CN102677661A - 一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木建筑工程技术领域，主要是一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤：确定参数→清理平整场地→测放上部结构物位置桩位放样→高压旋喷桩施工→养护→二次平整压实→桩顶凿除50cm，剔除虚桩头→铺筑20cm级配碎石平整压实→铺设钢塑格栅→铺筑30cm级配碎石褥垫层→平整压实→浇注混凝土垫层。本发明同现有技术相比，发挥了组合工艺的各自原理，满足现浇梁变形要求，施工简便快速，成本低，安全风险小，实现了永临结合，节约了后续投入。

Description

一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法

[技术领域]

本发明涉及土木建筑工程技术领域，主要是一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法。

[背景技术]

随着社会的发展，近年来，我国临海经济发达地区逐步在向海洋拓展发展空间，多利用围海抽填方式造陆，充分发挥靠近港口的优势，在新近成陆区域进行基础设施的建设，发展经济。临海区域的基础设施建设包含道路工程，道路在跨越构筑物时，多采用预制梁或现浇桥梁方式，现浇梁承载力较预制梁高，具有整体性好、结构刚度大、行车舒适、外形美观等诸多优点，被广泛地应用于桥梁建设，更能满足主干道路的通行要求。现浇梁在新近成陆地区施工，其支架基础坐落在未完全固结的地基上，沉降量较大，必须对其进行加固处理，以提高地基的承载力，确保现浇梁支架的稳定。

一些抽填成陆区，地表以上大多为抽填土层加人工杂填土，孔隙率大含水量高、透水系数小、自立性差，表层日晒后形成封闭干硬层，下土层孔隙水不易蒸发，地表观测自然固结沉降严重，在地质条件较差的软基区域必须考虑其地基承载能力，必要时要进行地基加固处理，以确保支架结构体系的安全、桥面线形控制以及箱梁施工质量。常见的地基加固方式有很多种方法，其自身都有较强的针对性，必须按照安全、适用、经济合理的原则进行科学的探索和创新。

目前国内常用的现浇梁支架软基加固方法有：翻挖晾晒回（换）填法，该工艺工作量大，费用高，工期长；基础桩+型钢连续门洞法，该工艺适宜局部门洞应用，大面积应用时需要不断的拆装运型钢构件，增加了安全风险，且软基部位运输不便，现场进行了钢管桩试桩承载力试验，因梁跨高度小，需大面积应用短节管桩，成本较高；搅拌桩加固法，该工艺设备较重，在软基上施工需铺设路基箱板，修筑便道，应用性不佳；地表加厚处理法，现场通过山皮石+灰土不同厚度模拟工况加载试验，发现该工艺仅仅加固了地表，可控制均匀沉降，40天内的绝对沉降大于40mm，不满足梁质量控制标准。

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中的不足，提供一种能够有效控制地基绝对沉降、均匀沉降、差异沉降，施工简便，成本低，安全可靠的淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法。

为实现上述目的，提供一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤：确定参数→清理平整场地→测放上部结构物位置桩位放样→高压旋喷桩施工→养护→二次平整压实→桩顶凿除50cm，剔除虚桩头→铺筑20cm级配碎石平整压实→铺设钢塑格栅→铺筑30cm级配碎石褥垫层→平整压实→浇注混凝土垫层，具体操作如下：

1)确定参数

a)旋喷桩穿过表层淤泥软弱层，进入下部相对硬土持力层大于1m，以此确定桩深度；

b)旋喷桩按等边三角形梅花型布置，间距为1.8m，有结构物承载的区域，提前测量放样结构物尺寸，根据上部结构物荷载分布桩位做加密或扩大间距的局部调整；

c)因地基表层自身承载力较低，设备选择上应考虑自重较轻可以步履移动的成桩设备；

d)高压旋喷桩成桩直径600mm，喷射提升速度小于25cm/min，桩顶标高以下1m慢速喷浆控制在10cm/s以内，注浆压力20Mpa，按水灰比1∶1配置浆液，使用po42.5普通硅酸盐水泥、自来水或河水拌制浆液，采用自来水或河水时需检验水质；

