軟弱地基處治監(jiān)理要點

云南昭待高速公路第八駐地辦軟土地基處治監(jiān)理工作要點軟土地基系指水下沉積的飽水軟弱性土、泥炭沉積層或以淤泥為主的地層，具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高和強度低的特點。鑒別軟土的主要指標(biāo)是：天然含水量（%）A35與液限；天然孔隙比A1.0；十字板剪切強度（Kpa）V35。處治軟土地基目的是為了解決好路基的穩(wěn)定性和沉降問題。為此，監(jiān)理工程師要圍繞該目的，加強對地勘和設(shè)計資料的現(xiàn)場核對，如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況變化，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、層位等情況。與相關(guān)方協(xié)商，選擇正確的處治方法，確保軟土地基的處治能滿足設(shè)計和規(guī)范的要求。根據(jù)昭待公路的特點將軟基處治的施工及監(jiān)理要點簡述如下：1、處治方案的選擇a、 選用以排水為主要措施（袋裝砂井、塑料排水板）的處治方法，要注意考慮軟土的顆粒級配范圍及滲透系數(shù)的大小，因為此法主要作用是通過路堤的自身荷載來加速地基固結(jié)沉降，減少殘余沉降量（簡稱：工后沉降量）。滲透系數(shù)過小，則難以達(dá)到處治效果。b、 換填法適用于淺層的軟土地基，可以從根本上消除地基的總沉降量，增加地基強度。c、 粒料樁法如振沖碎石樁等，屬樁體擠密法的范疇，但它還兼有垂直排水的功能，具有置換地基、加速土基排水固結(jié)及應(yīng)力集中的作用，與樁間土形成復(fù)合地基。該方法適用于流軟塑狀軟土的處治。d、 深層攪拌法（加固土樁法）是加固地基的有效方法，國內(nèi)目前主要有兩種：即粉體噴射攪拌法和漿液噴射攪拌法。常用的是粉體噴射攪拌法，也稱粉噴樁。它利用壓縮空氣，把水泥、生石灰粉、石膏粉等固化材料，與土基發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，使灰土硬結(jié)，形成具有整體性、水穩(wěn)性和強度較高的地基。該方法適用于加固飽和粘質(zhì)土和有機質(zhì)軟土地基。2、軟土地基處治控制要點根據(jù)國內(nèi)特別是省內(nèi)常采用的軟土處治方案，以及近年來的施工經(jīng)驗和技術(shù)要求，質(zhì)量監(jiān)理應(yīng)圍繞以下控制要點，進行有效的監(jiān)督和管理。（1） 淺層換填與墊層處治法軟土層在3—5m范圍，可采取全部挖除換填并鋪設(shè)墊層的方案。此方案的主要作用是：增加抗剪強度，減少沉降量，從根本上改善地基，不留后患。質(zhì)量監(jiān)理的要點是：a、 換填材料與墊層材料應(yīng)選用不易風(fēng)化的透水性材料，材料的規(guī)格、質(zhì)量要符合設(shè)計和規(guī)范要求。b、 鑒于換填層周邊為軟土，必然會因壓應(yīng)力導(dǎo)致?lián)Q墊層材料出現(xiàn)豎向變形。故換填層的寬度應(yīng)根據(jù)換填厚度來確定，但換填層頂面每側(cè)超出至少不小于50cm。換填層底面的寬度，應(yīng)根據(jù)換填深度及換填層的壓力擴散角（a—般為30°?35°）來確定。c、 換填層必須按規(guī)范和設(shè)計要求分層鋪填并夯實或碾壓。d、 墊層的高度應(yīng)滿足在地基沉降后能隔斷毛細(xì)水的要求。（2） 拋石擠淤法拋石擠淤僅適用于呈流動狀態(tài)的淺層（厚度V3m=軟土地段，片石能沉達(dá)到軟土底部。但對軟塑狀和底部橫坡陡于1：6的流動狀態(tài)軟土，都不宜采用拋石擠淤法。拋石擠淤法是通過拋投片石，將淤泥擠出基底范圍，從而提高地基強度。其施工質(zhì)量監(jiān)理的要點是：a、 拋石擠淤應(yīng)使用不易風(fēng)化石料，使用不小于30cm粒徑的石料（大體均勻）不得少于80%，小于30cm粒徑的石料不得超過20%。b、 為保證路基穩(wěn)定，使拋石擠淤在高出水位后能設(shè)置一定寬度的平臺頂臺，應(yīng)進行加寬拋石。