软土路基施工技术

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1、 中铁二局集团秦沈指挥部 软土路基施工技术 秦沈客运专线路基施工中需研究的几个问题胡 建（中铁二局集团秦沈指挥部）摘 要：本文根据秦沈线的设计情况，结合秦沈线的施工实践和部份试验结果，叙述了几个在秦沈线有一定共性的问题，供后来者探讨关键词： 秦沈铁路 路基 施工 问题1、秦沈客专线A12、A13标路基设计概况秦沈客专线A12、A13标（DK218+500DK263+400）共计长度35.471千米，其中特大、大、中、小桥合计长度12.119千米，路基长度合计23.352千米。在路基工程中，基床需特别处理的路基长度计22.094千米。在A12、A13标中，路基填土高度（含基床）自3.13米至9.

2、41米不等。路基填高最低处3.13m，里程为DK229+800附近，路基填高最高处9.41m，里程为DK225+040附近。1.1本段路基在通过软弱和松软地区时采用了如下几种加固处理方法：1.1.1塑料排水板用于加固深度为4.09.0m的松软地基。1.1.2袋装砂井用于加固深度为7.020.0m的软弱地基。1.1.3粉喷桩用于桥台后20.030.0m范围复合地基加固。1.1.4碎石桩用松软地区桥台后的路基及深度5.0m左右的松软层路基基底加固。1.1.5旋喷桩用于松软和软弱地区的涵洞基底及小段路基基底加固处理。1.1.6水泥搅拌桩用于松软及软弱地区的桥台后路基、涵洞基底及个别小段落的路基基底处

3、理。1.1.7基底换填砂垫层和铺设土工格室一般用于松软土层厚度在3.0m以内的路基地段。1.2在A12、A13标的路基填筑中使用的填料主要为A、B组填料，填料的主要技术指标如下：A组填料：最大干密度 2.05最优含水量 9%比重 2.70Cc 1.68Cu 24B组填料：最大干密度 2.19最优含水量 8.6%液限 29.3塑限 20.4Ip 8.9不均匀系数 24.5曲率系数 2.115mm颗粒质量比： 27最大粒径： 10mm2、几个问题目前，由我公司承担的A12、A13标已开始逐步进入路堤本体的填筑施工。在此之前，秦沈线上各兄弟单位也先后进入了路基的填筑施工，在施工过程中均不同程度地遇到

4、一些在秦沈线上具有一定共性的问题。这些问题目前尚无确切的答案，有待于在今后的施工中进一步加以研究解决。2.1设计的软弱及松软地基加固处理措施和规定的工后沉降标准与工期要求之间的矛盾问题。根据铁道部有关领导三年半建成秦沈的指示精神，整个秦沈线的后门工期已经关死。按照这个总工期目标，从我公司去年八月份获得第一批施工图（资料）起算，扣除线上工程的施工时间和冬季低温条件下不能施工的时间，不考虑雨季的影响，实际用于软基处理和填筑施工（包括预压）的工期最短的仅911个月。而秦沈线的有关细则对路基工后沉降规定的标准又是如此之高（一般路基地段工后沉降15cm，沉降速率4cm/年；过渡段工后沉降8cm）这就使得

5、工期与标准之间的矛盾非常突出。众所周知在软土地区施工的铁路路基若不给予充分的预压固结时间，那么开通使用后，其沉降是很难控制的。据目前的资料看，在我国已建成的铁路中软基地段工后沉降控制得最好的是广深准高速铁路，其工后沉降为53cm（相应的规定为020cm）。这些数据说明，不尊重客观规律的人为意志工期与客观的软基固结沉降规律所需要的工期（包括预压固结期）往往矛盾十分尖锐。而按照人为意志工期施工，一但工后沉降超标，首先受到责难的往往又是施工单位。这就使施工单位常常处于人为意志工期与客观规律的夹缝之中，十分尴尬。有鉴于此，施工中施工单位一是要充分利用给定的有效工期，二是要严把各道质量关，确保各道工序按

6、设计实作到位。在做到了上述两点之后，对于施工单位来讲即使受到责难，也能拿科学的数据、充分的理由进行陈述和申辩。在高速铁路的施工中如何在前面已述及的几种软基处理工艺的条件下，亦或是其它新的施工工艺条件下，在软短的时间内实现软基的充分固结，从而达到控制工后沉降的目的，将是今后的一项长期课题。2.2关于秦沈线路基填筑中的双重检测指标不匹配的问题由于秦沈线是我国首次自行设计、自行施工的高速铁路，因此在各项质量检测标准上都无成熟的经验可供借鉴，同时又为了保证高速铁路能真正跑起高速，因而借鉴于一些国外的标准又结合了国内的部分研究成果，因此就出现了所谓的双重标准。例如，对路堤本体设计暂规及路基施工细则均规定

