高速公路軟土路基處理技術(shù)分析及規(guī)范征求意見稿

1T/CASMEXXXX—2023高速公路軟土路基處理技術(shù)分析及規(guī)范本文件規(guī)定了高速公路軟土路基處理的術(shù)語和定義、總體要求、施工、冬雨期施工、施工安全、驗本文件適用高速公路軟土路基的處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。JTG/TD31-02公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1軟土softsoil天然含水率高、天然孔隙大、抗剪強度低、壓縮性高的細粒土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。3.2加固土樁solidifiedsoilcolumn用具有鉆進、回轉(zhuǎn)、噴粉（漿）與攪拌功能的機械在軟土地基中將軟土與加固劑混合攪拌制成的，具有一定深度、直徑且被固化、有一定強度的樁體。3.3軟土路基softground有軟土層分布，在荷載作用下易產(chǎn)生滑移或過大沉降變形的土質(zhì)路基。4總體要求4.1地基的勘察、設(shè)計、施工、檢測、監(jiān)測技術(shù)應(yīng)符合JTG/TD31-02的規(guī)定。4.2勘察調(diào)查場地地表水與地下水、周圍環(huán)境及施工作業(yè)條件等，涉及對地基處理樁體腐蝕性問題時，應(yīng)進行軟土和地下水的腐蝕性評價。4.3軟土地基路段設(shè)置涵洞、通道等構(gòu)造物時，地基勘察、處置設(shè)計應(yīng)同時滿足構(gòu)造物設(shè)置的需要。4.4軟土地基處理設(shè)計應(yīng)按地質(zhì)資料準備、設(shè)計路段劃分、穩(wěn)定性和地基沉降驗算、處理方案設(shè)計的流程進行。2T/CASMEXXXX—20234.5各設(shè)計路段的軟土參數(shù)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告的有關(guān)內(nèi)容，以勘探孔為單位，對沉降計算和穩(wěn)定驗算所需要的物理、力學(xué)參數(shù)進行整理后確定；對于缺失的參數(shù)可通過其他參數(shù)的綜合對比分析，參考相鄰孔確定。4.6軟土地基處理方案設(shè)計應(yīng)按因地制宜、就地取材、經(jīng)濟實用的原則進行。對軟土性質(zhì)差、地基條件復(fù)雜或由特殊要求的地基處理工程，可采用兩種或兩種以上措施進行綜合處理。4.7處理與未處理以及不同地基處理方案銜接處應(yīng)緩和過渡，減小差異沉降。相鄰路段差異沉降引起的縱坡變化應(yīng)控制在0.4%以內(nèi)。4.8復(fù)雜場地軟土地基處理過程中應(yīng)加強動態(tài)觀測，收集影響設(shè)計的各種因素及變化情況，及時制定相應(yīng)方案。4.9軟土路基處理設(shè)計，應(yīng)根據(jù)確定的設(shè)計方案編制特殊路基設(shè)計表，表中應(yīng)包括處理路段的起訖樁號、路段長度、處理方案、總沉降、預(yù)壓期沉降、工后沉降、預(yù)壓設(shè)計高度、處理方案的工程數(shù)量等內(nèi)5施工5.1一般規(guī)定5.1.1施工前應(yīng)做好下列準備工作：a)收集并熟悉有關(guān)施工圖、工程地質(zhì)勘察報告、必要的土工試驗報告和地下管線、構(gòu)造物等資料；b)編制施工組織設(shè)計；c)檢驗有關(guān)原材料；d)調(diào)試施工機械設(shè)備；e)平整施工場地；f)試驗確定合理的施工工藝流程及有關(guān)工藝參數(shù)；g)施工測量、放樣；h)完成臨時用房、便道、電力電信、供水和必要的安全、環(huán)保等措施。5.1.2施工材料應(yīng)分類堆放，妥善保管。5.1.3施工機械應(yīng)安裝噴粉（漿）量自動記錄裝置，并對該裝置定期標定。5.1.4施工前，應(yīng)對排水設(shè)計進行現(xiàn)場核對。5.1.5施工過程中應(yīng)貫徹邊觀察、邊分析的動態(tài)控制方法。當設(shè)計與實際不符時，應(yīng)及時提出書面報告，必要時應(yīng)停工等待處理。