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1、 DK1407+925～DK1408+432软土路基 实验段施工方案 1、实验段工程概况 DK1407+925～DK1408+432段为软土路基，设计采用螺纹桩+多向水泥搅拌桩组合桩加固（先施工螺纹桩，后施工搅拌桩）。 路基面中心向两侧18m宽度范围内：螺纹桩加固，桩径0.4m，间距1.8m，正方形布置，桩长加固至（4）-2层不少于2m且桩长不短于15m，桩长15～25m。桩顶设直径1.0m、厚0.4m的圆柱形C25砼桩帽。 路基面中心向两侧18m宽度范围外至坡脚（坡脚外设立1排桩）：多向水泥搅拌桩加固，桩径0.5m，间距1.2m，正三角形布置，桩长加固至（2）-1层以下不少于0.
2、5m，桩长12～16.5m。 基底设厚0.5m的碎石垫层内夹铺两层抗拉强度不小于110KN/m的双向土工格栅。螺纹桩单桩承载力不小于450KN，复合地基承载力不小于180kpa。多向水泥搅拌桩单桩承载力不小于80KN，复合地基承载力不小于150kpa。 路基基床表层填筑A组填料，厚0.6m；基床底层填筑A、B组填料，厚1.9m；基床以下填C组以上填料。 2、 实验段实验目的和内容 2.1 实验目的 通过实验段施工，监测软土路基变形，比较各种加固措施的加固效果，预测工后沉降，核算修正地基沉降计算方法；根据阶段性实验成果对设计进行优化。 2.2 实验内容 地基土常规实验、固结实
3、验、三轴剪切实验（固结排水）、渗透实验、标准贯入实验、静力触探、路基沉降变形观测等检测实验项目。 3 施工方案 多向水泥搅拌桩、螺纹桩施工前必须进行现场工艺性实验，取得相应的成桩参数和施工工艺及技术参数，并上报监理、设计单位确认后，方可进行大规模施工。施工完毕后进行单桩荷载实验、复合地基荷载实验、无侧限抗压强度实验、低应变动力实验，单桩承载力及复合地基承载力检测合格方可进行路基填筑施工。 路基基床表层填筑A组填料，厚0.6m；基床底层填筑A、B组填料，厚1.9m；基床以下填C组以上填料。正式施工填筑前，必须选取代表性填料在该段进行现场填筑实验，取得不同填料的单层填筑厚度、压实次数、检测
4、等施工工艺实验参数，并上报监理、设计单位确认后，方可进行大规模施工。对每层填筑路基进行地基系数K30（MPa/m）、孔隙率n（%）、压实系数K、相对密度Dr等压实指标检测，合格后方可进行下一层路基填筑。 在施工过程中埋设实验监测所需的各项元器件。 4 实验、监测方案 4.1实验方案 通过对实验段软土进行以下各项实验，分析软土地基的物理、力学性质，为优化设计提供基础数据。 1、地基土常规实验：重要进行含水率、密度、颗粒密度、颗粒分析、界线含水率等常规实验，拟定软土的基本物理性质。 2、固结实验：测定软土在侧限与轴向排水条件下的变形和压力的关系，以及孔隙比与压力的关系、变形和时间的关
5、系，用于计算软土的压缩系数、压缩指数、回弹指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。 3、三轴剪切实验（固结排水）：用于测定软土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数，求得软土的有效强度指标，从而研究其变形特性。 4、渗透实验：采用变水头渗透实验对软土进行渗流分析，测定软土的透水性参数。 5、标准贯入实验：通过标准贯入实验锤击数N值，对软土的物理状态、强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的也许性等作出评价。 6、静力触探：根据静力触探资料，运用地区经验，进行力学分层，估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力，进行液化判别等。
