設 計 總 說 明 目 錄
1 工程概述1
2 道路沿線水文地質等自然條件1
2.1 地形地貌1
2.2 氣象條件1
2.3 水文條件1
2.4 場區(qū)巖土體特征1
3 設計依據(jù)、規(guī)范2
4 地基設計2
4.1軟基處理要求2
4.2 軟基處理范圍2
4.3低位高真空分層預壓擊密法地基處理步驟2
4.3.1 低位高真空分層預壓擊密法地基處理工作流程圖2
4.3.2 低位高真空分層預壓擊密法地基處理步驟3
4.3.3 低位預壓階段施工技術要求4
4.3.4 高真空擊密階段施工技術要求4
4.4信息化施工5
4.4.1 地表沉降觀測5
4.4.2 孔隙水壓力觀測6
4.4.3 真空度觀測6
4.4.4 靜力觸探試驗6
4.5第三方檢測6
5 路基處理主要工程量表6
6 主要材料參數(shù)表6
 
軟基處理設計總說明

1 工程概述

梧桐湖新區(qū)逸升大道（西）位于鄂州市梁子湖區(qū)，為湖北梧桐新區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)中一條次干道，道路走向由西向東，起點（K0+000）接月山湖大道，途徑雙湖大道（K1+660）、府前湖路（K2+020）止于逸升大道轉盤處（K3+458.515），路線長3458.515m，道路標準寬度40m，設計道路為城市次干道。本此地基處理的范圍為雙湖大道至逸升大道（西）終點處，全長1310m，地基處理總面積約為65086.3m。

2 道路沿線水文地質等自然條件

2.1 地形地貌

逸升大道位于鄂州市梁子湖區(qū)內(nèi)。規(guī)劃道路范圍內(nèi)，地勢起伏總體較小，地勢較開闊平坦。地面高程一般在15.43～23.12m；道路兩側主要為魚塘、藕塘、稻田或村莊。地貌類型為梁子湖沖湖積平原地貌。

2.2 氣象條件

鄂州市屬于我國東南季風氣候區(qū)，具有夏季炎熱、冬季寒冷、降水充沛等主要氣候特點，年平均氣溫15.9℃，極端最高氣溫41.3℃,極端最低氣溫-18℃。多年平均降水量1261.2mm，降水多降中在6～8月，占全年的41%；最大年降水量2107.1mm，最大日降水量332.6mm，年平均蒸發(fā)量為1447.9mm，絕對濕度年平均16.4mb，濕度系數(shù)為0.90，大氣影響急劇層深度為1.35m。區(qū)內(nèi)4～7月盛行東南風，其余多為北風或東北風，最大風力為八級，風速27.9m/s(。

2.3 水文條件

根據(jù)場地地下水埋藏類型可分為兩類，一類為上層滯水，賦存于（1）層素填土的孔隙中，無統(tǒng)一的自由水面，下伏（2）層粉質粘土、淤泥質粘土、粘土為其相對隔水層，其補給來源為大氣降水。此外，（4）層角礫中賦存第四系孔隙承壓水，具弱承壓性，主要接受上部滲水及區(qū)域地下水補給，總體來說富水性一般。場區(qū)沿線分布較多的魚塘、藕塘、水田，地表水體分布廣泛。

2.4 場區(qū)巖土體特征

地基處理范圍內(nèi)淺部各主要土層主要結構特征如下：
（1）層：素填土，黃褐色，松散，主要由粘性土組成，部分孔段頂部40~50cm為耕表土，見植物根系，回填時間不超過三年。厚度為0.60～1.10m，層頂埋深0.00m。
（2-2）層：淤泥質粘土，灰~灰黑色，軟塑~流塑，具臭味，含少量有機質，夾螺貝殼及碎塊，局部夾淤泥，全場分布，較均勻。厚度為7.30～12.00m，層頂埋深0.60~1.10m。
（2-2a）層：粘土，灰色，可塑，見鐵錳質氧化物及其結核，含高嶺土團塊，局部場區(qū)分布，不均勻。厚度為0.60～1.30m，層頂埋深2.00~4.60m。
（2-3）層：粉質粘土，灰褐~灰黃色，可塑，土質不均勻，見鐵錳質氧化物，含高嶺土團塊，局部見螺貝殼，局部場區(qū)分布。厚度為0.40～2.20米，層頂埋深8.20~13.50m。
淺部土層的各主要物理力學性質指標統(tǒng)計如下：