e)高压旋喷桩顶凿50cm，级配碎石最大粒径应不超过30mm，厚度（20+30）mm，中间铺设钢塑格栅；

f)现浇桥梁施工的，上部铺设10cm C20砼，横向设置双向1.5%的排水坡；

g)承载力计算：

i.单桩承载力：高压旋喷单桩竖向承载力特征值按下述公式计算，取其中较小值：R_a＝ηf_cuA_p，

ii.置换率：置换率按下述公式计算，

iii.复合地基承载力标准值：复合地基承载力特征值按下述公式计算，

$f_{\mathrm{spk}}=m\frac{R_a}{A_p}+\mathrm{\β}(1-m)f_{\mathrm{sk}};$

2)旋喷桩布置：按上部结构物的分布适当调整桩间距，荷载集中部位加密，荷载较低部位放大，桩位放样和成桩偏差控制10cm以内；

3)高压旋喷桩控制注浆压力、喷射提升速度、水泥浆液质量，桩深度确认进入相对持力层以下，地质不均匀的可适当补勘探明，确保工艺经济性，考虑高压旋喷工艺的局限性，适用深度控制＜16m，成桩后进行单桩承载力和桩身完整性检测；

4)高压旋喷桩成桩后即可进行场地的二次平整清理，用推挖设备处理，桩身达到强度以后，用压路机压实；

5)顶凿除50cm，剔除虚桩头，将基底清理、整平,桩顶面要求平整，再铺设20cm的级配碎石，平整碾压后，铺设钢塑格栅，格栅要搭接30cm，再铺设30cm级配碎石，处理后的碎石面设置1.5%的排水坡，再浇筑混凝土垫层，处理区域的外侧挖设水沟排水。

高压旋喷桩桩位的桩以梅花形状布置，旋喷桩直径为600mm，旋喷桩间距为1800mm。

旋喷桩与褥垫层复合加固淤泥质软土地基的技术要求如下所述，旋喷桩直径：600mm，旋喷桩进入持力层：1m，旋喷桩桩头凿除深500mm，褥垫层厚度：（200+300）mm，混凝土垫层厚1000mm。

高压旋喷桩的方法为：利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定的固结体。

高压喷桩施工方法如下：测量放样，钻机就位-钻孔、下喷射管至设计标高-旋转喷射开始-旋喷、提升至设计高度-喷射结束成桩-清洗泵及喷射管设备-移至下一孔位，其中旋转喷射开始前还需要空压机送气并由灰浆泵将制好的浆送至喷射管内。

褥垫层施工方法如下：在高压旋喷桩桩顶设计标高以上填筑级配碎石下承层，碎石垫层施工前应剔除虚桩头，将基底清理、整平，采用自卸汽车将级配碎石运至现场指定地点，小型推土机整平,压路机碾压，压实厚度20cm厚；碎石上铺设一钢塑格栅，然后在格栅层以上填筑30cm（压实厚度）厚碎石垫层。

碎石褥垫层施工方法如下：采用挖掘机配合人工，以控制样桩为控制点，一次性铺筑进行测量、选料、摊铺，摊铺碎石褥垫层时，直接放坡，流水坡度控制在1%，为砼垫层施工前预留好坡度；碾压过程中可以适量洒水湿润，以利于压实，密实度不低于2100kg/m3。

钢塑土工格栅铺设方法中土工格栅上的第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机碾压，一切车辆、施工机械沿路堤轴线方向行驶，双层或单层土工格栅上、下层搭接不小于30cm，土工格栅下承层要平整，铺设时拉直、平顺、绷紧，紧贴下承层，不得扭曲、褶皱，土工格栅铺设后及时填筑填料，避免受阳光过长时间暴晒，间隔时间不应超过48小时。

