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1、第1章 绪 论1.1 研究背景与意义1.1.1研究背景目前，在建新线规模达到3.3万公里，投资规模达到2.1万亿元。上海-杭州、南京-杭州、杭州-宁波、南京-安庆、西安-宝鸡等客运专线，兰新铁路第二双线、山西中南部铁路通道等区际干线，以及贵阳市域快速铁路网，武汉城市圈、中原城市群城际铁路等相继开工建设。并且，在建工程项目进展顺利，京沪高速铁路累计完成投资1224亿元，哈尔滨-大连、上海-南京客运专线线下工程基本完成；北京-石家庄、石家庄-武汉、天津-秦皇岛、广州-深圳(香港)、上海-杭州等客运专线和上海-武汉-成都、太原-中卫(银川)、兰州-重庆、贵阳-广州、南宁-广州等区际大通道项目加快推进
2、。随着经济的发展和技术的提高，铁路的覆盖将越来越广，速度越来越快，因此，提高铁路路基在不同地质条件下的施工技术成为一种必然选择。1.1.2研究意义通过对不同地质条件下铁路路基施工技术、工艺的总结归纳以及对各种支挡结构的分析。以便更好掌握路基的关键问题，实现对不同地质条件的分析，把握住应该采用何种技术才能更好地为保证铁路运输的安全通畅从而使铁路路基施工技术提高到一个新的水平。1.2 铁路路基施工技术国内外现状 1.2.1国外铁路路基发展现状国外铁路的发展方向是重载和高速铁路。发展重载铁路(轴重2530t)的国家有美国、澳大利亚、前苏联等；发展高速铁路的国家有法国、日本、德国等。这些国家都制定了较
3、高的路基技术标准和严格的施工工艺，其特点如下：(1)强化路基基床：包括路堤、路堑及不填不挖地段，特别是对基床表层的填料和强度有严格要求。如日本在新干线上设置了强化基床表层，采用级配矿碴层或或增设沥青混凝土表层等，并用直径为30cm的平板荷载试验求出的地基系数k控制压实效果；法国在制定TGV线路技术条件前曾对全国既有铁路的路基进行了详细、全面的调查，发现轨枕下道床加垫层的厚度对防止路基病害的产生有重要作用。当总厚度超过60cm时，线路良好，基床病害的发生概率很小。可以说，各个国家都根据本国的情况进行研究，采用不同的结构形式和强度标准对路基基床进行强化，根据土质、承载能力、防冻要求、线路等级、运输
4、荷载条件以及线路上部结构的条件设计路基基床结构。(2)严格控制路基填筑：包括对路基填料的分类、填筑压实标准和检测方法等，并开发了一系列的检测设备和施工机械。各个国家根据本国的特点对路基填料进行了详细的划分，并开发了一系列的检测设备和施工机械。如日本采用K标准和压实系数K控制填筑质量；并研发了可时时监控压实系数的碾压机械。日本、法国分别提出用贯入仪及落球回弹法等快速检验法。(3)各国在高速铁路建设过程中，对线路容易发生不平顺的部位特别加以重视，从结构设计到施工组织，从工期安排到质量检测等方面都采取了措施，严格控制轨道的刚度变化和由于沉降、不均匀引起的轨道下沉和轨面弯折，以达到线路平顺性，保证列车
5、高速运行的安全和稳定。1.2.2我国铁路路基的现状我国铁路路基工程经过几十年的发展取得了许多成就，特别是在特殊地区和特殊土路基，无论在科研、工程实践水平上都有很大的发展和提高，积累了丰富的经验。但随着铁路运量的增加，轴重的增大，特别是大范围提速后，既有线路基出现的病害日趋增多，严重地影响了铁路运输能力。(1)新线建设路基标准低：长期以来，我国铁路在新线建设中没有把路基当成土工建筑来对待。路基修筑时选用的填料性能优劣不一，常常就近取土填筑路基；压实标准低，检测频率少，致使新修的路基强度偏低，变形明显。新建铁路交付运营后不能立即达到设计速度与运量，一般经过515年自然沉落及病害整治才能达到设计速度
6、要求，运营中还常发生路基变形、下沉、翻浆冒泥、边坡坍滑。道碴陷槽等病害，降低了铁路建设的经济效益和社会效益。(2)既有线路基状态不佳：我国既有线运营铁路路基技术状态不佳，路基普遍强度偏低，稳定性差，严重威胁铁路运输和安全，已成为铁路运输的薄弱环节。随着国民经济的发展，运量不断增长，路基超负荷工作状态一直没有缓解，以至时常发生路基病害。据统计，提速前的1994年底，我国68053km的运营线上，路基总厂64088km，占运营线路的94%，路基病害地段81082处，累计长11055km，占运营线路的16.2%。提速后。路基状态不但没有改进，反而更加恶化。(3)路基维护及改造难度大：随着提速范围的扩
