地基处理(区间)

一 地基处理1 地基处理概要1.1 地基加固的目的客运专线工程要求严格控制工后沉降和结构变形，主体结构质量实现零缺陷，以保证轨道的平顺性、稳定性和耐久性，满足设计寿命期限内正常运营的需要。因此，从地基处理开始，必须采取措施和加强质量控制，达到提高地基承载力和控制工后沉降的目的。1.2 地基处理方法及其适用范围 路基地基处理方法可分为置换、排水固结、注浆加固、振密或挤密、刚性桩等方法。置换法是用物理力学性质较好的材料置换天然地基中部分或全部软弱不良土质，主要有换土法、挤淤置换法、振冲置换法、强夯置换法、砂石桩(置换)法和石灰桩法等；排水固结法是通过在软土地基中设置袋装砂井或塑料排水板，在土层上部预加荷载，加快软土地基排水固结，主要有加载预压法、超载预压法、真空预压法、真空预压与堆载联合作用法等；灌入固化物是通过外力作用向土中灌入或拌入水泥、石灰或其它化学固化材料，使地基土层密实，提高其承载力，主要有深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法和劈裂灌浆法等；振密挤密是通过振密或挤密的方法使地基土密实，提高其承载力，主要有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密砂石桩法、爆破挤密法、灰土桩法、夯实水泥土桩法和孔内夯扩桩法等；刚性桩是深厚软土地基处理采用的方法，主要有钢筋混凝土桩和钢筋混凝土管桩。各种地基处理方法及其适用范围表1-1。 表1-1 地基处理方法及其适用范围 类别方 法简 要 原 理适 用 范 围置换换土垫层法将软弱土或不良土开挖至一定深度，回填抗剪强度较大、压缩性较小的土，如砂、砾、石渣等，并分层夯压实，形成双层地基。垫层能有效扩散基底压力，提高地基承载力、减少沉降。各种软弱土地基。挤淤置换法通过抛石或夯击回垫碎石置换淤泥达到加固地基目的。厚度较小的淤泥地基。振冲置换法利用振冲器在高压水流作用下边振边冲在地基中成孔，在孔内填人碎石、卵石等粗粒料且振密成碎石桩。碎石桩与桩间土形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。强夯置换法采用边填碎石边强夯的强夯置换法在地基中形成碎石墩体，由碎石墩，墩间土以及碎石垫层形成复合地基，以提高承载力，减小沉降。人工填土、砂土、粘性土和黄土、淤泥和淤泥质土地基。砂石桩(置换)法在软粘土地基中采用沉管法或其他方法设置密实的砂桩或碎石桩，以置换同体积的粘性土形成砂石桩复合地基，以提高地基承载力。同时砂石桩还可以同砂井一样起排水作用，以加速地基土固结。软粘土地基。石灰桩法通过机械或人工成孔，在软弱地基中填人生石灰块或生石灰块加其他掺合料，通过石灰的吸水膨胀、放热以及离子交换作用改善桩周土的物理力学性质，并形成石灰桩复合地基，可提高地基承载力，减少沉降。杂填土、软粘土地基。排水固结加载预压法 在天然地基上填筑路堤，为保证工后沉降要求，除采用袋装砂井、塑料排水板和砂垫层在地基中设置竖向排水通道，加速土体沉降固结外，在路基达到设计标高后，将轨道结构和列车荷载换算成预压荷载，预加到路堤上。达到预压沉降要求后，卸载铺设轨道结构。软粘土、粉土、杂填土、冲填上、泥炭土地基等。超载预压法 基本上与堆载预压法相同，不同之处是预压荷载大于轨道结构和列车的实际荷载。超载预压不仅可减少路堤结构物的工后固结沉降，还可消除部分完工后次固结沉降。同上排水固结真空预压法在饱和软粘土地基中设置竖向排水通道(砂井或塑料排水板等)和砂垫层，在其上覆盖不透气密封膜。通过埋设于砂垫层的抽水管进行长时间不断抽气和水，使砂垫层和砂井中造成负气压，而使软粘土层排水固结，负气压形成的当量预压荷载一般可达85kPa。同上真空预压与堆载联合作用法 当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆载预压荷载和真空顶压荷载可叠加计算。同上灌入固化物深层搅拌法 利用深层搅拌机将水泥或石灰和地基土原位搅拌形成圆柱状，格栅状或连续墙水泥土增强体，形成复合地基以提高地基承载力，减小沉降。深层搅拌法分喷浆搅拌法和喷粉搅拌法两种。也用它形成防渗帷幕。 淤泥、淤泥质土和含水量较高地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土、粉土等软土地基。用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。高压喷射注浆法 利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进预定位置，然后用20MPa左右的浆液或水的高压流冲切土体，用浆液置换部分土体，形成水泥土增强体。高压喷射注浆法有单管法，二重管法，三重管法。在喷射浆液的同时通过旋转，提升可形成定喷，摆喷和旋喷。高压喷射注浆法可形成复合地基以提高承载力，减少沉降。也常用它形成防渗帷幕。 淤泥、淤泥质土、枯性土，粉土、黄土、砂土，人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大块石，或有机质含量较高时应通过试验确定其适用性。渗入性灌浆法 在灌浆压力作用下，将浆液灌人土中，充填孔隙，改善土体的物理力学性质。 中砂、粗砂，砾石地基。劈裂灌浆法 在灌浆压力作用下，浆液克服地基土中初始应力和抗拉强度，使地基中原有的孔隙或裂隙扩张，或形成新的裂缝和孔隙，用浆液填充，改善土体的物理力学性质；与渗入性灌浆相比，其所需灌浆压力较高。