混凝土垫层施工方法中碎石垫层施工完毕后，对其顶标高、边线尺寸测量复核，使其平整度、坡度达到要求。

本发明同现有技术相比，具有以下优势：

1.发挥组合工艺的各自原理，满足现浇梁变形要求。

旋喷桩加固地基与碎石褥垫层均布荷载提高现浇梁支架地基承载力的组合工法，既能控制绝对沉降，又能控制均匀沉降和差异沉降，将支架加载变形控制在箱梁允许范围内。

2.施工简便快速，成本低，安全风险小。

高压旋喷桩设备轻，易于挪位，可充分利用河水和水泥及施工便道进行施工，人员配置少，便于多台设备同时在一联3～4跨地基段施工。发挥了当地碎石资源充足的优势，将其作为表层分布荷载层。

该技术具有施工速度快、投入合理经济、安全风险小，是临海软基区域处理现浇梁支架基础的最佳工法。

3.实现了永临结合，节约了后续投入。

该工法的切入点是为保证现浇梁质量，属施工投入范畴，处理过的区段地基较周围更加牢固，为今后充分开发利用较宽的桥下空间，提供了便利，节约了后续投入。

[附图说明]

图1是本发明高压旋喷桩桩位布置图；

图2是本发明旋喷桩与褥垫层复合加固淤泥质软土地基原理图；

图3是本发明的高压旋喷桩单管法的结构示意图；

图4是本发明的高压旋喷桩施工工艺流程图；

图5是本发明的褥垫层具体结构示意图；

如图所示，图中：1.高压旋喷桩桩位 2.混凝土 3.钢塑格栅 4.级配碎石 5.高压旋喷桩 6.淤泥软土分布层 7.相对持力层标高 8.钻机 9.注浆管 10.喷头 11.旋喷固结体 12.高压泥浆泵 13.浆桶 14.水箱 15.搅拌机 16.水泥仓 17.20cm厚碎石层 18.30cm厚碎石层；

指定图4为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种方法的原理对本专业的人来说是非常清楚的。

本发明有一具体的应用实施例，为一互通式立交项目，该立交主线桥东西走向，跨越海滨大道、次海堤，其中次海堤以东段为2009年抽填成陆区，地表以上平均6m为抽填土层加人工杂填土，孔隙率大含水量高、透水系数小、自立性差，表层日晒后形成封闭干硬层，厚度30cm，其下土层孔隙水不易蒸发。地表观测年自然固结沉降约100mm。该桥为连接工业区港口的主干道路，主要满足重载车辆通行（设计标准特900荷载）。

立交桥采用“半定向、半苜蓿叶组合型、三层互通立交”形式。桥梁部分共包括两条主线桥（东西向的主线桥梁、南北向的海港路主线桥梁）、13条匝道线，A、F、G、H、I、J、K线为桥梁结构；B、C、D、E、L、M线为路基结构。总桥面积为134014m2。其中主线桥和海港路主线桥左右幅分离，桥梁下部结构采用钻孔桩基础，上部结构全部采用现浇箱梁。

工程东西向自海防路起始，向东跨越新建海滨大道和南北走向老海堤，终于二期道路。其中南北走向老海堤以东部分多为2009年填海成陆区域，场地表层6m土体为新近填筑，含水量高、透水系数小、自立性差、未完全固结、受荷沉降大。根据地质特点，互通式立交桥填海成陆滩涂区域现浇梁满堂支架施工的复合地基承载力要求为90KPa，

根据以往的施工经验，经过排除法试验，选用了高压旋喷桩（单管法）与碎石褥垫层深层复合地基对现浇箱梁支架基础处理，工程取得了成功，得到了业主和当地政府的认可。

施工期间，两台高压旋喷桩机最快的一联仅用6天时间。该工程使用高压旋喷桩（单管法）与碎石褥垫层深层复合地基处理施工获得良好的经济效益。其次实现了永临结合，节约了后续投入。经过该工法处理过的区段地基较周围更加牢固，工程投资节约约3000万，工期缩短约6个月，为今后充分开发利用较宽的桥下空间，提供了便利，节约了后续投入，取得良好的经济和社会效益。

