路基高真空降水、强夯方法处理施工方案

备土路段路基处理设计验证方案

一、工程概况

根据2XX年5月11日建设单位组织召开的特殊路基设计方案专家论证会精神及5月20日山东省交通规划设计院编制的《国道XX线济南段特殊路基降水处理要求》，对于路侧有备土路段采取高真空降水+强夯方法处理。

原XX线国道两侧经回填整平，地形较平坦，地貌单元为黄河冲积平原。经钻探揭示，备土区地层主要由素填土（松散、场地遍布）、粉土（饱和、低抗剪强度、高压缩性、高孔隙比、场地遍布）、粘土（软～可塑、局域分布）、亚粘土（饱和、软～可塑、局域分布）、淤泥质土（流塑状、局域分布）组成。地质勘察报告揭示，备土段下部地层较为软弱、含水量高（平均超过34%）、孔隙比大（平均超过0.95）、饱和度大（平均接近95%）、压缩性高（属中～高压缩性土）、抗剪强度低（如粉土快剪粘聚力未超过11kPa）。地下水埋深2.0～4.20米。

为保证路基工程质量，总结科学合理的设计参数，为下一步大面积施工总结经验，选定K116+420~K116+770段进行路基工程高真空降水+强夯处理路基试验段施工。试验主要目的是通过现场试验对各项设计参数予以分析、对比、优化，对地基加固效果进行现场监测及检测，研究地基加固的机理和效果，以得出最佳设计、施工技术参数，为全路段大面积施工提供科学、合理、经济的设计参数和施工工艺。

二、试验段选择及内容

拟定在K116＋420～K116＋770路段右侧设立试验段，（试验段划分见表1）。整个试验可分成7个试验区，每个区段长度为50m，宽度B根据现场情况确定，加固

范围为：深老水沟上备土段（主要位于线路左侧）至路肩外缘以外4m ；浅水沟上备土段（主要位于线路右侧）至路肩外缘以外3m 。主要试验内容：

（1）高真空排水系统主要设计及施工工艺 （2）强夯的主要技术参数及施工工艺 （3）加固效果的现场检测及监测

表1 试验段划分

三、试验段施工设计参数

1、工艺参数

真空泵和离心泵型号：真空泵2KV5161-OKC02-7P ，额定功率15kW;离心泵2BA-6，额定功率4kW ；

泵的真空度：浅层大于500mmHg ，深层大于540mmHg ； 泵的布置密度：1台/5002

m 或1台/8002

m ；

井点管网设计：井点管深度设计深浅分别为h1和h2，管网间距为4m ×4m 或3m ×3m ，梅花型交错排列。区段外设置外围管（截水井管），深层（h1）和浅层（h2）各1排，井点间距1.2m 。

井点技术参数：井点孔径不小于100mm ，孔深比井管深0.5～0.6m ；井孔滤管底部垫砂厚度不小于500mm ；

外围排水：根据试验段的具体地质条件及附近的周围环境确定。 2、施工控制标准

地下水位稳定在设计路基顶面H 以下，各土层的含水量接近强夯最佳含水量。 3、井点布置平面图

K116＋420～K116＋770：管网间距为@m ×@m （@＝3或4），泵的布置网度：1台/5002

m 或1台/8002

m 。

图1 高真空排水系统井点布置图

4、强夯施工设计 （1）设计参数

试验段Ⅰ、Ⅱ：第一、二遍强夯均为单机作业，锤底静压力30～35kPa ，夯击能：2000kN.m 。夯点网格：5m ×5m 。两遍强夯的夯点呈梅花型布置。满夯500kn.m ，1遍，锤底静压力35kPa 左右，梅花型布置。夯迹彼此重叠搭接d/4（d 为夯锤底直径）。

试验段Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ：第一、二遍强夯均为单机作业，锤底静压力30～35kPa ，

夯击能：1500kN.m。夯点网格：5m×5m或4m×4m。两遍强夯的夯点呈梅花型布置。满夯400kn.m，1遍，锤底静压力35kPa左右，梅花型布置。夯迹彼此重叠搭接d/4（d为夯锤底直径）。

试验段Ⅶ：点夯1000kn.m，2遍，间距1.7D（D为夯锤底直径），锤底静压力20~35kPa 左右，梅花型布置。满夯350kn.m，1遍，夯迹彼此重叠搭接d/4（d为夯锤底直径）。

（2）停夯标准：按设计夯击数夯击时，当最后两击的平均夯沉量小于等于10cm 或夯沉量呈发散趋势或夯坑深度大于1.5m时停夯。

（3）夯点布置平面图

图2 夯点布置平面图

5、各试验段施工参数选择

表2 试验段施工参数

试验区编号试验区位置

管网间距

@（m）

井点深

度

H（m）

每台泵控

制

面积（2

m）

夯击能

（kN.m

）

夯点间距

（m）

夯击遍

数

（遍）

夯击数

（击）

试段ⅠK116+420

～

K116+470

3m×

3m

深层

h1=7.0

m

浅层

800 2000 5

2

初步定为

4～8击，

具体根据

现场试验

情况确定

试段ⅡK116+470

～

3m×

3m

800 2000 5

试验段均采取高真空+强夯（点夯）+满夯方案，满夯采取每点夯击1遍，夯迹彼此重叠搭接d/4（d为夯锤底直径）。试验段Ⅰ、Ⅱ满夯夯击能为500Kn.m，试验段Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ满夯夯击能为400Kn.m，试验段Ⅶ满夯夯击能为350Kn.m。

试验段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ主要验证有深老水沟侧（主要线路左侧）备土段，试验段Ⅰ、Ⅱ降水至路基顶面标高下H为6m以下，试验段Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ降水至路基顶面标高下H为5~6m以下。

试验段Ⅶ主要验证浅水沟侧（主要线路右侧）备土段，降水至路基顶面标高下H为4~5m以下。

四、施工检测和监测

（一）常规施工现场检测和监测

（1）地基土检测

静力触探，标准贯入试验。

（2）现场监测

地下水位监测：在每个试验段内均匀设置水位孔3个，监测高真空排水施工时地下水位的变化过程，确定强夯施工开始前的稳定水位。