7、如下：填 料压实标准细粒土粗料土碎石土A、B、C组填料或改土地基系数K30（Mpa/m）90110120孔隙率n（%）25110Mpa根据兄弟单位的试验，在填筑基床时暂规的相应规定为，K30120Mpa；n20%（粗粒土），但实际施工采用重型压实机械，按最佳含水率控制，即使碾压遍数达到16遍，都不能实现n30MPa+匀速卷扬机提速530cm/min+ 注：+为该旋喷工艺使用的机具设备。4.2.2人员组织高压旋喷人员组织分工：班长1人、钻探工4人、（打引孔时加4人），司泵工1人、高压泵水泥车司机1人（专用高喷车），电工1人，普工8人，钳工1人、工程技术人员1人，共18人（一个班）。4.3浆液4.

8、3.1高压旋喷用的浆液主要材料为水泥。水泥在使用前应作质量鉴定，搅拌水泥浆液所用的水应符合混凝土拌合用水的标准。4.3.2旋喷用水泥浆液，可根据工程需要加入适量的外加剂及掺合料构成复合浆液。4.3.3旋喷用水泥浆应符合下列规定a、对于一般工程，可采用325#或425#硅酸盐水泥或矿碴水泥，水灰比宜为1.0:11.5:1.0，当需要减缓水泥浆液沉淀速度及保持良好的可喷性时，可在其中加入3%水泥重量的膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠。膨润土的细度为200目。b、对地下水活动强烈的工程和要求早期承重的工程，可在水泥浆液内加入2%4%水泥重的氯化钙或水玻璃或三乙醇胺等速凝剂。c、对要求平均抗压强度在20

9、Mpa以上的旋喷桩体，可选用不低于525#的硅酸盐水泥或在425#硅酸盐水泥中掺入高效能扩散剂，其配合比应由试验确定。d、对有抗渗要求的旋喷固结体，不宜使用矿碴水泥，可在水泥浆中掺入2%4%水泥重量的水玻璃。e、当在上冻前进行旋喷注浆时，宜在425#硅酸盐水泥浆液中加入抗冻剂，防止土体冻胀。4.3.4旋喷注浆浆液用量，可分别按4.1式和4.2式计算，取其中大值。a、体积法 Q=/4DKH(1+) 式中Q浆液用量（m）D旋喷桩直径（m）K填充率，可取0.750.90H旋喷桩高度（m）损失系数,取0.10.3b、喷量法Q=H/Vq(1+) 式中Q浆液用量（m）V提升速度（m/min）H旋喷高度（m

10、）q单位时间喷射浆液量（m/min）损失系数,取0.10.34.4施工程序4.4.1机械组装（单管法）a、机具就位：对准桩位安装钻机，合理布置高压泥浆泵、搅拌罐、水电接头、排水冒浆沟位置等，尽量缩短高压浆管的距离，一般以不超过20 m 为宜；b、安装水泥浆液制备系统：搭置工作平台和安装水泥制备浆液罐（包括搅拌机）。搅拌机应稍高于制备浆液罐上口高度，旋喷浆液罐进口（加设滤网）高度应低于制备浆液罐出口，高压泥浆泵吸浆管进口（内设过滤器）高度应低于旋喷浆液罐出口；c、管线联接：用高压胶管（高压胶管间用快速接头联接）联接旋喷浆管导流器与高压水泥浆泵输浆管，用普通胶管连接高压泥浆泵吸浆管与旋喷浆液罐和制

11、备浆液罐。用电缆联接旋喷钻机、慢速卷扬机、高压泵电源线与电气控制装置。d、试运转 （1）高压泥浆泵电机达到设定转速，泵压保持设定泵压2Mpa； （2）电网电压应保持380V15V，电机工作电流不得超过额定电流值； （3）调整旋喷管旋转速度和提升速度，不得超过设计规定值的10%； （4）浆液管路和供水路通畅； （5）压力、流量等仪表应能正确显示；4.4.2工艺流程高喷注浆工艺流程如图41所示。4.5高压旋喷注浆施工参数高压旋喷注浆施工参数主要包括：压力、流量、提升速度、旋转速度及喷咀个数等，这些参数根据地质条件及设计要求进行调整，由现场工艺试验确定。上述参数的一般范围列于表 42。4.6质量与安

