《高速鐵路路基施工與維護（第3版）》課件 王璦琳 項目1-4 路基構造認識 -高速鐵路路塹施工及維護

路基橫斷面構造認識12路基橫斷面形式路基橫斷面基本構造路基橫斷面構造認識目標知識：掌握高速鐵路路基橫斷面形式及構造組成；掌握高速鐵路路基各組成部分的標準；掌握高速鐵路路基橫斷面寬度的確定；掌握高速鐵路標準路基橫斷面圖式。技能：能夠根據不同地形地質條件選擇合適的路基橫斷面形式；能夠按照路基橫斷面尺寸控制路基施工。素質：具有拓展學習的能力；具有很強的團隊精神和協作意識；養成吃苦耐勞、嚴謹求實的工作作風；具備一定的協調、組織管理能力。11.路堤2.路塹路基橫斷面形式3.半路堤4.半路塹5.半路堤半路塹6.不填不挖路基路基橫斷面形式1.路堤當鋪設軌道的路基面高于天然地面時，路基以填筑方式構成，這種路基稱為路堤。路基橫斷面形式2.路塹當鋪設軌道或路面的路基面低于天然地面時，路基以開挖方式構成，這種路基為路塹。路基橫斷面形式3.半路堤當天然地面橫向傾斜，路堤的路基面邊線和天然地面相交時，路堤體在地面和路基面相交線以上部分無填筑工程量，這種路堤稱為半路堤。路基橫斷面形式4.半路塹當天然地面橫向傾斜，路塹路基面的一側無開挖工作量時，這種路基稱為半路塹。路基橫斷面形式5.半路堤半路塹當天然地面橫向傾斜，路基一部分以填筑方式構成而另一部分以開挖方式構成時，這種路基稱為半路堤半路塹。路基橫斷面形式6.不填不挖路基當路基的路基面和經過清理后的天然地基面平齊，路基無填挖土方時，這種路基稱為不填不挖路基。12路基橫斷面形式路基橫斷面基本構造21.路基本體2.路基設備路基橫斷面基本構造路基橫斷面基本構造1.路基本體有砟軌道雙線路基標準橫斷面示意圖

路基橫斷面基本構造1.路基本體在各種路基形式中，為了能按線路設計要求鋪設軌道而構筑的部分，稱為路基本體。在路基橫斷面中，路基本體由路基頂面、路肩、基床、邊坡、基底幾部分構成。路基橫斷面基本構造1.路基本體（1）路基頂面由能直接在其上面鋪設軌道的部分及路肩組成，稱為路基頂面或簡稱路基面。在路堤中路基頂面即為路堤堤身的頂面，也稱路堤頂面；在路塹中，路基頂面即為塹體開挖后形成的構造面。路基橫斷面基本構造1.路基本體（2）路肩鐵路路基頂面中，道床覆蓋以外的部分稱為路肩。路基橫斷面基本構造1.路基本體路肩作用：保護路堤受力的堤心部分，對有砟軌道來說可以防止道砟失落，保持路基面的橫向排水，供養護維修人員作業行走避車，放置養護機具，防洪搶險臨時堆放砂石料，埋設各種標志、通信信號、電力給水設備等。路肩必須在考慮了施工誤差、高路堤的沉落與自然剝蝕等因素以后，保持必要的寬度。在線路設計中，路基的設計高程以路肩邊緣的高程表示，稱為路肩高程。路基橫斷面基本構造1.路基本體（3）基床鐵路路基面以下受到列車動荷載作用和受水文、氣候四季變化影響的深度范圍稱為基床。路基橫斷面基本構造1.路基本體基床的作用強度：應有足夠的強度以抵抗列車荷載產生的動應力而不致破壞；能抵抗道砟壓入基床土中，防止道砟陷槽等病害的形成；在路基填筑階段能承受重型施工車輛走行而不形成印坑，以免留下隱患。剛度：在列車荷載的重復作用下，塑性累積變形很小，避免形成過大的不均勻下沉造成軌道的不平順，增加養護維修的困難；在列車高速行駛時，基床的彈性變形應滿足高走行的安全性和舒適性要求，同時還能保障道床的穩固。排水防滲：必須具備良好的排水性，以防止雨水浸入造成路基土軟化，防止發生翻漿冒泥等病害的發生。在可能發生凍害的地區，還有防凍等特殊作用。路基橫斷面基本構造1.路基本體基床的結構高速鐵路路基基床是由基床表層和基床底層組成的兩層結構。

基床表層厚度：

有砟軌道基床表層厚度應為0.7m。

無砟軌道基床表層厚度0.4m，與無砟軌道的混凝土支承層或混凝土底座的總厚度不應小于0.7m。

基床底層厚度：2.3m。

為有利于自然降水的排出，基床表層和基床底層頂面都應設置4%的橫坡。

基床表層是路基直接承受荷載的部分，又常被稱為路基的承載層或持力層，因此，基床表層是路基設計中最重要的組成部分，是軌道的直接基礎，擔負著重要使命。路基橫斷面基本構造1.路基本體基床表層的作用（1）增加線路強度，使路基更加堅固、穩定，并具有一定的剛度，使列車通過時的彈性變形控制在一定范圍之內；（2）擴散作用到基床底層頂面上的動應力，使其不超出基床底層填料的臨界動應力；（3）防止道砟壓入基床及基床土進入道砟層；（4）防止雨水浸入基床使基床土軟化，發生翻漿冒泥等基床病害，并保證基床肩部表面不被雨水沖刷。（5）防凍等。路基橫斷面基本構造1.路基本體（4）邊坡路基橫斷面兩側的邊線稱為路基邊坡；邊坡與路基頂面的交點稱為頂肩；邊坡與地面的交點，在路堤中稱為坡腳，在路塹中稱為路塹塹頂邊緣。塹頂高程與路肩高程的差為路塹邊坡高度。路肩高程與坡腳高程之差為路堤的邊坡高度。路基橫斷面基本構造1.路基本體（5）基底基底即為路堤的地基，也就是路堤填筑的天然地面以下受填料自重及軌道、列車荷載影響的土體部分。基底部分土體的穩固性，對整個路基本體以至軌道的穩定性都是極為關鍵的，特別是在軟弱土的基底上修建路堤，必須對基底作妥善處理，以免危及行車安全與正常運營。21.路基本體2.路基設備路基橫斷面基本構造路基橫斷面基本構造2.路基設備路基設備是路基的組成部分，是為確保路基本體的穩固性而采用的必要的經濟理的附屬工程。包括排水設備、防護和加固設備三大類。路基橫斷面基本構造2.路基設備排水設備排水設備：分為地面排水設備和地下排水設備兩種。（1）地面排水設備地面排水設備用以攔截地面徑流。匯集路基范圍內的雨水并使其暢通地流向天然排水溝谷，以防止地面水對路基的侵蝕、沖刷而影響其良好狀態。地面排水設備主要有：排水溝、側溝、天溝、截水溝、矩形水槽、跌水和急流槽。路基橫斷面基本構造2.路基設備1--排水溝；2—側溝；3—截水溝；4—天溝；5—吊溝（急流槽形式）；6—吊溝（跌水形式）；7—擋水墻路基橫斷面基本構造2.路基設備（1）地下排水設備用以攔截、疏導地下水和降低地下水位，以改善地基土和路基邊坡的工作條件，防止和避免地下水對地基和路基體的有害影響。（2）常用的地下排水設備有：明溝與槽溝、邊坡滲溝、支撐滲溝、截水滲溝與引水滲溝、滲水隧洞、平孔排水等。路基橫斷面基本構造2.路基設備明溝路基橫斷面基本構造2.路基設備邊坡滲溝正面圖路基橫斷面基本構造2.路基設備滲水隧洞路基橫斷面基本構造2.路基設備防護設備路基防護設備：用以防止和消弱風霜雨雪及流水沖刷等各種自然因素對路基體造成的直接和間接的有害影響。常用的防護設備有坡面防護設備和沖刷防護設備。路基橫斷面基本構造2.路基設備草皮護坡路基橫斷面基本構造2.路基設備骨架護坡路基橫斷面基本構造2.路基設備拋石防護路基橫斷面基本構造2.路基設備加固設備路基加固設備是用以加固路基本體或地基的工程設施，是提高路基穩定的一種有效措施。常用的路基加固設備包括擋土墻、抗滑樁及其他加固措施。路基橫斷面基本構造2.路基設備路基橫斷面基本構造2.路基設備抗滑樁任務1-2路基面形狀和寬度知識：掌握高速鐵路路基橫斷面寬度的確定；掌握高速鐵路標準路基橫斷面圖式。技能：能夠根據橫斷面圖控制路基施工斷面。素質：具有拓展學習的能力；具有很強的團隊精神和協作意識；養成吃苦耐勞、嚴謹求實的工作作風；具備一定的協調、組織管理能力。學習目標路基面形狀12路基面形狀路基面寬度3高速鐵路路基標準橫斷面圖式1.路基面形狀路基面形狀路基面的作用是使降落路基面的雨水能迅速排走，以免浸泡路基面，降低其強度。高速鐵路一般為雙線，路基面形狀為三角形，設定有由中心向兩側的４％的橫向排水坡。23路基面寬度高速鐵路路基標準橫斷面圖式1路基面形狀1.路基面寬度路基面寬度路基面寬度等于道床坡腳間占用的路基寬度加上兩側的路肩寬度及線間距。對路基面寬度要求路肩寬度應滿足鋪設軌道、設置線路及信號標志、通行維修機具和行人，便于養護維修作業，制止土體側向擠動以保證路基核心部分的穩固等各項要求。1.路基面寬度路基面寬度路肩寬度（1）I級鐵路：路堤路肩寬度不應小于0.8m（困難條件下路堤不得小于0.6m）路塹不應小于0.6m（困難條件下路塹不得小于0.4m）（2）Ⅱ級鐵路：路堤不得小于0.6m，路塹不得小于0.4m。（3）高速鐵路：有砟軌道路堤、路塹的兩側路肩寬度，雙線不應小于1.4m，單線不應小于1.5m。1.路基面寬度路基面寬度線間距由于高速列車運行時會產生列車風，相鄰線路高速列車相向運行所產生的空氣壓力沖擊波易震碎車窗玻璃，使旅客感到不適，甚至影響列車運行的平穩性，故高速線路的線間距較普通鐵路有所增大。其大小取決于機車車輛幅寬、軌距、高速列車運行速度以及考慮將來鋪設渡線道岔等因素。我國高速鐵路線間距為5.0m。1.路基面寬度路基面寬度表直線地段路基面寬度軌道類型設計最高時速（km/h）線間距（m）路基面寬度單線（m）雙線（m）有砟軌道300~3505.08.813.8無砟軌道3004.88.613.43505.08.613.6高速鐵路直線地段路基面寬度1.路基面寬度路基面寬度有砟軌道曲線地段路基面加寬