c、 拋石的順序：當(dāng)軟土地層平坦時，應(yīng)從路堤中部開始向前突進后，漸次向兩側(cè)對稱擴展，呈等腰三角形地拋填至全寬度，使淤泥向兩旁擠出；當(dāng)軟土地層有橫坡時，拋石應(yīng)從高的一側(cè)向低的一側(cè)擴展，低側(cè)的拋石寬度應(yīng)滿足設(shè)置不少于2m寬的平臺。d、 用片石拋出水面后，應(yīng)用良好級配的硬質(zhì)材料進行嵌縫，之后用重型壓路機反復(fù)碾壓，以使拋石壓密并趨穩(wěn)定。e、 在拋石壓實的基礎(chǔ)上，應(yīng)設(shè)置反濾層或墊層，其高度（主固結(jié)沉降后）至少應(yīng)高出最高水位50cm，以滿足隔斷毛細(xì)水的要求，過濾層或墊層鋪筑的寬度應(yīng)寬出路基邊腳50?100cm，兩腳端應(yīng)設(shè)置漿砌護腳和水溝，以免反濾層或墊層流失。（3）振沖碎石樁法振沖碎石樁法，適用于處理抗剪強度M20Kpa的粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、飽和黃土等地基。此法利用高壓水的沖擊作用，將樁孔內(nèi)的土體形成泥漿排向地表，再將碎石灌入樁孔振動密實形成樁體，與樁周土構(gòu)成復(fù)合地基，復(fù)合地基中，樁體具有應(yīng)力集中、豎向排水和地基置換作用。振沖碎石樁的施工監(jiān)理要點是:a、認(rèn)真檢查進場的設(shè)備、機具的性能及完好性。振沖器的技術(shù)性能應(yīng)符合表1規(guī)定要求；吊機要求起重能力為100kN?200kN，起吊高度大于加固深度3m以上，并加設(shè)導(dǎo)向架與吊機臂臨時固定；水泵及供水管壓力宜為0.6Mpa?0.8Mpa,流量宜為20m3/h?30m3/h；控制電流和水壓的操作臺須附150A以上容量的電流表、500V電壓表。設(shè)備和主要儀表均應(yīng)在開工前嚴(yán)格檢查調(diào)試完畢。此外還有加料斗或翻斗車等。振沖器主要技術(shù)性能表表1參數(shù)與尺寸型號ZCQ15(ZCQ13)ZCQ22ZCQ30ZCQ37ZCQ45ZCQ55ZCQ75ZCQ90潛水電機額定功率（kW）1522303745557590額定轉(zhuǎn)速（r/min）14601460147014701480148014801480額定流（A）30.3042.5056.8069.8084.20102.50139.70164.30振動頻率（Hz）15?2415?2415?2415?2418?2518?2518?2518?25激振力（kN）10?3535?6060?9090?120120?150150?200200?300N300空載振幅（mm）N2N4N4N5N5N5N9N9振沖器直徑d（mm）273325351377377450480560?630振沖器長度WWWWWWW^3500L(mm)2000200025002500250025003000總質(zhì)量（kg）^750W1000W1000W1000W1800W1800W2400^3500b、填料應(yīng)選擇未風(fēng)化的干凈礫石或軋軋制碎石，粒徑為20mm?50mm，含泥量不應(yīng)大于10%。c、 施工前先進行成樁試驗，詳細(xì)記錄沖孔、清孔、制樁時間和水壓、沖水量、壓入碎石量及工作電流的變化等。通過試樁確定水壓、工作電流等變化幅值及規(guī)律（如土層變化與水壓、工作電流的相應(yīng)變化），以驗證設(shè)計參數(shù)和施工控制的有關(guān)參數(shù)，通過對單樁和復(fù)合地基的檢驗，驗證設(shè)計樁長、樁間距等是否滿足預(yù)定的處理效果，作為振沖碎石樁成樁的施工控制指標(biāo)。d、 在原地面上修筑工作平臺，平臺邊緣至少應(yīng)高出地面50cm以上，在工作平臺上對處理范圍（起訖樁號）、處理寬度、樁距、根數(shù)嚴(yán)格按設(shè)計要求進行現(xiàn)場放樣，對每樁位都應(yīng)有明顯的標(biāo)識標(biāo)志。