7、大，列车的最高速度不断提高，路基暴露出来的问题越来越严重。提速后行车密度加大，维修作业时间相对减少，加之提速对线路养护的质量要求高，公务部门难以应付困难局面，久而久之，路基病害加剧，影响行车安全。1.3 研究内容通过研究在各种地质条件下和各种环境下路基的施工技术分析，对铁路路基进行分类，并按照地质特点及周围环境分析，选取最适合的路基施工技术及方案。1.4 客运专线路基工程技术特点 1.4.1路基填筑质量标准高铁路客运专线提出路基填筑采用双控压实标准的新概念。铁路线路基施工标准较目前的国铁标准提高了很多，路基填筑根据不同部位，提出了压实系数K、地基系数K30、孔隙率n等压实标准。为此，要求各施工
8、单位在正式进行路基施工前必须做路基填筑试验段的压实工艺试验。针对不同土质，在试验室得出最大干密度和最佳含水量的基础上，控制现场含水量范围，虚铺厚度，并采用重型压实机械压实，得到压实度和碾压遍数的关系，以指导大面积施工。铁路客运专线沿线填料种类很多，有些粉质土和粉细砂，经现场试验达不到K30标准，通过专家论证和反复试验，进行了物理改良处理。沿线大量的山皮土属粗粒土，在重型击实试验中表现出较好的可击实性，属于级配良好的填料，但压实后达不到孔隙率n的要求，同样经专家论证和反复试验，提出对可击实性山皮土采用压实系数K和地基系数K30作为双控指标。秦沈线路基填筑充分体现了新技术和高标准。1.4.2路基基
9、床表层采用级配碎石强化结构铁路路基的基床表层是路基直接承受列车动荷载的部分，是路基设计中最重要的部分之一。秦沈线首次在基床表层采用了60cm厚的级配碎石结构。其主要作用是增强线路强度，使路基更加坚固、稳定，并具有一定的刚度；均匀扩散作用到基床土面上的动应力，使其不超出下部基床土的容许动强度；隔离作用，防止道碴压入基床及基床土进入道碴层；防止雨水浸入使基床软化，防止发生翻浆冒泥等基床病害；满足基床防冻等特殊要求。为保证级配碎石的施工质量，施工技术细则中对级配碎石的材料质量、颗粒粒径级配范围、含水量、拌合、摊铺及碾压工艺和压实质量控制方法等提出了技术要求，施工过程中进行了严格地控制。1.4.3路桥
10、及横向构筑物间设置过渡段路桥及横向构筑物间的过渡段，是以往设计及施工中的薄弱环节，也是既有线发生路基病害的重要部位。由于桥台与路堤的刚度相差显著，高速列车通过时对轨道结构及列车自身会产生冲击，从而降低列车运行的平稳性和舒适度，加快结构物和车辆的损坏。为此，在秦沈客运专线的设计中，为保证列车高速运行时的平稳舒适，对路桥过渡段采用了刚度过渡的设计方法。在桥台后一定范围内，采用刚度较大的级配碎石作为过渡填筑段，与路堤相接处采用1：2的斜坡过渡。在施工过程中要求路桥过渡段与路堤同步分层填筑，用振动碾进行碾压，对振动碾达不到的边角部位应用小型压实机具补充压实，以保证整体的施工质量。压实质量采用K30和孔
11、隙率指标控制。客运专线线把路桥过渡段作为结构物进行了专门的设计。对软土、松软地基地段采用复合地基处理方式，如旋喷桩、水泥搅拌桩、粉喷桩、碎石桩、砂桩等，以减少地基沉降，提高地基刚度；同时在路桥过渡段采用倒梯形级配碎石填筑，以使过渡段之间的刚度平缓过渡。施工过程中严格分层填筑压实。1.4.4严格控制路基变形和工后沉降铁路客运专线工后沉降要求一般地段15cm（年沉降量不得大于4cm），路桥过渡段8cm（年沉降量不得大于3cm）。运营期间的弹塑性变形主要发生在路基本体部分和地基部分。秦沈线基床表层采用级配碎石，其压实标准高K30190Mpa/m，表层弹性模量可达200Mpa，基床底层的K30110M
12、pa/m，基床底层以下的K3090Mpa/m，路基本体部分的弹塑性变形可满足运营动荷载的要求。地基的沉降变形控制是秦沈线的关键和重点。为保证施工期间松软、软土地基满足工后沉降控制的要求，针对强度低，压缩性大，渗透系数小的秦沈线东部松软、软土地基采用了排水固结法和复合地基法进行地基加固处理，以保证施工过程中尽量完成沉降变形。在工期紧标准高的情况下，在部分地段的基床底层填筑时采用土工格室（栅）加筋垫层和堆载预压的方法进行处理，以加快沉降和保证地基的稳定。在填筑施工全过程中，每天都定时进行沉降和路基坡脚的位移观测，依据沉降和位移量确定下一步的填筑高度，从而保证了路基在施工过程中从未出现失稳的情况。1
