1、軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術前提： 地基處理的目的、加固原理、施工程序、技術要求、質量標準和檢測方法軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術鐵路系統常用的地基處理方法鐵路系統常用的地基處理方法l淺層處理：換填法，砂墊層法、土工合成材料淺層處理：換填法，砂墊層法、土工合成材料（土工格柵、土工格室）墊層法。（土工格柵、土工格室）墊層法。l排水固結法：袋裝砂井、砂井、塑料排水板排水固結法：袋裝砂井、砂井、塑料排水板 堆載預壓、真空預壓、井點降水堆載預壓、真空預壓、井點降水l復合地基：水泥攪拌樁、粉噴樁、旋噴樁、砂復合地基：水泥攪拌樁、粉噴樁、旋噴樁、砂樁、碎石樁樁、碎石樁l強夯：強夯置換

2、強夯：強夯置換軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術鐵路路基的地基條件鐵路路基的地基條件l不允許發生發生基底破壞，也不允許發生過大不允許發生發生基底破壞，也不允許發生過大的工后沉降和沉降速率。的工后沉降和沉降速率。l以往只對基底強度作要求，不允許地基破壞，以往只對基底強度作要求，不允許地基破壞，對地基變形未重視。對地基變形未重視。l提速后的鐵路路基病害，大部分為地基變形所提速后的鐵路路基病害，大部分為地基變形所致。致。l客運專線鐵路路基的設計理念正由強度設計向客運專線鐵路路基的設計理念正由強度設計向變形控制設計轉變變形控制設計轉變l客運專線鐵路路基地基，強度和剛度要求并重?？瓦\專線鐵路路基地

3、基，強度和剛度要求并重。軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術地基處理方法的選擇地基處理方法的選擇l軟土層厚度小于軟土層厚度小于3米時，淺層處理。米時，淺層處理。l一般路基，軟土層較厚，排水固結法。一般路基，軟土層較厚，排水固結法。l路橋過渡段：復合地基路橋過渡段：復合地基l松軟地基、液化地基：松軟地基、液化地基：l軟土地基厚，施工受地域影響，采用粉噴軟土地基厚，施工受地域影響，采用粉噴樁。樁。軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術淺層處理法：淺層處理法：1、換填法、換填法（1）加固原理：根據土中附加應力的分布規律、）加固原理：根據土中附加應力的分布規律、讓墊層承受上部較大的應力，軟弱土層

4、承受較讓墊層承受上部較大的應力，軟弱土層承受較小的應力。小的應力。（2）作用：）作用： 提高持力層承載力；減少沉降量；加速軟土層提高持力層承載力；減少沉降量；加速軟土層的排水固結；防止凍脹；消除膨脹土的脹縮作的排水固結；防止凍脹；消除膨脹土的脹縮作用。用。軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術（3）要求）要求寬度；填料與壓實標準寬度；填料與壓實標準（4）檢驗方法：壓實系數、地基系數。）檢驗方法：壓實系數、地基系數。2、拋石擠淤法、拋石擠淤法3、砂墊層法（含反濾層）、砂墊層法（含反濾層）4、土工合成材料墊層、土工合成材料墊層*搭接問題；多層鋪設；砂墊層要求；壓實搭接問題；多層鋪設；砂墊層要求；

5、壓實問題問題軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術排水固結法：排水固結法：l原理：孔隙水排出，孔隙體積減小，地基產生原理：孔隙水排出，孔隙體積減小，地基產生固結變形。固結變形。l目的：解決沉降與穩定問題目的：解決沉降與穩定問題l組成：組成： 排水系統：排水系統： 水平排水體：砂墊層水平排水體：砂墊層 豎向排水體：砂井、袋裝砂井、塑料排豎向排水體：砂井、袋裝砂井、塑料排水板水板加壓系統：堆載法、真空預壓法、降水法、電加壓系統：堆載法、真空預壓法、降水法、電 滲法、聯合法滲法、聯合法軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術設計方法設計方法l堆載預壓設計堆載預壓設計分級加載：當前期荷載增加到足以承

6、受下級荷載時。分級加載：當前期荷載增加到足以承受下級荷載時。利用天然地基土抗剪強度計算第一級允許荷載利用天然地基土抗剪強度計算第一級允許荷載P1計算第一級荷載下地基強度增長值計算第一級荷載下地基強度增長值Cu1計算計算P1作用下達到所需固結度所需時間作用下達到所需固結度所需時間t1根據根據Cu1計算施加的第二級荷載計算施加的第二級荷載P2=5.52Cu1/K依此類推依此類推計算預壓荷載下地基的最終沉降量和預壓期間的沉降量，計算預壓荷載下地基的最終沉降量和預壓期間的沉降量，確定預壓時間。確定預壓時間。軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術l砂井排水固結設計砂井排水固結設計砂井設計砂井設計 直徑

7、和間距；深度；排列方式；布置范直徑和間距；深度；排列方式；布置范 圍；砂料圍；砂料砂井地基固結度設計砂井地基固結度設計太沙基一維固結理論太沙基一維固結理論地基穩定分析：瑞典條分法地基穩定分析：瑞典條分法沉降計算：分層總和法沉降計算：分層總和法軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術施工方法施工方法l袋裝砂井：袋裝砂井：設備：履帶式雙管砂井機；門架式袋裝砂井機；設備：履帶式雙管砂井機；門架式袋裝砂井機； 井架式袋裝砂井機井架式袋裝砂井機材料：砂袋材料：砂袋聚乙烯、聚丙烯、聚酯聚乙烯、聚丙烯、聚酯施工順序：施工順序：清理場地：開挖排水溝，清表清理場地：開挖排水溝，清表填筑土拱坡：設計路幅寬度范圍內