岩基或砂、砂砾石、粘性土地基。形成劈裂需要一定条件。表层原位压实法 采用人工或机械夯实、碾压或振动，使土密实。密实范围较浅。 杂填上、疏松无粘性土、非饱和粘性土、湿陷性黄土等地基的浅层处理。强夯法 采用重量为1040t的夯锤从高处自由落下，地基土在强夯的冲击力和振动力作用下密实，可提高承载力，减少沉降。碎石土，砂土、低饱和度的粉土与粘性土，湿陷性黄土、杂填土和素填上等地基。振密挤密振冲密实法 一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列孔隙减小，另一方面依靠振冲器的水平振动力，加回填料使砂层挤密，从而达到提高地基承载力，减小沉降，并提高地基土体抗液化能力。粘粒含量少于l0的疏松砂性土地基。挤密砂石桩法 采用沉管法或其他方法在地基中设置砂桩、碎石桩，在成桩过程中对周围土层产生挤密，被挤密的桩间土和砂石桩形成复合地基，达到提高地基承载力和减小沉降的目的。 疏松砂性土、杂填土、非饱和粘性土地基、黄土地基爆破挤密法 在地基中爆破产生挤压力和振动力使地基土密实以提高土体的抗剪强度，提高承载力和减小沉降。 同上土桩、灰土桩法 采用沉管法、爆扩法和冲击法在地基中设置土桩或灰土桩，在成桩过程中挤密桩间土，由挤密的桩间土和密实的土桩或灰土桩形成复合地基。 地下水位以上的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基夯实水泥土桩法 通过人工挖孔或其他成孔方法成孔，回填水泥和土拌和料，分层夯实，制成水泥土桩并挤密桩间土，形成复合地基，可提高承载力和减小沉降。地下水位以上各种软弱地基。孔内夯扩桩法 通过人工挖孔、或螺旋钻钻孔、或振动沉管成孔、或柱锤冲击成孔，填人碎石、或矿渣、或灰土、或水泥加土、或渣土等，分层夯击，夯扩桩体，挤密桩间土，形成复合地基以提高地基承载力和减小沉降。同上，因地制宜采用适当的成孔工艺、回填料和夯扩工艺。刚性桩低强度混凝土桩复合地基法 在地基中设置低强度混凝土桩，与桩间土形成复合地基。如水泥粉煤灰碎石桩复合地基、二灰混凝土桩复合地基等。各类深厚软弱地基钢筋混凝土筒桩复合地基法 通过振动沉管、现场浇注混凝土在地基中形成大直径钢筋混凝土筒桩，与桩间土形成复合地基。各类深厚软弱地基1.3 处理方法的选择选择处理方法时，首先必须充分研究进行处理的理由和目的，然后考虑地基条件、道路条件、施工条件、周围环境等因素，最后选择最符合要求，而且最经济的方法。1.3.1 地基条件 地质及地基构成不同，采用的方法也有所不同。(1)土 质选用以排水为目的的方法时，应考虑软土的级配范围或渗透系数大小。对灵敏度很高的软土，所采取的处理方法和施工方法对地基的扰动必须尽量小。(2)地基构成软土层厚度软土层浅而薄时，固结沉降量小，而且在短时间内会停止沉降，滑动破坏的危险性也很小，因此，一般可选用较为简单的表层处理法。对于重要构造物的基础，也常用开挖换填法。软土层较厚时，则可按不同的目的与土质，使用垂直排水法或挤实砂桩法。排水砂层 在薄层软土(厚3m以下)之间夹有可供排水的砂层(厚度大于5厘米)时，一般不选用垂直排水法或挤实砂桩法，而采用表层处理法、慢速加载法、路堤荷载压重法。 厚砂层 顶部有厚4m以上的砂层、下部为软土时，一般来说，稳定不成问题，剩下的只是对沉降的处理。对于沉降的处理可采用垂直排水法、路堤荷载压重法。 基底倾斜 修筑在倾斜基底上的路堤，软土层厚的一侧沉降量大，路堤往这个方向滑动的危险性也大。在这种地基上，不均匀沉降也会促进滑动，因此要尽量减小沉降量。通常可采用挤实砂桩法和石灰砂桩法。在软土层厚的一侧，桩的间距可密一些，薄的一侧可稀一些，以使沉降量均匀。1.3.2 道路条件(1)路堤的形状 路堤的设计高度与宽度，也是选择处理方法时需要考虑的重要因素。宽而低的路堤，采用挤出换填方法时，地基内可能遗留压缩性高的土。反之，窄而高的路堤，则地基较易换填。宽而高的路堤，由于荷载较大，在地基内产生的压缩层较深，会引起深部土层的沉降。(2)所在路段一般路段的沉降即使大到一定程度，只要不均匀沉降量不大，轨面就不会丧失其平顺性。但是，与构造物连接的路段，剩余沉降将造成错台，形成对行车不利的情况。不仅如此，如果路堤的稳定性不够，桥台将受到较大的土压力的作用，可能导致桥台侧向位移。因此，要特别重视与构造物连接路段的沉降及稳定处理措施。常用处理方法有如下几种：压重法首先采用路堤荷载压重法，使侧向位移进行完毕，加速沉降的进行，待地基强度提高后再挖去路基，然后修筑桥台。溜坡桥台预先填筑护坡或压重路堤，待路堤沉降并且稳定后，再在路堤上修筑桥台。减轻路堤荷载法选用轻质材料填筑路堤，或在路堤内设置中空结构物(如箱形涵洞、波纹管)，通过减轻台背路堤荷载来减小桥台位移，同时减小路堤沉降量。桩板法在台背路堤地段采用板承法。为了更好地发挥支撑桩的作用，在支撑桩或摩擦桩上设置板，然后在板上修筑路堤。桥头搭板采用上述各种方法，也难完全消除构造物与路堤之间的错台。为此，常常同时使用桥台搭板。搭板一般设置在路面铺砌层下面。如沉降量大，则宜设在更深的位置上。修补路面如果出现错台，也可采取修补路面、改正高差的方法。1.3.3 施工条件施工条件是选择处理方法时必须考虑的重要因素。 (1)工 期如果施工工期较长，则可在确保地基稳定的条件下不采取专门的地基处理措施，而直接用慢速加载法填筑路堤。竣工后，还可通过长时间放置来减小剩余沉降量。即使工期不能长到只用慢速加载法就能处理地基，也有使垂直排水砂井和挤实砂桩的间距加大、长度缩短等许多有利之处。 (2)材 料 获取处理工程所用材料之难易及其经济性，也是选择处理方法时必须考虑的。