土層名稱	含水量 （%）	孔隙比	液限	塑限	壓縮模量 （MPa）	靜探Ps值 （MPa）	標貫擊數(shù)
（2-2） 淤泥質粘土層	44.9	1.178	43.4	23.4	3.2	0.49	2.5
（2-2a） 粘土層	32.2	0.941	39.4	21.9	4.6	0.98	5.4
（2-3） 粉質粘土層	32.1	0.954	37.5	21.5	4.1	1.05	7.2

 

3 設計依據(jù)、規(guī)范

1） 《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2004）
2） 《公路路基施工技術規(guī)范》（JTG F10-2006）
3） 《城市道路工程設計規(guī)范》（CJJ 37-2012）
4） 《城鎮(zhèn)道路工程施工與質量驗收規(guī)范》（CJJ1-2008）
5） 《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2012）
6） 梧桐湖新區(qū)逸升大道（西）工程地質勘察報告(2012.8)
7） 高真空擊密法專利系列技術相關操作規(guī)程等

4 地基設計

4.1 軟基處理要求

1）工后沉降：一般路段工后沉降≤30cm。
2）承載力特征值：交工面承載力特征值≥120kPa。
3）回彈模量：交工面回彈模量≥30MPa。
4）交工標高：機動車道地基處理交工標高為道路設計線以下1.436m（道路機動車道結構層厚度63.6cm、路床厚度為80cm），橫斷面按道路1.5%橫坡控制，自中心線向地基處理邊線放坡。

4.2 軟基處理范圍

結合道路沿線現(xiàn)狀地形地貌、工程地質條件以及使用功能要求，采用低位高真空分層預壓擊密法處理。本設計方案地基處理范圍為逸升大道（西）K1+680~K2+990段，地基處理邊線按照自道路紅線處外擴3.0m考慮，標準段地基處理總寬度為46m。