8、回填至高出原地面填筑土拱坡：設計路幅寬度范圍內回填至高出原地面20cm，以，以4%橫坡形成拱，碾壓密實。橫坡形成拱，碾壓密實。填筑砂墊層：均勻、等厚填筑砂墊層：均勻、等厚軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術機具定位機具定位打設套管打設套管孔口檢查孔口檢查起吊，下砂袋起吊，下砂袋壩套管壩套管檢查砂井入土深度檢查砂井入土深度質量控制：質量控制：砂料質量及含泥量砂料質量及含泥量套管長度與直徑，樁尖活門開啟套管長度與直徑，樁尖活門開啟情況情況灌砂的飽滿度灌砂的飽滿度垂直度垂直度砂袋的外露長度砂袋的外露長度 2)操作要點操作要點 (1)(1)排水坡及排水砂墊層的設置排水坡及排水砂墊層的設置 首先清除

9、加固范圍內地表的草皮及其它首先清除加固范圍內地表的草皮及其它雜物，再將地表構筑成坡度不少于雜物，再將地表構筑成坡度不少于3%的的路拱，并滿足密實度要求。路拱，并滿足密實度要求。 嚴格把握砂子進料關，按設計要求鋪設嚴格把握砂子進料關，按設計要求鋪設均勻等厚的排水砂墊層。均勻等厚的排水砂墊層。 (2)(2)主要材料選定主要材料選定 砂袋砂袋:采用透水性、耐水性、韌性強的聚丙烯采用透水性、耐水性、韌性強的聚丙烯編織布制作，長度比設計井深長編織布制作，長度比設計井深長200cm。砂料砂料: :選用滲水率高的干燥中粗砂，含泥量選用滲水率高的干燥中粗砂，含泥量3% .3% .(3)(3)機具定位機具定位

10、根據袋裝砂井布置范圍及間距，用竹板樁準根據袋裝砂井布置范圍及間距，用竹板樁準確定位每個砂井位置，機具定位時保證樁錘中確定位每個砂井位置，機具定位時保證樁錘中心與地面定位在同一個點上，并用經緯儀控制心與地面定位在同一個點上，并用經緯儀控制樁錘導向架垂直度。樁錘導向架垂直度。 (4)(4)安設套管及樁尖安設套管及樁尖 套管選用根據砂井直徑而定，不可太小，套管選用根據砂井直徑而定，不可太小，也不可太大，并在套管上刻畫出控制標高的也不可太大，并在套管上刻畫出控制標高的刻度線。刻度線。 活瓣式樁尖固定在套管上作為一個整體，活瓣式樁尖固定在套管上作為一個整體，套管定位利用起吊設備將其吊起，上端送入套管定位

11、利用起吊設備將其吊起，上端送入樁帽內，下端用人扶住準確安插在定位點上。樁帽內，下端用人扶住準確安插在定位點上。 5)5)套管打入套管打入 當套管吊起定位后即可開錘施打，開始時落錘當套管吊起定位后即可開錘施打，開始時落錘要輕緩，防止套管突然傾斜，套管入土深度距要輕緩，防止套管突然傾斜，套管入土深度距設計深度設計深度2m時，控制錘擊頻率，防止超深。時，控制錘擊頻率，防止超深。 (6)(6)運、下砂袋運、下砂袋 砂袋運輸采用特制車輛，嚴禁在地上拖拉。砂袋運輸采用特制車輛，嚴禁在地上拖拉。 下砂袋將整個砂袋吊起，從端部放入套管口，下砂袋將整個砂袋吊起，從端部放入套管口，緩慢順直放入，防止砂袋扭曲和砂袋

12、破損。緩慢順直放入，防止砂袋扭曲和砂袋破損。 (7)(7)拔出套管拔出套管 拔管時應先啟動激振器，后提升套管，要拔管時應先啟動激振器，后提升套管，要連續緩慢進行，中途不得放松吊繩，防止連續緩慢進行，中途不得放松吊繩，防止因套管下墜損壞砂袋，當帶出長度大于因套管下墜損壞砂袋，當帶出長度大于0. 5m時重新補打。時重新補打。 (8)(8)袋頭處理袋頭處理 套管拔出后，砂袋應露出孔口套管拔出后，砂袋應露出孔口50cm以上，以上，并將其垂直埋入砂墊層中，若砂袋不滿，并將其垂直埋入砂墊層中，若砂袋不滿，及時向袋內灌砂補到足夠為止。及時向袋內灌砂補到足夠為止。5、施工中常見故障處理、施工中常見故障處理 1

13、)在打入套管成孔過程中，如連續出現在打入套管成孔過程中，如連續出現打入深度超過設計深度時，要更換較輕振打入深度超過設計深度時，要更換較輕振動錘。動錘。 2)下砂袋時，必須保證砂袋到達套管底下砂袋時，必須保證砂袋到達套管底部，如出現砂袋下不去的情況，可能是管部，如出現砂袋下不去的情況，可能是管內進入雜物，要拔出套管，檢查樁尖活門，內進入雜物，要拔出套管，檢查樁尖活門，排除管內雜物。排除管內雜物。軟土地基加固處理技術軟土地基加固處理技術塑料排水板塑料排水板l施工順序：施工順序：裝靴裝靴定位定位插設插設上拔上拔切斷切斷移位移位復合地基1 1、定義、定義由兩種剛度（模量）不同的材料（樁體與樁由兩種剛度

