建筑土木]京沪高速铁路路基施工技术方案

建筑土木]京沪高速铁路路基施工技术方案内容摘要：

的配置 强夯法的主要施工设备包括：夯锤、起重机和脱钩装置等三部分。 1）夯 锤：采用以钢板为外壳，内部焊接骨架后灌注混凝土的结构形式。 夯锤的底面形为圆形，底面积按土的性质确定。 砂性土采用 4m2，粘性土采用 7m2。 锤的底面对称设置若干与顶面贯通的排气孔，孔径取 30cm。 （以减少起吊夯锤时的吸力和夯锤桌地市的瞬时起点的上托力）。 锤重根据实验选择的最佳夯击能来确定。 2）起重设备：采用带有自动脱钩装置的履带式起重机，并在桅杆端部设置辅助门架，防止落锤时机架倾覆。 起重机的能力去大于 倍的锤重。 3）脱钩装置：当锤重超出吊机卷扬机的能力，不能使用单缆锤施工工艺时，利用滑轮组并借助脱钩装置 来起落夯锤。 施工参数设计及实验性施工 1）施工参数的设计 根据加固土层的厚度、地基状况、土质成分以及水位等参数指标，施工前进行施 18 工参数的设计，初步确定锤重、落距、布置夯点，选定最佳夯击能、夯击数与夯击遍数以及两遍夯击的间隔时间。 2）实验性施工 正式施工前，在场地内选择有代表性的区域，进行实验性施工，对设计所确定的施工参数进行施工检验。 选取最佳施工参数进行大面积施工。 施工方法及工艺要点 1）平整场地 强夯施工以前查明场地范围内的地下构筑物和各处地下管线的位置及标高等，采取有效措施，避免因施工造成 损害。 预估强夯后可能产生的变形，并以此确定地面高程，并用推土机推平。 2）垫层铺设 为了便于施工机械的停放以及施工夯击能得到扩散，同时加大地下水位与地表的距离，必要时施工时铺设垫层。 对于地下水位在 2m 深度以下的砂砾石土层，可以直接进行强夯，无需铺设垫层。 对地下水位较高的饱和粘性土与以液化流动的饱和沙土，铺设砂、砂砾或碎石垫层再进行强夯，否则土体会发生流动。 垫层的厚度随地质条件、夯锤重量及其形状而定。 一般在 左右，推平并碾压。 3)强夯施工步骤 ①清理平整施工场地； ②标出第一遍夯点位置，并测量 场地标高； ③起重机就位，使夯锤对准夯点位置； ④测量夯前锤顶标高； ⑤将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，及时将坑底整平； ⑥重复步骤⑤，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击； ⑦重复步骤③ ⑥，完成全部夯点的夯击； ⑧用推土机将夯坑整平，并测量场地标高； ⑨在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，并测量夯后场地标高。 夯击时，保持落锤平稳，夯位准确。 夯坑内积水及时排除，坑底含水 量过大时，铺砂石后再进行夯击。 强夯法施工常见问题与处理对策 19 常见问题 产生原因 预防措施及处理方法 达不到下沉量控制指标（强夯最后两击的下沉量超过规定下沉量指标） 在饱和淤泥、淤泥质土和砂土中强夯，产生液化流动； 地下水位过高或地基土含水量过大，墙夯时产生侧向挤出现象 在饱和淤泥、淤泥质土及含水量过大土层中强夯，宜铺 的砂垫层，再进行强夯施工 适当降低夯击能量或采用人工降低地下水位后再强夯。 影响深度不够（强夯后实际加固深度局部或大部分未达到要求的影响深度，地 基强度未达到设计要求） 土质不均，下部存在砂卵石夹层，部分夯击能被吸收； 遇到地下障碍物，孤石或不成片的砂砾石； 选用锤重、落距或夯击遍数、击数不够，或选用夯击能过大，地基上部产生流动、隆起量增大，造成土体破坏，下部没有挤密； 夯击点过密，在浅层处叠加形成硬层，影响夯击能向深部传递。 两遍之间间隔时间不够，或未有间隔，土层内超孔隙压力未消失，影响夯实强度的提高。 强夯前，探明地质情况，对存在砂卵石夹层适当提高夯击能，遇到障碍物预先清除掉； 锤重、落距、夯击遍数、击数、间距等强夯参数，在强夯前通过试夯测试确定 ； 两遍之间间隔时间要充足，对粘性土或冲击土，一般为三周；地质条件良好，无地下水的土层，可只隔 12d。 影响深度不够，可采取增加夯击遍数的方法 表面松土不密实（强夯后表层土松散不密实，漫水后产生下沉现象） 强夯后未整平，未经低能拍实一边； 被机械行使扰动； 强夯时，冻土层未能清除掉，天暖融化形成松土。 强夯完成应填平凹坑，用落距 6m、低能量夯锤满夯一遍，使表层土密实； 强夯处避免重型机械行使扰动； 东期强夯应将冻土融化或清除后再强夯。 