有砟軌道曲線地段路基面加寬曲線半徑（m）路基外側加寬值（m）R≥110000.311000>R>70000.47000≥R≥55000.5R<55000.4123路基面形狀路基面寬度高速鐵路路基標準橫斷面圖式1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式為了減少設計中做許多重復性的設計計算工作，將各種在設計中常遇到并可共用的設計圖式加以認定，成為可直接引用的標準圖式。1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路有砟軌道雙線路堤標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路有砟軌道雙線路塹（硬質巖石）標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路有砟軌道雙線路塹（非硬質巖石）標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路有砟軌道單線路堤標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路有砟軌道單線路塹（硬質巖石）標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路有砟軌道單線路塹（非硬質巖石）標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式雙線無砟軌道路堤標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式雙線無砟軌道路塹（非硬質巖石）標準橫斷面圖1.高速鐵路路基標準橫斷面圖式高速鐵路路基標準橫斷面圖式雙線無砟軌道路塹（硬質巖石）標準橫斷面圖小結高速鐵路路基標準橫斷面圖式不同的地形條件下會有不同的路基斷面形式，掌握各種路基斷面形式的適用環境。路基的斷面構造包括路基頂面、路肩、基床、路基邊坡、基底五部分。掌握各部分的作用和特點以及質量要求。在施工過程中能夠按照路基施工斷面圖控制路基的施工。高速鐵路路基基底加固高速鐵路路基基底加固目標學習目標：掌握軟土地基加固方法的適用條件、原理；掌握CFG的施工工藝及控制條件；掌握CFG樁質量檢驗項目和檢驗方法。技能：能夠根據不同地質條件或土的物理力學性質指標選擇合適的地基加固方法；能夠熟練選擇和使用相應的施工機具；能夠熟練掌握各種地基加固方法的施工管理和質量控制；能夠熟練進行各種地基加固方法質量驗收工作。素質：具有很強的團隊精神和協作意識；養成吃苦耐勞、嚴謹求實的工作作風；具備一定的協調、組織管理能力。12軟土的概念和特性CFG樁施工任務2-1軟土地區基底加固11.軟土概念2.軟土特性軟土的概念和特性軟土地區基底加固1.軟土的概念定義：軟土就是強度低、壓縮性高、孔隙比大、含水率高的軟弱土層。根據軟土的孔隙比及有機質含量，將軟土劃分為軟黏性土、淤泥質土、淤泥、泥炭質土及泥炭五種類型。軟土地區基底加固1.軟土的特性特性：天然含水量高、孔隙比大、透水性差、壓縮性高、抗剪強度低、具有觸變性、流變性顯著。按照處理目的分為沉降處理和穩定處理兩大類。穩定處理原理是阻止強度降低、控制剪切變形，增加抗滑阻力、促進強度增長，沉降處理原理是減小總沉降量、加速固結沉降。軟土地區路基基底加固方法主要有：真空預壓砂井法、CFG樁法、石灰樁加固法、高壓旋噴樁、多向攪拌樁等。

清遠某一級公路軟土路基幾乎遍布全線，軟土最大厚達20m。軟土地基主要以淤泥質亞黏土為主，地表有1.0~2.0m的硬層，但多為軟黏土，軟土層埋深2.0~8.0m，具有含水率大、有機質含量高、抗剪強度低、高壓縮等不良特性，地基承載力低，沉降量大。

該公路于2006年大修采用拋石擠淤方式處理軟基，但是效果較差，并未有效解決軟基問題，導致道路病害嚴重，于2011年9月對其進行全面大修。

CFG樁在軟土加固中的應用拋石擠淤軟土路基加固

大修設計采用CFG樁復合地基方案處理深層軟基。通過CFG樁、高壓旋噴樁加固軟弱地基的樁體作用、擠密作用和褥墊層作用徹底解決深層軟基問題。12軟土的概念和特性CFG樁施工21.

CFG樁的加固原理2.CFG樁設計思路CFG樁施工3.

CFG樁的適用范圍4.

CFG樁的設計步驟5.

CFG樁的設計參數6.

CFG樁的一般規定7.

CFG樁的施工工藝流程8.

CFG樁的施工工序9.