14、（模量）不同的材料（樁體與樁間土）所組成，在相對剛性基礎上兩者共同間土）所組成，在相對剛性基礎上兩者共同分擔上部荷載，并協調變形的地基。分擔上部荷載，并協調變形的地基。2 2、分類、分類樁體按成樁采用的材料分為：樁體按成樁采用的材料分為：散體土類樁：碎石樁、砂樁；散體土類樁：碎石樁、砂樁；水泥土類樁：水泥攪拌樁、粉噴樁、旋噴水泥土類樁：水泥攪拌樁、粉噴樁、旋噴樁樁混凝土類樁：混凝土類樁：CFGCFG樁樁復合地基 按成樁后樁體的強度分：按成樁后樁體的強度分：柔性樁：散體土類樁柔性樁：散體土類樁半剛性樁：水泥土類樁半剛性樁：水泥土類樁剛性樁：混凝土類樁剛性樁：混凝土類樁3 3、復合地基的作用機理、

15、復合地基的作用機理樁體作用樁體作用墊層作用：樁土復合地基墊層墊層作用：樁土復合地基墊層加速固結作用加速固結作用 碎石樁，砂樁具有良好的透水性，加速地基固結。碎石樁，砂樁具有良好的透水性，加速地基固結。水泥土類樁與混凝土類樁也可加速地基固結。水泥土類樁與混凝土類樁也可加速地基固結。擠密作用擠密作用 砂樁、碎石樁施工過程中由于振動，擠壓，排土作砂樁、碎石樁施工過程中由于振動，擠壓，排土作用等原因，使樁間土起到一定的密實作用。用等原因，使樁間土起到一定的密實作用。復合地基加筋作用加筋作用 復合地基提高土體的抗剪強度，增加土坡的抗滑能力。復合地基提高土體的抗剪強度，增加土坡的抗滑能力。4 4、復合地基

16、的破壞模式、復合地基的破壞模式刺入破壞刺入破壞混凝土類樁混凝土類樁鼓脹破壞鼓脹破壞碎石樁碎石樁整體剪切破壞整體剪切破壞滑動破壞滑動破壞5 5、應力特性、承載力與變形特性、應力特性、承載力與變形特性樁土應力比樁土應力比復合地基承載力復合地基承載力復合地基復合地基復合地基6 6、粉噴樁、粉噴樁 6.16.1特點特點 通過特殊裝置將壓縮空氣和粉體固化材料，經過通過特殊裝置將壓縮空氣和粉體固化材料，經過高壓軟管和攪拌軸送到攪拌葉片的噴嘴噴出。借助葉高壓軟管和攪拌軸送到攪拌葉片的噴嘴噴出。借助葉片的旋轉，在葉片的背后產生孔隙，安裝在葉片背后片的旋轉，在葉片的背后產生孔隙，安裝在葉片背后的噴嘴將壓縮空氣連

17、同粉體固化材料一起噴出，混合的噴嘴將壓縮空氣連同粉體固化材料一起噴出，混合氣體在孔隙中壓力急劇降低，使固化材料黏附在旋轉氣體在孔隙中壓力急劇降低，使固化材料黏附在旋轉產生孔隙的土中，轉到半周另一葉片將土和粉體固化產生孔隙的土中，轉到半周另一葉片將土和粉體固化材料攪拌混合在一起。材料攪拌混合在一起。復合地基6.2 6.2 施工工具施工工具攪拌主機，粉體固化材料供給機，空氣壓縮機，攪拌翼，動力部分。攪拌主機，粉體固化材料供給機，空氣壓縮機，攪拌翼，動力部分。6.3 6.3 施工工序施工工序開工開工鉆孔對位鉆孔對位鉆孔至設計深度鉆孔至設計深度打開送料閥門，關閉送氣閥門，噴粉。打開送料閥門，關閉送氣閥

18、門，噴粉。確認粉到達樁底，提升鉆頭，繼續噴粉。確認粉到達樁底，提升鉆頭，繼續噴粉。提升至設計標高，停止噴粉。提升至設計標高，停止噴粉。打開送氣閥，關閉送料閥，空壓機不停，攪拌鉆頭升至樁頂，停止提升，轉打開送氣閥，關閉送料閥，空壓機不停，攪拌鉆頭升至樁頂，停止提升，轉2min。在鉆至復攪深度，反鉆提升，復攪。在鉆至復攪深度，反鉆提升，復攪。提升至地面，停主電機，空壓機提升至地面，停主電機，空壓機復合地基6.46.4操作要點操作要點試樁不少于試樁不少于2 2根，確定施工參數：鉆進速度，提升速度，根，確定施工參數：鉆進速度，提升速度，攪拌速度，其流量，空氣壓力。攪拌速度，其流量，空氣壓力。必須鉆到設

19、計深度。必須鉆到設計深度。復攪時（停止噴粉），重疊長度不小于復攪時（停止噴粉），重疊長度不小于1 1米。米。復合地基7 7、水泥攪拌樁、水泥攪拌樁7.1 7.1 施工程序施工程序鉆機就位鉆機就位預攪下沉預攪下沉按設計確定的配合比，制備水泥漿按設計確定的配合比，制備水泥漿提升、噴漿、攪拌提升、噴漿、攪拌重復上、下攪拌重復上、下攪拌清洗清洗移位移位復合地基7.27.2施工注意事項施工注意事項在頂端在頂端0.30.30.5m0.5m時，上覆壓力較小，攪拌質量較差，場地整平時，上覆壓力較小，攪拌質量較差，場地整平標高應比設計標高高出標高應比設計標高高出0.30.30.5m0.5m。制樁到地面，然后將上

20、部。制樁到地面，然后將上部0.30.30.5m0.5m差的樁段挖去。垂直度偏差差的樁段挖去。垂直度偏差1% 1% ，樁徑不小于設計值。，樁徑不小于設計值。試樁，確定施工參數。試樁，確定施工參數。漿液不得離析，泵送應連續。漿液不得離析，泵送應連續。攪拌下沉不易水沖。攪拌下沉不易水沖。因故停漿，攪拌機下沉至停漿點以下因故停漿，攪拌機下沉至停漿點以下0.5m0.5m，恢復后噴漿提升。，恢復后噴漿提升。復合地基8 8、擠密砂樁、擠密砂樁 將砂樁打入軟土地基，使密實的砂柱體擠密軟弱將砂樁打入軟土地基，使密實的砂柱體擠密軟弱土層，形成復合地基。有外荷載作用時，應力向砂樁土層，形成復合地基。有外荷載作用時，