只要材料的运距不是特别远，采用砂垫层法、开挖换填法、反压护道法、路堤荷载压重法一般都比其他方法经济。因塑料排水板的来源充分，价格便宜，且施工方便、快速，工程中用得很多。(3)施工机械的作业条件软土地基上施工，不管采取何种施工方法，都必须确保施工机械具备良好的作业条件。因而一般都要同时使用表层处理法。(4)施工深度换填法的适用深度，开挖换填时为3m，强制换填时为710m。垂直排水法与挤实砂桩法的极限施工深度为2030m，超过这个深度一般是不经济的。 1.3.4周围环境 施工对周围环境的影响，如噪声、振动、地基的变化、地下水的变化、排除的泥水或使用的化学药剂对地下水的污染等，在选择施工方法、处理方法时必须全面考虑。2原地面处理2.1施工准备2.1.1设计文件复核施工前，在全面熟悉设计文件的基础上，充分了解设计意图，核对设计文件及其内容是否符合现场实情。核对地形及地质资料，如发现问题，应与设计单位及时联系。对设计文件进行复核，并做好复核记录，需办理变更设计手续的应按有关规定及时办理。2.1.2 施工调查地基处理施工前应做好施工调查，根据工程特点着重调查收集下列资料，并写出调查报告。（1）施工范围内的地质、水文、气象等情况。（2）核对土石类别及分布，调查施工环境条件及取、弃土困难地段的填料来源、弃土位置和运土条件等。（3）调查核对级配填料，收集级配填料的拌和场地等有关资料。（4）土石方爆破地段的地形、地貌、地质和附近居民、建筑物、交通与通信设施情况。（5）办理用地手续、拆迁补偿所需的资料。（6）当地可利用的资源和设施。（7）修建各项临时工程和施工防排水设施的资料。（8）收集与工程有关的既有线运营情况、路基情况，以及采取安全合理、施工方便的工程措施所需的资料。（9）采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新型结构所需的资料。核查后的施工调查作为编制施工组织设计的依据。2.1.3 交接桩及施工复测交接桩及施工复测应符合下列要求：（1）交接桩应在现场进行，点验桩点，并将结果作书面记录。（2） 中线、高程必须与相邻地段贯通闭合，两端为桥梁或隧道时，应以桥梁或隧道中线、高程为准。在两个施工单位的分界处，应由双方共同复测签认，线路中线和高程必须与管界外的控制桩和水准点闭合。（3）线路控制桩和路基中线、边桩、高程的测量误差参照高速铁路测量的有关规定要求，测量工作必须贯彻“双检制”。（4）对中线控制桩应测设护桩并作出记录，边桩应根据贯通后的中线、高程测设。在地形、地质变化处应加测横断面的地面线。（5）复测完毕，及时编制测量成果书，并要认真复核，才能作为今后线路中线水平使用的依据，并完整保存至工程竣工。2.1.4 施工组织设计 在施工调查的基础上，根据工程特点、实际工程数量、工期要求编写学、合理的工程施工组织设计，并落实施工方案。施工组织设计必须按审批制度报批后执行。2.1.5 试验施工前应按试验及检测要求设置工地试验室。试验室必须经认证合格，仪器检测设备应满足质量检测项目的要求。2.1.6 施工便道 施工便道的修筑标准应按施工运量和施工机械的最大荷载确定，并满足施工需要。当有设计要求时，应按设计标准修筑。利用原有道路作为施工便道的，应进行实地检查；当不能满足施工运输要求时，应进行加固改造。2.1.7 人员培训施工前应做好人员的培训工作，组织施工人员学习和掌握所承担工程地基处理的目的、原理、施工工艺、技术要求、质量标准及检测方法。2.1.8 开工报告工程开工前，必须办理开工报告。2.2 施工工艺 2.2.1 临时排水地表过分潮湿或水田、沟塘地段，在路堤两侧护坡道外开挖纵向排水沟，并在沟的外侧填筑截水土埂，防止水流流向路基。在路基范围内开挖纵横向排水沟，并回填渗水性良好的砂砾料，以排除积水，切断或降低地下水，并按排水设计要求进行施工。在路基范围内有大片低洼积水地段时，可先做土埂排除积水，并将杂草、淤泥以及不适宜的材料清除出路堤以外，按监理工程师要求的深度将此地面翻松（如此地面密实度达到要求可不挖松），经处理后再进行压实。对旱地或地表土质疏松时也进行原地面压实。边沟及截水沟地表水汇集起来，排到路基范围以外容易使地下水成害，故还应采用排水沟、暗沟、渗水暗沟等措施降低地下水位，使路基保护干燥稳定。路基施工临时排水措施应与永久性排水系统相结合，避免积水及冲刷边坡。2.2.2 清淤、清表对路基用地范围内的树木进行砍伐，并清除树根。直径10cm以内小树桩用推土机铲除，直径10cm以上树桩用人工配合挖掘机挖除。清除树桩后的坑穴用路基填料夯填密实。路堤基底如为耕地或松土时，如松土厚度不大于0.3m，应将原地面夯压密实；当松土厚度大于0.3m，应将松土翻挖，分层回填压实或采取其他土质加固措施。旱地地表耕植土用推土机推铲成堆，水田地清表前在路基范围内开挖纵横向排水沟排除积水。需要用于复耕的耕植表土则运至待复耕地点，弃方则运至指定弃土场。穿越水塘、沼泽区等按照设计要求进行清淤换填。穿越水沟等小水体局部少量淤泥用挖掘机挖除，清除的淤泥按弃方处理。 2.2.3 地基斜坡处理清表后地面纵坡或横坡大于1:51:2.5时，应将地面作成4的坡度向内台阶，如图1-2-1所示。开挖台阶应在地面碾压工序结束后进行，纵坡方向台阶面应与路基轴线垂直或结构物台背面保持平行，横坡方向台阶面应与路基轴线平行。台阶高度等于填方压实层厚度，宽度以2m为宜。 图1-2-1 地基台阶开挖示意图2.2.4 碾压夯实清表后对地表进行碾压夯实，并将路基用地范围内的坑穴填平夯实。清表后原地面压实度按设计文件标准执行，设计无规定时则按相应的路基或路床同等压实度标准执行。