一、工艺技术原理：

旋喷桩加固地基提高承载力，碎石褥垫层使桩体与桩间***同承担上部荷载及调节桩、土荷载分担比、均布箱梁施工荷载，有效控制地基绝对沉降、均匀沉降、差异沉降。

1.旋喷桩的原理

高压旋喷是高压喷射注浆法的一种，是将带有特殊喷嘴的注浆管***设计的土层深度，然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴***出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动力等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的固结体并且固结体呈圆柱状。

如图3所示，利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定的固结体。

2.碎石褥垫层原理

复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料及土工格栅组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩***同承担荷载。

1）褥垫层的作用：

a.保证桩与土的共同作用

当基础受到垂直荷载时，桩和桩间土都要发生变形。桩的模量远比土的大，桩比土变形小，由于基础下设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，褥垫层材料不断补充到桩间土上，这样保证一部分荷载通过褥垫层作用在桩间土上，实现了桩和土的共同作用

b.可有效调整桩与土应力比

由于旋喷桩桩身模量远大于桩间土，一般桩土应力比较大。但通过褥垫层的作用，可有效减小桩土应力比，这一特性使旋喷桩具有较大灵活性。此法调节了桩和土的应力比，较好的发挥了桩和土的承载力从而达到了降低工程造价的目的。

c.改善了基础地板的受力状态

由于高压旋喷桩成型后刚性较大，当不设计褥垫层时，桩对基础的应力集中很明显。如果褥垫层厚度在10-30cm，桩对基础底板的应力集中明显减小，厚度超过30cm后，就可以将基础视为天然地基，这时可以不考虑冲切破坏。

d.改善了桩体的受力桩状态

垫层的存在减小了桩体中的轴向应力，较小了桩体破坏的可能性。

e.调整地基变形

褥垫层厚度的调节可以影响桩土荷载的分担，根据这一原理，在高压旋喷桩复合地基的应用中，可以通过调节褥垫层的厚度来消除地基的不均匀性，使地基达到协调变形。

二、施工技术方案：

围海成陆、滩涂、沟塘等区域地表分部一定厚度淤泥质土层，该类土层含水量高、透水系数小、压缩性大、承载力低，其上进行结构物如：桥梁、道路、厂房等的建设，需要进行地基加固处理。

利用旋喷桩加固地基与碎石褥垫层均布荷载提高淤泥质地基复合承载力的组合方法，旋喷桩进入相对持力层，挤密土体，水泥硬化时吸收土体水分，改良地基提高承载力，桩头处理前平整压实地表，桩头处理后与地表呈倒圆锥台状，铺设碎石褥垫层整平压实，再浇筑混凝土垫层，碎石层内安装钢塑格栅增加垫层整体性防止弯裂，均布上部荷载使桩体与桩间***同受荷，有效控制地基绝对沉降、差异沉降，满足构筑物建设要求。如图１、图２所示。

1．工艺流程

确定参数→清理平整场地→测放上部结构物位置桩位放样→高压旋喷桩施工→养护→二次平整压实→桩头处理挖设倒圆锥台→铺筑20cm级配碎石平整压实→铺设钢塑格栅→铺筑30cm级配碎石褥垫层→平整压实→浇注混凝土垫层。

2．操作要点：

1）确定参数

a.旋喷桩穿过表层淤泥软弱层，进入下部相对硬土持力层大于1m，以此确定桩深度。

b.旋喷桩按等边三角形梅花型布置（间距1.8m），有结构物承载的区域，提前测量放样结构物尺寸，根据上部结构物荷载分布桩位做局部调整（加密或扩大间距）。

c.因地基表层自身承载力较低，设备选择上应考虑自重较轻可以步履移动的成桩设备。

d.高压旋喷桩成桩直径600mm，喷射提升速度小于25cm/min，桩顶标高以下1m慢速喷浆控制在10cm/s以内，注浆压力20Mpa，按水灰比1∶1配置浆液，使用po po42.5普通硅酸盐水泥、自来水或河水（检验水质）拌制浆液。

e.高压旋喷桩顶凿50cm，级配碎石最大粒径应不超过30mm，厚度（20+30）mm，中间铺设钢塑格栅（规格）。

f.现浇桥梁等施工的，上部铺设10cm C20混凝土，横向设置双向1.5%的排水坡。

2）承载力计算：

a.单桩承载力

高压旋喷单桩竖向承载力特征值按以下公式计算，取其中较小值：

R_a=ηf_cuA_p

$R_a=u_p\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{si}}{l}_i+q_p{A}_p$