21、應力向砂樁集中，使樁周圍土層承受的壓力減小，沉降也相應減集中，使樁周圍土層承受的壓力減小，沉降也相應減小。根據我國在淤泥質粘土上打樁前后的荷載試驗，小。根據我國在淤泥質粘土上打樁前后的荷載試驗，其沉降量可比天然地基減小其沉降量可比天然地基減小20203030，因而適用于，因而適用于對沉降要求較嚴的工程。同時，砂樁與砂井一樣，在對沉降要求較嚴的工程。同時，砂樁與砂井一樣，在土中形成排水通路，能加速地基土固結沉降的速率，土中形成排水通路，能加速地基土固結沉降的速率，改善地基的整體穩定性，提高地基的承載力。改善地基的整體穩定性，提高地基的承載力。 復合地基 擠密砂樁采用中、粗混合砂料，含泥量不擠密砂

22、樁采用中、粗混合砂料，含泥量不得大于得大于5，也可用砂與角礫的混合料。設計規，也可用砂與角礫的混合料。設計規則規定，灌砂要密實，灌砂率不應小于則規定，灌砂要密實，灌砂率不應小于90砂樁直徑根據置換率要求以及施工機械、砂樁直徑根據置換率要求以及施工機械、成樁方法等綜合因素考慮，宜用較大直徑。我成樁方法等綜合因素考慮，宜用較大直徑。我國目前常用國目前常用30cm，最大，最大5070cm，國外多用，國外多用6080cm，最大可達，最大可達150200cm。樁在平面。樁在平面上布置成三角形或正方形；樁長不應小于危險上布置成三角形或正方形；樁長不應小于危險滑弧的深度；對于厚度不大的軟土，樁長應穿滑弧的深

23、度；對于厚度不大的軟土，樁長應穿透軟弱層。砂樁頂面應鋪以砂墊層以利排水。透軟弱層。砂樁頂面應鋪以砂墊層以利排水。砂樁適用于松散砂土、人工填土、粉土或雜填砂樁適用于松散砂土、人工填土、粉土或雜填土等地基，可以提高地基的強度，減少地基的土等地基，可以提高地基的強度，減少地基的壓縮性，或提高地基的抗震能力，防止飽和軟壓縮性，或提高地基的抗震能力，防止飽和軟弱土地基液化。砂樁適用于松散砂土、人工填弱土地基液化。砂樁適用于松散砂土、人工填土、粉土或雜填土等地基，可以提高地基的強土、粉土或雜填土等地基，可以提高地基的強度，減少地基的壓縮性，或提高地基的抗震能度，減少地基的壓縮性，或提高地基的抗震能力，防止

24、飽和軟弱土地基液化。力，防止飽和軟弱土地基液化。 成樁方法有振動沉管法和錘擊成樁法。振動沉成樁方法有振動沉管法和錘擊成樁法。振動沉管法是使用振動打樁機將樁管沉人土層中，并管法是使用振動打樁機將樁管沉人土層中，并振動擠密砂填料。錘擊成樁法是使用蒸汽或柴振動擠密砂填料。錘擊成樁法是使用蒸汽或柴油打樁機將樁管引入土層中，并用內管夯擊密油打樁機將樁管引入土層中，并用內管夯擊密實砂填料，實際上這也就是碎石樁的沉管法。實砂填料，實際上這也就是碎石樁的沉管法。 (1)材料選擇材料選擇砂樁的填料宜用級配較好的中粗砂，也可砂樁的填料宜用級配較好的中粗砂，也可用礫砂。對于飽和軟粘土，因為原地基較軟弱，用礫砂。對于

25、飽和軟粘土，因為原地基較軟弱，側限不大，為了利于成樁應選用級配好、強度側限不大，為了利于成樁應選用級配好、強度高的砂礫混合料；填料中最大顆粒尺寸由樁管高的砂礫混合料；填料中最大顆粒尺寸由樁管直徑和樁尖的構造決定，以能順利出料為宜，直徑和樁尖的構造決定，以能順利出料為宜，但最大不應超過但最大不應超過50cm。 關于材料的含水量：在飽和土中施工時，關于材料的含水量：在飽和土中施工時，砂的含水量宜采用飽和狀態；在非飽和且能形砂的含水量宜采用飽和狀態；在非飽和且能形成直立樁孔孔壁的土層中用搗實法施工時，含成直立樁孔孔壁的土層中用搗實法施工時，含水量采用水量采用79。(2)施工順序施工順序 施工時應注意

26、打樁先后位置次序：為使砂樁進展順施工時應注意打樁先后位置次序：為使砂樁進展順利，擠密砂樁宜從路之一側向另一側施打，或由中心利，擠密砂樁宜從路之一側向另一側施打，或由中心向兩邊施打。從道路縱向而言，宜從道路一端向另一向兩邊施打。從道路縱向而言，宜從道路一端向另一端施打，避免由兩端向中間施打，以減少擠密砂樁施端施打，避免由兩端向中間施打，以減少擠密砂樁施工的困難。工的困難。(3)施工機械施工機械 砂樁機械通常包括樁機架、樁管及樁尖、提升裝置、砂樁機械通常包括樁機架、樁管及樁尖、提升裝置、擠密裝置擠密裝置(振動錘或沖擊錘振動錘或沖擊錘)、上料設備及檢測裝置等。、上料設備及檢測裝置等。高能量的振動砂石

