软弱地基处治监理要点

云南昭待高速公路第八驻地办软土地基处治监理工作要点软土地基系指水下沉积的饱水软弱性土、泥炭沉积层或以淤泥为主的地层，具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高和强度低的特点。鉴别软土的主要指标是：天然含水量（%）A35与液限；天然孔隙比A1.0；十字板剪切强度（Kpa）V35。处治软土地基目的是为了解决好路基的稳定性和沉降问题。为此，监理工程师要围绕该目的，加强对地勘和设计资料的现场核对，如发现地质情况变化，应根据不同的地质结构、性质、层位等情况。与相关方协商，选择正确的处治方法，确保软土地基的处治能满足设计和规范的要求。根据昭待公路的特点将软基处治的施工及监理要点简述如下：1、处治方案的选择a、 选用以排水为主要措施（袋装砂井、塑料排水板）的处治方法，要注意考虑软土的颗粒级配范围及渗透系数的大小，因为此法主要作用是通过路堤的自身荷载来加速地基固结沉降，减少残余沉降量（简称：工后沉降量）。渗透系数过小，则难以达到处治效果。b、 换填法适用于浅层的软土地基，可以从根本上消除地基的总沉降量，增加地基强度。c、 粒料桩法如振冲碎石桩等，属桩体挤密法的范畴，但它还兼有垂直排水的功能，具有置换地基、加速土基排水固结及应力集中的作用，与桩间土形成复合地基。该方法适用于流软塑状软土的处治。d、 深层搅拌法（加固土桩法）是加固地基的有效方法，国内目前主要有两种：即粉体喷射搅拌法和浆液喷射搅拌法。常用的是粉体喷射搅拌法，也称粉喷桩。它利用压缩空气，把水泥、生石灰粉、石膏粉等固化材料，与土基发生物理、化学反应，使灰土硬结，形成具有整体性、水稳性和强度较高的地基。该方法适用于加固饱和粘质土和有机质软土地基。2、软土地基处治控制要点根据国内特别是省内常采用的软土处治方案，以及近年来的施工经验和技术要求，质量监理应围绕以下控制要点，进行有效的监督和管理。（1） 浅层换填与垫层处治法软土层在3—5m范围，可采取全部挖除换填并铺设垫层的方案。此方案的主要作用是：增加抗剪强度，减少沉降量，从根本上改善地基，不留后患。质量监理的要点是：a、 换填材料与垫层材料应选用不易风化的透水性材料，材料的规格、质量要符合设计和规范要求。b、 鉴于换填层周边为软土，必然会因压应力导致换垫层材料出现竖向变形。故换填层的宽度应根据换填厚度来确定，但换填层顶面每侧超出至少不小于50cm。换填层底面的宽度，应根据换填深度及换填层的压力扩散角（a—般为30°〜35°）来确定。c、 换填层必须按规范和设计要求分层铺填并夯实或碾压。d、 垫层的高度应满足在地基沉降后能隔断毛细水的要求。（2） 抛石挤淤法抛石挤淤仅适用于呈流动状态的浅层（厚度V3m=软土地段，片石能沉达到软土底部。但对软塑状和底部横坡陡于1：6的流动状态软土，都不宜采用抛石挤淤法。抛石挤淤法是通过抛投片石，将淤泥挤出基底范围，从而提高地基强度。其施工质量监理的要点是：a、 抛石挤淤应使用不易风化石料，使用不小于30cm粒径的石料（大体均匀）不得少于80%，小于30cm粒径的石料不得超过20%。b、 为保证路基稳定，使抛石挤淤在高出水位后能设置一定宽度的平台顶台，应进行加宽抛石。c、 抛石的顺序：当软土地层平坦时，应从路堤中部开始向前突进后，渐次向两侧对称扩展，呈等腰三角形地抛填至全宽度，使淤泥向两旁挤出；当软土地层有横坡时，抛石应从高的一侧向低的一侧扩展，低侧的抛石宽度应满足设置不少于2m宽的平台。d、 用片石抛出水面后，应用良好级配的硬质材料进行嵌缝，之后用重型压路机反复碾压，以使抛石压密并趋稳定。e、 在抛石压实的基础上，应设置反滤层或垫层，其高度（主固结沉降后）至少应高出最高水位50cm，以满足隔断毛细水的要求，过滤层或垫层铺筑的宽度应宽出路基边脚50〜100cm，两脚端应设置浆砌护脚和水沟，以免反滤层或垫层流失。（3）振冲碎石桩法振冲碎石桩法，适用于处理抗剪强度M20Kpa的粘质土、粉质土、饱和黄土等地基。此法利用高压水的冲击作用，将桩孔内的土体形成泥浆排向地表，再将碎石灌入桩孔振动密实形成桩体，与桩周土构成复合地基，复合地基中，桩体具有应力集中、竖向排水和地基置换作用。振冲碎石桩的施工监理要点是:a、认真检查进场的设备、机具的性能及完好性。