e、 成孔及制樁要按試樁成果和工藝流程嚴(yán)格施工，特別是：——成孔要靠壓力水沖擊和振動作用下貫入地層至設(shè)計深度。水壓要視其土質(zhì)及其強度而定，強度較低軟土。水壓要小些，強度較高的軟土，水壓宜大些。到達(dá)孔底時水壓控制在100Kpa左右?！煽缀?，為排出孔中的稠漿，振沖器在孔底停留約1?2min,借助壓力水將泥漿排出?！恿现茦兑韵露现鸲芜M行，每次填料數(shù)量根據(jù)土質(zhì)條件確定，一般每次填料為0.5?0.6m3，每次加料的高度為0.5?0.8m，之后振沖器沉至填料進行振實。制樁振密時水壓宜小，但水量要充足，使孔內(nèi)保持水頭，以防坍孔?！恿险衩苓^程中，控制電壓穩(wěn)定，一般為380+20V，并按試樁確定的密實電流值來控制加料的密實（密實電流值一般應(yīng)超過振沖器空載電流15?30A以上），振沖器留振時間為20?30S。當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定的密實電流值和規(guī)定的留振時間后，將振沖器提升30?50cm后加料，重復(fù)以上步驟，自下而上逐段制作樁體至孔口。f、對抗剪強度很低的粘性地基，為減少制樁時對原土的擾動，宜用間隔跳打的方式施工。沉管碎石樁法沉管碎石樁是采用下端帶有活動封口的樁管振動成孔，從管頂管身開口填入足夠量的碎石或砂礫等粒料，使碎石樁向上形成復(fù)合地基。它的作用與振沖碎石樁基本相同。監(jiān)理控制要點是：a、 碎石材料的規(guī)格質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。粒徑一般宜為20?50mm，含泥量不超過10%。b、 選用沉管碎石樁的設(shè)備應(yīng)與地基軟弱程度和施工工藝相適應(yīng)。目前常用的設(shè)備有兩種：一種是履帶式振動打樁機架設(shè)備；第二種是走管式振動打樁機架設(shè)備，自重較輕，施工時利用墊設(shè)的枕木即可行走。c、 施工前先進行試樁，通過試樁確定：——最佳的樁尖型式、樁管長度及管身的開口位置、振動機的擊振功率等；——制樁時間、碎石用量、提管與反插時的工作電流，驗證碎石投入量能否達(dá)到設(shè)計要求的充盈系數(shù)，掌握工作電流的變化與樁身密實程度、樁身均勻程度與投石量、反插深度和次數(shù)之間的關(guān)系；——通過對單樁及復(fù)合地基和對單樁的動力觸探的檢驗，驗證設(shè)計樁長、樁徑及樁間距等是否滿足預(yù)定的處理效果?！ㄟ^試樁驗證的成果來控制指導(dǎo)施工。d、 在原地面上修筑工作平臺，平臺邊緣至少應(yīng)高出地平臺50cm以上，在工作平臺上對處理范圍（起訖樁號）、處理寬度、樁距、根數(shù)嚴(yán)格按設(shè)計要求進行現(xiàn)場放樣，對每樁位都有明顯的標(biāo)識標(biāo)志。e、 沉管碎石樁施工工藝流程是：樁機就位調(diào)整機架保證樁管垂直一一啟動電機、振動沉管，下沉到設(shè)計深度后停止振動一一依據(jù)試驗成果的相關(guān)參數(shù)，將確定的每次碎石數(shù)量投入樁管，一一啟振拔管，不斷反插，利用管身開口補料將設(shè)計用量的碎石灌入樁孔。f、 為保證灌入樁孔的碎石用量不得少于設(shè)計要求的用量和充盈系數(shù)，要嚴(yán)格按試驗確定的參數(shù)控制每反插深度的投石量與充盈系數(shù)，確保樁身的密實和均勻程度，防止出現(xiàn)“斷樁”和“頸縮樁”等質(zhì)量問題。g、 充盈系數(shù)的控制和樁身填料的均勻性要通過樁管反插深度和反插次數(shù)來實現(xiàn)。而反插深度內(nèi)的密度又要通過反插次數(shù)來完成，反插深度正確與否事關(guān)碎石樁質(zhì)量的好壞。反插次數(shù)一般為3?6次/m，達(dá)到反插深度為止。反插深度通?？砂聪率接嬎愦_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一一設(shè)計每m所需碎石量（含充盈系數(shù)）m3。