12、全控制要点4.6.1对位：钻机应按设计桩位准确定位，并必须作水平校正，钻杆头对准桩位，其偏差不应大于5cm。4.6.2成孔：单管法可用工程地质钻机予钻导孔，也可在适宜的地层条件下使用旋喷管水射流成孔，水压不宜大于2Mpa。当旋喷管下沉到距预定深度0.5m时，应停止射水，使其在自重作用下，上下串动沉至设计深度。成孔的偏斜度应小于1.5%高压旋喷注浆参数表 表 42旋喷注浆方法单管法二重管法三重管法水压力(Mpa)2030流量L/min80120喷咀孔径(mm)及个数23 2个空气压力(Mpa)0.70.80.70.8风量(m/ min)1212喷咀间隙(mm)及个数12(2个)12(2个)浆液压

13、力(Mpa)2030203013流量(L/min)60120601 20100150喷咀孔径(mm)及个数2312个2312个10（2个）14（1个）提升速度(cm/min)2025约10约10旋转速度(v/min)1620约10约104.6.3下入浆管及注浆：在旋喷管扦入过程中，可使用不超过1 Mpa的低压水，边射水，边扦入，以防喷咀堵塞；当旋喷管扦入预定深度时，应及时按设计配合比制备好水泥浆液。旋喷时应按以下步骤操作：a、按设计转速原地旋转喷管；b、按设计旋喷方法，输入水泥浆液、水和压缩空气（二重管及三重管法），待泵压和风压升至设计规定值；c、按设计的提升速度提升旋喷管，进行由下而上旋喷注

14、浆作业。4.6.4水泥浆液应严格过滤，并按喷咀直径设置二道过滤装置。水泥浆液应随配随用，并应在旋喷作业过程中连续不停地搅拌。4.6.5在旋喷作业过程中，因拆御注浆管节或其他原因停泵后重新进行旋喷时，其搭接长度不应小于10cm。4.6.6旋喷注浆过程中，应按设计要求经常检查泵压、流量、旋转和提升速度以及实际的浆液耗用量。4.6.7旋喷注浆过程中，冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。4.6.8供浆和供气、供水（二重管及三重管法）必须连续进行。一旦中断，应将旋喷管下沉至停供点以下10cm，待恢复供浆时再旋喷提升。因故停机超过3小时时，应对泵体和输

15、浆管路妥善清洗。4.6.9当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0米开始，慢速提升旋喷至桩顶，旋喷数秒，再向上慢速提升一段桩体，单管法为0.5米，二重管法为0.7米，三重管法为1.0米。4.6.10施工完毕，应用清水把泥浆泵和管路内的残留浆液全部喷射排出，钻具及其他设备应用清水冲洗干净。5、检测质量检验应按照施工图设计要求或专门的检测技术要求进行。一般可采用如下检测方法：5.1开挖检查：桩径外观特征5.2钻孔取芯：桩的连续性及取样试验5.3动测桩法：连续性、均匀性及强度评价5.4标准贯入试验：取样观察及强度评价5.5载荷试验：单桩或复合地基承载力以及荷载变形特征是最具有说服力的检测方法。检验

16、点的数量及布置应根据地质条件变化情况及荷载分布特点和工程的重要性来确定，并应符合规范要求。各种检测手段的检测方法及成果评价可参见资料及规程、规范。6、工程验收应提交的资料6.1施工用材料质量检验和现场、室内试验报告；6.2施工参数、水泥浆液配方及施工工艺流程等资料；6.3施工记录及施工记录汇总；6.4施工质量检验报告；6.5、施工图和竣工报告。7、结束语高压喷射注浆具有适用范围广、施工速度快，施工简便，工期短，成桩质量好，施工噪音小无污染，处理后地基土的承载力可达130Kpa，在秦沈线软弱地基施工中取得很好的效果。高压喷射注浆施工流程图调整钻架垂直度高压喷射注浆拔管钻孔打管试喷器械清冼插管喷射

17、结束泥浆的排泄处理钻机就位深层水泥搅拌桩施工技术张克平 何基香（中铁二局秦沈指月牙河第二项目经理部）摘 要：本文从设备选型、实验参数等方面介绍了秦沈线A-13标段DK262+444.06-DK262+469段深层水泥搅拌桩施工技术，是一项较成功软基处理方法。关键词：深层水泥搅拌桩 施工技术1、工程概况1.1搅拌桩工程形象A-13标DK262+444.06DK263+400段路基共计955.94m。该段基底处理采用了袋装砂井和深层水泥搅拌桩，其中DK262+444.06DK262+469段（桥台过渡段）路基和DK263+049涵与DK263+070.6涵间路基基底采用深层水泥搅拌桩进行地基加固处

