灰土挤密桩方案资料.docx
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灰土挤密桩方案资料
新建铁路*****客运专线甘肃段BLTJ-9标
预钻孔柱垂冲孔桩工艺性试桩方案
编制：
复核：
审核：
中铁一局****甘肃段项目经理部
二○一三年八月
1、编制依据
（1）*******指导性施组。
（2）新建*****铁路客运专线工程**标段施工图纸。
（3）国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则及施工指南等。
（4）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
（5）《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设【2010】241号
（6）《铁路工程地基处理技术规程》（铁建设【2010】126号）（TB10106-2010）
（7）《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）
（8）《铁路给水排水工程施工质量验收标准》（TB10422-2011）
（9）《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）
（10）《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
（11）《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302-2009）
2、工程概况
****九标段共有路基共有7段，路基总长度1210.56米，所施工工点地形起伏不定，地形较陡，地势左高右底，线路主要以挖方为主，每段路基长度不同，最长的336.88米，最短的42.2米。
素土挤密桩的桩长为8.7m~~15m不等，桩间距为0.8m~~1.0m，桩径为0.4m，正三角形布置；七段路基挤密桩总桩长约40万米。
本标段路基地层岩性上部为第四系全新统冲积砂质黄土、砂类土及碎石类土，上更新统风积砂质黄土，中更新统风积砂质黄土，底部为上第三系泥岩。
本标段路基不良地质主要为黄土陷穴。
在沟脑及沟谷冲积平台与陡坎处黄土陷穴较发育。
特殊岩土主要为湿陷性黄土、松软土及膨胀岩。
第四系砂（黏）质黄土属Ⅳ级自重湿陷性黄土场地，湿陷土层10～25m；砂（黏）质黄土属松软土，层厚为10～20m；上第三系泥岩具弱膨胀性。
3、试验目的
按照设计及验标要求，灰土挤密桩正式施工前必须进行工艺性试验和工程试桩工作，为正式施工提供实际数据。
本标段路基素土挤密桩工艺性试验工点确定为DK922+551.46～DK922+751.58，本段路基长度为220.78米，桩径0.4m；单根桩长度8.7米、试桩共3根。
（1）对施工机械、方案、施工参数的优选和确定，研究适合路基素土挤密桩基地层特点的钻孔设备及其他设备在该段地层施工的工效、施工参数，确定相应地层的施工设备类型及各种设备的搭配方式，筛选出最优的施工机具搭配方案。
（2）对设计参数的现场地质核对。
（3）检验施工准备工作的周密性、严谨性。
（4）根据试验形成施工工艺细则和质量控制细则，用以指导正式工程的施工。
总结确定施工进度指标、资源配置、成本指标、管理要点等实际资料，为后续施工规划提供实际数据参数。
在保证质量、安全、工期和节能环保的前提下，更好的服务和指导本标段挤密桩的大规模施工。
4试验桩位布置
（1）试桩布置原则及加固机理
为复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，保证素土挤密桩的质量，我项目部采用先打试桩以确定施工参数的方法。
试桩共三根，采用正三角形布置，桩孔直径为40cm，桩间距80cm，桩长8.7m。