处理后的原地面密实度采用静力触探试验等方法沿线路纵向每100m抽样2点进行检验。当不满足设计要求时，应提出变更设计，采取地基加固处理等措施。2.3 质量检验2.3.1 压实质量检验原地面处理应符合设计要求。处理后的质量检验根据所处路堤部位分别按以下标准进行检验。（1）非浸水路堤基床以下路堤压实质量应根据填料类别采用双指标控制，见表121。表121 非浸水路堤基床以下路堤压实标准序号项 目压 实 标 准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土1地基系数K30 (MPa/m)901101302孔 隙 率n （%）31313压实系数K0.90注：按铁路工程土工试验规程（TB10102）规定的试验方法沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系数（改良细粒土）或孔隙率（粗粒土和碎石类土）6点，其中：左、右距路肩边线1m处各2点，路基中部2点，有反压护道地段每100m增加1个检测点；每100m每填高约90cm抽样检验地基系数4 点，其中：距路基边线2m处左、右各1点，路基中部2点。（2）浸水路堤基床底层普通填料、物理改良土压实质量应根据填料类别按表1-2-2采用双指标控制。化学改良土压实系数应符合表1-2-2中细粒土的规定，无侧限抗压强度应符合设计要求。 表1-2-2 基床底层压实标准 项 目压 实 标 准改良细粒土砂类土及细砾土碎石类及粗砾土地基系数K30 (MPa/m)110130150孔 隙 率n （%）2828压实系数K0.95注：普通填料、物理改良土检验方法及数量同表21注；化学改良土从已摊铺好填料的地段现场抽样，在室内按要求的压实密度成型，并按每检验批每压实层抽样检验3处（左、中、右各1处）进行无侧限抗压强度试验，压实系数检验采用环刀法。（3）基床表层级配砂砾石（级配碎石）、中粗砂的压实质量应按表1-2-3控制。 表1-2-3 基床表层压实标准 填 料压实标准地基系数K30 (MPa/m)动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n(%)级配砂砾石或级配碎石1905518中粗砂13045注：按铁路工程土工试验规程（TB10102）规定的试验方法沿线路纵向每100m每压实层抽样检验动态变形模量和孔隙率各6点，其中：左、右距路肩边线1.5m处各2点，路基中部2点；抽样检验地基系数K30 4点，其中：左、右距路肩边线1.5m处各1点，路基中部2点。施工过程中，中粗砂可按相对密度0.67控制。2.3.2 原地面处理后的外观应符合下列要求：（1）基底无草皮、树根等杂物，且无积水；（2）原地面基底密实、平整；坑穴处理彻底，无质量隐患；（3）路拱横坡应符合设计要求。3换填3.1 填料要求换填材料应优先选用A、B类填料和C组块石、碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良后填筑。路堤填料种类、质量应符合设计要求。填筑前应对取土场填料进行取样检验；填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。砂填料应采用中、粗、砾砂，不含草根、垃圾等杂质，其含泥量不得大于5%；当用作排水固结时，其含泥量不得大于3%。现场抽样检验砂子含泥量，并进行筛分试验，在施工过程中观察检查有无草根、垃圾等杂质。碎石填料应采用级配良好且未风化的砾石或碎石，其最大粒径不得大于50mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等杂质。在现场抽样检验碎石最大粒径、含泥量，并在施工过程中观察检查有无草根、垃圾等杂质及岩性变化情况。改良土外掺料的种类及技术条件应符合设计要求，并且应充分搅合均匀，混合料配合比及应符合设计要求。3.2 施工机械及人员配置施工前，根据换填材料种类、换填场地的大小、料场距离路基作业面远近等合理配置施工机械、人员。所需施工机械有：EX300-2履带式液压挖掘机、TY220型推土机、PY160C型平地机、YZ18振动压路机、ZL50装载机、810t自卸汽车， JYJ5102洒水车等；每台机械配置2名司机，另配现场指挥人员，试验人员，辅助人员（捡杂物、配合机械清淤）若干。3.3 施工工艺3.3.1 工艺流程换填施工参照路基填筑采用“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺，施工流程如图131。图1-3-1 换填工艺流程图3.3.2 施工要点（1）施工准备施工前应进行施工工艺试验。试验分层压实厚度目标值为2530cm，设计几种不同的松铺厚度以测定混合料的松铺系数、最佳含水量、最大干密度。混合料达到最佳含水量时，测出不同压实机械的压实系数、压实遍数、压实的施工工艺参数。施工前，应根据设计图纸对换填的的范围和深度进行核实，并制定详细的施工方案。按照施工互不干扰的原则，划分作业区段，区段长度宜在100200米之间；然后做好临时排水系统，排除积水，并在施工的过程中，随时保持临时排水系统的畅通。如需换填软弱土层地下水位高，应采用降低地下水措施，以降低下层土的含水量。（2）挖除软土当需换填土层厚度超过50cm时，采用挖掘机开挖，预留厚度3050cm的土层由人工清理。当底部起伏较大，可设置台阶或缓坡，并按先深后浅的顺序进行换填施工。底部的开挖宽度不得小于路堤宽度加放坡宽度。