18、理。所有搅拌桩均等边三角形布置，桩径0.5m 。DK262+444.06DK262+469段深层水泥搅拌桩桩间距1.0m，桩长15.0m，全段共布置834根桩（桩的具体布置情况见图一）。涵洞间深层水泥搅拌桩状间距1.1m，桩长11.0m。本文主要介绍月牙河特大桥台尾过渡段深层水泥桩施工技术。DK262+444.46DK262+469段深层水泥搅拌桩采用等边三角形布置，桩径0.5m，间距1.0m，桩长15.0m。1.2水文地质情况地质情况自上而下分别为：淤泥质砂粘土层，粘砂土层，松软砂粘土层，砂粘土层，其中砂粘土层中夹有细砂土层，层厚03.1m，呈透镜体状（地质分布情况见图）。地面标高为4.0m

19、，地下存在较丰富的孔隙潜水，地下水位标高为3.5m左右。该路段位于地形开阔、平坦的水田、苇塘、蟹塘范围内，其间灌溉沟渠纵横交错1.3质量要求及标准路基设计通用图规定：地基化学加固法处理后，复合地基承载力不得小于150KPa，单桩无侧限抗压强度不得小于1.2MPa，过渡段工后沉降要求小于8cm。2、机械设备选型与配套普通的深层搅拌法所用的施工机具包括深层搅拌机、水泥浆制备系统及起重机、导向设备和提升速度控制设备，其软基施工能力仅为地面下10m。我部施工的桩长达15m，故我部采用SJB改装后的深层搅拌机机型，改装后的机型架架身达23m，可施工18m以下桩长的桩。钻杆采用壁厚1cm的无缝钢管一次加工

20、到桩长（无须接长处理）。水泥浆制备系统包括灰浆搅拌机，灰浆泵、集料斗和计量设备。起重机选用10t以上，起重高度大于18m。为保证深层搅拌机垂直沉入土中和扭转，设置了有钢管焊接制作的导向和横杆。要改变土中固化剂的掺量，就需要改变提升速度，在起重机中装设了提升速度控制设备。3、施工准备3.1清除地表种植土0.3m左右，排除集水，并晾晒，平整场地并碾压密实。3.2在检测合格的场地上，测定桩位，并以白灰或打设竹、木桩作标识。3.3进行室内试验，确定加固该段软土的配方。选定室内配方是整个施工过程的一个重要环节。其过程如下：3.3.1在将施工的现场的不同标高取原状土50kg左右送至中心试验室。3.3.2中

21、心试验室对原状土取样进行烘干处理，测定其天然含水率w0=20.7%、天然湿密度=1.96g/cm3。3.3.3水泥掺入量取决于要求的加固体强度，一般为加固土重（干容重）的715%，如掺入量过少时，水泥和土的反应过弱，固化强度低，搅拌不均匀，为达到设计要求，在不掺外加剂的前提下，我部采用15%、17%、20%三种比例配制（设计图中规定水泥掺量不低于土重的15%），选用425#普通硅酸盐水泥，水灰比0.6：1，作成水泥土试块，进行标准养护，90天后的强度分别为7.9MPa、8.9MPa、9.5MPa。故选择15%就能满足质量要求。最佳配合比为水：水泥=0.6：1。深层水泥搅拌桩每米水泥用量C=0.

22、52/4196015%/1.207=47.8kg，水用量W=47.80.6=28.7kg。3.4试桩根据室内最佳配方方案，我部选择DK262+444.06DK262+469段的25根桩进行了试桩。通过试桩，确定出搅拌桩施工技术参数如下：3.4.1灰浆泵压力控制在0.40.6KPa，灰浆泵流量控制在1719L/min。3.4.2边搅拌边下沉，设计浆量在第二次提升复搅时注浆完毕。3.4.3第一次喷浆搅拌下沉速度：0.440.75m/min。3.4.4第一次喷浆提升速度：0.440.92m/min。3.4.5第二次喷浆搅拌下沉速度：0.450.81m/min。3.4.6第二次喷浆提升速度：0.460

23、.82m/min。3.4.7喷浆最佳时间：从路基顶面开始反转匀速提升前按正常速度供浆。3.4.8 DK262+444.06DK262+469段15m的桩水泥用量控制在717.0kg/根。3.4.9每根桩施工时间为4060分钟。4、搅拌桩施工工艺流程见下页搅拌桩施工工艺流程固化剂外掺剂材料准备质量检验速度控制机具设备安装调试正常施工准备地表层土换填碾压处理启动搅拌电机配制水泥浆制桩试验放松吊绳开启灰浆泵桩位测定定位预搅下沉至设计深度喷浆、搅拌、提升至桩顶设计标高关闭灰浆泵重复搅拌移位搅拌机提出地面清冼灰浆泵及管道5、施工过程及施工技术措施5.1施工过程5.1.1按已测放的桩位准确移机就位。施工中