27、樁機配有高壓空氣或水的噴射裝置，高能量的振動砂石樁機配有高壓空氣或水的噴射裝置，同時還配有自動記錄樁管貫人深度、提升量、壓人量、同時還配有自動記錄樁管貫人深度、提升量、壓人量、管內砂石位置及變化以及電機電流變化等的檢測裝置。管內砂石位置及變化以及電機電流變化等的檢測裝置。一次拔管法施工工藝一次拔管法施工工藝 首先，用振動沉樁機將安有活瓣式或脫離首先，用振動沉樁機將安有活瓣式或脫離式管靴的導管，在規定的樁孔位置垂直就位；式管靴的導管，在規定的樁孔位置垂直就位；然后，將樁管沉入軟土層中，并達到設計高程然后，將樁管沉入軟土層中，并達到設計高程(略深一個樁靴的深度略深一個樁靴的深度)；之后，用裝砂漏斗

28、或；之后，用裝砂漏斗或采用空壓機將砂灌入導管；灌滿之后，封閉管采用空壓機將砂灌入導管；灌滿之后，封閉管口，通入壓縮空氣或者加入水，緩慢提起導管口，通入壓縮空氣或者加入水，緩慢提起導管直到地面，再拔管的同時邊振動邊輸入壓縮空直到地面，再拔管的同時邊振動邊輸入壓縮空氣氣(或水或水)使活動瓣門開啟使活動瓣門開啟(或脫離式樁靴離開導或脫離式樁靴離開導管管)，樁管中的砂通過壓縮空氣的力量或水的作，樁管中的砂通過壓縮空氣的力量或水的作用落人孔中，形成砂樁。用落人孔中，形成砂樁。 逐次拔管法逐次拔管法 、施工工藝、施工工藝 首先，將帶有樁靴的導管在規定的位置垂直就位；首先，將帶有樁靴的導管在規定的位置垂直就

29、位；然后，將樁管沉入軟土到設計高程；之后，用料斗向然后，將樁管沉入軟土到設計高程；之后，用料斗向導管內灌裝砂子；灌滿之后，在振動以及向導管輸送導管內灌裝砂子；灌滿之后，在振動以及向導管輸送壓縮空氣的條件下，邊振動邊將導管拔起一定高度，壓縮空氣的條件下，邊振動邊將導管拔起一定高度，停止拔管繼續振動若干秒，使落入孔中的砂密實；之停止拔管繼續振動若干秒，使落入孔中的砂密實；之后再拔起一定高度又繼續振動，如此反復進行，直到后再拔起一定高度又繼續振動，如此反復進行，直到導管拔出地面。導管拔出地面。 、質量控制、質量控制 根據工地試驗，每次拔起樁管根據工地試驗，每次拔起樁管0.5m，停拔繼振，停拔繼振20

30、s，可使砂樁的樁身相對密度達到，可使砂樁的樁身相對密度達到0.8以上，樁間土以上，樁間土相對密度達到相對密度達到0.7以上。以上。重復壓拔管法重復壓拔管法 首先，將樁管在設計位置垂直就位；然后，首先，將樁管在設計位置垂直就位；然后，將樁管沉入土層中達到設計高程，如果樁管下將樁管沉入土層中達到設計高程，如果樁管下沉速度很慢，可以利用樁管下端噴嘴射水口加沉速度很慢，可以利用樁管下端噴嘴射水口加快下沉速度；之后，用裝砂料斗向導管內灌砂；快下沉速度；之后，用裝砂料斗向導管內灌砂；灌滿之后，在振動的條件下，將導管拔起到規灌滿之后，在振動的條件下，將導管拔起到規定高度，同時向樁管內送入壓縮空氣使砂容易定高

31、度，同時向樁管內送入壓縮空氣使砂容易排出落入樁孔，樁管拔起后核定砂的排出情況；排出落入樁孔，樁管拔起后核定砂的排出情況；之后，用振動機將管按規定深度往已灌砂的孔之后，用振動機將管按規定深度往已灌砂的孔中壓下，使樁徑擴大并振實；如此反復進行，中壓下，使樁徑擴大并振實；如此反復進行，直到導管拔出地面。對于樁管每次拔起和壓下直到導管拔出地面。對于樁管每次拔起和壓下的高度，應根據砂樁直徑要求通過試驗確定。的高度，應根據砂樁直徑要求通過試驗確定。碎石樁碎石樁 碎石樁的結構與砂樁相同，樁身由碎石充填，碎石樁的結構與砂樁相同，樁身由碎石充填，其加固機理與砂樁不同的是它不是擠密而是置換。其加固機理與砂樁不同的

32、是它不是擠密而是置換。由于碎石樁的剛度大于地基中的軟粘土，地基應力由于碎石樁的剛度大于地基中的軟粘土，地基應力重分布，荷載大部分由碎石樁承擔，樁土應力比值重分布，荷載大部分由碎石樁承擔，樁土應力比值一般為一般為35。碎石樁受荷后，產生徑向變形，且引。碎石樁受荷后，產生徑向變形，且引起周圍土體產生被動抗力。如粘土強度過低，碎石起周圍土體產生被動抗力。如粘土強度過低，碎石樁得不到所需的徑向支持力，就不能達到加固的目樁得不到所需的徑向支持力，就不能達到加固的目的。因此天然地基的強度大小是形成復合地基的重的。因此天然地基的強度大小是形成復合地基的重要條件。根據經驗，天然地基的抗剪強度大于要條件。根據經