挖除的软弱土经自卸汽车运至指定弃土场。换填范围内的土层应挖除干净，坑底应按设计要求整平。（3）分层回填采用自卸车卸料，应根据车容量和松铺厚度计算堆料间距，以便平整时控制厚度的均匀。一水平层的全宽应用同一种填料填筑，不得混填，每种填料层累计总厚不宜小于50cm。碎石类土和砾石类土每层填筑压实厚度不宜超过40cm，砂类土和改良细粒土每层填筑压实厚度不宜超过30cm，每层最小填筑压实厚度均不应小于10cm，具体摊铺厚度应按试验段工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。（4）摊铺初平填料摊铺平整使用推土机进行初平，然后用压路机进行静压或弱振一遍，以暴露出潜在的不平整，再用平地机进行精平，确保作业面无局部凹凸。每一摊铺层填料中的粗细料应摊铺均匀，不应有粗集料或细集料窝。较大粒径石块不应集中，应均匀的分布于填筑层中，石块间的空隙应用较小碎石、石屑等材料填充密实，并使层厚均匀层面平整。层面控制为水平面，无需做成4%的路拱，为上层路基填筑提供便利条件。（5）洒水晾晒回填料特别是改良土在碾压前应控制其含水量在由试验段压实工艺确定的施工允许含水量范围内。初平后采用烘干法检测含水量。当填料含水量较低时，应及时采用洒水措施，洒水可采用取土场内洒水闷湿和路堤内洒水搅拌两种办法；当填料含水量过大时，可采用在路堤上晾晒和增加拌和遍数的办法。（6）碾压压实摊铺后，立即用YZ18重型振动压路机碾压，压实顺序应按先两侧后中间（如图1-3-2所示），先慢后快，先轻压静压后重压的操作程序进行碾压，碾压一直进行到要求的密实度为止（如无密实度要求则以振动机原地振实不再下沉为合格，并辅以轻便触探试验检验其均匀性及影响深度）。压路机碾压速度开始两遍采用1.51.7km/h，以后采用2.02.5km/h。两轮迹搭接宽度一般不小于40cm。两区段纵向搭接长度不小于2米。图1-3-2 碾压示意图（7）填料平整用推土机进行初平，用平地机进行终平，控制层面无显著的局部凹凸，做出4%的路拱，且纵向平顺。（8）检验签证换填压实的质量检验应随分层填筑碾压施工分层检验。压实度采用环刀法进行检测，地基系数采用K30承载板试验进行检测。（9）整修养生碾压结束后，用6m直尺检查平整度。测量小组跟踪检测层面标高，计算出坡度和厚度。厚度、标高、平整度、横坡不合要求时，及时修整。换填下层完成经检验质量合格后，若不能立即铺筑上层的或暴露于表层的改良土必须保湿养生，养生可采用洒水或用草袋覆盖养的方法，洒水次数根据气候及路面水分蒸发情况而定，始终保持表面湿润。养生期一般不少于七天。3.4 质量检验3.4.1 分层换填压实质量检验（1）换填中粗砂或碎石压实质量的检验按铁路工程土工试验规程（TB10102）规定的试验方法沿线路纵向每一压实层每100m抽样检验3个点，其中：路基中间1点，两侧距路基边缘2m处各1点。砂垫层宜采用环刀法检测干密度和相对密度。（2）基床以下路基换填普通填料、物理改良土及化学改良土压实质量的检验见2.3.1的方法。3.4.2 换填施工允许偏差见表1-3-1。表1-3-1 换填施工允许偏差序号检验项目允许偏差检验数量检验方法1顶面高程50mm沿线路纵向每100m抽检5处水准仪测2中线至边缘距离50mm沿线路纵向每100m抽检5处尺量3宽度设计值沿线路纵向每100m抽检5处尺量4横坡0.5mm沿线路纵向每100m抽检5个断面坡度尺量5平整度15mm沿线路纵向每100m抽检10处直尺量测6基坑坡脚线位置50沿线路纵向每100m抽检5点经纬仪测量4 砂（碎石）垫层4.1 材料要求垫层材料种类、质量应符合设计要求。施工前应对料场材料进行取样检验；施工时应对运至现场的材料进行抽样检验。砂垫层应采用中、粗、砾砂，不含草根、垃圾等杂质，其含泥量不得大于5%；当用作排水固结时，其含泥量不得大于3%，渗透系数K5103cm/s。现场抽样检验砂子含泥量，并进行筛分试验，在施工过程中观察检查有无草根、垃圾等杂质。碎石垫层应采用级配良好且未风化的砾石或碎石，其最大粒径不得大于50mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等杂质。在现场抽样检验碎石最大粒径、含泥量，并在施工过程中观察检查有无草根、垃圾等杂质及岩性变化情况。反滤层材料含泥量、颗粒级配应符合设计要求。4.2 施工机械及人员配置 一般情况下，一个砂（碎石）垫层作业面的机械、人员配置为： 1台TY220型推土机、1台PY160C型平地机、1台YZ18振动压路机、1台ZL50装载机、35台810t自卸汽车，1台JYJ5102洒水车等；1名现场指挥人员， 1名推土机司机、1名平地机司机、1名压路机司机、1名装载机司机、35名汽车司机、1名洒水车司机，试验人员2人，68名辅助人员配合找平和修整边坡。在实际工作中，应根据施工场地的大小、料场距离路基作业面远近等合理配置施工机械、人员。4.3 施工工艺4.3.1 工艺流程砂（碎石）垫层施工流程为：施工准备分层填筑摊铺整平分层碾压设置反滤层层面修整检验签证。4.3.2 施工要点（1）施工准备 工艺试验正式铺筑前进行施工工艺试验。试验分层压实厚度目标值为2530cm，设计几种不同的松铺厚度以测定混合料的松铺系数、最佳含水量、最大干密度。混合料达到最佳含水量时，测出不同压实机械的压实系数、压实遍数、压实的施工工艺。 基底处理施工前清理场地，排除积水，并将路基范围内原地面上淤泥、树根、草皮、腐植土等全部挖除。两侧挖水沟以防水浸泡工作面。达到清基要求后用压路机碾压4遍。