13、.4.5路基动态设计某线有93km的松软土和软土路基，占全线总长度的比例较大，为了有效地控制工后沉降量及沉降速率，开展了动态设计。为此，在每个松软、软土地基工点及台尾过渡段均于路基中心、两侧路肩及边坡坡脚之外设置沉降和位移观测设备，全线共设置了720个观测断面，并提出了观测控制标准和随施工进程而定的观测频次及观测精度，及时绘制填土-时间-沉降曲线。一方面控制填土速率，保证了路基在施工过程中的安全与稳定，避免施工控制不当而产生过大附加沉降。同时，根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求等，采取相应的措施，如调整预压土高度，确定预压土卸荷时间，提出基床底层顶面抬高值，以及铺轨前对路基进行评估及合理
14、确定铺轨时间，以确保铺轨后路基工后沉降量与沉降速率控制在允许范围内。路基动态设计的成果为后续的轨道工程打下了良好的基础。1.4.6路基质量评估针对某线箱梁运架过程中的路基安全稳定问题及铺轨前路基质量状况进行了路基质量评估工作。秦沈线大部分桥梁为预制梁，梁体结构尺寸及重量均较大，其中24m双线整孔箱梁重达540t，加上运架设备总重已超过800t。通过路基运架远超过设计荷载，为保证其通过运架梁段的路基安全稳定，特对高填方、桥头及软基地段进行安全监测评估，确保了箱梁运架的顺利完成。为保证铺轨前路基满足工后沉降要求及路基表层符合设计要求，分段对全线路基进行了施工质量状况调查、沉降观测分析、表层抽检、地
15、质雷达检测等工作，进一步保证了路基质量。1.4.7地基处理的种类多根据地质勘察资料，结合秦沈铁路路基的工后沉降要求，针对不同地质条件的地基土选用了合理的10种地基处理方法。对于浅层软弱地基采用了换填碾压处理、或换填砂垫层处理。对于深层软基的主要地段采用了袋装砂井、塑料排水板的排水固结加预压的处理方法。对于工后沉降要求高及路桥过渡段，根据地质条件和经济对比，采用了砂桩、碎石桩、粉喷桩、搅拌桩、旋喷桩等地基处理方法。对于有地震液化的粉土或粉细砂层的地基段，采用了挤密砂桩的处理方法。不同的地基处理方法在秦沈线得到了成功地应用，为今后我国客运专线的设计施工提供了有益的经验。总的来看，秦沈线路基工程一方
16、面从设计和施工，另一方面从技术管理和建设管理，都积累了很多的经验与教训；可以说全线路基工程的完成，将成为我国铁路客运专线路基建设的新起点。1.5 高速铁路路基特点1.5.1控制路基变形高速铁路对轨道的平顺性提出了更高的要求，对轨道不平顺管理标准要求非常严格。路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平顺。因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求静态平顺，而且还要求动态条件下平顺。一般铁路路基是以强度控制设计，而对于高
17、速铁路，变形控制是路基工程设计的主要控制因素。因为在强度破坏前，可能已出现了不容许的过大变形。日本东海道新干线的设计时速为220km，由于在设计中仅仅采取了轨道的加强措施，而忽略了路基的强化，以至从1965年开始，因为路基的严重下沉，使路基病害不断，线路变形严重超限，不得不对线路以年均30km以上的速度大举整修，10年内中断行车200多次，列车的平均速度也降到100110km/h。1.5.2路基刚度的均匀性列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹性变形越小。弹性变形过大，高速运行就得不到保证，就像车辆在松软的沙滩上无法快速行驶一样。当然，刚度也不能过大，过大了会使列车振动加大，也不能做到平稳运行。
18、路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，研究表明，由刚度变化引起的列车振动与速度的平方成正比。列车速度越高，刚度变化越剧烈，引起列车振动越强烈。轻则使旅客舒适度降低，重则影响列车运行安全。所以，要求路基在线路纵向做到刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度突变。1.5.3在列车运行及自然条件下的稳定性在列车运营时，路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。路基工程必须在这些条件的长期作用下，其强度不会降低，弹性不会改变，变形不会加大。真正做到长寿命，少维修。只有这样，才能高速行车，