6、根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数。 4.2监测方案 为保证路堤施工的安全和稳定，控制施工填土速率，修正完善设计，预测沉降趋势及工后沉降量，拟定放置时间，提供路基竣工验收依据，对路堤施工过程及工后地基的变形进行水平位移、沉降、土体变形、土压力、孔隙水压力等项目的动态监测。 本实验段设计分别在DK1407+970、DK1408+150、DK1408+350布置3个A型监测断面；在DK1408+050、DK1408+250、DK1408+430 布置3个B型监测断面。每个断面埋设相应的单点沉降计、分层沉降计、测斜导管、柔性位移计、桩身应变计、孔隙水压力计、土压力盒、沉降板、边桩等元
7、器件。其中： A型断面在路基面设立3个观测点进行路基面沉降监测；分别于路基中心、两侧路肩各设一个监测桩（包桩），路基成型后设立；两侧坡脚外2.0m、10m处设位移观测桩。 B型断面在路基填筑前，于路堤中心基底地面预埋沉降板进行基底沉降监测；在路基面设立2个观测点进行路基面沉降监测；分别于路基两侧路肩各设一个监测桩（包桩），路基成型后设立；两侧坡脚外2.0m、10m处设位移观测桩。 监测断面布置图具体见下图。 4.2.1 监测流程 现场施工
8、 监控测量 观测布点 观测结果解决及分析 观测结果的综合分析 地层结构安全稳定性判断 理论分析 业主、规范规定 经验类比 报送设计、监理单位 反馈设计、施工 地层结构安全动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议 是否改变设计、施工方法 新的设计、施工方法 4.2.2 监测项目、目的及方法 （1）、监测项目、目的 监测项目涉及路堤基底沉降监测、路基面沉降监测、路堤填筑过程中变形监测等内容。填筑期间和填筑完毕后对路基沉降变形（含地基和本体）进行连续监测，并保证荷载稳定条件下观测6个月以后，
9、根据监测结果，分析评价地基的最终沉降量完毕时间，及时调整优化设计措施使地基达成预定的变形控制规定，以拟定轨道结构施工和铺轨时间，同时作为竣工验交时控制工后沉降量的依据。 监测项目 仪具名称 监测目的 地表沉降量 沉降板 用于沉降管理。根据测定数据调整填土速率，预测沉降趋势，拟定预压卸载时间和结构物及路面施工时间，提供施工期间沉降土方量的计算依据。 地表水平位移量及隆起量 位移观测边桩 用于稳定管理。观测地表水平位移及隆起情况，以保证路堤施工安全和稳定。 地下土体分层水平位移量 测斜管 用于稳定管理与研究。用作掌握分层位移量，推定土体剪切破坏的位置。 路基沉降变形 沉
10、降观测桩、分层沉降计、单点沉降计 路基填筑完毕后路基面沉降量、土体分层沉降量、在路堤荷载作用下路基沉降变形。分析、评估、预测路基工后沉降。 （2）、监测方法 ①建立专业监测小组，小组由具有有丰富施工经验、监测经验及分析能力的工程技术人员组成。 ②沉降观测以获得定量数据的专门仪器或专用测试元件观测为主，以现场目测为辅。 ③除及时收集、整理各项监测资料外，还对这些资料进行计算、分析、对比。 （3）、监测仪器及施测方法 ①路基的沉降采用精密水准仪施测； ②土体变形采用测斜管、测斜仪进行观测； ③边桩的水平位移全站仪进行观测； ④桩头及桩间土体压力采用土压力盒进行施测； ⑤孔隙水
11、压力采用孔隙水压力计施测； ⑥土体分层沉降采用分层沉降仪观测； ⑦桩身应力应变及压缩采用桩身应变计、柔性位移计观测。 元器件明细表 序号 种类 单位 数量 1 单点沉降仪 台 1 2 分层沉降仪 台 1 3 测斜仪 台 1 4 水位计读数仪 台 1 5 频率温度电感综合读数仪 台 1 6 振弦检测仪 台 1 7 全站仪 台 1 8 水准仪 台 1 9 观测桩 个 63 10 沉降标 支 8 11 真空表 支 8 12 出膜装置 套 6 13 无纺布 m2 50 14 边