填筑路拱在设计要求的路基范围内，用土回填至地面高出20cm左右以后，以4的横坡填成路拱形并碾压密实成形。路拱做成三角拱，以利于软基处理的排水畅通。（2）分层填筑采用自卸车将砂料（碎石）运到准备摊铺的地基上, 卸车前应先根据车容量和松铺厚度计算堆料间距，以便平整时控制厚度的均匀和提高功效。碎石垫层每层填筑压实厚度不宜超过40cm，砂垫层每层填筑压实厚度不宜超过30cm，每层最小填筑压实厚度均不应小于10cm，具体摊铺厚度应按试验段工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。（3）摊铺整平摊铺前在路基中心桩及边桩标出施工层虚铺厚度，控制每层的压实厚度。垫层的摊铺采用机械分堆摊铺法，即先推土机堆成若干堆，再用人工配合轻型推土机整平。若采用人工摊铺，铁揪要反扣，尽量一次成型，避免二次整平的“修补”。摊铺宽度不小于设计宽度。（4）分层碾压表面整形后，当砂的含水量等于或略大于最佳含水量（一般为812）时立即用压路机在路基幅宽内进行碾压。如含水量偏小，当外界稳定不小于5时，采用洒水机在砂垫层外侧接水管，适量洒水后碾压。压实顺序应按先两侧后中间，先慢后快，先轻压静压后重压的操作程序进行碾压，碾压一直进行到要求的密实度为止。压路机碾压速度开始两遍采用1.51.7km/h，以后采用2.02.5km/h。压实遍数应严格符合施工前的工艺试验所确定的。压实厚度应控制在30cm以内。两轮迹搭接宽度一般不小于40cm。两区段纵向搭接长度不小于2米。碾压过程中严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”或“急刹车”，停车时要先减振，再使压路机自然停止。（5）设置反滤层砂（碎石）垫层填筑完后必须及时完成两侧干砌片石护坡或采用其他方式防护，以免砂料（碎石）流失。同时根据设计要求做好反滤层。（6）层面修整碾压结束后，用6m直尺检查平整度。测量小组跟踪检测层面标高，计算出坡度和厚度。厚度、标高、平整度、横坡不合要求时，及时修整。控制层面无显著的局部凹凸，做出4%的路拱，且纵向平顺。（7）检验签证垫层压实的质量检验应分层检验。压实度采用环刀法进行检测，地基系数采用K30承载板试验进行检测。4.4 质量检验（1）砂（碎石）垫层的压实质量检验砂（碎石）垫层的压实质量应符合设计要求，按铁路工程土工试验规程（TB10102）规定的试验方法检验。砂垫层宜采用环刀法检测干密度和相对密度。沿线路纵向每一压实层每100m抽样检验3个点，其中：路基中间1点，两侧距路基边缘2m处各1点。（2）砂、碎石垫层（反滤层）施工允许偏差见表1-4-1。表1-4-1 砂（碎石）垫层施工允许偏差序号项 目允许偏差检验数量检验方法1铺设范围设计值沿线路纵向每100m抽检3组尺量2厚度设计值沿线路纵向每100m抽检3组尺量，水准测量3顶面高程+50mm,-20mm沿线路纵向每100m抽检5处水准测量4横坡0.5%沿线路纵向每100m抽检5个断面坡度尺量5 袋装砂井5.1 材料要求（1）砂袋砂带采用透水性、耐水性好、韧性强的聚丙烯编织布制作而成，砂袋的各项技术指标要符合设计要求。其力学性能如表1-5-1：表1-5-1 砂袋力学性能及技术指标项目质量条带拉伸强度条带拉伸率渗透系数有效孔径O95指标95g/m2150kN/m255103cm/s0.05mm聚丙烯材料抗紫外线能力低，因此砂袋进场后应妥善存放，加覆盖物, 避免阳光曝晒和雨淋。存放期不应超过一周。（2）砂料砂料必须采用天然级配的风干的中、粗砂，不应含草根、垃圾等杂质，含泥量不得大于3%，含水量不大于1，有效直径d100.10.35mm，不均匀系数35，渗透系数大于5103cm/s。砂袋灌砂达到饱满，充填密实，灌砂率均达到95以上，保持砂袋顺畅通，袋口扎紧。5.2 施工机械及人员配置（1）施工机械采用履带式双管砂井机，其配套设备有成孔套管、灌砂带架及活动桩帽等，机体对地压强较小，运转灵活，打设深度可达20m，每台班产量可达1700m。（2）人员配置 根据机具的台班生产能力，每个施工班组通常由8人(如人工装砂，应适当增加装砂工)组成，班组人员以围绕打设机为中心建立岗位责任制，明确职责，在班组长的统一指挥下进行施工。袋装砂井单机作业劳力组织见表1-5-2。表1-5-2 袋装砂井单机作业劳力组织序号项目人数工 作 内 容1班长1组织安排生产，并对施工质量进行控制。2技术员1测量定位、技术指导、质量检查及故障分析处理、现场记录。3机械操作工1负责机械操作及保养。4电工1负责现场供电及用电安全检查。5砂袋工4负责运送砂袋及其他配合工作。5.3 施工准备在正式施工前应做好各种施工准备。根据现场实际确定施工方案，修建施工便道。在待处理地段端部的场地上进行砂井机的调试及工艺试验,试打 25 根来检验机器的性能、地质情况并确定工艺参数 。5.4 施工工艺5.4.1 工艺流程袋装砂井工艺流程如图1-5-1所示:灌制砂袋原地面处理填筑土拱铺设下砂垫层测量放样机具就位打设套管孔口检查沉入砂袋拔出套管机具移位铺设上层砂垫层图1-5-1 袋装砂井工艺流程图5.4.2 施工要点（1）基底处理清理场地，两侧开挖临时水沟及时排除地面积水，以防水浸泡工作面。将路基范围内原地面上淤泥、树根、草皮、腐植土等全部挖除。一般清基深30cm，平整场地。（2）填筑土拱 在设计要求的路基范围内，用土回填整平，整平面作三角形，有线路中心向两侧做成4的排水横坡，填筑成路拱型，并碾压成形。水塘地段，设围堰抽水挖淤，填筑细粒土至整平高程，整平高程以上由线路中心向两侧做成4的排水横坡，其宽度不小于地基处理底宽加每侧1.0m宽施工作业平台。