19、减少维修费用，并增加运行的安全性。 第2章 软土地基加固处理技术客运专线地基处理施工主要包括：原地面处理，排水固结法的塑料排水板和袋装砂井施工，挤密桩复合地基的砂桩和碎石桩施工，半刚性桩复合地基的粉喷桩、搅拌桩和旋喷桩施工，土工格栅碎石垫层施工，CFG桩施工等。2.1 原地面处理2.1.1施工质量控制要点：(1)检查地基条件（按验标要求）；(2)做好排水工作和清表后的晾晒工作；(3)换填材料是否符合设计要求(做液塑限、击实等试验)；(4)压实度能否满足设计要求；(5)路基宽度是否符合设计要求。2.1.2出现的问题和解决方法：问题：回填细粒土后，碾压达不到要求的地基系数k30。解决方法：取土样做
20、含水量试验，鉴别含水量是否合适，若高，则应进行翻晒；反之，则要洒水。如仍达不到设计要求，则要与设计代表联系，商讨处理办法。有可能是受下层软土的影响。2.2 排水固结法施工技术与检验排水固固结法处理地基是在路基施工前，对天然路基或已设置竖向排水体的路基上加载预压，使土体固结沉降基本完成或大部分完成，从而提高地基土强度，减少地基工后沉降的一种地基加固方法。排水固结法一般适用于饱和软黏土，吹填土，松散粉土，新近沉积土，有机质土，及泥炭土地基。因此要保证排水固结法的加固效果，从施工角度考虑，主要应当做好以下三个环节：铺设水平垫层，设置竖向排水体，施加固结压力。2.2.1水平排水垫层施工铺设水平垫层的目
21、的：连通水体，将土体中渗出的水迅速排出，同时防止土颗粒堵塞排水通道；对软粘土地基起到持力层的作用。(1)垫层材料通常采用级配良好的中粗砂，颗粒粒径以介于0.0740.84mm之间为宜，含泥量不大于3%，一般不宜选用粉砂和细砂。(2)垫层厚度厚度应能保证土从土中渗出的水能及时排出；厚度应满足施工时的承载要求。一般厚度取3050cm，水下施工可取0.81.0m。(3)垫层施工地基土表层可承受一般机械运行时，采用机械分堆摊铺法；即先推成若干沙堆，然后用机械或人工摊平。当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法，即用人力车或轻型皮带传输机由里向外或一边向另一边铺设；当软土地基很软时，首先要改善地基表
22、面的持力条件，使其能够承载施工人员或轻型运输工具。处理措施一般采用铺设荆笆、透水性好的编织物或土工聚合物。不论采取何种施工方法，都应避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。(4)施工注意事项砂、碎石垫层（反滤层）施工的允许偏差、检验数量及检验方法如2-1表：表2-1 砂、碎石垫层（反滤层）施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1铺设范围不小于设计值沿线路纵向每100m抽样检验5处尺 量2厚 度不小于设计值沿线路纵向每100m抽样检验5处尺 量3顶面高程+50mm，-20mm沿线路纵向每100m抽样检验5处水准测量4横 坡0.5
23、%沿线路纵向每100m抽样检验5个断面坡度尺量与竖向排水体连接好，不允许混入杂物，防止堵塞排水通道；避免堆地基土产生扰动；不得将泥土或其他杂物混入垫层，对真空预压垫层的面层4cm厚度范围内不得有带棱角的硬物。严格控制虚铺厚度，最优含水率和要求达到的涉及密度。2.2.2竖向排水体施工竖向排水体在工程中的应用有普通砂井，袋装砂井，塑料排水带三种。（1）普通砂井的施工普通砂井在施工中应当满足的要求:保持砂井连续密实，并且不出现缩颈现象；尽量减少对周围土的扰动；砂井的长度，直径和间距应满足设计要求。砂井材料a.砂井的材料应采用中砂，不得含有杂物；b.砂粒级配应满足下式，保证有反滤作用；4d15(土)d
24、15（砂）4d85（土）施工顺序应遵循：先中间后周边的原则施工工艺砂井成孔方法有：套管法、射水法、螺旋钻成孔法和爆破法。a.套管法套管法是将带有活瓣桩尖活套有混凝土端靴的套管沉入到土层预定深度后，再灌砂、拔管成砂井。根据沉管工艺不同，分为：静压沉管法、锤击沉管法、锤击静压联合沉管法和振动沉管法。施工要点：沉管到设计深度灌水至充满灌砂至充满拔管。b.射水法射水法是利用射水管的高速水流的冲击及环刀的机械切削作用。破坏土体，形成具有一定直径和深度的砂井，然后灌砂形成砂井。主要机具设备；高压水泵、冲管、卷扬机。施工要点：控制好冲孔水压力和时间；保证灌砂量和灌砂率；做好清孔工作；做好泥浆排放工作；淤泥或
25、淤泥质土施工要慎重；井口要保证高出自然地面。质量要求:保证砂井连续和密实，不缩颈；减少对周围土体的扰动；砂井长度、直径、间距要满足设计要求；水平位置偏差未砂井直径，垂直度为1.5。c.螺旋钻成孔法d.爆破法(2)袋装砂井施工优点：能够保证砂井的连续性；打设设备轻型化；用砂量减少，工效高，造价低。材料的选择良好透水性；b.足够的抗拉强度；c.一定的抗老化性能；d.耐环境水腐蚀性能。施工机具袋装砂井成孔方法：锤击打入法、射水法、静力压入法、钻孔法和振动沉管法。目前，国内常用的是振动沉管法。施工工艺a.机具按设计桩位就位。b.施工时应经常检查桩尖与套管口封闭情况。c.用振动法或静压法将套管压入至设计
