宁波市绕城高速公路(西段)软基施工技术

1、宁波市绕城高速公路（西段）软基施工技术供稿：王跃、曹义昌、李浩一、工程概况及地质情况：宁波绕城高速公路西段工程，全长4.8公里，路基总长2.5公里。除路堑挖方段外，其余路段均为软土路段，软土层深厚且性质差，路堑挖方段两侧相临路段软土层厚变化大。地质特点是硬壳层薄或无，厚度在02m之间，下伏软土层深厚，达9.235.6米，主要软土层有泥炭土、淤泥或淤泥质粘土。二、软基处理方案及方法：根据本工程软土地基的特性，设计采用了四种软基处理方法：排水板结合等载预压、真空联合堆载预压、CFG桩处理及预制管桩处理。（一）、排水板结合等载预压在清表后的地表土上铺设砂砾垫层，铺设总厚度0.5m（分0.3m及0.2

2、m铺设），并夹设B型土工格栅，土工格栅按设计为沿路基横向满铺。在第一层砂砾垫层上打设塑料排水板，并按等边三角形布置。地基处理完后，及时进行路基填筑，并在路床顶面以上填筑与路面结构层材料重量相等的填料并分层压实进行预压。1、砂砾垫层铺设的技术要求砂砾材料含泥量不大于5%，5mm以内料粒含量应在20%50%之间，无杂质和有机物混入。砂砾铺设厚为压实50cm,铺设时按两层进行，第一层30cm、第二层20cm。由于本段地质承载力较差，摊铺时采用顺序推进摊铺法进行，避免在摊铺过程中对土层的过大扰动和隆起，造成砂砾垫层与软土混合，影响垫层的排水效果。2、插设排水板施工排水板打设前应对机架底座进行调平，确保

3、垂直度不大于1.5%，打设间距根据图纸设按等边三角形布设，误差范围不大于土150mm，长度不小于设计。（回带长度不得大于50cm，当回带大于50cm时进行补打。）排水板在盘带和打设过程中应避免机械碾压损坏，防止淤泥进入带芯堵塞输水孔，影响排水效果。（上图为正在打设塑料排水板）桩尖下端与导管下端要连接紧密，防止错缝，以免在打设过程中淤泥进入导管，增加对塑料带的阻力，将带拔出。塑料带需接长时应采用滤套内平接的方法，拆开滤膜，芯板对扣，凹凸对齐，再包好滤膜、用钉固定，搭接长度不少于20cm。塑料排水板伸出砂砾长度不小于15cm，并伸入砂砾垫层中弯倒，使其出口与垫层贯通。排水板主要技术参数项目单位C型

4、条件宽度mm1002厚度mm三4.5纵向通水量cm3/s三65侧压力350KPa滤膜渗透系数cm/s三5X103试件在水中泡24小时滤膜有效孔径um50VV120以0计98复合体抗拉强度（干态）KN/10cm三2.5延伸率10%时滤膜抗拉强度纵向干态N/cm三45延伸率10%时横向湿态三50延伸率15%时，试件在水中泡24小时芯板材质100%聚丙烯新材滤膜材质长纤维无纺布检测方式铜丝导线电子可测深方式和电脑喷码刻度数字共冋控制（双控）3、土工格栅铺设（B型土工格栅：单向）在平整好的砂砾层顶面按设计要求进行满铺，将抗拉强度较高端沿线路横向，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不得出现扭曲、折皱、重叠，

5、在两侧坡角处向内翻卷锚固长各2m。土工格栅接头处采用平搭接接法，搭接长度不小于90cm,两侧接缝处重叠不小于15cm,上下层接头错位不小于50cm。铺设时严禁下承层表面有碎块石等坚硬物凸出，应尽量在施工时将粒径较小料铺于表面。图为正在铺设土工格栅Il:审；:一如1丄匕IlYB型土工格栅技术参数项标称抗拉每延米极限标称抗拉强度2%伸长率时5%伸长率时光老化目强度抗拉强度下的伸长率的拉伸力的拉伸力等级单位KN/mKN/m%KN/mKN/mN规格150三150W12三6021102III1、塑料排水板结合等载预压施工工艺框图2、土工格栅施工工艺框图（二）、真空联合堆载预压1、施工工艺清除表层腐植土、