填料为素土，采用人工均匀填料，每次回填量为0.12-0.15m3，夯锤质量为1500Kg，夯实时提高4m以上，根据现场土质情况，每次夯实6-8次，听到清脆的锤声，方进行上一层填料夯实，基础面以上预留0.7m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土层挖除后碾压密实。
1、通过挤密作用提高桩间（周）地基土的密实度。
未处理的地基土孔隙率大、压缩性高、承载力低、湿陷性高，打入土挤密桩后，桩体周围土密度增加、孔隙率减少、压缩性降低、承载力提高、抗剪强度增大、湿陷性降低或消失。
2、通过地基土的挤密，提高了地基土的隔水性。
欠密实的湿陷性黄土，，浸水渗透很快，渗水速度可以达到每昼夜几十厘米到几米。
经挤密处理后，防水隔水性能明显增强，使地基土成为不透水或弱透水的，下卧层的未处理土层不会自上向下浸水，这对湿陷性黄土尤其重要。
3、通过桩孔内土料的夯填，使挤密地基得到进一步加强
具体布置
（1）场内施工道路
试验区内根据地形条件和施工项目修建的临时施工便道，满足场内交通的需要。
（2）施工用电
利用自备发电机或就近电网供电。
（3）施工用水
在就近水源点取水；施工用水的采用符合设计用水要求。
五、试桩施工参数
根据我标段进行的素土挤密桩试验，确定施工参数如下：
1、挤密桩位布置：
采用正三角形布置；
2、挤密桩直径：
挤密孔直径0.4m；
3、桩心距：
素土挤密桩桩中心距为0.8m；
4、填料及检测指标：
采用素土回填，填料采用黄土、一般粘性土或Ip＞4的粉土，土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土和膨胀土，土块的粒径不宜大于15mm；桩体填料满足压实系数大于或等于0.97（轻型击实）,桩间土的最小挤密系数大于或等于0.93（轻型击实）。
通过对该填料进行击实试验，该素土的最佳含水率为17.1%，最大干密度为1.75g/cm3。
进行复合地基载荷试验，承载力不小于150kPa。
六、试桩施工准备情况
1、根据坐标控制桩及高程控制点建立现场施工控制桩、控制点。
2、机械、设备资源的配置
序号
设备名称
设备型号
数量
备注
1
振动打桩机
DZ90A
两台
2
重锤
四台
3
小铲车
一辆
4
发电机
一台
5
电焊机
（BX3-550-2）
一台
6
ZL40装载机
ZL40
一台
3、劳动力安排
序号
工种
数量
备注
1
钻机操作人员
2人
2
夯机操作人员
2人
3
桩前操作人员
1人
4
修理工
1人
5
电工
1人
6
普工
6人
4、材料准备
素土挤密桩的填料采用黄土、一般粘性土或Ip＞4的粉土，土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土和膨胀土，土块的粒径不宜大于15mm；当含有碎石时，其粒径不得大于50mm；土料含水量应满足最优含水量，其允许偏差不得大于正负2％。
七、工艺性试桩方案
1、施工工艺流程图
素土挤密桩施工工艺流程图
2、施工工序
2.1清基、平整场地：
清除施工区范围内所有杂草等杂物，表层腐殖土清除不小于30cm，清基土运至指定的弃土区存放。
2.2桩孔定位：
确定平面位置后，建立平面位置的控制桩，以备下步施工使用。
桩中心距为0.8m，先在施工区边线上分出每排桩的控制线。
拉线，用50m钢尺定出每个桩的位置，并插竹筷做标示，对每个桩都建立编号。
定位完成后，复核所放桩位位置、数量是否与施工桩位图一致，核对无误后，报监理工程师验收。
2.3施工顺序：
成孔和回填时为防止临孔之间互相挤压造成相邻孔径缩孔或振动坍塌，施工顺序采用先外后里，隔排隔行，隔一打一的跳打方式，成孔后立即分层回填夯实。
2.4桩机就位：
桩位经验收合格后，进行桩机就位，调平桩机机身，使管身保持垂直。
2.5成孔
桩机就位后采用沉管法成孔
2.5.1打桩机就位