26、深度。d.下砂袋时，应将整根砂袋吊起，将端部放入套管口，徐徐下放至设计深度。e.拔管时应启动激振器，连续缓慢提升套管，直至拔离地面。f.检查袋装砂井袋口，若砂袋不满，应及时向袋内补砂。露出地面的砂袋应埋入砂垫层中，埋入长度应大于0.3m(与客专验标不符验标为0.5m)或符合设计要求。施工注意事项a.应按规定做好砂的质量检测，抽查砂袋的物理力学性质和缝制尺寸。b.袋装砂井孔口带出的泥土及时清除，并用砂回填密实。c.施工所用钢套管的内径宜略大于砂井直径，以减少施工过程中对地基土的扰动。d.套管上应划出控制标高的刻划线，以保证砂井打入长度符合设计要求；当拔套管将砂袋带出长度大于0.5m时，必须重新补
27、打。e.砂袋应防止扭结、缩颈、断裂和磨损；砂袋灌制要饱满密实。f.砂袋进场后应妥善存放，禁止长时间在阳光下暴晒。g.袋装砂井施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表2-2规定。表2-2 袋装砂井施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检查方法1井位（纵横向）0，50mm按砂井总数的5%抽样检验尺量2井 径+10mm,0按砂井总数的5%抽样检验尺量3砂袋直径5mm按砂井总数的5%抽样检验尺量4砂袋埋入砂垫层长度+100mm,0按砂井总数的5%抽样检验尺量(3)塑料带排水法施工塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其插入软土中作为竖向排水体，通过改善排水条件，促使
28、地基软土再荷载作用下排水固结。施工机具要求：具有较低的接地压力和较高的稳定性；插带速度快，对地基扰动小；移位迅速，对位容易。导管靴和桩尖导管靴有：圆形和矩形。桩尖因导管靴不同而选择不同桩尖。桩尖的作用：防止淤泥等进入管内，防止回带及锚定塑料带。施工工序a.场地准备b.放样c.机具就位d.穿靴施工注意事项a.测量放线：用经纬仪和水准仪进行单元块测量放样，用木桩（每20米1根）或小竹杆（内插）和白石灰放出各加固单元边线的准确位置，并用红漆在木桩或小竹竿上，并标出砂垫层顶面的标高；木桩与小竹竿之间也可用红尼龙绳连接。 b.铺设主支滤排水管：主支滤排水管分为主（干）管和支虑管。主管为4寸镀锌铁管，支虑
29、管为2寸镀锌铁管，外包土工布滤水网。 c.按照设计要求，在真空预压范围内铺设砂垫层，采用含泥量少于3%中粗砂，一次铺设0.25米厚。 e.为保证真空预压加固效果，两个相邻单元块之间，须开挖真空预压密封膜沟单元块内要预留2米间隔不铺设砂垫层。f.在完成上述两项工作后，应先拣除砂垫层表面的尖棱小石子、尖锐贝壳及其他杂物，并人工细平砂垫层表面。 g.出膜连接与真空泵系统安装：真空主管道通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接。出膜器的连接必须牢固，密封性可靠安全。 h.在完成上述工作后，即可开始抽真空及抽充密封水膜。开始抽真空以后，加固单元块内膜下真空度会持续上升。 i.真空预压卸荷验收当真空预压加固单元块
30、在膜下真空度达80KPa的条件下连续抽真空三个月，或地基固结度Ut80%时，即可以停机卸荷，交工验收。 2.2.3预压荷载施工可分三类：利用建筑物自重加压；施加外部荷载（堆载预压法）；减小地基土的孔隙水（真空预压法）(1)利用建筑物的自重在未经预压的天然软土地基上直接建造建筑物。如：路堤、土坝、贮矿场、油罐、水池等。(2)堆载预压施工工艺堆载预压的材料一般以砂石料和砖等不污染环境的散体材料为主。大面积施工时通常采用自卸汽车与推土机联合作业，对超软土地基的堆载施工，第一级荷载宜用轻机械或人工作业。施工注意事项a.堆载预压应按设计要求进行，预压材料应符合设计要求，不得使用淤泥土或含垃圾杂物的填料。
