盘带露天堆放时应有遮盖,以防老化。(2)套管桩靴和套管应配合适当,结合紧密、无缝.以免淤泥进入后增大塑米怖与套管内壁的摩擦力,导致塑料板回带。可采用混凝土圆桩靴或金属倒梯形桩靴。混凝土圆桩靴适用于圆形导管,金属倒梯形桩靴适用于矩形导管。(3)塑料排水板与桩靴的连接宜采用穿过桩靴上的固定架之后将板体对折不小于Olm,连同桩靴一起塞入套管的方式。安好桩靴之后,应等套管下落至桩靴与地面接触之后方可松
8、手,确保桩靴与套管紧密结合。(4)塑料排水板不得搭接,预留长度应不小于0.5m,并及时弯折埋设于砂垫层中。塑料排水板施工工艺程序:整平原地面一摊铺下层砂垫层一机具就位一塑米电非水板穿靴一插入套管一拔出套管一割断塑料非水板一机具移位一摊铺上层砂垫层。3 .真空预压真空预压法适用于对软土性质很差、土源紧缺、工期紧的软土地基进行处理。真空预压的抽真空设备宜采用射流真空泵。真空泵空抽时必须达到95kPa以上的真空吸力。真空泵的数量应根据加固面积确定,每个加固场地至少应设两台真空泵。真空管路应由主管和滤管组成,滤水管应设在排水砂垫层中,其上应有0.10.2m厚的砂覆盖层。滤水管布置宜形成回路,水平向分布
9、的滤管可采用条状、梳齿状、羽毛状及目字状等形式。滤水管可采用带孔钢管或塑料管,外包尼龙纱、土工织物或棕皮等滤水材料。真空管路的连接应密封,管路中应设置止回阀和闸阀。密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺能力强的不透气材料,可采用聚氯乙烯薄膜。密封膜连接宜采用热合粘结缝平搭接,搭接宽度应大于15mm。密封膜的周边应埋入密封沟内。密封沟的宽度宜为060.8m,深度宜为1.2L5m0预压过程中,应进行膜下真空度、孔隙水压力、表面沉降、深层沉降及水平位移等预压参数的监测。膜下真空度每隔4h测一次,表面沉降每2d测一次。停泵卸荷后24h,应测量地表回弹值。真空预压施工应按排水系统施工、抽真空系统施工、
10、密封系统施工及抽气的步骤进行。当满足下列条件之一时,可停止抽气:Q)连续5昼夜实测沉降速率小于或等于0.5mmdo(2)满足工程对沉降、承载力的要求。(3)地基固结度达到设计要求的80%以上。采用真空一堆载联合预压时,应先按真空预压的要求抽真空,当真空压力达到设计要求并稳定后,再进行堆载,并继续抽气。堆载时应在膜上铺设土工布等保护材料。4 .粒料桩砂桩、碎石桩振冲法振动沉管法粒料桩可采用振冲置换法或振动沉管法成桩。振冲置换法适用于处理十字板抗剪强度不小于15kPa的软土地基;振动沉管法适用于处理十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。振冲置换法施工可采用振冲器、吊机或施工专用平车和水泵。每台
11、振冲器宜配一台水泵。振动沉管法施工宜采用振动打桩机和钢套管。应选用能顺利出料和有效挤压桩孔内粒料的桩尖形式,软黏土地基宜选用平底形桩尖。1)材料要求砂桩宜采用中、粗砂,粒径大于05mm颗粒含量宜占总质量的50%以上,含泥量应小于3%,渗透系数应大于510-2mm/s;也可使用砂砾混合料,含泥量应小于5%o碎石桩宜采用级配好、不易风化的碎石或砾石,最大粒径直不大于50mm,含泥量应小于5%2)粒料桩采用振冲置换法施工规定Q)强度较低的土层宜采用较低水压;在成孔过程中宜采用较大的水压和水量,当接近加固深度时应降低水压,避免扰动破坏桩底以下的土层;在振密过程中宜采用较小的水压和水量。(2)成孔过程中