6、平整施工场地，两侧坡脚处由人工或小型机械开挖排水沟，待基底晾晒压实后形成自路中心线向两侧1%的横坡（压实度确保不小于85%）。测量地面起始高程铺设砂砾垫层。砂砾材料含泥量不大于5%，5mm以内料粒含量应在20%50%之间，无杂质和有机物混入。铺设厚为50cm,铺设时按两层进行，第一层30cm先期施工、第二层20cm在排水板施工完后进行。由于本段地质承载力较差，摊铺时采用顺序推进摊铺法进行，避免在摊铺过程中对土层的过大扰动和隆起，造成砂砾垫层与软土混合，影响垫层的排水效果；排水板打设前应对机架底座进行调平，确保垂直度误差不大于1.5%，打设间距按图纸设计边长的等边三角形布设施工，误差范围不大于土

7、150mm，长度按设计长+20cm。（回带长度不得大于50cm，当回带大于50cm时进行补打。），排水板在盘带和打设过程中应避免机械碾压损坏，防止淤泥进入带芯堵塞输水孔，影响排水效果。桩尖下端堵头与导管下端要连接紧密，以免在打设过程中淤泥进入导管，增加对塑料带的阻力，将带拔出。塑料带接长时应采用滤套内平接的方法，拆开滤膜，芯板对扣，凹凸对齐，再包好滤膜、用钉固定，搭接长度不少于20cm，塑料排水板出口长度不小于15cm弯倒。铺设另20厘米砂砾垫层，竖向排水体弯倒在本层中，使其出口与垫层贯通。在压实后的砂砾垫层上开挖深20厘米的沟槽纵横向埋设75mmPVC主管和滤管；埋设砂砾垫层中的真空度测头，

8、开挖密封沟，安装主管及出膜装置等，铺设10厘米厚细砂垫层，铺设一层无纺土工布，三层真空膜，再铺设一层无纺土工布同时安装抽真空装置，分层密实回填密封沟，连接主管到抽真空装置，埋设膜上沉降标志和沉降板，测沉降初值。试抽真空，检查膜上及密封沟漏气情况，铺设10厘米厚细砂垫层和30厘米厚粘土层封闭，正式抽真空开始，同时施工监测开始，真空度稳定在80KPa保持710天后，待地基土体达到一定强度时，固结度达30%-50%，开始堆载填筑，填筑速率严格按沉降观测、侧向位移数据联合分析控制。2、施工注意事项：试抽真空阶段派专人穿软底鞋在膜上进行地毯式的巡查，对膜破处及时粘补，膜上的小孔漏气会有风鸣哨声，应及时用

9、小块薄膜将其粘贴补好。在路堤的逐层填筑施工时，填筑第一层填土时要十分小心，千万不能把密封膜和膜上的保护层弄破。第一层填土为粘土，松铺厚度可适当厚些，压实后厚度30厘米左右，铺设时尽量找平，铺完碾压后不要急于铺第二层，仔细观察膜下真空度的变化，以检查是否漏气，确认无异常情况后，一面抽气，一面正常填筑路基到设计高度后预压。现场铺设时，滤管的末端用木塞或PVC圆板封死，然后套上预先缝制好的反滤布套。反滤布套一定要把滤管上的孔洞盖住，再用细绳把滤布套捆扎牢固。土工布要求渗透系数k5X10-3cm/s。真空装置由离心泵，射流喷嘴和循环水箱组成，整个装置的安装高程在允许的情况下应尽量降低，尤其是循环水箱，

10、最好能使水箱高度的一半与膜面齐平，有利于膜下抽出水的排出。真空泵以双面布设，平均每台泵担负800-1000m2的处理面积。真空膜在工厂预先加工，应注意膜的大小应考虑埋入密封沟的部分，留够足够的余地，膜上下土工布（300g/m2）搭接30厘米宽。铺设时膜不宜拉的太紧，以防拉裂。真空膜在埋入密封沟时，注意真空膜不要被石头或草、树根等戳破，保证其完整性。真空预压加固过程中，加固区外的土层是向着加固区移动的，如果引起地表裂缝，可能向下延伸影响膜下真空度，应拌制一定稠度的粘土浆倒灌到裂缝中，堵塞裂缝达到密封的效果。采取必要的措施以保证可靠的供电，初拟抽真空时间为六个月，施工中应实施动态监测，根据具体各段