式中：

f_cu——与旋喷桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体）在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值（kPa），本专利中实测值为8Mpa；

η——桩身强度折减系数，可取0.33；

n——桩长范围内所划分的土层数，本专利中桩身穿透淤泥质土层，进入粉质黏土层，取值为2；

l_i——桩周第i层土的厚度（m），本专利中桩身穿过表层淤泥软弱层，进入下部相对硬土持力层1.5m，桩身总长12m，桩身在淤泥质土层中长10.5m，在粉质黏土层中长1.5m；

q_si——桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa），可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定或地区经验确定，本专利中根据施工图设计提供的淤泥质土层侧阻力特征值为10kPa，粉质粘土侧阻力特征值为45kPa；

q_p——桩端地基土未经修正的承载力特征值（kPa），可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定或地区经验确定，本专利中桩端持力层为粉质黏土，根据施工图设计提供的特征值为170kPa；

A_p——桩身正截面面积，桩径0.6m，面积0.283m²；

u_p——桩身正截面周长，桩径0.6m，周长1.885m；

经计算，两公式所得R_a值分别为747.12kN及373.27kN，设计时单桩承载力R_a取370kN计算。

b.置换率

置换率按以下公式计算：

$m=d^2/d_e^2$

式中：

d——桩身直径，0.6m；

d_e——单根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；

等边三角形布桩d_e=1.5s

s为桩间距，本专利中为1.8m；

计算得置换率为0.049。

c.复合地基承载力标准值

复合地基承载力特征值：

$f_{\mathrm{spk}}=m\frac{R_a}{A_p}+\mathrm{\β}(1-m)f_{\mathrm{sk}}$

式中：

β——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值，本专利中为淤泥质土层，取最小值0.75；

f_sk——处理后桩间土承载力特征值（kPa），宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值，本发明中根据施工图设计提供的淤泥质土层承载力特征值为55kPa；

经计算，复合地基承载力标准值为103.30kPa。满足现浇箱梁支架地基承载力的需要。

３．旋喷桩布置：按上部结构物的分布适当调整桩间距，荷载集中部位加密，荷载较低部位放大。桩位放样和成桩偏差控制10cm以内。

４．高压旋喷桩控制注浆压力、喷射提升速度、水泥浆液质量，桩深度确认进入相对持力层以下，地质不均匀的可适当补勘探明，确保工艺经济性，考虑高压旋喷工艺的局限性，适用深度控制在16m以内为宜。成桩后进行单桩承载力和桩身完整性检测。

５．高压旋喷桩成桩后即可进行场地的二次平整清理，用推挖设备处理，桩身达到强度以后，用压路机压实。

６．顶凿除50cm，剔除虚桩头，将基底清理、整平,桩顶面要求平整，再铺设20cm的级配碎石，平整碾压后，铺设钢塑格栅，格栅要搭接30cm，再铺设30cm级配碎石，应注意处理后的碎石面设置1.5%的排水坡，再浇筑混凝土垫层，处理区域的外侧挖设水沟排水。

三、施工工艺流程

清理场地（承台墩柱施工完毕）→高压旋喷桩施工→剔除软弱枕头（成桩达到强度龄期要求）→桩顶铺筑50cm级配碎石褥垫层→浇注箱梁支架混合物垫层。

1.高压旋喷桩施工工艺

1）高压旋喷桩施工工艺流程图，见图4

2）高压旋喷桩施工工艺

a.测量放样：清理、整平场地，然后依据布桩图，使用全站仪对施工桩位进行标记。

b.试桩及确定工艺参数：通过试桩确定成桩直径为600mm的高压旋喷桩施工工艺参数如下:

注浆管：提升速度为15cm／min；

旋转速度为转速在20～25r/min取值；

浆液压力：20Mpa；

流量＞60L/min；

水灰比：1∶1。

c.钻机就位：将钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，钻机就位后，做水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，纵横向偏差不得大于20mm，垂直度偏差1％以内，并固定好桩机。

d.钻孔插管：钻孔插管是将喷管***地层预定的深度。在钻孔插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，以防压力过高，将孔壁射塌。

e.高压旋喷桩（单管法）

f.喷射作业：

i)旋喷管***预定深度后，自下而上进行喷射作业，待水泥浆的前峰流入喷头后（2～4秒）方可开始提升注浆管。成桩过程中严格按试桩工艺参数控制，施工过程中时刻检查浆液初凝时间（正常时水灰比1∶1初凝时间为2小时左右）、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数符合设计要求，并随时做好记录。当浆液初凝时间超过2小时及时停止使用该水泥浆液。

ii)施工时，前台与后场供浆配合密切配合，后场停止供应时，及时通知前台，防止断桩和缺浆。再次供浆时，喷头需***到停浆点0.5m以下，待恢复供浆时再提升。如停止时间超过3小时，需将输浆管卸下进行清洗。

iii)当桩顶接近标高时，为保证桩头的施工质量，旋转提杆至设计标高以下1m喷浆提升时，采用慢速，控制在10cm/s以内。

iv)喷射结束后，若发现浆面下降应立即在喷射孔内进行静压充填，直至浆液面不再下流为止。

v)冲洗器具：喷射作业完成后，将浆液换成水，在地面上喷射，把泥浆泵、注浆管、软管等机具设备冲洗干净，不得残存水泥浆。然后把钻机等机具设备移到新孔位就位。

2.褥垫层施工工艺：

1）褥垫层褥垫层大样图，如图5所示。

在高压旋喷桩桩顶设计标高以上填筑级配碎石下承层，碎石垫层施工前应剔除虚桩头，将基底清理、整平。采用自卸汽车将级配碎石运至现场指定地点，小型推土机整平,压路机碾压，压实厚度20cm厚；碎石上铺设一钢塑格栅，然后在格栅层以上填筑30cm（压实厚度）厚碎石垫层。

2）碎石褥垫层施工工艺：

采用挖掘机配合人工，以控制样桩为控制点，一次性铺筑。

a.量测：施工前先仔细勘察施工现场、测量填土面表面高程，计算出每一次碎石的用量，并制定周密的施工计划、安排施工周期以及施工机械设备，从而保证施工技术措施能彻底贯彻落实。摊铺前复核道路边线两侧样桩。

b.选料：碎石应采用连续级配的透水性良好的碎石，质地坚硬，不含杂质，含泥量不大于5%。其强度不小于15MPa，最大粒径应不超过30mm，不含植物残体、垃圾等杂质。碎石褥垫层级配要求见表1。

表1 碎石褥垫层级配要求

c.摊铺：摊铺的碎石应级配分布均匀一致，不宜采用重型机械摊铺碾压。

i）碎石整平采用小型推土机配合人工整平。摊铺的碎石应级配分布均匀一致。若有大空隙处应用细粒料填实。采用轻型双轮压路机自路边向路中碾压，碾压轮迹重叠，重叠宽度不小于30cm。

ii）摊铺碎石褥垫层时，直接放坡，流水坡度控制在1%，为砼垫层施工前预留好坡度。

iii）碾压过程中可以适量洒水湿润，以利于压实，密实度不低于2100kg/m³。碾压时用3m直尺随时校正碎石外型尺寸，保证垫层表面的平整、坚实，10t压路机的轮迹深度不大于5mm。

d.钢塑土工格栅铺设方法：

i）土工格栅上的第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机碾压，一切车辆、施工机械沿路堤轴线方向行驶。