5.1.6應(yīng)做好施工原始記錄和必要的觀測記錄。5.1.7施工完成后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進行一定時間的持續(xù)觀測。3T/CASMEXXXX—20235.2試驗工程5.2.1宜在主線上選擇代表性路段作為試驗工程，對軟土地基處理方案和施工工藝進行驗證。5.2.2試驗工程應(yīng)達到以下目的：a)確定設(shè)計路段軟土地基的強度和變形特性，提供符合實際的設(shè)計參數(shù)；b)檢驗設(shè)計方案和設(shè)計理論方法的合理性和可靠性及其實施的效果，為修整和完善設(shè)計提供依據(jù)；c)對于疑難問題及新材料、新技術(shù)和新工藝的引進開展專門研究，取得在當前工程應(yīng)用的經(jīng)驗；d)完善施工工藝，落實針對本項目的工程質(zhì)量控制的方法和標準，確保工程質(zhì)量和安全施工。5.2.3試驗工程路段宜選擇在方便施工組織，縱坡較小的直線或大半徑平曲線段上。試驗路段的長度宜大于50m，且大于路堤基底寬度的兩倍。5.2.4試驗工程應(yīng)在施工前編制實驗研究大綱，制定詳細的試驗研究計劃并進行試驗工程設(shè)計與現(xiàn)場觀測設(shè)計。5.3施工要點5.3.1加固土樁施工前應(yīng)進行成樁試驗，樁數(shù)宜不少于5根且應(yīng)滿足下列要求：a)應(yīng)取得滿足設(shè)計噴入量的各種技術(shù)參數(shù)，如鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴入量等；b)應(yīng)確定能保證膠結(jié)料與加固軟土拌和均勻性的工藝；c)掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施。d)根據(jù)地層、地質(zhì)情況確定復(fù)噴范圍。5.3.2起吊的設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度偏差不應(yīng)大于1.0%。5.3.3加固土樁設(shè)計前應(yīng)進行擬處理土的室內(nèi)配合比試驗。應(yīng)根據(jù)擬處理的最軟弱層軟土的性質(zhì),試驗確定用于加固的固化劑和外摻劑的用量。試驗用土樣可采用鉆探或開挖的方式從地基中采集，宜為保持天然含水率的擾動樣和部分原狀樣；土樣應(yīng)采用塑料袋或其他密封容器包裝，防止水分流失；采樣位置不應(yīng)少于3處。5.3.4加固土樁的固化劑宜采用生石灰或水泥。生石灰應(yīng)采用磨細Ⅰ級生石灰，應(yīng)無雜質(zhì)，最大粒徑應(yīng)小于2mm。水泥宜采用強度等級不低于32.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量宜為被加固濕土質(zhì)量的12%～20%，漿噴法水泥漿的水灰比可選用0.45～0.55。5.3.5單樁水泥用量不應(yīng)少于設(shè)計水泥用量，粉噴樁每延米水泥用量誤差不應(yīng)超過5%，并應(yīng)有專人記錄每根樁的水泥用量。5.3.6粉噴法加固土樁的加固深度不宜大于12m；漿噴法加固土樁的加固深度不宜大于20m。加固土樁的樁徑不宜小于0.5m，相鄰樁的間距不應(yīng)大于4倍樁徑。5.3.7加固土樁應(yīng)符合下列規(guī)定：4T/CASMEXXXX—2023a）樁徑、樁長及間距應(yīng)經(jīng)穩(wěn)定驗算確定并滿足工后沉降的要求；b）宜安三角形和矩形布置，樁位偏差不大于50mm，樁間距宜為1.0m～1.5m，直徑宜為0.5m；c）樁長宜采用4m～10m，最長不宜大于13m。當軟弱土層較薄時，樁長應(yīng)按穿過軟弱土層至相對硬層確定；當軟弱土層深厚時，應(yīng)按沉降與穩(wěn)定計算確定；當以穩(wěn)定性控制的工程樁長應(yīng)穿過潛在危險面以下至少2m；d）加固土樁布置于路基填土范圍內(nèi)，對地質(zhì)條件較差，路堤填高或遇一定橫坡時，可在坡腳填土范圍內(nèi)布置1～2排樁。