11、的观测情况决定停抽时间。建立严格的值班制度，自抽真空开始就必须进行连续不断的值班，全天24小时现场有人值守，中间不能停抽，做好观测并要详细的记录。对抽真空场地周围的民房和各种建筑物要加强监测，防止拉裂。当抽真空未上堆载过程中，沉降速度可不控制。抽真空与堆载联合作用，当膜下真空度稳定在80Kpa，填土厚度超过4米或真空卸除后，沉降速度控制在竖直位移V10mm/d,水平位移5mm/d。待真空度达到设计要求后，及时填筑路堤，使真空与堆载联合作用，形成超载。抽真空完成后应严密监控路基水平位移和空隙水压力的变化，防止路堤失稳。滤管安装要求，过滤管应埋于砂砾垫层中间，滤管周围必须用干净细砂填实，管底由路中

12、心向外侧设1%横坡，严禁架空漏填。滤管埋设完毕后，平整砂面，清除石块、瓦砾等杂物。滤管可使用长约30-40cm的胶管连接，胶管套入滤管长度不得小于10厘米，然后用扎丝绑紧，扎丝接头严禁朝上。滤管应用适合的滤水层包裹严实，避免抽气后杂物进入射流装置。应分别测量塑料排水板打设前后以及真空预压前的地面标高，以确定预压前后发生的沉降量。密封沟开挖密封沟的开挖应沿加固边界进行，其深度应达到地下水且不得小于图纸要求100厘米，并切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在。沟底宽度应在50厘米以上，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求。如果密封沟底或两侧有碎石或砂层等渗透性较好的夹层存在，应将夹层挖除干净，

13、回填粘土，宽度不得小于50厘米，厚度不得小于100厘米。密封沟回填料应为纯粘土，不含杂质，回填时应避免回填料直接撞击密封膜，以免击破漏气。挖沟时应注意土层中的植物根系和动物的孔洞，如发现孔洞则沟的深度相应的挖深一些以避开孔洞，以防漏气。沟挖好后应注意将膜贴于沟的内壁，并将膜放至沟底，然后分层回填压实，填第一层土时一定要将膜压好，必须严格认真的做好这一工作。在铺膜前应把出膜弯道与滤管连接好，并培实砂子，出口压盘与砂垫层表面应平齐，并放好下橡胶垫圈，铺膜完毕后，应沿出膜弯道口把膜剪开然后放好橡胶垫圈和上压盘，期间抹匀黄油，最后应把两个螺母上紧。橡胶垫圈与膜间严禁有砂料存在。密封膜铺设时应从上风向向

14、下风向伸展，加固区四周余留量应基本一致。施工人员应穿软底鞋上膜，每铺一层，均有专人检查，若有孔洞，及时粘补，在密封沟内侧应把膜铺平，薄膜过长时，可将其折于沟底，不可外铺于外侧坡上。(试抽真空射流泵在安装前应试运转一次，如果真空压力达不到90KPa时，则应维修，直至达到要求。在覆水前，应进行试抽真空，同时仔细检查每台射流泵的运转情况及薄膜的密封性，发现问题及时处理。试抽真空宜为7-10天，膜下真空压力应该达到80KPa，若低于此值即属不正常，应立即查找原因及时处理。试抽开始，即应进行真空压力、沉降量等参数观测。正常抽真空试抽达到要求后，可覆水转入正常抽真空阶段，持续6个月。覆水厚度宜为20-40

15、厘米，覆水后膜下真空压力应逐渐稳定在80KPa以上。保持射流箱内满水和低温，确保真空压力。经常检查各项记录，发现异常情况，如膜内真空度小于80KPa等，应尽快分析原因采取措施补救。冬季抽气应避免长时间停泵，防止管路因冰冻而堵塞。施工监测，包括预压参数和真空压力观测。预压参数包括空隙压力、深层沉降量及水平位移等，膜下真空度每隔4小时观测一次。表面沉降第一个月两天观测一次，以后每周一次。当连续四昼夜实测地面沉降小于2mm/d,或地基固结度已达到设计要求85%时，经监理验收，即可终止预压、停泵、卸载。卸载24小时后测量地表回弹。真空联合堆载施工过程中的图片图1为抽真空过程中图2为抽真空过程中真空膜紧