12、桩 个 42 15 沉降板 个 21 16 单点沉降计 个 21 17 分层沉降计 个 250 18 分层沉降计测管 米 525 19 测斜导管 个/m 42/1260 20 柔性位移计 个 30 21 桩身应变计 个 36 22 土压力盒 个 78 23 孔隙水压力计 个 105 24 水位观测管 米 210 25 观测房或集装箱 座 21 26 水工电缆 米 8500 27 管材接口 个 375 4.2.3 现场施工监测作业计划流程 测量原始数据 沉降、水平位移、土压
13、力、水位、桩身应力应变等观测点布设 软基解决 第一层土方填筑 开始进行土体下沉、孔隙水压力、土体侧向变形、土压力、边桩位移、桩身应力应变等内容的观测。至少天天观测一次。 不符合规定 停止加载、卸载、重新观测 符合规定 符合规定 下一层土方填筑 继续填筑 反复进行观测 4.3 测点埋设方法与规定 各观测点的标示、标志应按设计规定采用。 (1) 位移观测桩 位移观测边桩埋设在路堤两侧坡脚外2.0m、10m处，同一观测断面的边桩应埋在同一横断面上。边桩采用直径不小于0.1m、长不小于
14、1.0m的不易开裂圆木制作，桩顶露出地面0.1m。采用洛阳铲打入设计深度，将边桩放入孔内，周边以C15砼现浇固定，保证边桩埋置稳定。 （2）沉降板 沉降板由沉降板、底座、测杆（φ=20mm钢管）和保护测杆的φ=50mmPVC塑料管组成。随着填土的增高，测杆和套管亦相应接高，每节长度不超过100cm，接高时其垂直偏差率不大于1.5%，接高后测杆及套管封盖的高度不超过土面50cm。接高后的测杆顶面应略高于套管，套管上口应加盖封住管口，以避免填料落入管内影响测杆的下沉自由度，在填土施工中采用措施保护测沉设施。测杆要垂直，用水准仪观测。 底板采用30cm×30cm×8mm钢板，与测杆双面电弧焊连
15、接。安装前先将地面整平，可铺设10cm厚中粗砂，注意保持底板的水平及垂直度。 (3）分层沉降计 分层沉降标采用钻孔埋设法埋设，钻孔垂直偏差率不大于1.5%，埋入淤泥下卧层不小于1米。埋设后波纹管露出地面15～20cm，并用水泥混凝土固定，导管外露30～50cm，并随填土增高，接出导管并外加保护管。观测时用分层沉降监测仪监测地基在加固期内不同深度的竖向位移，从而拟定分层沉降特性。 (4) 土压力盒 土压力盒埋设于桩头及桩间土土压力变化的部位即压力曲线变化处。土压力计的受压面须紧贴欲测量的土体；埋设时,承受土压力计的土面须严格整平。回填的土料应与周边土料相同(去除石料)小心用人工分层夯实，
16、土压力计及其他电缆上压实的填土超过1m以上方可用重型碾压机施工。现场需要接长电缆时应注意接头处的防水密封要可靠。 (5)土体侧向变形测斜管 测斜管采用直径为7cm的PVC塑料管，测斜管采用钻孔埋设，埋设时管内的十字槽必须对准路基的纵横方向。管底应进入软基持力层1～3米。测斜管埋设在路堤两侧趾部，同一观测断面的边桩应埋高在同一横断面上。 测斜管的上下管间应对接良好，无缝隙，接头外牢固固定、密封。进行钻孔和测斜管之间的回填，填料宜用中粗砂缓慢进行。 观测原理：测斜装置由测斜仪、测斜管、数字式测读仪组成，观测时，将连接为导线的测斜仪探头轻轻滑入预埋的测斜管底部，自下而上每隔50cm向上拉导线
17、读数，测定测斜仪与垂直线之间的倾角变化瞬时反映在测读仪上，即可得出不同深度部位的水平位移。 (6)孔隙水压力计 孔隙水压力计采用钻孔埋设法,埋置深度为自桩底埋置至碎石垫层的底部，每隔2m埋设一个，埋设后将电缆线引至观测箱中，并注意保存好。 钻孔应垂直，孔径宜为11～13cm，下套管护孔，保证孔垂直、无沉淤和稠浆。 安放前必须排除孔隙水压力计内及管路中的空气。孔隙水压力计周边必须回填透水填料，选用干净的中粗砂，高度0.6～1.0m。 隔水填料分隔选用直径2cm左右的风干粘土球作填料，在投放粘土球时应缓慢均衡投入保证隔水效果。测试孔口应用隔水填料填实封严防止地表水渗入测试孔口部，设立有效