振冲器的技术性能应符合表1规定要求；吊机要求起重能力为100kN〜200kN，起吊高度大于加固深度3m以上，并加设导向架与吊机臂临时固定；水泵及供水管压力宜为0.6Mpa〜0.8Mpa,流量宜为20m3/h〜30m3/h；控制电流和水压的操作台须附150A以上容量的电流表、500V电压表。设备和主要仪表均应在开工前严格检查调试完毕。此外还有加料斗或翻斗车等。振冲器主要技术性能表表1参数与尺寸型号ZCQ15(ZCQ13)ZCQ22ZCQ30ZCQ37ZCQ45ZCQ55ZCQ75ZCQ90潜水电机额定功率（kW）1522303745557590额定转速（r/min）14601460147014701480148014801480额定流（A）30.3042.5056.8069.8084.20102.50139.70164.30振动频率（Hz）15〜2415〜2415〜2415〜2418〜2518〜2518〜2518〜25激振力（kN）10〜3535〜6060〜9090〜120120〜150150〜200200〜300N300空载振幅（mm）N2N4N4N5N5N5N9N9振冲器直径d（mm）273325351377377450480560〜630振冲器长度WWWWWWW^3500L(mm)2000200025002500250025003000总质量（kg）^750W1000W1000W1000W1800W1800W2400^3500b、填料应选择未风化的干净砾石或轧轧制碎石，粒径为20mm〜50mm，含泥量不应大于10%。c、 施工前先进行成桩试验，详细记录冲孔、清孔、制桩时间和水压、冲水量、压入碎石量及工作电流的变化等。通过试桩确定水压、工作电流等变化幅值及规律（如土层变化与水压、工作电流的相应变化），以验证设计参数和施工控制的有关参数，通过对单桩和复合地基的检验，验证设计桩长、桩间距等是否满足预定的处理效果，作为振冲碎石桩成桩的施工控制指标。d、 在原地面上修筑工作平台，平台边缘至少应高出地面50cm以上，在工作平台上对处理范围（起讫桩号）、处理宽度、桩距、根数严格按设计要求进行现场放样，对每桩位都应有明显的标识标志。e、 成孔及制桩要按试桩成果和工艺流程严格施工，特别是：——成孔要靠压力水冲击和振动作用下贯入地层至设计深度。水压要视其土质及其强度而定，强度较低软土。水压要小些，强度较高的软土，水压宜大些。到达孔底时水压控制在100Kpa左右。——成孔后，为排出孔中的稠浆，振冲器在孔底停留约1〜2min,借助压力水将泥浆排出。——加料制桩要自下而上逐段进行，每次填料数量根据土质条件确定，一般每次填料为0.5〜0.6m3，每次加料的高度为0.5〜0.8m，之后振冲器沉至填料进行振实。制桩振密时水压宜小，但水量要充足，使孔内保持水头，以防坍孔。——加料振密过程中，控制电压稳定，一般为380+20V，并按试桩确定的密实电流值来控制加料的密实（密实电流值一般应超过振冲器空载电流15〜30A以上），振冲器留振时间为20〜30S。当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升30〜50cm后加料，重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体至孔口。f、对抗剪强度很低的粘性地基，为减少制桩时对原土的扰动，宜用间隔跳打的方式施工。沉管碎石桩法沉管碎石桩是采用下端带有活动封口的桩管振动成孔，从管顶管身开口填入足够量的碎石或砂砾等粒料，使碎石桩向上形成复合地基。它的作用与振冲碎石桩基本相同。监理控制要点是：a、 碎石材料的规格质量应符合设计和规范要求。粒径一般宜为20〜50mm，含泥量不超过10%。b、 选用沉管碎石桩的设备应与地基软弱程度和施工工艺相适应。目前常用的设备有两种：一种是履带式振动打桩机架设备；第二种是走管式振动打桩机架设备，自重较轻，施工时利用垫设的枕木即可行走。c、 施工前先进行试桩，通过试桩确定：——最佳的桩尖型式、桩管长度及管身的开口位置、振动机的击振功率等；——制桩时间、碎石用量、提管与反插时的工作电流，验证碎石投入量能否达到设计要求的充盈系数，掌握工作电流的变化与桩身密实程度、桩身均匀程度与投石量、反插深度和次数之间的关系；——通过对单桩及复合地基和对单桩的动力触探的检验，验证设计桩长、桩径及桩间距等是否满足预定的处理效果。