33、驗，天然地基的抗剪強度大于20kPa，碎石樁加固地基才有較好的效果。，碎石樁加固地基才有較好的效果。 復合地基碎石樁的直徑較大碎石樁的直徑較大(常用常用8090cm)，樁長設，樁長設計方法與砂樁相同，當軟土較厚樁身不穿軟計方法與砂樁相同，當軟土較厚樁身不穿軟弱層時，復合地基可起墊層作用，將荷載擴弱層時，復合地基可起墊層作用，將荷載擴散使應力分布均勻，提高地基的承載力并減散使應力分布均勻，提高地基的承載力并減小沉降及沉降差。選用碎石樁材料時若考慮小沉降及沉降差。選用碎石樁材料時若考慮級配，則形成的樁能起排水砂井的作用，因級配，則形成的樁能起排水砂井的作用，因而它也能提高土的抗剪強度，增大路堤的穩

34、而它也能提高土的抗剪強度，增大路堤的穩定性。定性。復合地基復合地基8.1施工方法：施工方法：振沖擠密法：沉管法，干振法振沖擠密法：沉管法，干振法振動成樁：沖擊成樁振動成樁：沖擊成樁8.2加固機理：加固機理：松散砂土松散砂土擠密擠密排水減壓排水減壓砂基預震砂基預震粘性土粘性土置換置換加速排水加速排水易發生鼓脹易發生鼓脹l復合地基靜載荷試驗復合地基靜載荷試驗 1、荷載板尺寸和形狀的確定、荷載板尺寸和形狀的確定 2、分級加載：每級荷載增量為預計極限荷載的、分級加載：每級荷載增量為預計極限荷載的1/81/12?？偧虞d量不宜少于設計承載力的兩倍?？偧虞d量不宜少于設計承載力的兩倍。 3、每加一級荷載后，按

35、、每加一級荷載后，按10、10、10、15、15min，以后每以后每30min的時間間隔觀測承壓板的沉降。當加的時間間隔觀測承壓板的沉降。當加載量尚未超過設計要求值時，一小時內沉降增量小載量尚未超過設計要求值時，一小時內沉降增量小于于0.1mm才可加下一級荷載；當加載量大于設計才可加下一級荷載；當加載量大于設計要求值時，一小時內沉降增量小于要求值時，一小時內沉降增量小于0.2mm才可加才可加下一級荷載。下一級荷載。l出現下列現象之一，可中止試驗出現下列現象之一，可中止試驗 1、沉降急驟增大，土被擠出或壓板周圍出、沉降急驟增大，土被擠出或壓板周圍出現明顯的裂縫；現明顯的裂縫； 2、總加載量已為設

36、計要求值的兩倍以上；、總加載量已為設計要求值的兩倍以上； 3、累積的沉降量已大于壓板寬度的、累積的沉降量已大于壓板寬度的10%。 滿足第一種情況時，其對應的前一級荷載滿足第一種情況時，其對應的前一級荷載定為極限荷載。定為極限荷載。l復合地基承載力的確定：復合地基承載力的確定： 1、當比例界限能夠定時，取比例界限點、當比例界限能夠定時，取比例界限點對應的荷載；對應的荷載； 2、當極限荷載能確定時，取極限荷載值、當極限荷載能確定時，取極限荷載值的一半；的一半； 3、按相對變形值確定：、按相對變形值確定： 粘性土地基：以粘性土地基：以S/b=0.02對應的荷載值；對應的荷載值；粉土或砂土地基：以粉土

37、或砂土地基：以S/b=0.015對應的荷對應的荷載值。載值。l粉噴樁、深層攪拌樁、旋噴樁粉噴樁、深層攪拌樁、旋噴樁l檢測時間：成樁檢測時間：成樁28天天后后l檢測位置：隨機抽檢檢測位置：隨機抽檢l檢測數量：粉噴樁、深層攪拌樁鉆孔取芯：檢測數量：粉噴樁、深層攪拌樁鉆孔取芯：2，且不少于，且不少于3根，復合地基靜載荷試驗根，復合地基靜載荷試驗為總樁數的為總樁數的2，且每檢驗批不少于，且每檢驗批不少于3根。根。l旋噴樁鉆孔取芯：旋噴樁鉆孔取芯：2，且不少于，且不少于3根，復根，復合地基靜載荷試驗為總樁數的合地基靜載荷試驗為總樁數的2 ，且每，且每檢驗批不少于檢驗批不少于3根。根。l鉆孔取芯鉆孔取芯l

38、在在每根檢測樁樁徑方向每根檢測樁樁徑方向1/4處，樁長范圍處，樁長范圍內垂直鉆孔取芯內垂直鉆孔取芯，鉆桿應垂直，沿樁體垂，鉆桿應垂直，沿樁體垂直鉆探。直鉆探。l檢驗檢驗l類樁：巖心呈長柱狀，攪拌均勻，芯樣類樁：巖心呈長柱狀，攪拌均勻，芯樣硬，無斷灰、夾泥、噴灰不足、噴灰不勻、硬，無斷灰、夾泥、噴灰不足、噴灰不勻、水泥結塊等現象。無側限抗壓強度試驗滿水泥結塊等現象。無側限抗壓強度試驗滿足設計要求。足設計要求。l類樁：巖心呈短柱狀，攪拌較均勻，芯樣較類樁：巖心呈短柱狀，攪拌較均勻，芯樣較硬，無斷灰、夾泥等現象。無側限抗壓強度試硬，無斷灰、夾泥等現象。無側限抗壓強度試驗滿足設計要求。樁身有輕微缺陷。