CFG樁的質量控制CFG樁施工1.CFG樁的加固原理CFG（CementFlying-ashGravelPile)樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和，采用各種成樁機械形成的高粘結強度樁體，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。它是我國建筑科學研究院地基所在20世紀80年代末開發的一項新的地基加固技術，是在碎石樁的基礎上加進了一些粉煤灰和少量水泥，加水攪拌制成的一種具有一定黏結強度的樁。CFG樁施工1.CFG樁的加固原理京-津客運專線中的CFG樁實景圖

高速無砟軌道鐵路因其平穩舒適和免維護的優勢使其成為我國高速鐵路發展方向。

無砟軌道結構型式對路基的工后沉降提出了嚴格的要求，從而高速鐵路路基的加固處理和工后沉降預測成為高速鐵路路基研究的重要課題。

中鐵六局承建的京津城際軌道交通工程北京段就CFG樁復合地基施工、路基沉降監測及工后沉降預測等進行了系統研究分析及應用，并得到很好地應用效果。CFG樁施工1.CFG樁的加固原理武-廣客運專線中的CFG樁實景圖

武廣客運專線某標段內軟土分布廣泛，巖溶地基（主要分布在咸寧車站）較普遍，且巖溶多呈串珠狀分布。

為控制路基施工后沉降、保證滿足無砟軌道技術和質量要求，客運專線路基部分地段采取了復合地基——CFG進行基底處理。本工區內CFG樁施工總長度達106328m主要集中在新咸寧車站范圍內。CFG樁施工1.CFG樁的加固原理對于津京、鄭西、武廣客運專線，由于是350km/h無砟軌道標準，為了有效地控制地基沉降，在軟土和松軟土地基段大量采用CFG樁進行地基處理。其處理深度30m以內較經濟。CFG樁特點這種地基加固方法吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優點：施工工藝和普通振動沉管灌筑樁一樣，工藝簡單，與振沖碎石樁相比，無場地污染，且振動影響也小；所用材料僅需少量水泥，便于就地取材，這也是比水泥攪拌樁優越之處。CFG樁施工1.CFG樁的加固原理碎石樁CFG樁施工1.CFG樁的加固原理CFG樁施工現場CFG樁施工1.CFG樁的加固原理CFG樁法是通過在地基中形成樁體作為豎向加固體，與樁間土組成復合地基，共同承擔基礎、回填土及上部結構荷載。當樁體強度較高時，CFG樁類似于鋼筋混凝土樁(常稱為剛性樁)，這樣，在常用的幾米到20多米樁長范圍內，樁側摩阻力都能發揮，不存在散體樁或柔性樁存在的有效樁長的現象。其加固軟弱地基主要有三種作用：樁體作用；擠密作用；褥墊層作用。CFG樁施工1.CFG樁的加固原理1.樁體作用2.樁體的擠密作用3.CFG樁的褥墊層的作用CFG樁施工1.CFG樁的加固原理樁體作用CFG樁不同于碎石樁，是具有一定黏結強度的混合料。一般情況下不僅可全長發揮樁的側阻，如樁端落在好土層上，還可很好地發揮端阻作用。①CFG樁長可全長發揮樁的側阻力，也可發揮端阻力作用；②CFG樁具有剛性樁特點，使樁的作用大大加強；③在荷載作用下CFG樁的壓縮性明顯比其周圍軟土小，因此基礎傳給復合地基的附加應力隨地基的變化逐漸集中到樁體上，使地基土承載力提高大約20—35倍。CFG樁施工1.CFG樁的加固原理擠密作用CFG樁采用振動沉管法施工，利用振動和擠壓作用使樁間土得到擠密。經加固后地基土的含水量、孔隙比、壓縮系數均有所減小，重度、壓縮模量均有所增加，說明經加固后樁間土已擠密。

在較好透水層上面還有較差的土層時，剛剛施工完的CFG樁體將是一個良好的排水通道，孔隙水將沿著樁體向上排出，直到CFC樁體結硬為止，這樣的排水過程持續幾個小時。加固前后土的物理力學指標對比CFG樁施工1.CFG樁的加固原理CFG樁的褥墊層的作用褥墊層技術是CFG樁復合地基的核心技術，復合地基的許多特性都與褥墊層有關。褥墊層的作用如下：1.保證樁、土共同承擔荷載2.調整樁、土垂直荷載分擔比3.減小樁頂對基礎底面的應力集中4.抗水平力作用褥墊層鋪設褥墊層鋪設21.

CFG樁的加固原理2.CFG樁設計思路CFG樁施工3.

CFG樁的適用范圍4.

CFG樁的設計步驟5.

CFG樁的設計參數6.

CFG樁的一般規定7.

CFG樁的施工工藝流程8.

CFG樁的施工工序9.

CFG樁的質量控制2.CFG樁設計思路當CFG樁樁體強度較高時，具有剛性樁的性狀，但在承擔水平荷載方面與傳統的樁基有明顯的區別。樁是一種細長桿，它傳遞水平荷載的能力遠遠小于傳遞垂直荷載的能力。而

CFG樁復合地基通過褥墊層，改變了過分依賴于樁承擔垂直荷載和水平荷載的傳統思想。根據試驗結果，樁、土剪應力比隨褥墊層厚度增大而減小。設計時可通過改變褥墊層厚度調整樁、土荷載分擔比。CFG樁施工CFG樁施工2.CFG樁設計思路CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，保證樁間土始終參與工作。因此垂直承載力設計首先是將土的承載能力充分發揮，不足部分由CFG樁來承擔。CFG樁不只是用于加固軟弱的地基，對于較好的地基土，若荷載較大，天然地基承載力不夠或變形不能滿足要求，就可以用CFG樁來補足。

CFG樁是一種靈活的樁，CFG樁不僅可以采用同一樁長，也可以根據設計條件和地質條件采用不同樁長、不同樁長間作，甚至CFG樁與其他樁型組合，如CFG樁與夯實水泥土樁、碎石樁等間作，形成樁型復合地基。CFG樁施工3.CFG樁的適用范圍就土性而言，適用于處理黏性土、粉土、砂土和正常固結的素填土等地基。CFG樁既可以用于擠密效果好的土（擠密作用+置換作用），又可以用于擠密效果差的土（提高承載力）。CFG樁不僅用于承載力較低的土，對于承載力較高的土(如200kPa)，對于變形不能滿足要求的地基，也可采用CFG樁來減少地基變形。CFG樁施工4.CFG樁的設計步驟1、根據地基土質、施工設備、布樁方式等條件初步確定樁徑和樁距，由樁徑和樁距求出置換率；2、由要求達到的復合地基承載力確定樁長；3、樁身強度設計；4、配料設計；5、確定褥墊層厚度。21.

CFG樁的加固原理2.CFG樁設計思路CFG樁施工3.

CFG樁的適用范圍4.

CFG樁的設計步驟5.

CFG樁的設計參數6.

CFG樁的一般規定7.

CFG樁的施工工藝流程8.

CFG樁的施工工序9.

CFG樁的質量控制CFG樁施工5.CFG樁的設計參數CFG樁處理軟弱地基，應以提高地基承載力和減少地基沉降為其主要加固目的，其途徑是發揮CFG樁的樁體作用。

CFG樁復合地基的設計參數共6個，分別為樁徑、樁距、樁長、樁體強度、褥墊層的設計以及樁的布置。CFG樁施工5.CFG樁的設計參數（1）樁徑d：CFG樁樁徑d宜取350～600mm，受管徑約束影響。（2）樁距s：樁距的大小取決于設計要求的復合地基承載力和變形量、土性及施工機具，所以選用樁距需考慮承載力的提高幅度應能滿足設計要求、施工方便、樁作用的發揮、場地地質條件以及造價等因素。試驗表明，其他條件相同，樁距越小復合地基承載力越大，當樁距小于3倍的樁徑后，隨著樁距的減小，復合地基承載力的增長率明顯下降，從樁、土作用的發揮考慮，樁距宜取3～5倍樁徑為宜。CFG樁施工5.CFG樁的設計參數設計的樁距首先要滿足承載力和變形的要求。從施工角度考慮，盡量選用較大的樁距以防止新打樁對已打樁的不良影響。對擠土成樁工藝和不可擠密土，宜采用較大的樁距。在滿足承載力和變形的要求的前提下，可以通過調整樁長來調整樁距，樁越長，樁間距可以越大。CFG樁施工6.CFG樁的一般規定（1）施工前應進行成樁工藝試驗(不少于2根)，以復核地質資料以及設備、工藝、施打順序是否適宜，確定混合料配合比、坍落度、攪拌時間、拔管速度等各項工藝參數，報監理單位確認后，方可進行施工。（2）CFG樁施工開始后應及時進行復合地基或單樁承載力試驗，以確定設計參數。（3）采用振動沉管成樁時，設備型號選擇應根據地質條件及樁徑、設計深度要求確定，其施工應符合下列要求：CFG樁施工6.CFG樁的一般規定①振動沉管樁機沉管表面有明顯的進尺標記，根據設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度。②沉管過程中每沉1m應記錄一次，并對土層變化處予以說明。③混合料應按設計配合比經攪拌機拌合，坍落度拌合時間應按工藝性試驗確定的參數進行控制，且拌合時間不得少于1min。④拔管速率應按工藝性試驗確定并經監理工程師批準的參數進行控制，拔管中嚴禁反插。⑤每根樁的投料量不得少于設計灌注量。⑥成樁后樁頂控制標高應考慮除浮漿后的樁長，滿足設計要求。CFG樁施工6.CFG樁的一般規定（4）采用長螺旋鉆管內泵壓混合料灌注成樁（長螺旋鉆孔灌注樁）時，設備型號選擇應根據樁徑、設計加固深度要求確定，其施工應符合下列要求（注意：可采用長螺旋鉆孔灌注樁施工工藝來制作CFG樁，但長螺旋鉆孔灌注樁并不是CFG樁）：CFG樁施工7.CFG樁的施工工藝流程CFG樁振動沉管灌注施工流程圖CFG樁長螺旋鉆管內泵壓混合料灌注成樁施工流程圖21.