质量检验及实验观测 1) 质量检验 质量检验的内容包括施工过程中的质 量检测及夯后地基的质量检验，其中前者尤为重要。 经强夯处理的地基，其强度是随着时间的增长而逐步恢复和提高的，对地基的质量检测须在强夯施工结束后一定时间间隔内进行。 期间隔时间根据土的性质而定，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间取 12 周，对于低饱和度的粉土和粘土地基，取 24 周。 质量检验的方法宜根据土性选用原位测试和室内实验。 由于不同的检测方法对不同土类的适用性不同，实施时采用两种或两种以上的方法进行检验，必要时作现场大压板荷载实验。 2）实验观测 ① ② 20 ③ ④ 五、水泥土深层搅拌桩工法 水泥土深层搅拌法是软 土地基加固和深基坑开挖侧向支护常用的方法之一。 早在70 年代日本首创在钢铁厂港口码头岸壁、高速公路等厚壁的软土地基加固工程。 我国自 1977 年开始试验研制和试用，关于 1980 年由冶金部主持通过部级技术鉴定，推广应用于地基加固工程。 1987 年由川沙县市政建筑工程公司（现已更名为上海浦东北蔡市政建筑公司）与上海市人防科研所、同济大学联合研究了水泥土深层搅拌桩，用于深基坑挖边坡侧向支护施工技术，于 1989 年 11 月通过上海市市级技术鉴定，并获得 1991 年上海市科技进步三等奖。 至今该施工技术已在深坑开挖作为挡土、防水、 保护邻近建筑物等方面得到广泛应用。 取得了良好的技术经济效益和社会效益。 1 特点 固化的桩与原地基土构成复合地基，改善了地基的承载力和变形模量。 能自立支护挡土，不需要支撑和拉锚，可采用块式、连续墙式、空腹格栅墙式、桩式等可施工成任意形状、任意截面、任意深度的结构形式。 桩体连接成壁后有隔水帷幕作用。 墙壁不会渗漏水，一般基坑不需要采取降水措施。 施工中无振动、无噪音、无污染，对周围地基土无扰动、无挤压，只要设计构造合理，坑外地基侧向变形和沉降较小而且坑外地下水保持原标高，因此对周围建筑 物和地下管道影响小。 施工机具简单，操作方便，造价低，为文明施工创造了较好条件。 尤其在邻近建筑物等有良好的保护作用。 2 适用范围 软土地基加固。 任意平面形状，深坑开挖深部 7m 以内的侧向挡土支护结构，而且对邻近建筑物等有良好的保护作用。 隔水、防流砂的帷幕工程。 工艺原理 利用深层搅拌机械，用水泥作为固化剂与地基土进行原位强制粉碎拌和，待固化后形成不同形状的桩、墙体或块体等，用于深坑开挖侧向挡土防水支护结构和地基承 21 重桩。 其计算理论按重力坝式刚性挡土墙计算，同时按刚性挡土墙计算方法 验算变形。 施工工艺 施工现场应进行平整、碾压或夯实，以保证桩机定位移动，钻孔垂直。 深层搅拌机就位 搅拌下沉：启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉，直到设计要求深度。 注浆搅拌提升：开动灰浆泵待纯水泥浆达到搅拌头后，按计算要求的速度提升搅拌头，便注浆边搅拌便提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，直至提升到桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。 重复搅拌下沉：再次将搅拌机边搅拌边下沉至设计标高。 重复提升（不注浆）：边搅拌边提升至自然地面，关闭搅拌机 即完成 1 根桩的成桩。 连接封顶：如作挡土支护结构，须在桩顶处用钢筋连成整体，形成较好的联合体。 工艺流程： 5 施工要点 开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填土的部位，必须分批回填夯实，以确保桩的质量。 桩机行驶路轨和轨枕不得下沉，桩机垂直偏差不大于 1％。 水泥宜采用 425＃普通硅酸盐水泥，水泥掺入比宜选用 8％～ 16％范围，水灰比一般选用 ～ ，根据不同地质情况和工期要求可掺加不同类型外加剂。 必须严格控制注浆量和提升速度，防止出现夹心层或断浆情 况。 搅拌头两次提升速度均应控制在 ～ 3min/m。 注浆泵出口压力应控制在～。 桩与桩须搭接的工程应注意下列事项： 桩与桩搭接时间不应大于 24 小时。 