5.3.8粉噴樁施工應(yīng)符合下列規(guī)定：a)施工鉆進過程中應(yīng)保持連續(xù)噴射壓縮空氣，保證噴灰口不被堵塞，鉆桿內(nèi)不應(yīng)進水。鉆進速度宜為0.8m/min～1.5m/min；b)提升鉆桿、噴漿攪拌時，應(yīng)使鉆頭反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升，提升速度宜控制在0.5m/min~0.8m/min。當鉆頭提升至距離地面1m時，宜用慢速提升，鉆頭轉(zhuǎn)速控制在30r/min；當噴漿口即將出地面時，應(yīng)停止提升，攪拌10s～20s，保證樁頭攪拌均勻；c)應(yīng)隨時記錄噴漿壓力、噴漿量、鉆進速度、提升速度等有關(guān)參數(shù)的變化。當發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時，應(yīng)整樁復(fù)打，復(fù)打的量應(yīng)不小于設(shè)計用量。當施工中因故停漿時，應(yīng)使攪拌頭下沉至停漿面以下0.5m重疊接樁，接樁長度不少于0.5m，當停機超過3h時，應(yīng)拆卸輸漿管路，清洗后方可繼續(xù)施工，防止?jié){液硬結(jié)堵管，在原樁位旁邊進行補樁處理；可先將孔洞用素土回填，后在原位補樁，補樁長度應(yīng)超過孔洞深度0.5m。5.3.9漿噴樁施工應(yīng)符合下列規(guī)定：a)漿液應(yīng)按照成樁實驗確定的配合比拌制，制備好的漿液不得離析，不得長時間放置，超過2h的漿液應(yīng)廢棄。漿液倒入集料斗時應(yīng)加篩過濾。。b)提升鉆桿、噴漿攪拌時，應(yīng)使鉆頭反向邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿、邊提升，提升速度宜控制在0.5m/min~0.8m/min。當鉆頭提升至距離地面1m時，宜用慢速提升，鉆頭轉(zhuǎn)速控制在30r/min；當噴漿口即將出地面時，應(yīng)停止提升，攪拌10s～20s，保證樁頭攪拌均勻；c)應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，對地面以下一定深度范圍內(nèi)的樁身進行復(fù)攪。復(fù)攪速度宜為0.5m/min~0.8m/min；d)應(yīng)隨時記錄噴漿壓力、噴漿量、鉆進速度、提升速度等有關(guān)參數(shù)的變化。當發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時，應(yīng)整樁復(fù)打，復(fù)打的量應(yīng)不小于設(shè)計用量。當施工中因故停漿時，應(yīng)使攪拌頭下沉至停漿面以下0.5m，待恢復(fù)供漿后再噴漿提升。當停機超過3h時，應(yīng)拆卸輸漿管路，清洗后方可繼續(xù)施工，防止?jié){液硬結(jié)堵管；e)樁機移位前，應(yīng)向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的漿液，直至管體干凈，并將攪拌頭清洗干凈后，方可移位。5T/CASMEXXXX—20235.3.10對地基為由軟到硬漸變型結(jié)構(gòu)，當樁端進行持力層的深度不易判斷時，可參考采用機械工作密實電流值連續(xù)達到65mA～80mA作為樁端進入持力層的標志。5.3.11復(fù)合地基的承載力特征值fspk應(yīng)通過現(xiàn)場單樁復(fù)合地基或多樁復(fù)合地基載荷試驗確定，初步設(shè)計時可按式（1）估算：式中：fspk——復(fù)合地基承載力特征值；m——樁土面積置換率；Ra——單樁承載力特征值（kN）；Ap——樁的截面積（m2β——樁間土承載力折減系數(shù)；當樁端土未經(jīng)修正的承載力特征值大于樁周土的承載力特征值的平均值時，可取0.1～0.4，差值大時取低值；當樁端土未經(jīng)修正的承載力特征值小于或等于樁周土的承載力特征值的平均值時，可取0.5～0.9,差值大時或設(shè)置墊層時取高值；fsk——處理后樁間土承載力特征值。