由施工人员检查核对桩位，并设置4个定位点，以4个定位点确定桩点中心位置，以保证锤中心垂直对准桩位，桩位偏差小于5cm。
桩基要保持稳定，使其在成孔过程中不发生移动和倾斜。
2.5.2成孔过程中产生挤密作用，每片成孔顺序由两侧向中间，分批隔排隔行跳打，以保证挤密效果。
成孔直径为40cm，允许误差-20mm。
成孔深度偏差+500mm，孔口中心偏差小于或等于0.4D。
2.5.3成孔过程中应经常检查桩孔的垂直度，发现偏差及时调整，保证成孔垂直度小于等于105%。
2.5.4成孔后及时检查桩孔质量，对超差、缩孔等采取措施及时处理。
2.6孔内填料
成孔后及时进行夯填，孔内填料前先夯实孔底，夯击次数不小于8次。
然后采用人工均匀填料，每次回填量为0.12-0.15m3。
填料前首先在取土场取土备料，在土料含水率接近最优含水率时方允许用于填孔用料，填料有机质含量不得大于5%。
所需土方量用装载机运至施工现场，小铲车载半铲倒入孔内。
2.7孔内填土夯实
锤重1500㎏，填料采用人工均匀填料，每次回填量为0.12-0.15m3。
夯锤提高4m以上，每次夯实6-8次，听到清脆的锤声，方进行上一层填料夯实，基础面以上预留0.5m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的挖除或分层夯实。
八、试桩进度计划
根据工期要求，结合本段路基配置的设备资源情况，试桩共计3根，一天内施工完毕，试桩结束后即由试验单位检测，检测合格后编制试桩工艺总结，进行全面打桩施工。
九、试桩施工质量控制
1、成孔挤密
1.1桩机就位时必须平稳，不发生移动或倾斜，钻头对准桩位点中心慢慢向下钻孔，避免引起坍孔、扩孔或卡锤。
1.2设置长度标志，以便控制冲孔的深度。
1.3成孔后若发生桩孔严重缩径和回淤，填入干砂重新复打成孔。
2、桩孔回填
2.1夯实机就位保持平衡，使夯锤对正桩孔，能够自由落入孔底，孔内有杂物和积水要清除干净，填料前先夯实底部。
2.2填料时指定专人按规定数量均匀填入，不得盲目乱填，人工用铁锹直接倒入孔内。
2.3填料至地面高程，待试验结束后将表层挤松的土分层夯实。
3、施工过程控制
施工过程中，设专人监测成孔及回填夯实的质量并做好施工记录。
如发现地基土土质与勘察资料不符并影响成孔或回填夯实时，立即停止施工，将情况上报监理部门。
4、质量检验及标准
4.1主控项目
挤密土桩的桩数、排列尺寸、孔径、深度、垂直度、填料质量，必须符合设计要求或施工规范的规定。
试验结束后应及时进行抽样检验，孔内填料夯实质量的抽检数量不应少于总数的2%，在全部孔深内，宜每1m取土样测定干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处。
孔内填料的夯实质量，也可通过现场试验测定。
成桩后，主要检查施工记录、全部处理深度范围内桩体和桩间土的干密度，并将其分别换算为平均压实系数和平均挤密系数。
在地基处理的全部深度内取土样测定桩间土的压缩性和湿陷性，抽检桩孔的数量不少于1.5%。
4.2一般项目
4.2.1施工前应对土料的质量、桩孔放样位置等做检查。
4.2.2施工中应对桩孔直径、桩孔深度、反插次数、填料的含水量等做检查。
4.2.3分层检测探坑土的干密度、含水量等。
4.2.4施工结束后，应检查成桩的质量及复核地基承载力。
4.2.5土料和挤密土桩地基质量检验标准应符合下表规定。
表1素土挤密土桩工程质量检验标准
项目
序号
检查项目
允许偏差
检验方法
单位
数值
主控项目
1
桩体土干密度
g/cm3
不小于设计
现场取样
2
桩间土平均干密度
g/cm3
不小于设计
现场取样
3
桩长
mm
+500
测桩管长度或锤球测孔深
-0
4
桩径
mm
0
尺量
-20
一般项目
1
土料有机质含量
%
≤5
试验室焙烧法
2
桩位偏差
≤0.4D
尺量
3
垂直度
%
≤1
用经纬仪测桩管
4.3特殊工艺关键控制点控制
表2特殊工艺关键控制点控制表
序号