（3）铺设下层砂垫层在路拱上均匀铺设透水性好的粗砂层(厚度一般为30cm)，表面应平顺，形成同路拱相同的坡度，以利袋装砂井中排出的水能迅速从该砂层中流出，并对砂垫层进行碾压成形。由于地表较软弱 ,运输车辆宜用轻型车辆，且尽量减少对地基的扰动。最好将砂堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整，形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂层。压实应用静压式压路机进行，不得振碾。（4）测量放样根据砂井布置范围及行列间距在现场采用小木桩、竹板桩或细钢筋准确定出每个砂井设计位置。（5）机具就位在机具定位时，遵循从低处往高打设的原则，保证锤中心与地面定位在同一点，并用经纬仪观测控制导向架垂直度，以保证井位偏差再允许范围内。（6）打设套管用振动法或静压法将套管压入至设计深度。打设套管前认真检查套管长度、直径是否与设计相符，管内有无杂物，桩尖活门开启是否灵活，封闭是否良好。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。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。沉管应用经纬仪或线锤控制垂直度，导轨应垂直，钢套管不得弯曲。施打过程中设专人观测套管的入土深度，观测桩机是否出现倾斜或位移，出现问题必须及时处理。（7）灌制砂袋每段施工前所需砂袋长度应经试验确定，另加埋入砂垫层的长度。为防止砂袋卡管和袋子漏砂，对袋子的直径及缝口严格控制，保证装砂后不鼓包，不漏砂。由于聚丙烯材料有约20左右的伸长率，应提前试装以确定合适的砂袋直径（一般为712cm）。灌制的砂袋要饱满密实，灌砂量应符合理论计算值，外观应无裂缝、缩颈或鼓包现象。若砂袋不满，应及时向砂袋内灌砂。根据设计要求，灌砂率必须达到95以上，灌砂率r的计算公式如下： rmsd0.78d2Ld式中 msd实际灌人砂的质量(kg)； d中粗砂的干密度(kgm3)； d砂袋直径(m)； L砂袋长度(m)。砂袋装足后用麻绳将袋口绑扎牢固。（8）沉入砂袋将砂袋送入套管时，导管口应装设滚轮，避免管口直接与砂袋接触，减少对砂袋的摩阻力，以防袋子破裂，缩颈和断裂和磨损。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。（9）拔出套管砂袋到位后即可拔出套管，拔管时先启动激振器，再连续缓慢提升套管，中途不得放松吊绳，防止因套管下坠损坏砂袋，并做到垂直起吊，防止带出或损坏砂袋。若套管拔出时，砂袋跟随套管上吊，可将套管下放至原位，在套管内加入少量水，以此打开桩尖活瓣。当带起长度大于0.5m时在原位边缘重新补打。（10）袋头处理套管拔出后，检查袋装砂井袋口，若砂袋不满，当砂袋内砂不满时，应向砂袋内补砂直至满足要求为止。露出地面的砂袋应埋入砂垫层中，埋入长度应大于0.3m或符合设计要求，并不得卧倒。高出砂垫层的部分(在满足设计井深情况下)经检查后将其割除，重新扎牢袋口。孔口带出的泥土及时清除，并用砂回填密实。5.5 质量检验 袋装砂井施工质量标准及检验方法见表1-5-3。表1-5-3 袋装砂井施工质量控制标准及检验方法序号检查项目允许偏差检查频率检查方法1井位（纵横向）505按中心线长度丈量2井深300，100100%以套管上画线为准,查施工记录3井的垂直度1.5%5用经纬仪观测桩锥导向架4砂袋灌砂量5%100%查砂袋体积和外观5砂袋直径5mm5检查丈量砂袋直径6砂袋埋入砂垫层长度100，05自排水坡面起用丈量小值 6 塑料排水板6.1 材料要求塑料排水板的品种、规格、质量应符合设计要求，进场时应进行现场验收。查验每批产品出厂合格证、性能报告单，抽样检验芯板材料单位长度重量、厚度、宽度、抗拉强度、伸长率、纵向通水率和滤膜材料单位面积重、抗拉强度、渗透系数、等效孔径。常用的塑料排水板由两面带沟槽的塑料芯板与外套滤膜组成一般断面尺寸 100 mm 4 mm ；成卷包装 ,每卷长 200 m ,重量约 25 kg；技术指标：纵向通水率大于25cm3/s；复合体抗拉力：干态（延伸率10）不小于1.3kN/10cm；滤膜渗透系数不小于510-4cm/s；滤膜等效孔径O95小于0.08mm；滤膜抗拉力：干态（延伸率10）大于2.5kN/10cm；湿态（延伸率15）不小于2.0kN/10cm。塑料排水板盘带进场后应妥善存放，严禁长时间在阳光下曝晒，并保持通风、干燥和远离高温源。6.2 施工机械及人员配置6.2.1 施工机具施工采用LC系列履带自行式插孔机。 该机具主要由顶部滑轮组、力柱、斜撑、扒杆、锤头、竖架滑轮组、底盘、履带、行走驱动部分、操作室、操作台、卷扬机等主要部件组成。其主要技术参数见表1-6-1。表1-6-1 LC系列履带自行式插孔机主要技术参数表序号项 目单位技术参数1插孔深度m202成孔直径mm2133203允许最大静拔桩力t124卷扬机最大牵引力t2.55卷扬机电机功率kw226整机行走功率kw27.57整机行走速度m/min6.58工作能力延米/台班320050009外形尺寸（长宽高）m7.36.329.210整机总重t306.2.2 人员配置LC系列履带自行式插孔机单机作业劳力组织如表1-6-2表1-6-2 履带式插板机单机作业劳力组织表序号项目人数工作内容1插板机司机1操作、维修、保养插板机2发电机司机1操作、维修、保养发电机，保证用电安全3割带及装锚销1割带、装锚销、板带换盘4拉带1锚销装好后，将板带拉紧，参与板带换盘5技术员1负责插板作业的技术指导、质量和安全及施工记录6.3 施工准备在正式施工前应做好各种施工准备。