4.3低位高真空分層預壓擊密法地基處理步驟

4.3.1 低位高真空分層預壓擊密法地基處理工作流程圖
 
低位高真空分層預壓擊密主要工作流程
4.3.2 低位高真空分層預壓擊密法地基處理步驟
（1）施工前準備
對加固區(qū)域進行現(xiàn)場放樣定位，確定處理范圍。在道路兩側處理邊界線外開挖排水溝。在地基處理范圍內(nèi)用靜力觸探試驗進一步了解場地的初始條件。
（2）清淤清表，整平場地
處理前清除地表耕土及河塘內(nèi)的浮淤，并根據(jù)地基處理縱斷面設計圖中標高要求開挖或回填，回填土應選用含水率較低的素填土，嚴禁含有耕土、腐殖物，回填后壓實整平。
（3）鋪設水平排水墊層
鋪設40cm厚的砂墊層作為水平排水通道，砂墊層采用中粗砂，含泥量要求小于5%，滲透系數(shù)大于5×10cm/s。
（4）插設塑料排水板
塑料排水板采用B型，間距1.1m，正方形布置。塑料排水板長度打設到（2-2）淤泥質粘土層底部。因（2-2）淤泥質粘土層的厚度是變化的，各段落的排水板長度不一，需要結合勘察報告和靜力觸探試驗結果并在施工過程中控制。
對于場區(qū)內(nèi)部分區(qū)域存在一層或多層（2-2a）粘土層，在插設排水板的過程中，需將其打穿。
（5）開挖密封溝、修筑圍堰
施工前期開挖的排水溝可用作密封溝，開挖密封溝時要注意至少挖至（2-2）淤泥質粘土層頂部以下0.5m。
在地基處理邊界外側修筑圍堰，圍堰高度1.4-1.6m，挖方路段可利用兩側的原土作為圍堰，高度不夠時再增加圍堰高度，滿足覆水1.0m的要求即可。
（6）安裝低位預壓系統(tǒng)、低位運行
在砂墊層中鋪設臥管，在砂墊層表面按序鋪設1層土工布，2層真空膜，真空膜周邊要全部埋入（2-2）淤泥質粘土層中。
安裝真空泵等預壓系統(tǒng)后低位運行。
穩(wěn)壓一段時間后向預壓區(qū)內(nèi)覆水1.0m。
低位預壓時間根據(jù)工后沉降控制指標、沉降觀測記錄和計算沉降的比較結果確定。當沉降達到計算值或沉降速率趨于穩(wěn)定（連續(xù)5天平均沉降不大于2mm/天）時可卸載。
（7）卸載，回填山皮石
待達到卸載標準后可以卸載。卸載后回填60cm厚的山皮石?；靥畹纳狡な笞畲罅讲淮笥?0cm，含泥量不大于20%。
（8）高真空擊密
回填60cm山皮石后可進行高真空擊密施工。
1).高真空排水施工參數(shù)
根據(jù)土層的分布情況采用深層和淺層高真空管分層布置，深管間距8.0m×3.5m,長度6m，淺管間距4.0m×3.5m，長度3m。
高真空排水管布置詳見設計圖。
開始排水約3-5天或地下水位降至地面以下1.5~1.8m后進行第一遍擊密，擊密過程中不中斷排水。
2).擊密施工參數(shù)
開始排水約3-5天或地下水位降至地面以下1.5~1.8m后進行第一遍擊密，共三遍擊密，第一遍、第二遍為點夯，第三遍為滿夯。
點夯：第一遍點夯，夯擊能量800-1000kN·m，擊數(shù)2-3擊；第二遍點夯，梅花形布置，夯擊能量800-1000kN·m，擊數(shù)2-3擊。能量可在每遍施工時根據(jù)試夯情況調(diào)整。
滿夯：滿夯能量600kN·m，擊數(shù)1擊，錘印相互搭接1/4錘徑。
因高真空擊密法為專利工法，且施工過程是信息化施工過程，在施工過程中需要根據(jù)信息化施工情況調(diào)整真空管布置參數(shù)以及每遍擊密間的排水時間，夯擊能、擊數(shù)，因此在操作過程中需要根據(jù)高真空擊密法專利技術操作規(guī)程及處理效果調(diào)整相關參數(shù)。
擊密點布置圖詳見設計圖。
（9）平整場地、交付驗收
地基處理結束后將場地平整，交付驗收。
4.3.3 低位預壓階段施工技術要求
1)砂墊層原材料每5000m³應進行一次質量檢驗，其鋪設厚度的誤差控制在±50mm；
2)塑料排水板插點必須按行、排進行編號，布放插點偏差小于10cm。
3）插板施工垂直偏差小于1.5%；插入的塑料排水板必須完好無損，嚴禁出現(xiàn)扭結、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。
4）若回帶超過0.4m，則在原插點附近150mm距離以內(nèi)補插，回帶數(shù)量不應超過打設總根數(shù)的5%。
5）插管底部的管靴應有淤泥擋泥裝置，淤泥不得進入套管內(nèi)，發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)進入淤泥應立即改進套管端口施工工藝，控制套管內(nèi)進淤泥的數(shù)量在總插板數(shù)量的5%以內(nèi)。
6）插板施工時記錄每根塑料排水板的長度、孔深等。
7)塑料排水板上端高出砂墊層20cm，鋪膜之前將該20cm的塑料排水板沿水平方向擺放并埋入砂墊層中。
8）在40cm厚的砂墊層上開槽鋪設管道，開槽深度15-20cm，鋪管后用砂將其填平。
9）膜下砂墊層中管道由主干管和濾水管組成。主干管不打眼，起連接作用，與離心泵和射流箱相連接，采用Φ63的PVC管；濾水管采用Φ50的PE管，在濾水管上四周打孔，孔的直徑為6mm，孔間距5-6cm，正三角形布置，管外包裹過濾材料阻止細砂進入濾水管。濾管和主干管由二通、三通、四通連接，接頭位置用膠帶密封，防止砂進入濾水管。