24、应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直偏差不得超过1.5%，桩位偏差不得大于50mm。5.1.2按设计配合比准确计量每罐水泥及水的重量，采用灰浆搅拌机拌和均匀后进入集料斗待用。5.1.3开启深层搅拌机及灌浆泵，确认浆液从喷嘴喷出后，启动深层搅拌机向下旋转，少量喷浆直至设计桩底，桩深采取在钻杆上标示刻度的方法进行准确控制。5.1.4桩机搅拌头达到桩深时，在桩端位须喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端，保证端部质量。5.1.5桩机按正常的速度供浆自桩底反转均匀提升。 5.1.6重复喷浆钻进下沉，到桩底时反转提升，第一次喷浆量已达到设计要求浆量时，可不喷浆，但须进行复搅。5.1.7清洗：

25、向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，保持干净。5.1.8清洗后，将钻机移至下一个桩位重复施工，同时对桩头进行处理，达到设计要求。5.2施工技术措施5.2.1第一次喷浆下沉速度不宜过快，软土才能预搅切碎，以利于水泥浆均匀拌和。5.2.2固化剂必须通过室内试验合格后方能使用。水泥采用425#普通硅酸盐水泥，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。施工用水须采用经水质鉴定合格的水。水泥浆要严格按照设计的配合比配制。为防止水泥浆发生离析，应在搅拌机中不断搅动，在压浆前缓慢倒入集料斗。5.2.3为确保桩的均匀性，施工现场操作人员须控制好下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度均得到充

26、分搅拌。5.2.4机具下沉搅拌中遇到硬土阻力较大时，应减少下沉（上升）速度或增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压。5.2.5桩机操作手与拌浆员保持联系，如出现断桩或由于卡钻而出现停浆，应在恢复供浆时将搅拌机下沉至停浆面以下重复搭接0.51.0m。如停机超过3小时，为防止浆液结硬堵塞，应将输浆管道拆卸，清洗干净。5.2.6施工数据应有专人记录，记录应详实完整。5.2.7深层水泥搅拌桩成桩28d后进行载荷试验和钻孔取芯。试验数量为工点总量的2，但每一工点不少于2根。6、经验及教训深层搅拌法是加固软粘土的一项新工艺，它对于加固砂土施工不便，在DK262+444.06DK262+469段，因砂粘土层中

27、夹有细砂土，当钻机穿过该土层时，经常容易卡钻，我部通过多种方法的实验比较最后采取减慢钻进和提升速度、搅拌转速不变的方法克服了卡钻的事故，但是施工速度慢，工效低。建议加固砂土采用高压旋喷加固桩方法。在整个施工过程中，由于地质情况不够详细，土样取得太少不能代表整个工点的复杂的地质情况，所以在施工过程中只能根据施工经验调整一些参数。但因深层水泥搅拌法是一种加固原状土的方法，故加固后地基土的强度不仅与水泥浆有关，还与原状土有关，随土的成分及物理力学化学性质的变化而变化，在施工中仅采用一种配合比，有可能桩的强度的离散性较大，控制桩的离散性将是一个新的研究课题。轻型井点法在软土地基构筑物基坑开挖施工中的运

28、用徐德军 张克平（中铁二局秦沈指月牙河第二项目经理部）摘 要： 轻型井点降水由井点管、集水总管和抽水机组等主要设备组成，在真空泵的作用下，地下水通过滤管进入井点管，沿井点管上升流入集水管，汇集后由抽水机组排除，其结构简单，重量轻，装拆方便，操作灵活，可重复使用等特点。轻型井点法在月牙河特大桥承台施工中为基坑的施工创造了良好的条件。关键词：轻型井点 承台开挖 机理 作用1、概述月牙河特大桥位于辽宁省盘山县境内,为跨越水田、苇塘、盐碱地、月牙河、鸭子河等软弱地质而设,桥址起讫里程DK252+183.6DK263+443.46,全桥长10.26km,共418个墩台。该桥地处第四系冲洪积平原上,农灌水