CFG樁的加固原理2.CFG樁設計思路CFG樁施工3.

CFG樁的適用范圍4.

CFG樁的設計步驟5.

CFG樁的設計參數6.

CFG樁的一般規定7.

CFG樁的施工工藝流程8.

CFG樁的施工工序9.

CFG樁的質量控制CFG樁施工8.振動沉管成樁，CFG樁的施工工序（施工準備、樁機就位、質量檢測）1、施工準備：（施工前應具備的資料和施工條件、施工技術措施內容保障、施工前的工藝試驗開展）1.1施工前應具備的資料和條件：①工程地質報告書（地層巖性、地質地貌、水文地質、氣候條件、不良地質現象）。②CFG樁布樁圖，圖應注明樁位編號，以及設計說明和施工說明。③施工場地臨近的高壓電纜、電話線、地下管線、地下構筑物及障礙物等調查資料。④施工場地的水準控制點。⑤具備“三通一平”條件（通電、通水、通路和地面平整）。

CFG樁施工8.CFG樁的施工工序1.2施工技術措施內容：①確定施工機具和配套設備；②標明材料規格、參數要求、數量；③施工混合料配合比確定；④不少于2個試孔（并獲取單樁承載力、復合地基承載力、動力觸探、地基變形等參數），復核地質資料、設備、工藝、技術參數。⑤按施工平面圖放好樁位。⑥確定施打順序。⑦復核測量基線、水準點及樁位、CFG樁的軸線定位點。振動沉管機沉管表面應有明顯的進尺標記。CFG樁施工8.CFG樁的施工工序1.3施工前的工藝試驗主要考慮新打樁對未硬結和硬結的已打樁的影響。對擠密效果好的土(如飽和松散的粉土)，打樁振動會引起地表的沉降，樁頂一般不會上升，斷樁的可能性小。當發現樁頂向上的位移過大時，樁可能發生斷開，若向上的位移不超過1cm，斷樁的可能性很小。2以上工作準備就緒，樁機就位，CFG樁施工。CFG樁施工8.CFG樁的施工工序3、施工監測施工過程中，特別是施工初期應做如下觀測：①施工場地標高觀測。②樁頂標高的觀測。①施工場地標高觀測。施工前要測量場地的標高，注意測點應有足夠的數量和代表性。打樁過程中隨時觀測地面是否發生隆起，因為斷樁常常和地面隆起相聯系。②樁頂標高的觀測。施工過程中應注意已打樁樁頂標高的變化，特別要注意觀測樁距最小部位的樁。對樁頂上升量較大的樁(>1cm)或懷疑發生質量事故的樁應開挖查看，或采取逐樁靜壓的辦法加以處理。CFG樁施工8.CFG樁的施工工序4、施工中的注意事項①混合料坍落度的控制大量工程實踐表明，混合料坍落度過大，樁頂浮漿過多，樁體強度也會降低。長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工的坍落度應控制在160～200mm、振動沉管灌注成樁施工的坍落度應控制在30～50mm，和易性好，當拔管速率為1.2～1.5m／min時，一般樁頂浮漿可控制在20cm以內，成樁質量容易控制。②拔管速率的控制拔管速率太快，會造成樁徑偏小、縮頸、斷樁的現象。大量工程實踐證明，拔管速率為1.2～1.5m／min時是適宜的。CFG樁施工8.CFG樁的施工工序4、施工中的注意事項國產振動沉管機拔管速率都較快，可以通過增加卷揚系統中滑輪組的動滑輪數量來改變拔管速率，也可通過電動機——變速箱系統來實現。③保護樁長的設置所謂保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長，施工時將其剔除。保護樁長是基于以下幾個因素而設置的：a.成樁時樁頂不可能正好與設計標高完全一致，一般要高出樁頂設計標高一段長度。b.樁頂一般由于混合料自重壓力較小或由于浮漿的影響，靠樁頂一段樁體強度較差。CFG樁施工8.CFG樁的施工工序4、施工中的注意事項④樁頭處理清土和截樁時，不得造成樁頂標高以下樁身斷裂或擾動樁間土。如果在剔除樁頭時造成樁體斷至樁頂設計標高以下，必須采取補救措施。假如斷裂面距樁頂標高不深，可用混凝土接樁至設計樁頂標高。注意在接樁頭過程中保護好樁間土。CFG樁施工8.CFG樁的施工工序⑤冬季施工冬季施工時應采取措施避免混合料在初凝前遭到凍結，保證混合料入孔溫度大于5℃，根據材料加熱的難易程度，一般優先加熱拌合用水，其次是砂和石。混合料溫度不宜過高，以免造成混合料假凝無法正常泵送施工。泵頭管線也應采取保溫措施。施工完清除保護土層和樁頭后，應立即對樁間土和樁頭采用草簾等保溫材料進行覆蓋，以防止樁間土凍脹而造成裝體拉斷。⑥褥墊層鋪設褥墊層所用材料多為粗砂、中砂、級配砂石、碎石等，粒徑宜為8～20mm，最大粒徑不宜大于30mm，不宜選用卵石。當基礎底面樁間土含水量較大時，應進行試驗確定是否采用動力夯實法，避免樁間土承載力下降。對較干的砂石材料，鋪后可適當灑水，進行碾壓或夯實。褥墊層厚度一般15～30cm。21.

CFG樁的加固原理2.CFG樁設計思路CFG樁施工3.

CFG樁的適用范圍4.

CFG樁的設計步驟5.

CFG樁的設計參數6.

CFG樁的一般規定7.

CFG樁的施工工藝流程8.

CFG樁的施工工序9.