10）低位預壓覆蓋膜依次采用1布2膜，預壓的真空度要達到80kPa以上。
11）鋪設密封膜之前，要認真清理平整砂墊層，檢除貝克、帶棱角石子等雜物，并將露出砂墊層的塑料排水板插入砂墊層中。先鋪設土工布作為保護層，然后鋪設密封膜。第一層塑料膜鋪設好后，應檢查搭縫并及時補破漏孔洞，符合要求后在鋪設第二層塑料膜。第二層塑料膜同第一層塑料膜一樣鋪設并檢驗。鋪膜過程中，隨鋪隨用砂袋進行壓膜，防止起風將鋪設好的膜卷走或撕裂。禁止施工人員著硬底鞋在膜上作業(yè)或行走，以防將膜剮破。在鋪膜完成的同時，安裝少量的真空泵進行工作，將鋪設好的膜吸住。
12）膜上管道由出膜裝置、連接管路和控制閥門三部分組成。出膜裝置為膜上管道與膜下管道的連接部件，安裝時要嚴格密封，不得漏氣。在真空管管路中設置止回閥和閘閥，避免膜內(nèi)真空度很快降低，并用來控制間歇抽氣和保持真空度的穩(wěn)定。
13）抽真空設備采用潛水泵，空載時的真空度達到95kPa以上。每套抽真空設備設計承擔的面積約800-1000m²，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整（需預留一定數(shù)量的出膜口）。
14）為掌握現(xiàn)場實際真空度，每套抽真空設備安裝一個標準真空表；膜下砂墊層每3000m²設置一個真空度測頭，應布置在兩濾水管平行距離的中間。嚴禁將真空度測頭埋入濾水管和主干管內(nèi)。
15)施工后期可適當停真空泵，但停泵數(shù)量不應超過總數(shù)的20%。
4.3.4 高真空擊密階段施工技術要求
（1）高真空排水技術要求
a.根據(jù)給定參數(shù)布置真空管，在施工過程中根據(jù)信息化施工情況調(diào)整施工參數(shù)。
b.真空設備為帶平衡裝置的可調(diào)真空系統(tǒng)，系統(tǒng)包含高真空泵、平衡器、離心泵等。
c.高真空排水管路系統(tǒng)包括臥管和真空降水管兩部分組成。
d.高真空排水時，每臺機組擬同時連接80～100根真空管。真空管采用Φ32的鋼管或PVC管，下部進水孔包裹兩層尼龍漏膜形成真空管。臥管采用Φ50PVC管。臥管與真空管之間采用內(nèi)纏鋼絲軟膠管連接，連接的接頭應嚴密。
e.真空系統(tǒng)運行時，應保證連續(xù)抽水，并準備雙電源，正常出水規(guī)律為“先大后小，先渾后清”。在運行過程中應經(jīng)常觀察，如出現(xiàn)不出水等異常情況，應立即檢查管路是否漏氣、真空管是否堵塞，發(fā)現(xiàn)情況后及時糾正，若情況嚴重時要求拔除真空管重新埋設。
f.真空管口應有保護措施，防止雜物掉入井管內(nèi)。
g.為防止濾網(wǎng)損壞，在真空管放入前，應認真檢查，以保證濾網(wǎng)完好。
（2）擊密操作技術要求
① 擊密施工步驟：
a.    標識第一遍擊密點位置，并測量原地面高程。
b.    起重機就位，使夯錘中心對準夯點位置。
c.    測量夯前錘頂標高。
d.    將夯錘起吊到預定高度，夯錘脫落自由下落后放下吊鉤，測量錘頂標高；若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平。
e.    重復步驟（d），按設計要求的夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的夯擊。
f.    換夯點，重復（b）～（e），完成第一遍全部夯點的夯擊。
g.    擊密應分段進行，從一邊向另一邊進行，起重機應直線行走。每擊密完一遍，對影響下一遍夯機通行的夯點用推土機推平，放線定位接著進行下一道工序的施工。
h.    按上述步驟完成兩遍夯點的夯擊后再進行一遍滿夯或振動碾壓后平整場地并測量場地高程。
②擊密施工要點
a.擊密的施工機械必須符合夯錘起吊重量和提升高度要求，并設置安全裝置，防止夯擊時起重機臂桿在突然卸重時發(fā)生后傾和減少臂桿的振動。
b.擊密時，首先應檢驗夯錘是否處于中心，保證擊密點的擊密準確。若有偏心時，應采取在錘邊焊鋼板或增減混凝土等辦法使其平衡，防止夯坑傾斜。測量記錄每擊的擊沉量及每個擊密點的擊密次數(shù)。
c.詳細記錄施工過程中的各項參數(shù)及特殊情況，如擊沉量過大出現(xiàn)異常，應及時分析原因進行處理。
d.擊密時，落錘應保持平穩(wěn)，點位正確。如錯位或坑底傾斜度過大，應及時用砂土將坑整平，予以補夯后方可進行下一道工序。
e.點擊密停止標準：控制擊密坑深度，每一遍坑深控制在約0.3~0.4m；單點累計擊沉量超過控制深度時停止擊密，后一擊夯沉量明顯大于前一擊時，停止擊密。
f.控制每遍擊密的間歇時間。擊密坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起；不因擊密坑過深而發(fā)生起錘困難。施工中如發(fā)生偏錘應重新對點。擊密施工過程中如出現(xiàn)歪錘，應分析原因并及時調(diào)整。
g.施工時應注意降雨對擊密的影響，及時排出擊密坑中的積水。
h.每遍點夯后對影響下一遍夯機行走的夯坑用推土機推平。
i.每更換一次脫鉤繩，都應測量脫鉤高度，使其滿足設計要求。測量工必須每一擊記錄一擊，嚴禁有隔擊、隔點、隔日補記記錄的現(xiàn)象。
j.最后一遍擊完后，由推土機將場地推平并測量擊密后場地高程。