ii）双层或单层土工格栅上、下层搭接不小于30cm。

iii）施工中土工格栅出现破损时及时修补或更换。

iv）土工格栅下承层要平整，铺设时拉直、平顺、绷紧，紧贴下承层，不得扭曲、褶皱。

v）土工格栅铺设后及时填筑填料，避免受阳光过长时间暴晒，间隔时间不应超过48小时。

3.混凝土垫层施工方法

1）碎石垫层施工完毕后，对其顶标高、边线尺寸测量复核，使其平整度、坡度达到要求。

2）安装垫层模板、制作砂浆调平墩，控制混凝土浇筑的标高。

3）混凝土C20垫层振捣浇筑，厚度10cm、表层收面保证其平整度及坡度。

四、质量控制

1.施工前调试好各种施工机具。

2.钻机钻孔时，钻头严格对位，并作水平校正，以减少孔位偏差和孔斜。

3.***喷射管时使用少量水泥浆，边喷浆，边插管，以确保喷射管下至设计深度。

4.施工用水严格采用淡化水，确保施工用水质量。

5.正式提升喷浆前，待泵压上升至额定值后再提升，提升速度按设计要求执行。

6.根据每根桩灰浆用量,提前制作,并经充分搅拌,搅拌时间少于15分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。拌制好的浆液在2h内使用完毕，确保浆液质量。

7.严格控制浆液比重，当比重误差超过1％时停喷，调整水灰比。

8.拆卸喷射管节造成停喷，续喷时在停喷点加深0.3m，再进行喷射提升。

9.经常检查和调整泵压、浆压、输浆量、空压机风量和提升速度，核定实际用浆量。

10.对中间出现异常情况造成质量不高的，立即进行复喷后再行提升。

11.当提升至设计桩顶下1m深度时，提升速度应小于25cm/min，转速20～25r/min。

12.浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。

13.严格控制提升速度，提升速度每分钟不得超过25cm。

14.高压旋喷桩作业中，必须注意观察水、浆压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。

15.分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。

16.采用两序施工（间隔一个）防止串孔。

17.为确保回结体强度，冒将浆不得回收和利用。

18.高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协调一致。

19.高喷结束后，要立即清洗管路设施。

五、安全与环境保护措施

1.安全措施

1）禁止非专业人员作业，作业前进行相关安全培训及技术交底，使作业工人了解安全知识；严格执行安全用电制度，所有线路规范架设，做到一机一闸，按要求安装漏电保护装置；

2）现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具；

2.环保措施

现场设置沉淀池，所有废液必须进行处理后排放；采取降尘措施，防止水泥扬尘；现场垃圾集中于垃圾收集器具，完工后及时回收处理；加强排水工作，防止水土流失。

3.临时用电防护措施

1）发电机周围用脚手架进行维护，确保非专业人员靠近。

2）电缆必须架空，防止电缆漏电而引起的不安全事故。

3）油、气、水冷、排烟等***和隔振防噪措施安装完成；消防器材到位，发电机静态实验、随机配电盘控制柜接线检查合格，才能空载运行。

4）发电机空载运行和实验调整合格，才能空载试运行。

5）在规定时间内，连续无故障负荷试运行合格，才能投入备用状态。

Claims (9)

1.一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于该方法包括以下步骤：确定参数→清理平整场地→测放上部结构物位置桩位放样→高压旋喷桩施工→养护→二次平整压实→桩顶凿除50cm，剔除虚桩头→铺筑20cm级配碎石平整压实→铺设钢塑格栅→铺筑30cm级配碎石褥垫层→平整压实→浇注混凝土垫层，具体操作如下：

1)确定参数

a)旋喷桩穿过表层淤泥软弱层，进入下部相对硬土持力层大于1m，以此确定桩深度；

b)旋喷桩按等边三角形梅花型布置，间距为1.8m，有结构物承载的区域，提前测量放样结构物尺寸，根据上部结构物荷载分布桩位做加密或扩大间距的局部调整；

c)因地基表层自身承载力较低，设备选择上应考虑自重较轻可以步履移动的成桩设备；

d)高压旋喷桩成桩直径600mm，喷射提升速度小于25cm/min，桩顶标高以下1m慢速喷浆控制在10cm/s以内，注浆压力20Mpa，按水灰比1∶1配置浆液，使用po42.5普通硅酸盐水泥、自来水或河水拌制浆液，采用自来水或河水时需检验水质；