29、系发达，地下0.51.0m即有地下水的存在，地质由上而下为:软砂粘土、砂粘土、砂粘土夹中、细及粉砂层,表层腐质软弱土层覆盖较厚,地基承载力仅为80140Kpa。设计以打入桩基础为主,在苇塘、跨河段设为钻孔桩基础,承台截面尺寸分别为10.24.6m和10.44.8m,最小埋深2.8m，最大埋深5.0m,平均埋深3.5m。2、承台开挖方法的尝试2.1对位于水田内的370#承台进行了放坡开挖,由于受地形条件及弃土场未落实只能将土弃于承台周围影响,放坡坡率为1:0.75,施工中由于土质为饱和砂粘土，基底有粉砂上涌现象，排水沟较难形成,且边坡自稳能力差，坍滑现象严重。普通的开挖排水施工方法根本满足不了施

30、工的需要。2.2采用32#槽钢进行边坡预支护,经检算,该方法槽钢下料长达9m，需挖掘机或专门的振动锤辅以吊车等机具配合，施工操作困难，施工程序繁杂，满足不了工程进度要求，且每个承台需用槽钢量达：41T。3、轻型井点降水法选择理由3.1适用于砂层、粘土层、砂粘土层等日渗透系数小于50 m3/ d的地层，且该类土体受水饱和时边坡自稳能力差，易坍滑。3.2平均降水深度34.5 m。3.3基坑受放坡开挖地形限制，且可减少大量土石方的转运工程量。3.4井点降水管本身起一定坑壁支护作用，有利于基坑稳定。4、轻型井点降水法工作原理沿基坑的四周埋入深于坑底的井点滤水管，以总管连接抽水，形成降水漏斗(见附图一)

31、，达到引截基坑周边水流，使地下水位低于基坑底，较好地防止坑底涌砂现象，增加开挖土体的密实程度和边坡的自稳能力，以便在无水干燥的情况下进行基坑开挖，为基坑施工创造良好的作业条件。5、轻型井点降水设备介绍5.1井点管：采用直径42mm长度为6 m的钢管加工而成，钢管下部钻直径为1218 mm的梅花型滤孔，采用10铁丝间隔12cm 绕成螺旋状包缠管壁，其外包两层滤网（内层为网眼3050孔/ cm 的尼龙丝布,外层为网眼312孔/cm的尼龙丝网或棕皮），滤网外绕一层8粗铁丝做保护层，管头用木塞等做封堵处理。(见图二)5.2集水总管：采用75100 mm 的钢管分节连接而成（节长视运输、降水等条件而定）

32、,于集水总管上0.81.6m设一井点分管接头。5.3抽水设备：采用一台7.5KW的清水离心泵、射流器及循环水箱等组成，其工作原理(见附图三) 5.4成孔设备：由一台5.5 KW抽水机及70硬质耐磨连接管，射水头组成。6、轻型井点降水有关理论计算由于本桥地质均为砂粘土层，且粉砂含量较大，其渗透系数按含粘土的粉砂进行取值（k=1.0m/d），涌水量按无压非完全井理论进行计算：6.1单根井点管出水量计算：q=65dL3k =653.140.0421.531 =12.865m3/d6.2基坑假想半径计算X0=(F/) =(13.47.8/) =5.77m6.3抽水影响半径计算：R=1.95S(HK)

33、=1.95S(1.775(S+L) =1.951.5(1.775(3.0+1.5) =8.27m6.4基坑涌水量计算：Q=1.366K(2H-S)S/(lgR-lgX0) =1.3661(21.775(3+1.5)-2.5)2.5/(lg8.27-lg5.77) =294.4 m3/d6.5井点管数量的计算： n=1.1Q/q=1.1294.4/12.865=25.2根（取值26根）6.6井点管间距的计算： D=L1/n=(（13.4+7.8）2-4)/26=1.48m7、井点降水法平面布置情况在实际施工中,我们采取了如下井点降水布置方式：管间距为1.2m,埋深5.5m ,井点布设成开口状以利

34、开挖机具及运输机具的出入，具体布置见附图四8、每个承台井点降水主要用料表序号材料名称单位数 量备 注1钢管（42）M1741922钢管（100）M38.43离心泵台17.5KW4水箱（带射流器）套15抽水机（射水用）台15.5KW9、井点降水施工工艺流程 射水成孔下井点管填粗砂射水成孔井点管与总管、总管与抽水设备连接降地下水拆管、拔管10、具体施工步骤10.1射水成孔准确测设基坑轮廓线并用挖掘机在距基坑边1.5 处挖设1.2m深的降水沟槽（该工作可增加井点降水的深度），采取带压力表的抽水机做射水设备，利用高压水（压力在0.40.8Mpa）在井点管位冲刷土层形成200300mm 的垂直冲孔，冲孔