CFG樁的質量控制CFG樁施工9.CFG樁的質量控制CFG樁施工的允許偏差、檢驗數量及檢驗方法CFG樁施工9.CFG樁的質量控制a．所用的水泥和粗細骨料品種、規格及質量應符合設計要求。檢驗數量：同一產地、品種、規格且連續進場的水泥，袋裝水泥200t為一批、散裝水泥500t為一批，當袋裝水泥不足200t或散裝水泥不足500t時也按一批計。同一產地、品種、規格且連續進場的粗、細骨料，分別以400t為一批，當不足400時也按一批計。各種原材料施工單位每批抽樣檢驗1組。檢驗方法：檢查產品質量證明文件，在水泥庫抽樣檢驗水泥強度、安全性、凝結時間,在料場抽樣檢驗粗細骨料含泥量、篩分試驗檢驗其顆粒級配。CFG樁施工9.CFG樁的質量控制b．CFG樁混合料坍落度應按工藝性試驗確定并經監理工程師批準的參數進行控制。檢驗數量：施工單位每臺班抽樣檢驗3次。監理單位按施工單位抽樣數量的20％見證檢驗或10％平行檢驗。檢驗方法：現場坍落度試驗。c．CFG樁混合料強度應符合設計要求。檢驗數量：施工單位每臺班做一組(3塊)試塊。監理單位按施工單位抽樣數量的20％見證檢驗或10％平行檢驗。檢驗方法：每臺班制作混合料試塊，進行28d標準養護試件抗壓強度檢驗。CFG樁施工9.CFG樁的質量控制d．CFG樁的數量、布樁形式應符合設計要求，其檢驗應符合規范規定。e.每根樁的投料量不得少于設計灌注量。檢驗方法：料斗現場計量或混凝土泵自動記錄。f．CFG樁頂端浮漿應清理干凈，直至露出新鮮混凝土面。清除浮漿后樁的有效長度應滿足設計要求。驗方法：施工前測量鉆桿或沉管長度，施工中檢查是否達到設計深度標志，施工后檢查并清理浮漿，計算出樁的有效長度。CFG樁施工9.CFG樁的質量控制g．CFG樁的樁身質量、完整性應滿足設計要求。檢驗方法：低應變檢測。h．CFG樁按復合地基設計時，處理后的復合地基承載力、變形模量應滿足設計要求檢驗數量：總樁數的2%，且每檢驗批不少于3根。監理單位見證檢驗，勘察設計單位現場確認。檢驗方法：平板載荷試驗。低應變檢測CFG樁施工9.CFG樁的質量控制選用合理的施工機械設備。CFG樁多用振動沉管機施工，也可用螺旋鉆機。而選用哪一類成樁機和哪種型號，要視工程的具體情況而定。在施工準備階段，必須詳細了解地質情況，從而合理地選用施工機械，這是確保CFG樁復合地基質量的有效途徑。深入了解地質情況，采用合理的施工工藝。只有在深入了解地質情況的基礎上，才能確定合理的施工工藝，并在施工過程中加強監測，根據具體情況，控制施工工藝，發現特殊情況，做出具體的改變。鞏固要點：1、軟土路基的特性；2、什么是CFG樁；3、CFG樁加固原理。4、CFG樁中褥墊層的作用。5、CFG樁的適用范圍。6、CFG樁施工工藝流程。7、CFG樁施工注意事項。高速鐵路路基基底加固

真空預壓砂井法施工

津濱快速軌道交通工程是天津市重點工程,西起天津市河西區中山門,延津塘公路經過軍糧城、中心莊,東至塘沽區臨港橋,全長45.53km。

天津濱海新區位于沖積平原上，地形平坦，其中DK47～DK49段路基為典型海相沉積和早期吹填形成的軟土地基,軟土層厚達10～18m,軟土含水量大、密度小、壓縮性大、強度低、觸變性敏感且地下水對混凝土具有中等(硫酸鹽)侵蝕性（CFG樁不適用，可以考慮碎石樁）。

真空預壓法在天津巿輕軌路基中的應用案例技術要求：

①真空預壓荷載達90kPa；

②預壓加固固結度大于90%;

③土體強度滿足承載力要求。

施工方法：

塑料排水板真空預壓法

清理地基→鋪設砂墊層→樁位放樣→機具定位(垂直度)→塑料板安裝并檢查孔深→剪斷塑料板→埋設塑料板頭→預壓排水。水平塑料排水板天津市軌道交通施工階段加固效果：

①加固后地基土的含水量孔隙比、壓縮系數均比加固前降低了許多,而土的粘聚力有很大的提高；

②十字板剪切實驗結果表明土體強度提高顯著；

③真空預壓結束后該段路基實際表面平均總沉降量為724mm,根據實測沉降過程曲線推算最終沉降量為727mm,實際計算固結度為99.6%,已經達到設計要求的固結度達90%以上。

④比攪拌樁﹑碎石樁法等可節約45%～50%成本。

1.原理

2.適用條件

3.工藝流程及施工要點

4.質量控制真空預壓砂井法目錄一、真空預壓砂井法的概念及原理1.真空預壓砂井法概念

真空預壓砂井法是在軟基中設置豎向排水通道（如砂井、袋裝砂井或塑料排水板等），然后在地面上鋪設一層砂墊層，再在其上覆蓋一層不透氣的薄膜，抽氣使膜內排水帶、層等處于部分真空狀態，排除土中的水分，使土預先固結以減少地基后期沉降的一種地基處理方法。

真空預壓結合砂井排水是加固飽和軟弱土地基的非常有效的一種方法。一般采用真空預壓法、砂井豎向排水體和砂墊層水平排水體相結合，構成排水固結的兩個要素，即加壓系統和排水系統。真空預壓砂井豎向和砂墊層水平排水體

真空預壓系統：起固結作用，使地基因固結壓力增加而固結;

排水系統：主要在于改變地基原有的排水邊界條件，縮短孔隙水排出的路徑，增加排水通道，從而縮短沉降固結的時間。

優點：排水系統由豎向排水體（袋裝砂井）和水平排水體（砂墊層）構成，較天然地基加載預壓法采用該系統可縮短工期，因而具有工效高、勞動強度低、質量穩定、地基變形性能好等優點。真空預壓砂井法的原理主要反映在以下幾個方面：1)密封膜上面承受等于密封膜內外壓差的荷載。（環境氣壓）101.325kPa2)地下水位降低，相應增加有效應力。3)封閉氣泡排出，土的滲透性加大，促進水分排出。

真空預壓砂井法是通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空，膜內外形成氣壓差，使粘土層產生固結壓力。

即在總應力不變的情況下，通過減小孔隙水壓力來增加有效應力的方法。2.真空預壓砂井軟基處理原理二、真空預壓砂井法的適用條件

真空預壓法適用于對軟土性質很差、土源緊缺、工期緊的軟土地基進行處理。2.適用條件真空預壓砂井法施工現場圖片適用條件真空預壓砂井軟基處理的原理適用條件真空預壓砂井法

適用于建筑工程超軟地基的加固，特別不良基礎施工的填土，同時也適用于飽和均質黏性土及含薄層砂夾層的黏性土。

不適用于嚴重的傾斜地面、施工場地狹窄等場合和在加固范圍內有足夠水源補給的透水土層。真空預壓砂井軟基處理的原理范圍分布

這種土主要分布在我國東南沿海地區和內陸的大江、大河、大湖沿岸及周邊。如:天津，連云港、上海、杭州、武漢、南京、廣州、深圳等地。

軟弱土是抗剪強度較低、壓縮性較高、滲透性較小、天然含水較大的飽和粘性土,其中淤泥和淤泥質土就是軟弱土的主要類型。

由于壓縮性較高、強度低，因此地基沉降大，多為不均勻沉降,極易造成建筑物墻體開裂、建筑物傾覆。在工程建筑中，必須引起足夠的重視。三、真空預壓砂井法的工藝流程及施工要點

真空預壓砂井軟基處理施工工藝包括袋裝砂井堅向排水體施工、砂墊層水平排水體施工、真空預壓施工三個環節。（1）袋裝砂井豎向排水體施工。①相關概念。a.袋裝砂井。

以透水型土工織物長袋裝砂,設置在軟土地基中形成排水砂井，并加速軟土排水固結的地基處理方法。（太沙基滲透實驗）b.袋裝砂井施工機理。

頂面鋪設水平砂墊層，軟基中的水分在上部真空預壓載荷的作用下，通過砂與水平砂墊層形成排水通道，使軟基中的水分加速排走，從而達到排水固結軟基的目的。②袋裝砂井施工工藝流程修筑排水坡指砂袋埋入砂墊層的深度③袋裝砂井施工技術要求。a．砂袋妥善存放,嚴禁長時間曝曬；b.防止砂袋扭結、縮頸、斷裂和帶起。拔管時如帶出的砂袋長度大于0.5m時,必須在旁邊重新補打；c.施工時帶出的泥土應及時清除,并用砂回填密實。砂袋頂部埋入砂墊層的長度應大于0.5m；d.砂袋材料符合設計要求。砂料應采用風干的中、粗砂，不含草根、垃圾等有機雜質，含泥量不大于3%；e.清理場地,排除積水，并將路基范圍內原地面上的淤泥樹根、草皮、腐殖土等全部挖除；f.在路基范圍內按設計要求填筑土拱，碾壓密實。其上按設計鋪設砂墊層；g.袋裝砂井打設機具按設計樁位就位；h.應經常檢查樁尖與套管口的封閉情況；i.用振動貫入法、錘擊打入法或靜力壓入法將成孔套管沉人土中,直至設計深度，并用經緯儀觀測控制導向架垂直度；j.下砂袋時,應將整個砂袋吊起,從端部放入套管口,徐徐下放至設計深度；k.拔管時應啟動激振器,連續緩慢提升套管,直至拔離地面。（2）袋裝砂井水平排水體施工。①水平排水體概念。