16、贴垫层图3为主管出膜装置图4为真空水箱内部构造图5为在第二层砂砾垫层上铺设10cm细砂垫层的标高控制点图6为已铺设好的10cm细砂垫层图7为真空表及真空度探头3）材料要求排水板主要技术参数项目单位C型条件宽度mm1002厚度mm三4.5纵向通水量cm3/s三65侧压力350KPa滤膜渗透系数cm/s三5X103试件在水中泡24小时滤膜有效孔径um50VV120以0计98复合体抗拉强度（干态）KN/10cm三2.5延伸率10%时滤膜抗拉强度纵向干态N/cm三45延伸率10%时横向湿态三50延伸率15%时，试件在水中泡24小时芯板材质100%聚丙烯新材滤膜材质长纤维无纺布检测方式铜丝导线电子可测深

17、方式和电脑喷印刻度数字方式共冋控制土工布质量要求见下表，土工布宜采用长丝无纺土工布。指标单位面积质量抗拉强度断裂伸长率CBR顶破强度等效孔经（O）95撕破强力单位g/m2KN/m%KNmmKN数值300三1540-80三2.60.07-0.2三0.42砂砾材料技术指标要求同施工工艺中要求。主管和滤管埋于砂砾垫层中的管道分主管和滤管两种，作用是传递真空压力和将土中已排至砂垫层的水，通过这两种管道输送到膜外抽真空装置的水箱内。主管上设有孔洞和反滤材料的包裹，滤管上分布均匀的孔洞，且滤管外包裹无纺土工布。主管和滤管均采用公称直径75mm的PVC管，设计抗压强度三450KPa（压缩量5%），管径相同便

18、于连接。二通可采用螺纹钢丝橡胶软管制成，长度在300mm左右，连接处必须密封，同时用10号或12号铅丝扎牢。三通和四通均用钢管制成，与各管的连接也是由二通来连接的。软胶管的连接能适应地面的不均匀变形情况。密封膜的要求密封膜主要由聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）制成。密封膜施工是真空预压加固法成败的关键，热合时以平搭接两条热合缝为好，一般搭接1.5-2厘米。同时热合应根据密封材料、厚度，选择合适的温度，刀的压力和热合时间，使热合缝粘结牢而不熔。要求拼接处强度高，气密性好，满足施工要求。（三）CFG桩软基处理施工工艺1、桩体材料CFG桩的骨干材料为碎石，系粗骨料：石屑为中等粒径骨料，掺入石屑是填

19、充碎石的孔隙，使其级配良好。粒径宜为20mm50mm。水泥采用32.5级普通水泥。粉煤灰选用电厂收集的粗灰，粉煤灰既是细骨料，又有低标号水泥的作用，可使桩体具有明显的后期强度。施工工艺CFG桩在平面上采用平行四边型布置，路基横向宜布置至路基填方坡角的边缘。CFG桩采用振动沉管法加混凝土桩靴进行施工，在施工过程中应循规范进行，严禁出现缩径、断桩现象。有关的技术规程简述如下：1）沉管确保垂直度偏差小于1%,平面点位差不大于15CM:沉管过程中作好记录，激振电流每米记录一次，对土层变化处应特别说明，直至沉管至设计标高：2）投料等沉管至设计标高后尽快投料，直至管内混合料料面与钢管投料口平齐:混合料应严

20、格按设配比配制，投入搅拌机加水拌和，加水量由坍落度控制，坍落度为30mm-500mm，碎石和石屑杂质应小于5%；成桩后桩顶浮浆不超过200mm。3）拔管料投完后，沉管应原地留振1OS左右，然后边振边拔管；拔管速度控制在1.2-1.5m/min左右在淤泥层中应放慢速度:施工桩顶标高宜高于设计标高0.5米。继续下一根施工。4）打投顺序采用隔排隔桩跳打，施打新桩时已打桩间隔时间不少于7天，防止新打桩对已打桩的不良影响。5）桩头处理一般施工7于后，可用人工开挖桩头，同时清除表层淤泥和杂物。6）临河及临近建筑物路段处理褥垫层存在临空面路段应注意路基的稳定性，可采取自临空面向后推打，防止桩体的挤土效应影响