e)高压旋喷桩顶凿50cm，级配碎石最大粒径不超过30mm，厚度（20+30）mm，中间铺设钢塑格栅；

f)现浇桥梁施工的，上部铺设10cmC20砼，横向设置双向1.5%的排水坡；

g)承载力计算：

i.单桩承载力：高压旋喷单桩竖向承载力特征值按下述公式计算，取其中较小值：Ra_＝ηf_cuA_p，

ii.置换率：置换率按下述公式计算，

iii.复合地基承载力标准值：复合地基承载力特征值按下述公式计算， $f_{\mathrm{spk}}=m\frac{R_a}{A_p}+\mathrm{\β}(1-m)f_{\mathrm{sk}};$

2)旋喷桩布置：按上部结构物的分布适当调整桩间距，荷载集中部位加密，荷载较低部位放大，桩位放样和成桩偏差控制10cm以内；

3)高压旋喷桩控制注浆压力、喷射提升速度、水泥浆液质量，桩深度确认进入相对持力层以下，地质不均匀的可适当补勘探明，确保工艺经济性，考虑高压旋喷工艺的局限性，适用深度控制＜16m，成桩后进行单桩承载力和桩身完整性检测；

4)高压旋喷桩成桩后即可进行场地的二次平整清理，用推挖设备处理，桩身达到强度以后，用压路机压实；

5)顶凿除50cm，剔除虚桩头，将基底清理、整平,桩顶面要求平整，再铺设20cm的级配碎石，平整碾压后，铺设钢塑格栅，格栅要搭接30cm，再铺设30cm级配碎石，处理后的碎石面设置1.5%的排水坡，再浇筑混凝土垫层，处理区域的外侧挖设水沟排水。

2.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于高压旋喷桩桩位的桩以梅花形状布置，旋喷桩直径为600mm，旋喷桩间距为1800mm。

3.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于旋喷桩与褥垫层复合加固淤泥质软土地基的技术要求如下所述，旋喷桩直径：600mm，旋喷桩进入持力层：1m，旋喷桩桩头凿除深500mm，褥垫层厚度：（200+300）mm，混凝土垫层厚1000mm。

4.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于高压旋喷桩的方法为：利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定的固结体。

5.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于高压喷桩施工方法如下：测量放样，钻机就位-钻孔、下喷射管至设计标高-旋转喷射开始-旋喷、提升至设计高度-喷射结束成桩-清洗泵及喷射管设备-移至下一孔位，其中旋转喷射开始前还需要空压机送气并由灰浆泵将制好的浆送至喷射管内。

6.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于褥垫层施工方法如下：在高压旋喷桩桩顶设计标高以上填筑级配碎石下承层，碎石垫层施工前应剔除虚桩头，将基底清理、整平，采用自卸汽车将级配碎石运至现场指定地点，小型推土机整平,压路机碾压，压实厚度20cm厚；碎石上铺设一钢塑格栅，然后在格栅层以上填筑30cm（压实厚度）厚碎石垫层。

7.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于碎石褥垫层施工方法如下：采用挖掘机配合人工，以控制样桩为控制点，一次性铺筑进行测量、选料、摊铺，摊铺碎石褥垫层时，直接放坡，流水坡度控制在1%，为砼垫层施工前预留好坡度；碾压过程中可以适量洒水湿润，以利于压实，密实度不低于2100kg/m³。

8.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于钢塑土工格栅铺设方法中土工格栅上的第一层填料采用轻型推土机或前置式装载机碾压，一切车辆、施工机械沿路堤轴线方向行驶，双层或单层土工格栅上、下层搭接不小于30cm，土工格栅下承层要平整，铺设时拉直、平顺、绷紧，紧贴下承层，不得扭曲、褶皱，土工格栅铺设后及时填筑填料，避免受阳光过长时间暴晒，间隔时间不应超过48小时。

9.如权利要求1所述的一种淤泥质软基现浇箱梁支架基础加固方法，其特征在于混凝土垫层施工方法中碎石垫层施工完毕后，对其顶标高、边线尺寸测量复核，使其平整度、坡度达到要求。

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