（5）粉噴樁法粉噴樁是通過機械的深層攪拌，利用壓縮空氣，把水泥、石膏粉、粉煤灰及其它加固料經(jīng)空心鉆桿的噴灰口噴出，噴射于已被切削，攪動的天然濕度的基土上，使固化劑、加固材料與土基發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，并在反應(yīng)過程中吸水、發(fā)熱、膨脹形成樁體。與樁間軟土形成復(fù)合地基，利用粉噴樁的置換作用、應(yīng)力集中效應(yīng)、減少地基總沉降，實現(xiàn)軟土地基處理的目的。此法適用于加固厚層飽和粘質(zhì)土和有機質(zhì)地質(zhì)，且加固后的地基初期強度較高，可較快投入使用。一般構(gòu)造物的軟土地基，也可用此法加以處治。粉噴樁施工監(jiān)理的要點是：a、 粉噴樁使用的水泥和其他固化劑、加固料都必須符合設(shè)計、規(guī)范和試驗成果的要求。b、 粉噴樁使用的主要機械是鉆機，鉆機及桅桿架可安裝在載體（如汽車）上。它的技術(shù)性能應(yīng)滿足：鉆機應(yīng)具有較大的動力和扭距，適合大直徑鉆頭成樁，要求提升力大且能做到勻速提升；攪拌鉆頭形式具有正向旋轉(zhuǎn)鉆進、反向旋轉(zhuǎn)提升的功能，并能保證反向旋轉(zhuǎn)提升時，對樁中土體有壓密作用，而不使灰、土向地面翻升。粉噴樁的配套機械粉體發(fā)送器，必須配有經(jīng)有權(quán)部門標(biāo)定的粉料用量電子計量系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)，以便能記錄打印出鉆進施工參數(shù)和每根樁每延米實際粉噴量的施工記錄資料。c、 施工前，應(yīng)進行粉噴樁的試驗工作，試驗宜選定有資質(zhì)的社會檢測單位來完成。通過試驗和檢測，驗證確定樁長、樁距，每米樁長粉噴粉最小用量、規(guī)定齡期的無側(cè)限抗壓強度，以滿足設(shè)計的要求。d、 原地面平整后，實地檢查粉噴樁樁位是否符合施工圖設(shè)計資料的要求，樁位是否有明顯標(biāo)記，一切準(zhǔn)備工作（包括試驗資料的審批）是否就緒，檢查無誤后，方可批準(zhǔn)施工。e、 按批準(zhǔn)的施工工藝進行旁站監(jiān)理，嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范要求控制樁位、樁長、樁徑、噴粉量、復(fù)攪長度、提升速度、?；颐娓叨鹊?。f、 粉噴樁要求一次成樁，其主要工序是：——下鉆：啟動攪拌鉆機，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊進尺，為不致于堵塞噴射口，且減小負(fù)載扭距，鉆進的同時應(yīng)噴射壓縮空氣，為保證對樁設(shè)計深度的控制，要標(biāo)定鉆桿長度并在鉆桿上標(biāo)記設(shè)計深度；——提升鉆頭（反轉(zhuǎn)）與噴粉并舉，嚴(yán)格按試樁參數(shù)確定的提升速度控制鉆頭的提升，以保證噴粉的均勻性，同時要觀察電流值、電壓值（正常的參考電流值軟土層為40A—50A，硬土層為50A—80A）；——提升至停灰面高度后，粉體發(fā)送器停止向孔內(nèi)噴射粉料；——復(fù)攪：停止噴粉，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進至試樁確定的復(fù)攪深度（一般在設(shè)計深度樁上部的1/3處，不少于5m），對樁上部（1/3處以上部分）攪拌2次即成樁。8、嚴(yán)格控制粉噴量：——儲灰罐內(nèi)的儲粉量不小于一根樁的用量加50kg；——每米的噴粉量，要通過控制提升速度和速度的均勻性來保證噴粉質(zhì)量，要從電腦噴粉記錄儀顯示屏上察看提鉆時每米噴粉量的動態(tài)顯示。發(fā)現(xiàn)粉噴不足應(yīng)及時整樁復(fù)打。發(fā)現(xiàn)斷樁（噴粉中斷）時，復(fù)打的重疊孔應(yīng)大于1m?！嗵客量紫侗却?，宜摻配石膏粉和粉煤灰，摻配量通過試驗確定。h、施工中常見的故障及處理方法見表2

粉噴樁法施工常見故障及處理方法表2序號常見故障產(chǎn)生原因處理方法及措施1攪拌下沉困難，電流值偏高（1） 電壓偏低（2） 土質(zhì)硬、