12、振冲器的电流最大值不得超过额定电流值。当出现电流超过额定电流现象时,必须减慢振冲器的下沉速度,必要时应停止下沉向上提升,用高压水冲松土层,然后继续下沉。(3)当振冲器达到设计的加固深度后,宜停留Imin,然后将振冲器上提至孔口,提升速度宜为56mmin0重复振冲下沉、提升两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀后,方可开始填料制桩。(4)往孔内倒入一次料后,应将振冲器沉入孔内对填料进行振密,通过密实电流控制桩体密实度。在振密过程中,如密实电流尚未到达规定值,应提升振冲器加料,然后再沉入振冲器振密,直到该深度处的密实电流达到规定值为止。每次填料振密时都应记录填料的数量、留振时间和最终电流值,并均应达到设计
13、规定。3)粒料桩采用振动沉管法施工规定振动沉管法成桩可采用一次拔管成桩法、逐步拔管成桩法和重复压管成桩法三种工艺。主要用振冲器、吊机或施工专用平车和水泵,各砂、碎石、砂砾、废渣等粒料。按整平地面一振冲器就位对中一成孔一清孔一加料振密一关机停水一振冲器移位的施工工艺程序进行施工。(2)宜采用在套管上画出明显标尺的方法控制成桩深度。(3)施工长桩时,加料斗提升过程中宜由两人从两侧牵引料斗的缆绳,保证安全。(4)需要留振时,留振时间宜为1020so拔管速度宜控制在1.53.0mmino5 .加固土桩粉喷桩浆喷桩加固土桩适用于处理十字板抗剪强度不小于IOkPa,有机质含量不大于10%的软土地基。加固土
14、桩包括粉喷桩与浆喷桩。粉喷桩与浆喷桩的施工机械必须安装喷粉(浆)量自动记录装置,并应对该装置定期标定。施工前应进行成桩工艺和成桩强度试验。1)材料要求加固土桩的固化剂宜采用水泥或石灰,也可采用多种固化材料的混合物,固化剂掺量应根据试验确定。当选用水泥时直选用强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥。可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的外掺剂。用石灰做固化剂时,应采用磨细I级生石灰,石灰应无杂质,最大粒径应小于2mm。2)粉喷桩施工规定Q)施工钻进过程中应保持连续喷射压缩空气,保证喷灰口不被堵塞,钻杆内不进水。(2)提升钻杆、喷粉搅拌时,应使钻头反向边旋转、边喷粉、边
15、提升,提升速度宜为O5O.8mmin;当钻头提升至距离地面0.30.5m时,可停止喷粉。(3)应根据设计要求对桩身从地面开始1/31/2桩长且不小于5m的范围内或桩身全长进行复搅,使固化剂与地基土均匀拌合。(4)应随时记录喷粉压力、瞬时喷粉量和累计喷粉量、钻进速度、提升速度等有关参数的变化。当发现喷粉量不足时,应整桩复打,复打的喷粉量应不小于设计用量。当遇停电、机械故障等原因致使喷粉中断时,必须复打,复打重叠桩段长度应大于1m。当粉料储存容器中剩余粉量不足一根桩的用量加50kg时,应在补加后开钻施工下一根桩。出现沉桩时孑L洞深度在1.5m以内的,可用8%的水泥土回填夯实;孔洞深度超过L5m的,
16、可先将孔洞用素土回填,然后在原位补桩,补桩长度应超过孔洞深度0.5m。3)浆喷桩施工规定Q)浆液应严格按照成桩试验确定的配合比拌制制备好的浆液不得离析,不得长时间放置,超过2h的浆液应废弃。浆液倒入集料斗时应加筛过滤,避免浆内块状物损坏泵体。(2)提升钻杆、喷浆搅拌时,应使钻头反向边旋转、边喷浆、边提升,提升速度宜控制在0.50.8mmin0当钻头提升至距离地面Im时,宜用慢速提升;当喷浆口即将出地面时,应停止提升,搅拌数秒,保证桩头搅拌均匀。(3)应根据设计要求,对地面以下一定深度范围内的桩身进行复搅。复搅速度宜为0.5O.8mmino(4)应随时记录喷浆压力、喷浆量、钻进速度、提升速度等有