水平排水體即排水砂墊層,它能使在預壓過程中從土體進入墊層的滲流水迅速地排到降水管道或溝渠中從而降低土體的含水量，使土層快速固結。

水平排水砂墊層可以有效地防止土體顆粒堵塞排水系統（豎向和水平向排水體系用的是同一種砂，沒有發生基質吸力的變化），直接關系到地基的加固效果和真空預壓時間的長短。

水平排水墊層的材料通常采用透水性好的砂料（如級配良好的中粗砂)，能同時起到一定的反濾作用。

對于新填不久的軟弱地基的水平排水墊層材料，則應采用更厚的砂石墊層或采用混合粒排水墊層。

此外,水平排水墊層通常還兼作地基的持力層，當地基為天然地面而承載力較低難以滿足正常施工需要時，還要根據情況適當增加砂石墊層的厚度來增大其承載力。②水平排水砂墊層常用施工方法。a.機械分堆攤鋪法。b.順序推進攤鋪法c.改善地表持力條件后再施工。a．機械分堆攤鋪法。當建筑場地的地基表面硬度較大，具承載力能滿足一般機械行進要求時，可采用機械分堆攤鋪法，用機械或人工方法將分堆的砂石攤平。b.順序推進攤鋪法。該種方法適用于所處地基表面硬殼承載力不足，難以滿足機械行進要求,需按一定順序推進砂石填料進行攤鋪的情況。c.改善地表持力條件。當所處的地基為軟土或地基的承載力很差時，首先要改善地基表面的持力條件，使其能上施工人員或輕型運輸工具;但如果該處地基過軟，基本的加壓固結方式仍不能顯著提高地基表面的承載力，地基難以承受一般輕型機械時，就需要用人工或輕便機械順序推進鋪設。（3）真空預壓施工。

真空預壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設砂墊層，然后埋設垂直排水管道，再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內埋設的吸水管道，用真空裝置進行抽氣形成真空,進而增加地基有效應力的一種地基處理方法。真空預壓的工藝原理

抽真空時,先后在地表砂墊層及豎向排水通道內逐步形成負壓,使土體內部與排水通道、墊層之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷地由排水通道排出,從而使土體固結。（結果：土中的含水率大幅度降低、孔隙比降低、密實度增加、承載力增加）真空預壓加固地基的工藝流程1、砂墊層鋪設：清除地表腐殖土、鋪設采用含泥量較小的中粗砂，鋪設厚度為0.4m，鋪設過程中要注意隨時清理砂墊層上的雜物，人工進行整平。關于真空預壓砂井施工中的幾點注意事項2、袋裝砂井施工：首先定出每個砂井位置，用白灰標示，打樁機定位要保證樁錘中心與地面定位在同一點上，以確保沉管的垂直度，安裝檢查與導管相連的活瓣樁尖，采用振動法或靜壓法將導管沉入土層。3、活瓣樁尖

將樁尖提起時候它可自然松開，將樁尖壓入土中向下打樁時候它是閉合的，這樣就可以實現一個功能——可以把空心鋼質的樁身打入土中，樁內是空心的，然后可以灌入砂袋等材料。4、鋪設過濾管網：過濾管網一般采用Φ60--70mm的硬塑料管連接，將過濾管打孔加工外包濾水層，達到只透氣不透砂的效果。過濾管應埋設砂墊層中間，距砂墊層表面不小于50mm（起傳遞真空壓力，水平排水的作用）5、密封膜鋪設：密封膜是以聚乙烯為主要材料，由2層密封膜大面積鋪設施工。

為了避免局部熱合不好、搭接不夠及老化等問題，按先后順序鋪設一層無紡土工布、二層密封膜、再一層無紡土工布。

密封膜長和寬應超過加固區兩側3~4m且應埋入到密封溝內的不透水的粘土層中。密封溝的回填料采用不含雜物的粘土，應回填實。6、真空泵安裝、管路安裝：真空泵在安裝前應進行試運檢查，空抽時必須達到98kPa以上的真空吸力，安裝時要保持平穩，且與濾管連接牢固后才可接通電源。7、真空度監測：主要對泵、膜內真空度、砂袋內真空度和土體真空度的監測，以綜合控制真空預壓加固效果。

最后地面沉降量隨著真空壓力的持續而不斷增長，軟土地基中的孔隙水也不斷減小，土體由欠固結狀態逐漸向固結狀態轉變，最終地表沉降量趨于穩定，達到地基加固的效果。

案例

某市公路工程的長度為1.5km，路面寬度為40m。該項目施工區域地層條件復雜，通過對施工現場進行勘查發現，地質條件為松軟土層，具有密度低、孔隙大、壓縮性高、強度低、含水量高等特點，為了保證項目建設的順利進行，盡量避免發生地基不均勻沉降，要求采用適宜的軟土地基處理技術。

綜合考慮施工工期、成本等要求，在本工程施工中選用真空預壓施工技術。施工工藝豎向排水體施工

在本工程施工中選用袋裝砂井結構形式。

在成孔施工中，振動沉管技術，在具體的施工過程中，首先需要帶活瓣管尖的套管沉到預定深度，然后將袋裝砂井放入管內，拔出套管后，即可形成砂井。

在灌入砂袋時，應該盡量選用干砂，并注意保證灌砂的密實度。砂袋長度應較砂井孔長度長50cm，保證將其放入井孔后，能夠露出地面。水平排水體施工

對于墊層材料，應該盡量選用透水性較好且級配良好的中粗砂，對于墊層平面尺寸和厚度，必須保證符合工程項目設計要求。

在本工程施工中，由于需要在水平墊層上鋪設土工布以及塑料膜，因此，墊層厚度為80cm，要求與豎向排水通道保持良好的連接效果，避免連接位置堵塞。

在本工程施工中，對于砂料，首先經過篩分，避免對天然地基造成不良影響，同時還應該注意避免將泥土或者其他雜物混入墊層中造成濾管堵塞。施工工藝水平濾管布設

在本次施工中，選用PVC管道。在濾水管的平面布置方面，常用形式有條形、手形等。為了確保真空負壓能夠快速、準確地傳遞至施工現場的各個部位,應該綜合考慮施工場地的大小、形狀等，合理布設濾水管排列形式，這樣即使個別泵停機檢修，也不會對真空度造成不良影響。施工工藝塑料土工布、膜鋪設

本工程中，要求加工好的密封膜面積應該大于施工場地每邊相應加固區4～5m。

對于土工布，應選用無紡土工布，為了保證真空預壓施工的密封性，在本次施工環節，首先鋪設1層土工布，然后再在土工布上鋪設2層密封膜，當所有材料鋪設完成后，還需要對鋪設效果進行檢查，如果出現漏洞，則應該做好粘補處理，保證密封效果。密封溝的開挖和回填

在本工程密封溝施工中，采用人工挖掘與機械開挖的方式，在開挖施工中，如果開挖至淤泥層，則應該在鋪設密封膜后，密封溝用挖出的淤泥質粘土回填，同時還需要采用挖掘機前斗進行夯實處理。

綜上所述，在本次工程實例中，真空預壓法的加荷速度快，不需要堆載材料，在施工過程中不會出現地基失穩的問題。在具體的施工過程中，合理布設排水體，鋪設水平墊層等，并加強施工工序監測管理，軟土地基承載能力有效提升。四、真空預壓砂井法的質量控制質量控制1.塑料排水帶必須在現場隨機抽樣送往實驗室進行性能指標的測試，其性能指標包括縱向通水量、復合體抗拉強度、濾膜抗拉強度、濾膜滲透系數和等效孔徑等。2.對不同來源的砂井和砂墊層砂料，必須取樣進行顆粒分析（不均勻系數Cu)和滲透性試驗。