4.4信息化施工

本工法的施工過程為信息化施工，施工過程中對孔隙水壓力、地表沉降、真空度等進行監(jiān)測，處理前后進行靜力觸探試驗，對各項監(jiān)測結果進行詳細記錄和分析，及時了解場地加固效果，并根據(jù)監(jiān)測結果來指導施工，調(diào)整施工參數(shù)。
4.4.1 地表沉降觀測
1）預壓期間：在道路沿線每隔100m設置一組沉降觀測標，每組沉降觀測標包括3個觀測點，分別布置在道路的左中右，低位預壓期間進行沉降觀測。
觀測頻率：預壓前30天每1天觀測一次，之后每2~3天觀測一次。
地表沉降量觀測數(shù)據(jù)用于預測沉降趨勢、確定預壓卸載時間，為施工期間沉降量的計算提供依據(jù)，其主要工作內(nèi)容包括：埋設沉降板，沉降觀測，繪制沉降與時間關系曲線。
埋設注意事項：①在埋設點的密封膜上，鋪好土工布，將沉降板放置在土工布上，并用土工布將沉降板包好，保證板面水平，并在其上鋪設30厘米左右的黃砂，整平壓實。②根據(jù)觀測頻率用水準儀觀測測桿的高程。
2）高真空擊密期間：在沿線上設置15m×30m的方格網(wǎng)測量擊密前后的標高，了解高真空擊密前后產(chǎn)生的沉降量、地基處理加固效果和夯實情況，及時調(diào)整擊密工藝和參數(shù)。觀測點位置由施工單位根據(jù)間距要求自行確定。
4.4.2 孔隙水壓力觀測
在低位高真空分層預壓擊密法的處理路段內(nèi)分別布置3組孔隙水壓力觀測點，每組分別根據(jù)處理深度按2~3m間隔設置一個孔隙水壓力計。
低位預壓期間觀測孔隙水壓力的變化，以便了解下臥軟土層的排水情況，掌握地基處理期間孔隙水壓力的增長和消散規(guī)律。
地基處理之前埋設孔隙水壓力探頭（傳感器），使用專用設備把探頭壓至預埋深度，孔隙水壓力探頭用電阻應變式或鋼弦式，以便進行動態(tài)測量。
觀測頻率：預壓前30天每1天觀測一次，之后每2~3天觀測一次。
埋設要求：①埋設前先于現(xiàn)場率定孔壓計的基本參數(shù)，并浸在清水中10小時以上，使透水石充分飽和。②利用鉆桿等設備，把泡過水的孔壓計壓至測點深度，并注意保護電纜，待孔壓穩(wěn)定后，測讀孔壓初始值。
4.4.3 真空度觀測
在低位預壓階段，在膜下埋設真空表，對膜下真空度進行監(jiān)測，確保地基處理效果。
每套抽真空設備安裝一個標準真空表，膜下砂墊層每3000m²設置一個真空測點，布置在兩濾水管平行距離的中間，嚴禁將真空度測頭埋入濾水管和主干管內(nèi)。真空表位置可在現(xiàn)場根據(jù)分區(qū)確定。
4.4.4 靜力觸探試驗
按處理路段沿線按每100m設置1個靜力觸探試驗點。
處理前后分別進行靜力觸探試驗。了解各土層的強度變化情況，必須保證每一個試驗點在處理前后的位置一致。靜力觸探試驗深度到達（2-2）淤泥質粘土層底部以下1.0m。