根据现场实际确定施工方案，修建施工便道。在待处理地段端部的场地上进行插板机的调试及工艺试验,试打 25 根来检验机器的性能、地质情况并确定工艺参数 。6.4 施工工艺6.4.1 工艺流程塑料排水板施工工艺流程如图1-6-2所示原地面处理填筑土拱铺设下砂垫层测量放样机具就位铺设上层砂垫层埋设板头机具移位截断排水板拔出导管插设排水板至设计深度图1-6-2 塑料排水板施工工艺流程图6.4.2 施工要点（1）基底处理清理场地，两侧开挖临时水沟及时排除地面积水，以防水浸泡工作面。将路基范围内原地面上淤泥、树根、草皮、腐植土等全部挖除。一般清基深30cm，平整场地。（2）填筑土拱 在设计要求的路基范围内，用土回填整平，整平面作三角形，有线路中心向两侧做成4的排水横坡，填筑成路拱型，并碾压成形。水塘地段，设围堰抽水挖淤，填筑细粒土至整平高程，整平高程以上由线路中心向两侧做成4的排水横坡，其宽度不小于地基处理底宽加每侧1.0m宽施工作业平台。（3）铺设下层砂垫层在路拱上均匀铺设透水性好的粗砂层(厚度一般为30cm)，表面应平顺，形成同路拱相同的坡度，以利袋装砂井中排出的水能迅速从该砂层中流出，并对砂垫层进行碾压成形。由于地表较软弱 ,运输车辆宜用轻型车辆，且尽量减少对地基的扰动。最好将砂堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段。摊铺做到均匀、平整，形成双向横坡。同时注意避免泥土、杂物混入砂层。压实应用静压式压路机进行，不得振碾。（4）测量放样根据设计资料提供的起讫桩号打出控制桩 ,再每隔 10 m20 m放出路线中心桩 。按照打设的宽度放出边桩及护桩 。桩位放样首先根据设计给定的处理长度、宽度及板距计算出布设的排数和列数。由于布设的原则一般按正三角形 (梅花形) ,故 :排数处理长度 （设计板距 sin60）+ 1列数处理宽度 设计板距 + 1根据计算结果画出布桩图 ,标明排列的编号。每排桩的轴线应垂直于路线中心线 ,曲线上应为法线方向。同时应绘制一张较大的布桩图交施工人员打设时使用 ,每施打一根在图上相应位置标出 ,以免遗漏 。由于有些处理段落位于斜交结构物两侧 ,应注意两个三角形地带的布桩 ,不要超布或遗漏 。根据布桩图在铺设好的第一层砂垫层上放出具体的桩位 ,做出鲜明的标志。一般可用 30 cm 长的 8 号钢筋插在桩位上 ,桩顶部最好用红油漆抹红 (打设时用来卡住排水板端部 ,插入后将排水板锚固于孔底防止拔管时带上排水板) 。（5）机具就位在机具定位时，遵循从低处往高打设的原则，保证导管中心与地面定位在同一点，并用经纬仪观测控制导向架垂直度，以保证井位偏差再允许范围内。（6）施打排水板 将塑料带从导管上端入口处穿入导管至桩头 ,并与锚销连接好 ,与管套扣紧 ,防止导管进泥 。施工中优先采用h形锚销，一是防止打设过程中土层与插板直接接触，损伤排水板；二是防止泥土进入导管。对准板位 ,开机将导管沉至设计深度。沉管插板开始沉管时要缓慢 ,防止导管突然偏斜 ,套管入土深度距设计标高约 2 m 时，要减慢沉管速度，注意观察 ,防止超深或碰上障碍时能及时采取措施。插板机上设有明显的进尺标志 ,可以控制排水板的打设深度。（7）拔出导管，处理板头上拔导管至地面，剪断塑料排水板。拔管时应防止带出排水板，当带出长度大于0.5m时，必须在旁边重新补打。如排水板回带现象严重，应分析原因，改进工艺。如在拔管前停顿一下，让液化后的粉细砂可以恢复一定的强度；或是将桩头的销子改换为靴头。如仍解决不了问题，就得与监理和设计单位协调，考虑变更打入深度。（8）机具移位打设过程中 ,应逐板进行自检 ,并要作好施工记录 。应检查每根板的施工情况 ,当符合验收标准时方可移机打设下一条 ,否则在邻近板处补打 。（9）铺设上砂垫层打设后应及时清除排水板周围带出的泥土并用砂子回填密实，不得污染外露的排水板。塑料排水板的顶部伸入砂垫层长度应大于0.5m或符合设计要求，外露排水带应妥善保护，且不得暴晒过久。一个区段的塑料排水板施工完毕后及时铺设上层砂垫层 。6.5 质量检验塑料排水板施工质量标准及检验方法见表1=6=3。表1=6-3 塑料排水板施工质量标准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板位0，50mm按排水板总数5% 抽样检验尺量2垂直度1.5%按排水板总数5% 抽样检验用经纬仪观测桩锥导向架3伸入砂垫层长度+100mm,0按排水板总数5% 抽样检验尺量7 堆载预压7.1 施工机械及人员配置施工前，根据预压材料种类、预压场地的大小、料场距离路基作业面远近等合理配置施工机械、人员。所需施工机械有： TY220型推土机、ZL50装载机及810t自卸汽车等；每台机械配置2名司机，另配现场指挥人员及辅助人员若干。7.2 施工工艺7.2.1 工艺流程制订施工方案 标定位置、平整场地 标定位置、平整场地 盲沟施工 砂垫层施工 竖向排水体施工 埋设观测仪器 堆载 观测 观测结束 卸荷 检验 结束 。7.2.2 施工要点堆载预压按设计要求进行，采用自卸汽车与推土机联合作业。对超软地基的堆载预压，第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。施工时注意以下几点：（1）堆载面积要足够大。堆载的顶面积不小于路基基底面积。堆载的底面积也应适当扩大，以保证路基填筑范围内的地基得到均匀加固。（2）堆载时应