35、较井点降水深0.51.0m 。10.2下井点管井点管在冲孔成形后立即插入，使井点管位于孔位中心，外露长度0.5m ,回填洁净粗砂，在距地面0.5m 深处改填粘土封口并夯实,以防漏气影响降水效果。10.3管的连接井点管与主管采用硬塑料管连接，其余各管节接头需加设橡皮垫圈，确保管路不漏风、漏水。10.4 检查各部分管路与机械安装完毕连成整体，进行一次全面检查，了解设备是否正常运转及管路是否漏气，形成的真空度情况，（降水设备正常运转时，真空表须达到0.08Mpa以上的真空度）10.5抽排降水沟槽内积水，启动电机排降地下水。10.6施工结束后，拆除各部分连接件，拔出井点管，进行整修，冲洗后备用。11、

36、井点降水施工中的注意事项11.1井点降水中须随时检查连接接头的严密性，保证真空吸水所需的真空度11.2集水总管标高尽量接近地下水位齐平，水泵轴心与总管齐平。11.3冬季施工时，须采用挖掘机清除表层冻土后再射水成孔进行井点管的安装，集水总管安装时须向抽水方向形成0.51%左右的坡度,防止待机时管内存水受冻。11.4随时检查井点管的过滤部分，及时更换滤布，确保滤水效果。11.5施工期间不得中断抽水。12、施工效果：12.1通过前期近80个墩位承台的施工，降水后23天即对承台进行土方开挖，开挖时可采用较陡甚至垂直坡率95%以上，基底干燥无水，并进一步对该类基坑挖探坑检测降水漏斗情况，地下水位降低值（

37、S）与地下水位线至漏管上线（S）差值均在0.10.5m范围内（差值与基底地质有关），且滤管均低于承台底标高0.5m以下，达到了预期的降水效果。12.2 197#，221#，387#，390#墩承台开挖后基坑内含水量较高，2h后即有残存积水，经检查该类基坑开挖深度达4.05.0m，井点滤管埋深与开挖深接近或高于承台底面标高，故降水效果较差。12.3无压非完全井理论计算结果与施工效果接近，类似地层可套用此类计算工式。13、结束语井点降水施工方法由来已久，虽然因其制造加工工序较繁杂、首次费用投入相对较高（每套设备约需成本7000元），但其施工方法简单易行、施工条件好、管理容易，且可多次倒用，与其它方

38、法比较，相对投入较少，因此在月牙河特大桥承台基坑施工中广泛应用。粉喷桩施工工艺李斌成 王军（中铁二局秦沈指第一项目经理部）摘 要：粉喷桩是一种较为有效的软土地基加固技术之一，本文针对秦沈客运专线软弱地基处理，对粉喷桩的机理、设计、施工作一简要的阐述。关键词：粉喷桩 机理 设计 施工1、概述 秦沈线为我国在建的第一条设计时速为200km/h的客运专线，其质量从各个方面要求都与普通铁路有质的区别，特别对线下基础工程施工工艺、地基处理方法、路基填料种类、施工机械合理配套等都提出了更高的要求，路基部分必须能满足高速客车运行平稳性、舒适性的要求，这就要求在进行基础处理时，其强度、整体性、沉降变形限值必须

39、在规定的范围之内，而路基与桥梁过渡段的施工则要求更高，所以在进行过渡段粉喷桩处理时，必须保证施工质量，一切按细则、规范办事，下面就工作机理、施工过程、施工过程中出现的问题及处理方法简介如下，其中不免存在诸多不足，希望大家不惜赐教。2、加固原理及工艺设计2.1粉喷桩加固软土技术的工作原理如下：夹带着加固料的空气经由放置搅拌轴的空心部，从旋转着的翼的根部的小洞喷出。翼的旋转使其背面产生空隙，加固料和空气从空隙部分喷射。由于空隙部比输送管的口径大，所以在旋转时空隙部份产生负压，空隙部压力急骤减少，加固料的输送流速的减慢使加固料与空气产生分离而附于土上，经过旋转半周，对侧的翼对之进行搅拌，同时加固料分

40、离后剩余的空气沿旋转轴部上升从地面放出。为了很好地排出空气，旋转轴的形状要求与土分离后的气体能从地面放出。搅拌轴外侧要求平整，采用有角形的钻杆。2.2为了保证地基加固效果，对钻机的回转速度、提升高度、喷粉速度三者注意严格匹配，选择最佳组合，在施工中根据工艺设计严格控制。2.2.1水泥粉单位时间内的喷出量计算：粉体发送器单位时间内喷出量按下式计算： q=D2dAV/4 式中：D钻头直径 d软土的干容重 A含灰量(由室内试验提供) V钻头提升速度2.2.2灰土的搅拌效果计算：灰土的搅拌效果，通常用土体中任一点经钻头搅拌叶片搅拌的次数t来控制。 t=hZ/Vn 式中：h钻头叶片垂直投影高度 Z钻头叶