17、关参数的变化。当发现喷浆量不足时,应整桩复打。当施工中因故停浆时,应使搅拌头下沉至停浆面以下0.5m,待恢复供浆后再喷浆提升。当停机超过3h时,应拆卸输浆管路,清洗后方可继续施工,防止浆液硬结堵管。(5)桩机移位前,应向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的浆液,直至管体干净,并将搅拌头清洗干净后,方可移位。6 .水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)适用于处理十字板抗剪强度不小于20kPa的软土地基。CFG桩宜采用振动沉管灌注法成桩,施工设备宜采用振动沉管打桩机。混合料应严格按照成桩试验确定的配合比拌制,搅拌均匀,搅拌时间不得少于Imin。(2)沉管至设计高程后应尽快投
18、料首次投料量应使管内混合料面与投料口平齐。拔管过程中发现料量不足时应及时补充投料。桩顶超灌高度不宜小于0.5m(3)沉管宜在设计高程留振IOS左右然后边振动、边拔管。拔管速度宜为1.21.5mmin,如遇淤泥层,拔管速度宜适当放慢。拔管过程中不得反插。成桩过程中,每个台班应做不少于一组(3个)试块(边长15Omm的立方体),检验其标准养护28d抗压强度。(5)当设计桩距较小时,宜按隔桩跳打的顺序施工。施打新桩与已打桩间隔的时间不应少于7d07 .刚性桩刚性桩适用于处理深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的高路堤段、桥头或通道与路堤衔接段。刚性桩可按正方形或等边三角形布置。刚性桩桩顶应设桩帽,
19、形状可采用圆柱体、台体或倒锥台体。桩帽直径或边长宜为1.0l.5m,厚度宜为0.30.4mz宜采用C30水泥混凝土现场浇筑而成。预应力混凝土薄壁管桩宜采用静力压桩机施工,也可采用锤击沉桩机施工,施工现场应配有起吊设备,其起吊能力宜大于5to现浇混凝土大直径管桩宜采用振动沉管设备施工。2)预应力混凝土薄壁管桩施工规定Q)沉桩过程中应严格控制桩身的垂直度。(2)每根桩宜一次性连续沉至控制高程,沉桩过程中停歇时间不应过长。(3)焊接接桩时,焊缝应连续饱满,满足三级焊缝的要求;因施工误差等因素造成的上、下桩端头间隙应采用厚薄适当的模型铁片填实焊牢。(4)沉桩过程中遇到较难穿透的土层时接桩宜在桩尖穿过该
20、土层后进行。3)现浇混凝土大直径管桩施工规定(2)打桩机机架应稳固可靠,套管上下移动的导轨应垂直,宜采用经纬仪校准其垂直度。(3)应严格控制成桩深度。宜采用在套管上画出明显标尺的方法进行成桩深度控制。(4)第一次沉管至设计高程后应测量管腔孔底有无地下水或泥浆进入如有进入,应在每次沉管前先在管腔内灌入高度不小于Im的混凝土,防止沉管过程中地下水或泥浆进入管腔内。(5)混凝土灌注应连续进行,实际灌注量的充盈系数不应小于LL桩顶超灌高度不宜小于0.5m。(6)拔管应在管腔内灌满混凝土后进行,应先振动IOS,之后再开始边振边拔,每拔Im应停拔并振动5IOs;距离桩顶5m范围内宜一次性成桩,不宜停拔。拔
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