39、驗滿足設計要求。樁身有輕微缺陷。l類樁：巖心呈塊狀，攪拌均勻程度一般，局類樁：巖心呈塊狀，攪拌均勻程度一般，局部芯樣軟，有少量夾泥、水泥結塊等現象。樁部芯樣軟，有少量夾泥、水泥結塊等現象。樁身無嚴重缺陷。身無嚴重缺陷。l類樁：巖心呈角礫狀或土狀，攪拌均勻程度類樁：巖心呈角礫狀或土狀，攪拌均勻程度較差，樁身中上部芯樣軟，局部有斷灰、夾泥、較差，樁身中上部芯樣軟，局部有斷灰、夾泥、水泥結塊等現象。樁身存在嚴重缺陷。水泥結塊等現象。樁身存在嚴重缺陷。l評定等級：評定等級：、類為合格樁，類為合格樁，類為應類為應補強樁，補強樁，類為不合格。類為不合格。軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制

40、 在路堤施工中，由于附加荷載是逐在路堤施工中，由于附加荷載是逐漸起作用的，因此軟土地基中超靜水壓漸起作用的，因此軟土地基中超靜水壓力的消散必須經歷一定時間才能完成。力的消散必須經歷一定時間才能完成。為了使路堤填筑所產生的應力增加量與為了使路堤填筑所產生的應力增加量與路堤底地基強度的增量相適應，就必須路堤底地基強度的增量相適應，就必須進行施工觀測與控制。進行施工觀測與控制。 軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制 （一）施工觀測的范圍（一）施工觀測的范圍 1、接近或超過臨界高度的路堤；、接近或超過臨界高度的路堤；2、采用砂墊層、排水砂井加固的路堤；、采用砂墊層、排水砂井加固的路堤；

41、3、必須進行試壓或預壓的橋頭路堤及采用、必須進行試壓或預壓的橋頭路堤及采用加固措施的較高路堤；加固措施的較高路堤；4、超過設計允許填土速度施工的路堤；、超過設計允許填土速度施工的路堤；5、對全面施工具有指導意義的代表性路堤。、對全面施工具有指導意義的代表性路堤。 軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制（二）施工觀測的主要項目（二）施工觀測的主要項目 1、人工巡回觀察地表變化、人工巡回觀察地表變化 人工巡回觀察是由有經驗的施工人員沿人工巡回觀察是由有經驗的施工人員沿著線路巡回觀察路堤外貌的微小變形、著線路巡回觀察路堤外貌的微小變形、微小裂縫及其他發展情況，觀察路堤坡微小裂縫及其他發

42、展情況，觀察路堤坡腳附近地面的微小隆起和出水現象等。腳附近地面的微小隆起和出水現象等。當發現上述現象時，應考慮緩填或停填。當發現上述現象時，應考慮緩填或停填。軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制2、邊樁位移觀測、邊樁位移觀測 在填土過程中，邊樁用來觀測土的側向位移值及在填土過程中，邊樁用來觀測土的側向位移值及其發展趨勢，從而判斷地基的穩定性。其發展趨勢，從而判斷地基的穩定性。 （1）邊樁設置。在路堤坡腳外側）邊樁設置。在路堤坡腳外側210 m范圍內，范圍內，按順線路方向布置按順線路方向布置12排（如僅布置一排則應距排（如僅布置一排則應距路堤坡腳外側路堤坡腳外側24 m范圍范圍)

43、，樁間距以，樁間距以1020 m為宜。每排位移邊樁兩端，在不受荷重影響范圍為宜。每排位移邊樁兩端，在不受荷重影響范圍以外設置固定樁（用混凝土澆灌固定）。以外設置固定樁（用混凝土澆灌固定）。 邊樁多用邊樁多用100mm100mm1000mm的硬木制的硬木制成。使用時按設計要求打入土中，其樁頂露出地成。使用時按設計要求打入土中，其樁頂露出地面面23cm，并在樁頂釘一小釘，以備觀測用。，并在樁頂釘一小釘，以備觀測用。 軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制（2）位移觀測。位移應用精度較高的經緯儀、水）位移觀測。位移應用精度較高的經緯儀、水平儀進行觀測。觀測精度應準確到平儀進行觀測。觀測

44、精度應準確到1 mm。一。一般填土低于臨界高度時，每兩天觀測一次即可；般填土低于臨界高度時，每兩天觀測一次即可；接近或超過臨界高度時，應每天觀測并繪制接近或超過臨界高度時，應每天觀測并繪制“填土高填土高時間時間位移量位移量”關系曲線圖，隨時關系曲線圖，隨時分析填筑期間的穩定情況，以利指導施工。通分析填筑期間的穩定情況，以利指導施工。通常每上、下班時各觀測一次，兩次觀測值之差常每上、下班時各觀測一次，兩次觀測值之差除以觀測時間（除以觀測時間（h）再乘以）再乘以24（h）即可作為日）即可作為日平均沉降量、位移量。平均沉降量、位移量。軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制 3、地面沉降

45、觀測、地面沉降觀測 在填土過程中，地面沉降觀測用來掌握在填土過程中，地面沉降觀測用來掌握地層表面的總沉降量及沉降量隨填土增地層表面的總沉降量及沉降量隨填土增高和時間的變化情況，以便判斷地基在高和時間的變化情況，以便判斷地基在填筑中的穩定性。填筑中的穩定性。 （1）地面沉降觀測儀器。地面沉降觀測）地面沉降觀測儀器。地面沉降觀測儀器有沉降板、沉降杯、剖面沉降儀和儀器有沉降板、沉降杯、剖面沉降儀和水平測斜儀等幾種。水平測斜儀等幾種。 軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制 沉降測試方法的優化與選擇沉降測試方法的優化與選擇 為了提高沉降測試精度，嚴格控制施工為了提高沉降測試精度，嚴格控制