桩机就位 搅拌下沉 注浆搅拌提升 移 位 拌制水泥浆 关闭搅拌机械 重 复 提 升 重复搅拌下沉 22 如超过 24 小时，应在第二根桩施工时增加注浆量，可增加 20％，同时减慢提升速度。 如相隔时间太长，第二根桩无法搭接，应在设计认可下采取局部补桩或注浆措施。 侧向支护工程应注意下列事项： 成桩 4h 内必须完成桩顶插锚固筋等工作。 搅拌桩完工后，应及时按图制作路面，路面钢筋与桩的 锚固筋需连成一体。 路面钢筋混凝土强度未达到设计要求不得开挖基坑土方。 桩机预搅下沉应根据原土情况，保证充分破碎原状土的结构，使之利于同水泥浆均匀拌和。 采用标准水箱，严格控制水灰比，水泥浆搅拌时间不少于 2～ 3min，滤浆后倒入集料池中，随后不断的搅拌，防止水泥离析，压浆应连续进行，不可中断。 每个台班必须做 试块一组（三块）采用标养， 28 天后测定无侧限抗压强度，应达到设计标号。 工地质量员应填写每根成桩记录，机好施工日记，各种原材料必须有 质保单方可使用。 6 质量标准 除了参照国家有关标准外，还应着重注意以下几点： 成桩垂直度偏差不超过 1％，桩位布置偏差不得大于 50mm。 搅拌桩桩体应搅拌均匀，表面要密实、平整。 桩顶标高和桩身应满足设计要求。 水泥浆灌入量无异常过少现象。 7 主要机械设备 SJB 型深层搅拌机（双搅拌头）主要技术性能见表 1。 表 1 型号 参数 SJB30 型 SJB40 型 电机功率 （ KW） 2 30 2 40 额定扭矩 （ Nm） 2 6400 2 8500 搅拌头直径（ mm） 700 700 加 固深度 （ m） 10～ 12 15～ 18 外形尺寸（主机）（ mm） 950 482 1617 950 482 1737 还有起重机 1 台，柱塞式灰浆泵 1 台，灰浆搅拌机 2 台，冷却水泵 1 台。 23 8 施工安全 应遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》。 桩架转向移位和遇 6 级以上大风时，必须采用缆风绳临时固定小车轨道两端，做好缓冲器保险和限位装置，并由专人统一指挥。 桩架移位时四轮要有专人监护，以防出轨扎破管线和倾覆。 总分配电箱都应有防漏电装置，各种电箱必须有防雨措施。 同时，线路应架空高 度 3m，桩架轨道应设接地。 经常检查皮管是否有破裂，防止泥浆溅出伤人，作业人员必须戴好防护眼镜。 9 劳动组织 成桩作业：主要操作人员为搅拌桩机人员 2～ 3 名，司泵工 1 名，记录员 1 名，配电工 1 名，机械工 1 名。 水泥浆作业：拌浆工 4～ 6 名。 六、塑料排水板施工技术方案 塑料排水板及砂垫层的质量标准 塑料排水板由芯体和滤套组成的复合体或由单一材料制成的多孔管道板带。 芯板具有足够的抗拉强度和垂直排水能力，其抗拉强度≥ 130N/cm；当周围土体压力在 15米范围内不大于 250Kpa，或在 15 米范围内不大于 350Kpa 条件下，其排水能力不低于30cm3/S。 芯板具有足够的耐腐性和柔性，保证塑料排水板在地下的耐腐性并在土体固结变形时不会被折断或破裂。 滤套由无纺织物制成，具有一定的隔离土颗粒和渗透功能，等效于 孔隙，其最小自由透水表面积宜为 1500cm3/m，渗透系数不小于 5 103cm/S。 砂垫层采用渗水率较高的中粗砂，最大粒径不大于 5cm，粒径大于 的含量占总重量的 50%以上，有机质含量不大于 1%，不得含有粘土块或其他杂物，含泥量不大于 3%，渗透系数不小于 5 103cm/S。 强度不低于四 级。 施工方法 施工工艺按以下要求进行：整平原地面→摊铺下层砂垫层（ 30cm）→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水管→机具移位至下一位置→塑料排水板打设完成→摊铺上层砂垫层。 施工工艺流程图见附表。 塑料排水板施工前，先按照设计要求对原地面进行整平 ,将地面及以下 30cm 内的植被、腐植土等不适宜物清除后，碾压密实，然后在其上摊铺 30cm 的砂垫层，碾压密实度大于 90%以上。 24 插板机按照设计位置就位后，将排水板经导管上部滚轮，穿入穿带窗，至下端口出口与桩靴相连；根据插入深度在塑料排水板上 标记（保证塑料排水板留取孔口长度伸入砂垫层 50~70cm），开动插板机，导管顶住桩靴将排水板插入设计深度；拔出导管，使排水板留于土中，剪断排水板，移动插板机，进行下一排水板施工插设。