5.3.12單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場荷載試驗確定，初步設(shè)計時可按式（2）估算，并同時滿足式（3）的要求：Ra=up式中：Ra——單樁承載力特征值（kN）；fcu——與加固土樁樁身水泥土配合比相同的室內(nèi)加固土試塊在標準養(yǎng)護條件下90d齡期的抗壓強度平均值（kPa）；η——樁身強度折減系數(shù)，粉噴法可取0.20～0.30，漿噴法可取0.25～0.33；up——樁的周長（m）；n——樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；qsi——樁周第i層土的側(cè)阻力特征值，對淤泥可取4～7kPa，對淤泥質(zhì)土可取6～12kPa，對軟塑狀態(tài)的黏性土可取10～15kPa，對可塑狀態(tài)的黏性土可取12～18kPa；li——樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度（m）；qp——樁端地基土未經(jīng)修正的承載力特征值（kPa）；Ap——樁的截面積（m26T/CASMEXXXX—2023“——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4～0.6，承載力高時取低值。5.3.13加固土樁樁頂與路堤底之間應(yīng)設(shè)置60cm的褥墊層，墊層寬度不小于路基寬度，根據(jù)土質(zhì)條件和填土高度情況，可在墊層部位鋪設(shè)1～2層土工格柵或土工格室等土工合成材料，土工合成材料應(yīng)由較高的抗拉強度。5.3.14加固土樁應(yīng)在樁頂設(shè)置墊層，墊層厚度宜為0.3m～0.5m，材料可選用灰土、級配碎石及砂礫等。6冬雨期施工6.1冬雨期施工應(yīng)根據(jù)季節(jié)特點和施工段的地質(zhì)地形條件，制定合理的施工方案。6.2冬雨期施工應(yīng)做好臨時排水，并與永久排水設(shè)施銜接順暢。6.3冬雨期施工應(yīng)及時收集氣象信息，避免災(zāi)害和事故的發(fā)生。7施工安全7.1施工單位應(yīng)建立健全安全生產(chǎn)管理體系，設(shè)置安全管理機構(gòu)，配備專職安全管理人員，制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度，落實安全生產(chǎn)責任制，對施工安全管理、施工安全技術(shù)和施工安全作業(yè)進行全過程、全方位管理與控制。7.2從業(yè)人員應(yīng)熟悉有關(guān)安全生產(chǎn)法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，經(jīng)培訓(xùn)合格方可上崗，從事特殊作業(yè)人員，應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，并取得相應(yīng)資格后持證上崗，施工工作人員必須遵守本工種的各項安全技術(shù)操作規(guī)程。7.3施工單位在工程開工前，應(yīng)掌握施工影響范圍內(nèi)的既有道路、集購物、設(shè)施、地下和空中的各種管線情況，制定安全保障措施，保證既有結(jié)構(gòu)物和設(shè)施的安全。7.4施工前應(yīng)逐級進行安全技術(shù)交底，交底內(nèi)容應(yīng)包括安全技術(shù)要求、風險狀況和應(yīng)急處理措施。7.5施工單位應(yīng)在施工現(xiàn)場及其管轄范圍內(nèi)根據(jù)作業(yè)對象及其特點和環(huán)境狀況，設(shè)置安全防護設(shè)施。8驗收8.1施工準備階段，應(yīng)對原材料質(zhì)量、計量設(shè)備、攪拌葉片的伸展直徑和機械性能進行檢查。8.2施工前應(yīng)檢查樁位放樣偏差，其容許偏差應(yīng)控制在±50mm。8.3施工過程中應(yīng)檢查機架的垂直度、機架底盤的水平度、攪拌機提升和下沉速度以及鉆機下沉最后30s的電流和鉆進速度等。8.4單樁施工結(jié)束后，應(yīng)對樁位偏差、樁徑、單樁水泥用量以及單樁施工時間進行檢查。其中樁位偏差不大于50mm，樁徑和單樁水泥用量不小于設(shè)計值，單樁施工時間不小于由工藝試樁確定的時間值。8.5樁身質(zhì)量檢測應(yīng)符合下列要求：7T/CASM