18、的防护装置并设立明显的标志。孔隙水压力计导线应有防潮防水措施。 （7）单点沉降计 采用钻孔埋设方式，钻孔深度达持力层，并将锚头注浆锚固，沉降盘直径为300mm，不锈钢测杆直径为16/20mm，通过加长测杆连接精密磁通调频智能位移传感器，将沉降盘安装在路基原位或路堤顶端并与位移传感器的另一端连接，保证测量值与土体沉降变形值相一致。 （8）桩身应变计 桩身应变计重要用来测试桩身在路堤荷载施加过程中的应力、位移变化及分布情况，在螺纹桩及多向水泥搅拌桩桩身钻孔埋设。 （9）柔性位移计 在双向土工格栅碎石垫层填筑完毕后挖沟埋设柔性位移计。 各测点埋设两天后测定初始读数。各观测仪器的套管和测
19、杆均高出填土面30cm，并且随着填土的增高，套管和测杆都相应接高。对观测仪器露出地面的部分设立保护装置。填方施工期间采用严格的保护措施，一旦发现破坏，立即修复，保证观测数据的连续性。 4.4 监测项目的监测精度、频率和报警值 4.4.1监测精度 测量精度达成二级水准测量标准，地面沉降量精度规定准确到±1mm。 4.4.2监测频率 在路堤填筑期间，天天观测一次，在沉降速率较大的情况下还应加密观测。各种因素暂时停工期间，前2天天天观测一次，以后每3天测试一次。施工完毕后，前15天内每3天观测一下，第15～30天每星期观测一次，第30～90天每15天观测一次，以后每月观测一次。 4.4
20、3监测项目报警值及解决措施 边桩水平位移小于5mm/天，竖向位移小于10mm/天，路基中心沉降板沉降量小于10mm/天。 若沉降量超过以上控制值，应停止填土施工，待沉降稳定后再机械填土，必要时采用卸载措施。 4.5 监测资料整理与成果分析 观测人员天天整理分析监测数据,绘制“填土高～时间～沉降量”等各种变形和时间的关系曲线，预测变形发展趋向，及时向总工程师、监理、设计单位和业主报告，同时根据监测结果及时调整施工环节及采用相应的技术措施。当监测值达成警戒值时，及时告知有关单位，并根据现场需要采用加密监测或连续监测，并采用有效措施，做好防止。 监测工作进行一段时间或施工某一阶段结束后
21、再对监测结果进行总结和分析： 1、数据整理。把原始数据通过一定的方法，如大小的排序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特性值记录，离群数据的取舍等。 2、数据的曲线拟合。寻找一种可以较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的观测数据进行预测，防患于未然。 3、插值法。在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。 平常基本观测和数据解决工作，按照以下程序进行观测反馈。 现场测量信息量 监理、设计及业主 项目经理 监测工程师 4、在对沉降、水平位移、桩身变形、地下水位变形等进行资料整理
22、与分析后，制图打印，并提供以下数据： （1）沉降： ①荷载－时间－沉降（地面综合沉降、分层沉降）过程线； ②路基横向沉降盆图（不同观测时间，相应的沉降盆线）。 （2）水平位移： ①荷载－时间－水平位移过程线； ②面横向位移分布图。 （3）孔隙水压力: ①荷载－孔隙水压力－时间关系曲线； ②孔隙水压力等值线。 （4）基底土压力：荷载－时间－土压力变化过程线。 （5）桩身应力应变：荷载－时间－应力变化过程线。 （6）水位观测：荷载－时间－水位变化过程线。 观测数据当天填入规定的登记表格，并提供即时报告给监理、设计、业主单位。路基填土施工开始后，每半个月提供一次路基观测阶段总结报告，具体内容涉及半个月时间内所有观测项目的发展情况，内力或变形最大值以及最大值位置。观测过程中如测量值大于控制值时，应及时告知监理、设计、建设等单位以便采用应急补救措施。 观测结束后提交观测报告，其内容涉及工程概况、工程地质条件、遵循的标准文献及技术规定、测试目的与内容、测试仪器及测试方法、资料整理及成果分析、结论及建议等。 最后由业主组织设计、监理、施工等单位对实验段各监测成果进行分析，比较各种加固措施的加固效果，预测工后沉降。由设计单位核算修正地基沉降计算方法，并根据阶段性实验成果对设计进行优化。
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