斷裂伸長率：：當進行斷裂拉伸試驗時，薄膜樣品斷裂時薄膜長度增加的百分率。該值衡量薄膜在未斷裂時的延伸能力。

直角斷強度：塑料薄膜試樣在受到拉伸的過程中，最薄弱部位是直角口處。如果逐漸增大拉伸載荷，塑料薄膜的斷裂必然從直角口處開始，沿與拉伸載荷垂直方向逐點斷裂，直至試樣撕裂的最大力。質量控制3.對于以抗滑穩定控制的重要工程，應在預壓區內選擇代表性地點預留孔位，在加載不同階段進行原位十字板剪切試驗和取土進行室內土工試驗。4.對預壓工程，應進行地基豎向變形，側向位移和孔隙水壓力等項目的監測。質量控制5.真空預壓工程除應進行地基變形、孔隙水壓力的監測外，尚應進行膜下真空度和地下水位的量測（如果地下水位沒有發生變化，說明1、排水系統堵塞；2、附近有其他的補水系統）。質量控制6.排水豎井處理深度范圍內和豎井底面以下受壓土層，經預壓所完成的豎向變形和平均固結度應滿足設計要求。7.應對預壓的地基土進行原位十字板剪切試驗和室內土工試驗。必要時，尚應進行現場載荷試驗，試驗數量不應少于3點。強化鞏固1、真空預壓砂井軟基處理的原理。2、真空預壓砂井軟基處理包括哪三個環節？3、什么是真空預壓法？4、真空預壓砂井法的適用條件。5、袋裝砂井施工工藝流程。6、真空預壓法質量控制要求。2-2強夯法施工高速鐵路路基基底加固高速鐵路路基基底加固目標(1）根據具體的條件能夠合理選擇黃土路基基底加固方法;(2）掌握黃土路基基底加固方法的施工管理和質量控制要點。12黃土的概念和特性強夯法施工任務2-2黃土地區基底加固11.黃土概念2.黃土特性黃土的概念和特性黃土地區基底加固1.黃土的概念和特性定義：黃土是在第四紀干旱、半干旱的氣候環境下形成的一種特殊的陸相松散堆積物。特性：重度小，以粉土顆粒為主要組成成分，富含碳酸鈣，顏色一般為黃色或褐黃色，無層理，孔隙度高，發育大孔隙和垂直節理。

由于形成時間和環境的差異，黃土又分為新黃土和老黃土，新黃土一般都具有濕陷性，老黃土不具濕陷性。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土。在我國的分布面積約為64萬km2。黃土地區基底加固1.黃土的概念和特性濕陷性黃土對高速鐵路路基的危害：

濕陷性黃土是一種特殊性質的土，其土質較均勻、結構疏松、孔隙發育。在未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較小。

當在一定壓力下受水浸濕，土結構會迅速破壞，產生較大附加下沉，強度迅速降低。

故在濕陷性黃土場地上進行高速鐵路路基建設，由于在使用期間對沉降變形和不均勻沉降限制的非常嚴格，所以應考慮地基受水浸濕可能造成的變形，采取以地基處理為主的綜合措施，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害，防止地基濕陷對高速鐵路路基產生危害。濕陷性黃土常見加固方法12黃土的概念和特性強夯法施工任務2-2黃土地區基底加固21.強夯法概述2.強夯法加固機理強夯法施工3.強夯法施工流程4.強夯法質量檢驗

強夯是法國Menard技術公司于1969年首創的一種地基加固方法，我國于1978年首次由交通部一航局科研所及其協作單位在天津新港三號公路進行了強夯法試驗研究。它通過一般8～30t的重錘(最重可達200t)和8～20m的落距(最高可達40m)，對地基土施加很大的沖擊能，提高地基土的強度、降低土的壓縮性、改善砂土的抗液化條件等。強夯法施工1.強夯法概述

等等強夯法適用土層碎石土砂土低飽和度的粉土與粘性土濕陷性黃土雜、素填土對于高飽和度的可采用強夯置換法1.強夯法概述

強夯置換法是指利用重錘夯擊排開軟土，向夯坑內回填塊石、碎石、砂或其他顆粒材料，最終形成塊(碎石)墩，塊(碎石)墩與周圍混有砂石的夯間土形成復合地基。

經強夯置換法形成的復合地基其承載力和變形模量有較大的提高，而塊(碎)石礅中的空隙為軟土孔隙水的排出提供了良好的通道。

經過強夯置換法處理的地基，既提高了地基強度，又改善了排水條件，有利于軟土固結。《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)規定

強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。強夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟～塑流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。強夯置換法在設計前必須通過現場試驗確定其適用性和處理效果。

1.強夯法概述強夯法、強夯置換法的優點加固效果好使用經濟施工簡單強夯法加袋裝砂井軟粘土地基的綜合治理1.強夯法概述缺點對地面產生較大的擾動國內發展階段自引進到80年代初，約8年。本階段工程應用強夯能級比較小，一般僅為1000kN*m，處理深度5m左右，以處理淺層人工填土為主。80年代初到90年代初。本階段興建國家重點工程山西化肥廠，為了消除黃土地基的濕陷性，國家化工部組織開發了6250kN*m能級強夯，使有效處理深度提高到了10m左右。90年代初到2002年，本階段以興建國家重點工程三門峽火力發電廠為契機，成功開發了8000kN*m能級強夯，使強夯消除黃土濕陷性的深度達到15m。2002年底至今，強夯工程最高應用能級已經達到10000kN*m。為了更進一步擴大強夯的應用范圍，在強夯技術的基礎上，還形成了強夯置換和柱錘沖擴等新技術

。1.強夯法概述

以處理飽和軟土為目的低能級強夯技術；

三個研究方向

強夯與其他地基處理技術優勢互補，發展成為組合式地基處理技術。

以處理高填土和深厚濕陷性黃土，以及消除濕陷為目的的高能級強夯技術；

1.強夯法概述21.強夯法概述2.強夯法加固機理強夯法施工3.強夯法施工流程4.強夯法質量檢驗2.強夯法加固機理

強夯法又稱動力固結法，是利用起吊設備，將10-40t的夯錘提升至10-40m高處讓其自由下落，給地基以沖擊和振動能量，這樣反復進行，將地基夯實的地基處理方法。某工程測得的單點夯夯坑夯沉量及周圍地表隆起情況

2.強夯法加固機理2.強夯法加固機理

強夯法應用于地基加固，主要有三種不同的加固機理：動力固結、動力密實、動力置換。（黃土）（飽和砂土）（淤泥質軟土）對非飽和土地基（黃土）壓密過程基本上同實驗室中的擊實實驗相同，擠密振密效果明顯。

對飽和無粘性土地基（砂土）土體可能會產生液化，其壓密過程同爆破和振動密實的過程相同。對飽和粘性土地基（淤泥質軟土）產生超孔壓，并且逐漸消散，地基土固結，孔隙比減小，強度提高。

2.強夯法加固機理

動力密實

動力固結

動力置換動力置換

整式置換（適應于地基表面不大的情況下）：將碎石整體擠入淤泥中，作用機理類似于換土墊層和拋石擠淤。

樁式置換（對于大面積地基土）：形成樁式或墩式的碎石墩或樁。其作用機理類似于振沖法等形成的碎石樁。

2.強夯法加固機理21.強夯法概述2.強夯法加固機理強夯法施工3.強夯法施工流程4.強夯法質量檢驗3.強夯法施工流程

強夯法施工的步驟：

1)清理并平整施工場地；

2)鋪設墊層，使在地表形成硬層，用以支承起重設備，確保機械通行和施工;3)標出第一遍夯擊點的位置，并測量場地高程；4)起重機就位，使夯錘對準夯點位置；5)測量夯前錘頂標高；6)將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤，測量錘頂高程；若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；

3.強夯法施工

7)重復步驟6，按設計規定的夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊；

8)換夯點，重復步驟4)～7)，完成第一遍全部夯點的夯擊；

9)用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；

10)在規定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后用低能量滿夯，將場地表層土夯實，并測量夯后場地高程。3.強夯法施工