31、b.预压荷载不应小于设计荷载。c.预压土的堆载宽度和坡度应符合设计要求。d.堆载要严格控制加载速率，分层（级）荷载应符合设计要求，保证在各级荷载下地基的稳定性。堆载时应边堆土边摊平，顶面应平整。e.堆载预压过程中应进行沉降观测并保护好沉降观测设施，当有损坏应及时恢复。f.填筑过程应按设计要求或采取有效措施防止预压土污染填筑好的路基。g.当堆载预压时间达到设计要求后，应根据观测资料和工后沉降推算结果，由建设单位组织设计、监理、施工单位共同研究确定卸载时间。(3)真空预压施工设备和材料施工设备包括真空泵和一套内外路。要求真空设备具有效率高，能持续运转，重量轻，结构简单，便于维修等特点。密密封材料一
32、半采用聚氯乙烯薄膜或线性聚乙烯等专用薄膜。真空预压施工工序：a.铺设水平排水体和打设竖向排水体。b.密封系统应采用符合设计要求的密封层，膜与膜之间应采用热粘法粘接；密封沟开挖深度符合设计要求，密封膜顺密封沟铺设，且四周用黏土压实密封。c.连接各系统进行抽真空试验，检查密封性。d.在加固范围内应按设计要求设置沉降观测点。e.经检查各项指标符合设计要求后，可进行路基填筑作业。 f.在抽真空过程中应观测泵、真空管、膜内等真空度及地表总沉降、侧向位移等。 g.当真空预压达到设计规定的技术要求后停止抽真空，按设计要求现场测试预压效果。 施工注意事项 a.密封膜、排水滤管的种类、规格及性能应符合设计要求。
33、 b.密封膜应粘接牢固，热合加工的搭接长度不得小于15mm；铺设时密封膜要适当放松，表面不得损坏。 c.抽真空作业前应按设计要求检查真空预压装置的布设及密封程度。 d.做好真空度、地面沉降、侧向位移等观测和施工记录。 e.施工过程检测应符合设计要求。 f.当真空预压时间和沉降量达到设计要求时，应根据观测资料和工后沉降推算结果，由建设单位组织设计、监理、施工单位共同研究确定卸载时间。2.3 深层密实法施工技术与检验2.3.1砂桩、碎石桩施工要点砂桩和碎石桩又称粗颗粒土桩，是指用振动或冲击荷载在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入孔中形成的大直径密实柱体。 施工准备a.测量放样，平整地表，清除障碍
34、物。b.施工前应进行成桩试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根。c.砂桩桩体用砂应选用一定级配的中、粗、砾砂，含泥量不得大于5%；碎石桩桩体应选用一定级配且未风化的碎石或砾石，粒径宜为2050mm，含泥量不得大于5%。成桩施工宜采用振动成桩法或锤击成桩法。振动成桩法宜采用重复压拔管法，锤击成桩法宜采用双管法。重复压拔管法施工a.机械按设计桩位就位。b.桩管沉入至设计深度。c.向桩管内加料。d.边振动边拔管，拔至设计或试验确定高度。e.边振动边下压沉管至设计或试验确定高度。f.停止拔管后应继续振动，一般停拔悬振时间为1020s。g.重复循环施工至桩顶。双管法施工a.机械按
35、设计桩就位。b.桩管沉入至设计深度。c.拔起内管，加料至外管内。d.放下内管至外管内的砂（或碎石）料面上，拔起外管与内管平齐。e.锤击内外管、压实砂（或碎石）料。f.重复循环施工至桩顶。施工注意事项 a.振动法施工应严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填砂量、电机工作电流，保证桩体连续、均匀、密实。 b.锤击法施工应根据冲击锤的能量，控制拔管高度、分段填砂量、贯入度，保证桩体质量。 c.施工中应选用适宜的桩尖结构。当选用活瓣桩靴时，砂性土地基宜采用尖锥型，黏性土地基宜采用平底型。 d.当实际灌砂（或碎石）量没有达到设计要求时，应在原位将桩打入，补充灌砂（或碎石）后复打一次，或在旁边补桩
36、。 e.砂（或碎石）桩施工时，砂性土地基应从外围或两侧向中间进行，以挤密为主的桩宜隔排施工。软弱黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工。 f.质量检测应在施工结束后间隔一定时间进行。饱和黏性土宜为2周，其它土为35d。 g.砂（或碎石）桩处理软弱土地基应检验成桩及复合地基质量，其复合地基的承载力应符合设计要求。砂（或碎石）桩处理后的可液化土地基，桩间土的加固效果应符合设计要求。 h.砂桩2m深度以下桩身密实度必须大于中密状态（N63.510），碎石桩桩身密实度应符合设计要求。 i.砂（或碎石）桩施工允许偏差应按表2-3的要求控制。表2-3 砂桩、碎石桩施工允许偏差序号项 目允 许 偏 差1桩位（纵
37、横向）50 mm2桩身垂直度1.5%3桩长不小于设计规定4桩径振动法-20mm锤击法+100mm,-50mm2.3.2CFG桩施工要点CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。工程材料a.粉煤灰粉煤