4.5第三方檢測

地基處理結束后休止28天后進行第三方檢測，以評定地基處理效果。

5 路基處理主要工程量表

項 目	單 位	數(shù) 量	備 注
低位高真空分層預壓擊密法處理	㎡	65086.3
回填山皮石量	m³	39051.8	60cm厚
回填中粗砂量	m³	26034.5	40cm厚
清淤	m³	44555.7	按清淤厚度80cm考慮
溝塘回填	m³	50948.1
土方開挖	m³	64248.4

 

6 主要材料參數(shù)表

塑料排水板主要技術參數(shù)表
項目		單位	JTJ/T257-96標準	說明
截面 尺寸	厚度	mm	≥3.7
	寬度	mm	100±2
縱向通水量		cm/s	≥25	側壓350KPa
復合抗拉強度		KN/10cm	≥1.3	延伸率為10%時
濾膜抗拉強度	干態(tài)	N/cm	≥25	延伸率為10%時
	濕態(tài)	N/cm	≥20	延伸率為10%時
濾膜單位克重		m	70
濾膜滲透系數(shù)		cm/s	≥5×10	在水中浸泡24h
濾膜等效孔徑		μm	＜75	以直徑98計

 

濾管、主管主要技術參數(shù)表
序號	項目	要求
		濾管	主管
1	外觀	色澤均勻、表面光滑	色澤均勻、表面光滑
2	外徑（mm）	50±0.2	63±0.2
3	最小壁厚（mm）	0.3	≥0.3
4	最小進水面積（cm/m）	25
5	環(huán)剛度（kN/m）	6	10
6	扁平實驗	壓至1/2不壞	壓至1/2不壞
7	落錘沖擊	不破裂	不破裂
8	墜落實驗	不破裂

 

真空膜主要技術參數(shù)表
序號	項目	指標	備注
1	拉伸強度（MPa）	≥15/13	縱/橫
2	斷裂伸長率（%）	≥220/200	縱/橫
3	直角撕裂強度（kN/m）	≥40	縱/橫
4	滲透系數(shù)（cm/s）	≤5×10
5	厚度（mm）	0.12

 

土工布主要技術參數(shù)表
序號	項目	指標	參照標準
1	單位面積質量（g/m）	200	GB/T17638-1998
2	單位面積質量偏差（%）	-8
3	厚度（m/m）	1.7
4	斷裂伸長率（%）	25-100
5	斷裂強力（kN/m）	6.5
6	撕破強力（kN/m）	0.16
7	CBR頂破強力（kN）	0.9
8	垂直滲透系數(shù)（cm/s）	1×10
9	等效孔徑O90（mm）	0.07-0.2

 
 

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