关键控制点
控制措施
1
施工顺序
分段施工
2
桩孔夯填
宜采用间隔打法，以免因振动、挤压，造成相邻桩孔出现颈缩或塌孔
3
管理
施工中应加强管理，进行认真的技术交底和检查；桩孔要防止漏钻；土料干湿要适度，厚度和提升速度、留振时间、反插数要按规定，以免桩出现夹层、松散等情况，造成严重质量事故。
十、试桩施工安全与环境保护
1、危险源的分析与保护
为保证试验施工安全，在试验现场配置专职安全员负责现场试验安全；在试验过程中严格按照以下7条施工：
1.1打桩作业人员必须持证上岗，并佩戴相应劳保用品，严禁酒后操作及违章操作。
1.2施工机械作业前，应进行详细的检查。
1.3吊锤的钢丝绳应经常进行检查。
凡发现有扭结、变形、断丝、磨损腐蚀等现象达到破损限度时，必须及时更新。
1.4打桩区域应标示明显的安全标志，禁止非操作人员进入。
1.5供电用电设施投入运行前，建立用电管理机构，组织好运行、维护专业班组，明确机构与班组的职责。
严禁乱拉乱接电源，严禁非电工拆除电器设备。
1.6接引电源工作，必须由维护电工进行，并设专人进行监护。
施工用电完毕，应由施工现场用电负责人通知维护班组进行拆除。
1.7现场用电设备应实行三级漏电保护，配电箱要一箱一机一闸一漏保护，有色标，金属外壳必须连接专用的保护零线，所有电器设备采用接地接零保护。
2、现场监控及安全防范措施
项目部成立安全生产领导小组，分工负责安全工作：
2.1已组织全体现场职工学习了有关规章制度，树立了“安全为了生产、生产必须安全”的指导思想，坚持“安全第一、预防为主”的方针，把施工中安全工作置于工作首位。
2.2已设立专职安全员，负责安全检查、监督。
2.3项目部成立环境保护领导小组，分工负责环境保护工作。
严格执行国家《环保法》和当地政府对环保的有关规定，同时与地方环保部门签订环保协议，并认真执行。
2.4保护植被：
对施工界限外的植被、树木等尽量保持原状。
如因施工需要砍除树木和其它经济作物时，事先征得环境保护和水土保持部门、所有者和业主的批示同意，严禁乱砍乱伐。
2.5营造良好环境：
尽量选用低噪声的施工机械和工艺，振动较大的固定机械设备应加装减震机座，在施工现场设置足够的临时设施，经常进行卫生清理，施工便道要经常洒水防治扬尘。
2.6安全部门制定安全作业规章制度，在施工中做到各项工作有章可循。
主要包括以下内容（不局限于）：
2.6.1有关劳动保护法规的执行措施；
2.6.2车辆运输安全作业制度；
2.6.3用电安全须知及电路架设养护作业制度；
2.6.4各种机械的操作规则及注意事项；
2.6.5各种安全标志的协调规则及维护措施；
2.6.6高空安全作业制度；
十一、试桩雨期施工应急措施
1、组织措施：
雨季施工，成立雨季施工领导小组，由项目经理任组长，统一指挥部署雨季施工工作。
2、现场准备：
2.1施工之前，做好排水明沟，由组织地导流排水。
2.2各种用电设施及闸刀要做好防雨设施，防止雨水使线路短路，烧损用电设备。
机械设备的电源线路要绝缘良好，要有完善的保护接零。
机动电闸箱的漏电保护装置要可靠。
2.3各种机械设备要塔设防雨篷，防止雨水损坏机械。
基坑及用作回填堆土进行覆盖。
3、物资准备：
3.1雨季到来时，准备好抽水机等排水设备，以备应急之用。
3.2由防潮要求的仓库内备足干燥剂，并有适宜的通风设施。
3.3准备好施工人员使用的雨衣、雨鞋等物品。
4、雨季施工措施：
4.1在机械设备四周做好排水工作，防止雨水使机械设备下沉，影响安全和正常使用。
4.2雨天气严禁施工，土来源遭遇雨林时，要重新取样试验，以控制土最优含水率。
4.3密切注意天气预报，了解天气预报信息，合理安排施工顺序，将关键工序安排在大雨到来之前完成或之后在开始施工，保证工程质量。
4.4路基四周做好临时排水沟，并准备好排水设施，防止雨水灌入桩孔内。
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