38、灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（11001500。C）后，由收尖器惧的细灰（简称干灰）。其主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等，其中粉煤灰的活性决定于各种粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO对粉煤灰的活性也极为有利。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，因而水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。b.碎石碎石为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料，一般采用砾石、碎石等，其粒径为2050mm，含水率0.96%，含泥量不得大于5。c.石屑掺入一定数量的石屑是填充碎石的孔隙，使其级配良好。石
39、屑宜选用与同一种碎石原料进行加工，掺入的数量应由试验确定，不能随意添加。其各项参数如下：粒径2.510mm，含水率1.05%，含泥量不得大于5。d.水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥，质量优良，新鲜无结块。机具设备a.主要机具振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。目前国产型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60DZ120等，对于地质情况较复杂的地基，功率大的打桩机比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基DZ90能满足孔径小于80cmCFG桩的施工。b.配套设备吊机的起吊能力应不小于10t，可用起落架代替吊机;电气控制设备是施工机械的心脏，控制电流操作台要有250A以上容量的电流表3块，5
40、00V电压表3块;加料可用架子车或小翻斗车完成，按一次不超过0.5立方计算需要运输工具的数量。 施工准备施工前，应作好以下准备工作：a.认真核对施工现场地质情况，防止施工时沉管振动破坏；b.按设计要地求布置桩位，绘出布桩平面图，标出打桩顺序和注明桩位编号，具体施工注意事项应详加说明；c.对现场及邻近的地下管线、地上建筑物等应事前进行清理；d.搞好现场测量工作，水准控制点及平面控制点应按测规要求引至现场，以控制桩的调程及位置；e.完成施工现场“三通一平”工作，保证沉管机械进场。 f.施工方法CFG桩施工前，一般须进行试验，以便确定成桩有关技术参数，待参数确定后再行组织施工。施工工艺a.沉管桩机就
41、位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%；若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右；启动电动机，开始沉管过程中注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位；沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次，对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。b.投料 在沉管过程中可用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐；如上料量不多，须在拔管过程中进行孔中投料，以保证成桩桩顶标高满足设计要求；混合料配比应严格按设计文件规定执行，碎石和石屑含杂质不大于5%；按设计配比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为30