強夯置換法施工的步驟：

1.清理并平整施工場地，當表土松軟時可鋪設一層厚度為1.0～2.0m的砂石施工墊層；

2.標出夯點位置，并測量場地高程；

3.起重機就位，夯錘置于夯點位置；

4.測量夯前錘頂高程；

5.夯擊并逐擊記錄夯坑深度。當夯坑過深而發生起錘困難時停夯，向坑內填料直至與坑頂平，記錄填料數量，如此重復直至滿足規定的夯擊次數及控制標準完成一個墩體的夯擊；3.強夯法施工6.按由內向外，隔行跳打原則完成全部夯點的施工；

7.推平場地，用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程；

8.鋪設墊層，并分層碾壓密實。3.強夯法施工21.強夯法概述2.強夯法加固機理強夯法施工3.強夯法施工流程4.強夯法質量檢驗

強夯施工結束后應間隔一定時間方能對地基加固質量進行檢驗：碎石土和砂土地基，其間隔時間可取7～14d；粉土和粘性土地基可取14～28d；強夯置換地基的間隔時間可取28d。4.強夯法質量檢驗4.強夯法質量檢驗項目序號檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數值主控項目1地基強度(室內：直剪；原位：旁壓/十字板）設計要求按規定方法2地基承載力（靜力載荷/動力觸探/靜力觸探）設計要求按規定方法一般項目1夯錘落距mm±300鋼索設標志2錘重kg±100稱重3夯擊遍數及順序設計要求計數法4夯點間距mm±500鋼尺量5夯擊范圍（超出基礎范圍距離）設計要求鋼尺量6前后兩遍間歇時間設計要求

強夯地基竣工驗收質量檢驗標準

承載力檢驗應采用原位測試和室內土工試驗；

強夯置換后的地基，承載力檢驗除應采用單墩載荷試驗檢驗外，尚應采用動力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化，對飽和粉土地基允許采用單墩復合地基載荷試驗代替單墩載荷試驗。4.強夯法質量檢驗

竣工驗收承載力檢驗的數量，應根據場地復雜程度和建筑物的重要性確定，對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑地基的載荷試驗檢驗點不應少于3點；對于復雜場地或重要建筑地基應增加檢驗點數。強夯置換地基載荷試驗檢驗和置換墩著底情況檢驗數量均不應少于墩點數的1％，且不應少于3點。

檢測點位置可分別布置在夯坑內、夯坑外和夯擊區邊緣。檢驗深度應不小于設計處理的深度。4.強夯法質量檢驗鞏固作業：1、濕陷性黃土對路基的危害；2、強夯法適用地基有哪些？3、強夯法加固原理；4、強夯法施工步驟。案例題

路堤邊坡垮塌萬余立方隴海線寶天段中斷鐵路人鏖戰一天一夜后搶通7月28日5時35分，中鐵西安局集團公司寶雞工務段防洪看守網格員在巡查中發現，上行拓石～石家灘間K1319+830～+860左側路堤邊坡開裂，長約30米、寬約10厘米，立即通知車站封鎖區間。9時40分，水害進一步發展，路堤邊坡垮塌約11000立方，隴海線寶天上行行車中斷。|雜填土地基加固及碎石樁施工方法|適用條件工藝流程加固方法原理施工要點碎石樁質量控制雜填土地基介紹學習目標：

(1）能夠選擇合適的雜填土地基加固方案,提出合理的施工措施。（2）能夠對施工過程中的關鍵工序及質量檢驗進行控制并完成方案實施工作。

某客運站工程線路位于成都市沙河堡片區,道路全長280m,寬18m。該區域內地勢起伏大,地基土分布不均。該線原地形為山谷,后因臨近的成昆鐵路，因而有施工棄土堆填,現地坪標高高于設計路面高程1~3m,堆填厚度7~11m左右。該新近人工填土主要由建筑垃圾和粘性土混部分冰水沉積層卵石組成,堆填時間約一年,堆填時并未采取分層碾壓夯實等措施,屬欠固結土,其下為第四系中下更新統冰水沉積層粘土，厚度較大,壓縮性較小,承載力較高。

人工填土裂隙較發育，受雨季降水和周邊生活用水無組織排放等影響,土體中聚集大量上層滯水,水位埋深約在現地坪下3~4m左右。擬建道路周邊緊鄰施工臨時用房,若采用大開挖方式無放坡條件。

碎石樁加固范圍至道路紅線外不小于8m,全部采用正三角形排列,設計樁徑500mm,樁間距為1.5m,面積置換率0.10,樁尖進入原生粘土層不小于1m,共布置碎石樁4266根,要求復合地基承載力特征值不小于150kPa。碎石樁施工結束后,在地基上鋪設30cm厚的碎石墊層,以調整地基的均勻性,削減半剛性碎石樁體對道路路基及管線工程不均勻沉降的影響。

沙河堡成都市新客站片區基礎設施建設工程M7線道路工程采用碎石樁人工復合地基處理深厚人工填土,取得了較好的社會效益和經濟效益。碎石作為散體填充材料,在豎向沖擊力的作用下在預鉆孔中向側壁擴散,填充填土空隙并有效擠密土體孔隙,能有效地降低填土孔隙率,減少土體的沉降量，提高地基土承載力。雜填土地基介紹

雜填土是人類生產活動中形成的地面填土層。

雜填土的組成物質因各地區生產和生活特點的不同而各不相同，可分為建筑垃圾、生活垃圾、工業垃圾所形成的雜填土或幾者的混合。

雜填土的土質組成成分、堆積的時間與成因以及雜填土壞境條件不同，則相應地基的工程性質差異很大,主要表現在:①性質不均勻,厚度變化大;②承載力低;③變形大并有較強的濕陷性;④孔隙率大且滲透性不均勻;⑤腐蝕性和污染性。

常用的雜填土地基處理方法有換填法、碎（砂）石樁法、強夯法和強夯置換法、夯實水泥土樁法、柱錘沖擴樁法、振沖法、水泥土攪拌法、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁（CFG)等。

下面重點介紹碎（砂)石樁法。加固方法原理|碎石樁|01碎（砂）石樁概念

砂樁也稱為擠密砂樁或砂樁擠密法，是指用振動或沖擊荷載在軟弱地基中成孔后將砂再擠入土中，形成大直徑密實砂柱體的加固地基的方法。砂樁法適用于擠密松散的砂土、粉土、黏性土、素填土、雜填土等地基。飽和黏土地基對變形控制要求不嚴的工程也可采用砂樁置換處理。砂石擠密樁的施工現場擠密砂樁法

碎石樁是以碎石（卵石）為主要材料制成的復合地基加固樁。碎石樁和砂樁等在國外統稱為散體樁或粗顆粒土樁。散體樁是無黏結強度的樁，由碎石樁或砂樁等散體樁和樁間土組成的復合地基亦可稱為散體樁復合地基。目前在國內外廣泛應用的碎石樁、砂樁等復合地基都是散體樁復合地基。擠密砂石樁復合地基碎石樁施工擠密、振密置換加速固結加固方法原理

對于砂性土地基和黏性土地基，采用不同的加固方法，其加固原理也不相同。

一、砂性土地基加固原理

松散砂土地基屬單粒結構，是典型的散粒狀體，其顆粒之間存在較大的孔隙，顆粒位置不穩定，在動（靜）荷載的作用下很容易產生位移，因而產生較大的沉降，特別是在振動力作用下更為明顯（體積可減小20%)。

另外,砂土地基的承載力和抗液化能力也隨其密實度的變化有很大差別，密實砂土地基承載力和抗液化能力最佳,隨著密實度的減小,其承載力和抗液化能力也隨之減小。一、砂性土地基加固原理

擠密碎（砂）石樁法加固砂性土地基的主要目的是提高地基土承載力、減小變形和增強抗液化性。碎（砂）石樁加固砂土地基抗液化的機理主要體現在以下三個方面:擠密作用、振密作用、抗液化作用。①擠密作用

對擠密碎（砂）石樁，由于在成樁過程中樁管對周圍砂層產生很大的橫向擠壓力，樁管中的碎石擠向樁管周圍的砂層，使樁管周圍的砂層孔隙比減小，密實度增大。②振密作用

采用沉管施工時，樁管四周的土體受到擠