——通过试桩验证的成果来控制指导施工。d、 在原地面上修筑工作平台，平台边缘至少应高出地平台50cm以上，在工作平台上对处理范围（起讫桩号）、处理宽度、桩距、根数严格按设计要求进行现场放样，对每桩位都有明显的标识标志。e、 沉管碎石桩施工工艺流程是：桩机就位调整机架保证桩管垂直一一启动电机、振动沉管，下沉到设计深度后停止振动一一依据试验成果的相关参数，将确定的每次碎石数量投入桩管，一一启振拔管，不断反插，利用管身开口补料将设计用量的碎石灌入桩孔。f、 为保证灌入桩孔的碎石用量不得少于设计要求的用量和充盈系数，要严格按试验确定的参数控制每反插深度的投石量与充盈系数，确保桩身的密实和均匀程度，防止出现“断桩”和“颈缩桩”等质量问题。g、 充盈系数的控制和桩身填料的均匀性要通过桩管反插深度和反插次数来实现。而反插深度内的密度又要通过反插次数来完成，反插深度正确与否事关碎石桩质量的好坏。反插次数一般为3〜6次/m，达到反插深度为止。反插深度通常可按下式计算确定。H=h一c/c1一（0.3〜1.0）式中H——反插深度，m；h—沉管深度，m；c 已灌碎石量，m3；ci一一设计每m所需碎石量（含充盈系数）m3。（5）粉喷桩法粉喷桩是通过机械的深层搅拌，利用压缩空气，把水泥、石膏粉、粉煤灰及其它加固料经空心钻杆的喷灰口喷出，喷射于已被切削，搅动的天然湿度的基土上，使固化剂、加固材料与土基发生一系列物理、化学反应，并在反应过程中吸水、发热、膨胀形成桩体。与桩间软土形成复合地基，利用粉喷桩的置换作用、应力集中效应、减少地基总沉降，实现软土地基处理的目的。此法适用于加固厚层饱和粘质土和有机质地质，且加固后的地基初期强度较高，可较快投入使用。一般构造物的软土地基，也可用此法加以处治。粉喷桩施工监理的要点是：a、 粉喷桩使用的水泥和其他固化剂、加固料都必须符合设计、规范和试验成果的要求。b、 粉喷桩使用的主要机械是钻机，钻机及桅杆架可安装在载体（如汽车）上。它的技术性能应满足：钻机应具有较大的动力和扭距，适合大直径钻头成桩，要求提升力大且能做到匀速提升；搅拌钻头形式具有正向旋转钻进、反向旋转提升的功能，并能保证反向旋转提升时，对桩中土体有压密作用，而不使灰、土向地面翻升。粉喷桩的配套机械粉体发送器，必须配有经有权部门标定的粉料用量电子计量系统和计算机系统，以便能记录打印出钻进施工参数和每根桩每延米实际粉喷量的施工记录资料。c、 施工前，应进行粉喷桩的试验工作，试验宜选定有资质的社会检测单位来完成。通过试验和检测，验证确定桩长、桩距，每米桩长粉喷粉最小用量、规定龄期的无侧限抗压强度，以满足设计的要求。d、 原地面平整后，实地检查粉喷桩桩位是否符合施工图设计资料的要求，桩位是否有明显标记，一切准备工作（包括试验资料的审批）是否就绪，检查无误后，方可批准施工。e、 按批准的施工工艺进行旁站监理，严格按设计和规范要求控制桩位、桩长、桩径、喷粉量、复搅长度、提升速度、停灰面高度等。f、 粉喷桩要求一次成桩，其主要工序是：——下钻：启动搅拌钻机，钻头边旋转边进尺，为不致于堵塞喷射口，且减小负载扭距，钻进的同时应喷射压缩空气，为保证对桩设计深度的控制，要标定钻杆长度并在钻杆上标记设计深度；——提升钻头（反转）与喷粉并举，严格按试桩参数确定的提升速度控制钻头的提升，以保证喷粉的均匀性，同时要观察电流值、电压值（正常的参考电流值软土层为40A—50A，硬土层为50A—80A）；——提升至停灰面高度后，粉体发送器停止向孔内喷射粉料；——复搅：停止喷粉，钻头边旋转边钻进至试桩确定的复搅深度（一般在设计深度桩上部的1/3处，不少于5m），对桩上部（1/3处以上部分）搅拌2次即成桩。8、严格控制粉喷量：——储灰罐内的储粉量不小于一根桩的用量加50kg；——每米的喷粉量，要通过控制提升速度和速度的均匀性来保证喷粉质量，要从电脑喷粉记录仪显示屏上察看提钻时每米喷粉量的动态显示。发现粉喷不足应及时整桩复打。发现断桩（喷粉中断）时，复打的重叠孔应大于1m。——泥炭土孔隙比大，宜掺配石膏粉和粉煤灰，掺配量通过试验确定。h、施工中常见的故障及处理方法见表2

粉喷桩法施工常见故障及处理方法表2序号常见故障产生原因处理方法及措施1搅拌下沉困难，电流值偏高（1） 电压偏低（2） 土质硬、