42、50mm，成桩后桩顶浮浆厚度一般不不超过200mm；混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得小于1min.c.拔管当混合料加至钢管投料口平齐后，开动电动机，沉管原地留振10s，然后边振动边拔管;拔管速度按均匀线速控制，一般控制在1.21.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢；当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。施工顺序连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩颈，但很少发生桩完全断开；跳打一般很少发生已打桩桩径被挤小或缩颈现象，但土质较硬时，在已打桩中间补打新桩时，已打桩可能被振断或振裂。在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉
43、土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打的方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应小于7天。混合料坍落度为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为35cm。保护桩长所谓保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将其剔掉。保护桩长越长，桩的施工质量越容易控制，但浪费的料也就越多。设计桩顶标高离地表距离不大于1.5m时，保护桩长可取5070cm，上部用粒状材料封顶直到地表。桩头处理CFG桩施工完毕待桩体达到一定强度（一般为7天左右），方可进行基槽开挖。在基槽开挖中，如果设计桩顶标高距地面不深（一般不大于1.5m），宜考虑采用人工开挖，不仅可防止对桩
44、体和桩间土产生不良影响，而且经济可行；如果基槽开挖较较深，开挖面积大，采用人工开挖不经济，可考虑采用机械和人工联合开挖，但人工开挖留置厚度一般不宜小于700mm.褥垫铺设为了调整CFG桩和桩间土的共同作用，宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层，其铺垫厚度应严格按设计规定办理。其材料多为 施工时先虚铺，再采用静力压实，当桩间土含水量不大时也可夯实。桩间土含水量较高，特别是高灵敏度土，要注意施工扰动对桩间土的影响，以避免产生橡皮土。粗砂、中砂或级配砂石，限制最大粒么不超过3cm。2.4 软土地基加固处理注意事项软土地基的处理方法有很多种，各种方法都有它的适用范围。具体工程的工程地质条件千变万化，对地基处
45、理的要求不尽一致，而且施工部门采用的机具、当地的材料都会不同，因此必须进行分析，以确定适合的处理方法。软土地基处理的工程费用通常是比较昂贵的，如果由于选择方法的失误，有时可能得不到好的效果，因此综合考虑时必须注意尽量选择经济合理的施工方法，不要过多地浪费有限的资源。在深厚软土地基、沉降量大的地方可先进行堆载预压，待待残余沉降达到一定数量时在进行路堤填筑。在施工过程中必须注意施工质量与处理效果的检验，以保证工程质量。一般在地基处理施工前、施工中和施工后，都要对被加固的地基进行现场测试，以便及时了解地基加固效果，修正加固设计，调整施工进度。有时为了获得某些施工参数，多数必须于施工前在现场进行地基处
46、理原位试验。有时在地基加固前，为了保证邻近建筑物的安全，还要对邻近建筑物或地下设施进行沉降和裂缝等检测。在开发、引用新的地基处理方法，或者对不同的处理方法作比较时，宜在大规模施工以前进行小型现场试验可靠性，并获得必要的施工控制指标和施工经济指标。第3章 施工作业指导书3.1 旋喷桩工程施工3.1.1作业准备(1)内业技术准备作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。(2)外业技术准备施工作业所涉及的各
47、种外部技术数据收集和人员、设备进场完成。3.1.2技术要求(1)施工前应选择有代表性的地段进行成桩工艺性试验，确定主要工艺参数。(2)旋喷桩施工开始后应及时进行复合地基承载力试验，以确认设计参数。(3)旋喷桩机应配备符合计量规定的计量装置，且装置应处于检定有效期内。3.1.3施工工序与工艺流程(1)施工工艺 施工顺序为：施工准备钻机就位下沉钻进喷射注浆喷射结束拔管钻机移位。(2) 施工工艺图3-1为旋喷桩施工工艺流程图。3.1.4施工要求(1)施工准备测量放样，平整地表，设置回浆池。在施工现场根据地质情况分段取样，按设计要求进行室内配合比试验，确定浆液配合比。水泥要有产品质量合格证并按有关规定抽检。严禁使用受潮结块的