46、施工質量，在過渡段的沉降測試中進行了多方案的質量，在過渡段的沉降測試中進行了多方案的選擇和比較。課題組經過大量的調研和分析，選擇和比較。課題組經過大量的調研和分析，選用了水平測斜儀進行過渡段的沉降測試。沉選用了水平測斜儀進行過渡段的沉降測試。沉降樁雖然可測量地表面的沉降量，但對土體內降樁雖然可測量地表面的沉降量，但對土體內部的沉降卻無所作為。沉降板法是利用埋在路部的沉降卻無所作為。沉降板法是利用埋在路堤中的一剛性鐵板，通過與其連接的觀測桿進堤中的一剛性鐵板，通過與其連接的觀測桿進行沉降測試，雖然它可以測試路堤內部不同高行沉降測試，雖然它可以測試路堤內部不同高度的沉降，但由于其附近壓實機械難以靠

47、近，度的沉降，但由于其附近壓實機械難以靠近，影響其附近的路基壓實質量，并且對施工進度影響其附近的路基壓實質量，并且對施工進度也有一定的干擾。也有一定的干擾。 沉降杯可以測量路堤內部不同位置、不同沉降杯可以測量路堤內部不同位置、不同深度處的沉降值，但由于很難保證進、出深度處的沉降值，但由于很難保證進、出水管的平順性，從而形成的氣泡會堵塞水水管的平順性，從而形成的氣泡會堵塞水管，使測試無法進行；另外，管內的積水管，使測試無法進行；另外，管內的積水必須在凍結以前將其排出，否則積水凍結，必須在凍結以前將其排出，否則積水凍結，在寒冷的東北地區也不能進行冬季測試。在寒冷的東北地區也不能進行冬季測試。剖面沉

48、降儀雖可以進行路基的全斷面測試，剖面沉降儀雖可以進行路基的全斷面測試，但由于精度較低以及測試復雜，不方便運但由于精度較低以及測試復雜，不方便運輸、受環境影響較大等缺點，在應用上受輸、受環境影響較大等缺點，在應用上受到限制。到限制。軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制 ZCX水平測斜儀是由沉降管和二次儀器組水平測斜儀是由沉降管和二次儀器組成。它可以測量路基內部不同位置、不同成。它可以測量路基內部不同位置、不同深度處的全斷面沉降值。通過把特制的深度處的全斷面沉降值。通過把特制的PVC沉降管埋在路基中，用記錄儀電纜把沉降管埋在路基中，用記錄儀電纜把裝有伺服加速度傳感器的探頭從沉降管的

49、裝有伺服加速度傳感器的探頭從沉降管的一段拉到另一端。一段拉到另一端。 由于地基沉降，探頭處于傾斜方向，通過重力由于地基沉降，探頭處于傾斜方向，通過重力加速度在敏感水平軸上的投影，可精確測量探加速度在敏感水平軸上的投影，可精確測量探頭的傾角，再根據探頭的長度計算探頭兩端的頭的傾角，再根據探頭的長度計算探頭兩端的高程差，從而得到探頭兩端電對應的沉降差，高程差，從而得到探頭兩端電對應的沉降差，如此累積便可以計算出路基橫斷面中任一點處如此累積便可以計算出路基橫斷面中任一點處的沉降值。水平測斜儀的優點：的沉降值。水平測斜儀的優點：精度高。試精度高。試驗證明，每次讀數誤差小于驗證明，每次讀數誤差小于0.1

50、mm，50m長的長的坡面測試的累積誤差小于坡面測試的累積誤差小于5mm；操作方便。操作方便。整個測試系統（探頭、電纜及拉線、記錄儀）整個測試系統（探頭、電纜及拉線、記錄儀）可由一人攜帶，移動非常方便。測試操作僅需可由一人攜帶，移動非常方便。測試操作僅需一人即可完成；一人即可完成；可以測量整個斷面的沉降曲可以測量整個斷面的沉降曲線。線。軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制i-1i圖圖 水平測斜儀原理圖水平測斜儀原理圖=i豎向沉降儀豎向沉降儀軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制4、孔隙水壓力儀觀測、孔隙水壓力儀觀測 孔隙水壓力儀是測定不同時間、不同荷孔隙水壓力儀是測

51、定不同時間、不同荷重作用下孔隙水的消散過程，以推算地基重作用下孔隙水的消散過程，以推算地基強度的增長情況，檢算地基的穩定性，控強度的增長情況，檢算地基的穩定性，控制施工速度的一種主要儀器。但其構造復制施工速度的一種主要儀器。但其構造復雜，只有在重要工程中才使用。雜，只有在重要工程中才使用。 軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制（三）軟土路堤施工控制（三）軟土路堤施工控制 1、軟土地基處理前，除采用水下拋石擠淤方、軟土地基處理前，除采用水下拋石擠淤方法外，均應于開工前疏干地表水，有條件時可法外，均應于開工前疏干地表水，有條件時可采用降低地下水位措施，如挖槽、井點抽水等。采用降低地

52、下水位措施，如挖槽、井點抽水等。施工現場應按有關規定要求，做好取土、棄土、施工現場應按有關規定要求，做好取土、棄土、堆料及運土道的平面布置，安排好作業順序及堆料及運土道的平面布置，安排好作業順序及機械運行線路，施工中不得隨意更改。機械運行線路，施工中不得隨意更改。 2、軟土路堤宜提前安排施工，以利加強預壓、軟土路堤宜提前安排施工，以利加強預壓固結效果，使路堤在鋪軌通車前具有足夠的穩固結效果，使路堤在鋪軌通車前具有足夠的穩定性，減少再加固費用。定性，減少再加固費用。 軟土地區路基施工觀測與控制軟土地區路基施工觀測與控制3、路堤填筑材料以滲水性土或礦渣為宜，非滲水、路堤填筑材料以滲水性土或礦渣為宜，非滲水性土也可。在二者兼用時，應將滲水性土填在性土也可。在二者兼用時，應將滲水性土填在路堤底部。嚴禁用泥炭及有機質含量較多的土路堤底部。嚴禁用泥炭及有機質含量較