21、河岸稳定。临近建筑物路段应注意桩体的挤土效应对建筑物的危害，采取措施严密监控。3、注意事项CFG桩与真空两合堆载预压相邻处理路段，必须注意施工得先后顺序，应先施工真空联合堆载预压路段，待抽真空完成后，施工实测沉降曲线表明沉降趋于稳定后，才能CFG桩的施工，防止路基的纵向剪力破坏和将桩体移位。软基处理施工范围内必须事先探明地下管线埋设情况，与管线冲突的应调整打设位置。地下管线改移后从构造物下通过的，构造物软基处理路段应特殊注意避开管线位置。4、施工检测CFG桩施工完成28天后，对CFG桩和CFG桩复合地基进行检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测，静载荷试验多采用单桩或多

22、桩复合地基，根据试验结果评价复合地基的施工质量。检测数量静载荷试验数量取CFG桩总桩数的0.5%-10%,但不得少于3点；低应变动力试验应抽取不少于CFG桩总桩数的5%。选择试验点时应本着随机分布的原则进行选择。取芯试验：对CFG桩进行现场取样与室内强度试验，评价成桩质量。同一加固区内每种间距各取试桩3根。5褥垫层施工及土工格栅铺设.待CFG桩清除和复合地基检验后并且满足设计要求后，就可进行褥垫层的施工。褥垫层采用级配良好的洁净碎石，粒径25cm。碎石垫层共50cm,分两层摊铺第一层摊铺30cm第二层摊铺20cm，CFG桩处理的桥头路段，为两层土工格栅，第一层铺设在碎石垫层30cm顶层，第二层

23、铺设在碎石垫层20cm顶层oCFG桩处理的盖板涵和圆管涵路段，土工格栅为一层，铺设在碎石垫层30cm顶层。在平整好的褥垫层顶面按设计要求进行满铺，将抗拉强度较高端沿线路横向，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不得出现扭曲、折皱、重叠，在两侧坡角处向内翻卷锚固长各2mo土工格栅接头处采用平搭接接法，搭接长度不小于90cm，两侧接缝处重叠不小于15cm，上下层接头错位不小于50cmoA型土工格栅技术参数项目标称抗拉强度每延米极限抗拉强度纵、横向标称抗拉强度下的伸长率纵、横向2%伸长率时的拉伸力焊点剥离力单位KN/mKN/m%KN/mN规格80三80W3三70三301、CFG桩施工工艺框图2、土工格栅施

24、工工艺框图四）、预制管桩软基处理清除表层腐植土、平整施工场地，两侧坡脚处由人工或小型机械开挖临时土质排水沟，待基底晾晒压实后形成自路中心线向两侧1%的横坡（压实度确保不小于85%）。按设计要求交角、间距测放小桩位。根据地质情况进行试打，确定具体打设深度及范围，薄壁预应力混凝土管桩一般不考虑截桩。施工时应根据设计打设深度合理选择各桩段长度，如因软土层厚度变异性大等原因有个别桩体需截断时，严禁人工大锤砸桩，应采用机具截断。预制管桩的沉桩如果在施工场地允许的情况下，采用静压式，选用静压式时压桩设备应有加载反力读数系统，施工时严格执行预应力钢筋混凝土管桩施工技术规范（YBJ235-91）,确保预制管桩的施工质量。桥台部位布设预制管桩时，应注意留出桥台钻孔灌注桩的位置，适当改动与灌注桩有冲突的预制管桩桩位，保证预制管桩与桥台灌注桩的间距大于2.5倍钻孔灌注桩径，预制管桩应采取间隔跳打。采用锤击沉桩时，应严格控制总击数不超过1500击。锤击法成桩应选择适宜的桩帽和衬垫。桩帽内径宜大于桩径2030mm