41、片总数 n搅拌轴转速 V钻头提升速度3、施工工艺3.1施工准备：3.1.1施工场地准备：要求三通一平，即施工便道通、水通、电通、及施工场地平整。3.1.1.1机械进出场道路修建；3.1.1.2清除施工范围内的地面、地下障碍物；3.1.1.3对机械设备进行场地规划，合理布置机具、材料摆放位置，尽量减少多余的施工工序。3.1.2施工技术准备3.1.2.1现场放样复核施工加固范围，对施工图进行优化设计，对设计图或施工资料内容与现场实际情况不符的（所加固范围地质及地基基本承载力、设计施工数量等），提出施工优化方案，并报监理及设计院配合组；3.1.2.2施工技术交底，包括设计桩长、桩位布置、施工配合比、

42、桩位标高等；3.1.3机械设备准备由于施工工期短、施工图又不能及时到位，故对施工机械提出了更高的要求，在保证符合加固深度的钻机外，其整套机具必须具有良好的性能和合格的各种手续，以保证正式施工时的连续作业；3.1.4其它准备3.1.4.1考虑施工工艺要求，必须进行试桩，保证理论配合比符合实际条件的施工配合比，且要求室内室外实验必须科学的结合起来；3.1.4.1喷粉加固料应符合设计要求的种类及要求，并具有质量合格证，由于我部施工管段地下水位较高、水量丰富，所以对加固料必须进行妥善的保存，严禁使用受潮、结块、变质加固料，加固料选用425#普通硅酸盐水泥，施工配合比为：57kg/m（50桩）。3.2粉

43、喷桩的施工流程图（见下页）开工钻进钻孔对位设计加固深度停灰面调平成桩复搅设计桩长启动自动记录仪关闭自动记录仪移位送风喷粉、搅拌、提升停止喷粉粉喷桩施工流程图3.2.1开工3.2.1.1现场测量放样，定出线路中线及左右边线；3.2.1.2施工场地清理，包括清表和排水及地面平整；3.2.1.3对加固桩位进行实地放样，为保证放样位置的准确，必须先进行桩位图纸放样，实际施工时，可采用小木桩、短钢筋或白石灰进行桩位定设；注：粉喷桩：桩径0.5m、桩长4.0、4.5m两种，桩间距1.0m、按等边三角形布置，桩顶铺0.5m厚的碎石垫层。3.2.2钻孔对位，调平桩机平台，保证桩的垂直度，启动主电机下钻，待钻头

44、接近地面时，启动自动记录议及空压机，并继续钻进。3.2.3钻到设计深度时，停止钻进，钻头反钻但不提升。3.2.4打开送料阀门，喷送加固粉料。3.2.5确认加固粉料已到过达桩底后提升搅拌钻头，喷送粉料不停。3.2.6提升钻头到设计标高，停止喷粉。3.2.7打开送气阀，关闭送料阀，但不停空压机，搅拌钻头升到桩顶时，停止提升，在原位转动二分钟，以保证桩头均匀密实。3.2.8搅拌钻头再钻至设计复搅深度时，反钻提升进行第二次搅拌（复搅）。3.2.9当搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机。3.2.10移动钻机到下一个桩位。3.3人员、设备组织及安全措施3.3.1根据设计及施工要求，配备施工设备如下：a武汉

45、产GDF-5型粉喷桩机1台 b水泥集料斗1台 c空气压缩机1台 3.3.2人员组织：工程技术人员1人、机长2人、操作工2人、装灰工3、人放灰工2人、合计10人。3.4粉喷桩的操作要点3.4.1施工前应根据工艺要求设计进行工艺性试桩，掌握对现场的成桩经验及各种操作技术参数，试桩不宜少于2根。如电脑自动记录仪器情况：加固料每米实际喷量、钻进速度、提开速度、搅拌速度、气体流量、空气压力等。3.4.2应控制钻机下钻深度，喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度达到设计要求。3.4.3必须要有有效的电脑自动记录仪，正确记录各种参数并自动打印输出，其记录内容应包括以下几项：桩号、日期、始打和结束时间、设计桩长、实际桩深、每延米的喷粉量及累计数量、搅拌深度。3.4.4定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于10mm。3.4.5在喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉时，第二次喷粉接桩，共喷粉重迭长度不得小于1m。3.4.6钻头钻至设计深度，应有一定的保留时间，以保证加固粉料到达桩底。3.4.7为保证喷粉复搅和复搅长度的到位，钻头反转喷粉搅拌应慢