夯扩挤密碎石桩施工工艺试验方案.docx
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夯扩挤密碎石桩施工工艺试验方案
1、试验目的
通过现场夯扩挤密碎石桩工艺试验确定等工艺性参数，验证夯扩挤密碎石桩工艺对液化地层处理作为正式施工的依据。
2、编制依据
（1）城市副中心行政办公区水系景观工程施工第2标段招标文件、投标文件；
（2）合同及设计明确要求执行的有关施工、安全、质量及城市管理的规及规定。
（3）本企业现有技术水平、管理水平、施工资源及多年从事水利、市政工程的施工经验。
（4）国家、市有关安全、文明施工、环境保护规、规程及相关文件。
（5）《建筑桩基技术规》。
（6）《建筑地基处理技术规》。
（7）《建筑地基基础工程施工质量验收规》。
（8）《水利水电工程施工通用安全技术规程》。
3、工程概况
（1）施工概况
城市副中心行政办公区水系景观工程为落实行政办公区规划，新挖丰字沟河道4.2km，北起运潮减河，南至北运河，在河道两侧修建排水暗涵，在河道末端修建排涝泵站，在河道两端修建水闸，实施景观绿化，实现丰字沟排水、蓄涝兼风景观赏河道的规划目标。
泵站现状地面高程20.2m，设计底高程9.9m，基坑开挖支护深度10.3m，基坑平面尺寸为130.66m×99.70m，基坑周边场地较为平整，周边无地下管线及建、构筑物。
泵站基础采用筏板基础，基础处理采用夯扩碎石桩，桩径550mm，施工桩长9.1m，间距1.5m，正三角形布置。
（2）夯扩挤密碎石桩设计
①本工程采用夯扩挤密碎石桩复合地基消除液化，夯扩挤密碎石桩桩底标高为2.4m（绝对标高），槽底施工标高11.5m（绝对标高）。
②夯扩挤密碎石桩设计桩径Φ550，设计桩长9.6m，有效桩长9.1m，桩身材料采用级配碎石，桩位呈正三角形布置，桩心间距1.50m，桩数5863根。
③桩顶施工标高控制在基底混凝土垫层底面以上0.20m，施工完毕后挖土至混凝土垫层底面以下0.30m，然后虚铺33cm厚的碎石垫层，粒径不大于3.0cm，压实至30cm，夯填度不大于0.9，即至混凝土垫层底面标高。
④夯扩挤密碎石桩桩端进入非液化地层不小于1d桩径。
夯扩挤密碎石桩平面布置图
夯扩挤密碎石桩复合地基设计参数一览表
桩类
液化处理深度
（m）
设计
桩长
（m）
桩径（mm）
桩间距
（m）
桩数（根）
夯扩挤密碎石桩
7.0
9.6
550
1.5×1.5
三角形
5863
（3）地质概况
①岩土工程条件
拟建场地及附近区域地表出露地层为第四系洪冲积松散沉积地层，第四系地层以下为下伏基岩，主要为蓟县系、青白口系和寒武系地层。
现将工作区及附近地区地表出露地层及隐伏地层分布情况由老至新简述如下：
蓟县系：
主要分布于工作区东南部，岩性主要为白云岩和白云质灰岩。
青白口系：
主要分布于工作区胡各庄～梨园一带呈北东向条带状分布及工作区东南部，主要岩性为粉砂质页岩和粉砂岩。
寒武系：
主要分布在工作区西北部，呈北东向条带状分布，主要岩性为泥质白云质灰岩，鲕状灰岩、竹叶状灰岩、黄褐色泥质条带状灰岩和紫红色页岩等。
第四系：
工作区地表广泛分布，主要为第四系洪冲积松散沉积地层，岩性主要为砂和粘性土互层。
根据工区附近已有勘察成果，场区按成因年代分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪冲洪积层三大类，各层地层岩性及其特点自上而下依次为：
人工堆积层：
主要岩性包括素填土和杂填土。
素填土层：
黄褐，稍密，稍湿，含砖灰渣、瓦片、植物根、树根，局部为耕植土；杂填土层：
杂，松散-稍密，稍湿，含砖头、灰渣、瓦片、石块等，局部有少量建筑垃圾。
本大层普遍分布，厚度0.5~5.8m，最低层底标高约13.0m。
新近沉积层：
位于人工堆积层之下，主要岩性包括：
粘性土、粉土和砂层。
局部含有机质。
本大层最大厚度约9.4m，最低层底标高约11.0m。
第四纪冲洪积层：
新近沉积层以下为第四纪冲洪积层，主要岩性包括：
粘性土、粉土和砂层。
本大层最大厚度约8.8m，最低层底标高约4.3m。
根据现场开挖揭露的地层状况为：
地表以下3~4m为粉质粘土、以下至开挖基面为细砂。
②地下水条件
根据已有资料初步分析：
场区50m深度围，地下水类型为上层滞水、层间潜水和承压水。
上层滞水分布在上部粉土或砂层透镜透镜体中，变化较大，不稳定。
层间潜水，含水层主要为粉细砂层，透水性较好，水位埋深约为5.0m～8.0m，静止水位标高约为12.0～15.0m。
地下水位每年6月份开始上升，9～10月份达到当年最高水位，次年5月份达到当年的最低水位，平均年变幅可达3.0m～5.0m。
承压水，含水层主要为细中砂，透水性较好，水位埋深为12.0m～15.0m，静止水位标高为5.0～7.0m，该层部分缺失，主要由于隔水层缺失形成“天窗”，导致潜水与承压水连通。
承压水水头3.0m～6.0m左右。
经过现场勘查，施工场地地下水深度约7.0m。
③饱和砂土地震液化
根据已有勘察资料，依据《建筑抗震设计规》（GB50011－2010），采用标准贯入试验法判别地面下20m深度围地基土的液化情况。
当地震烈度为8度时，地下水位近3～5年最高水位考虑（埋深2m），拟建场地的粉细砂的上部发生地震液化，液化指数为0.31～7.20，液化等级为轻微～中等，初步判定本场地地震液化以轻微为主，局部可达中等。
④地层剖面详图
4、夯扩挤密碎石桩施工工艺性试验
4.1施工准备
（1）施工机械
夯扩挤密碎石桩施工设备表
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
长螺旋钻机
MVT—400
台
1
液压步履式扩孔机
HJ35M
台
6
铲车
50型
台
1
铲车
30型
台
3
（2）施工材料
碎石（粒径20mm～50mm）。
（3）施工安全
长螺旋钻机、液压步履式扩孔机机械报检合格后方可使用。
作业人员经过安全教育，持证上岗。
（4）设备特点
采用液压传动和控制，施工移动灵活、就位方便；船型步履式行走装置，接地比压小，耐震性能好；产品功能多，装运方便；其回转、前进及后退功能操作简单，同时该设备对使用环境条件无特殊要求，电源采用普通三相交流：
380V，50HZ即可，应用围广。
4.2施工工艺
4.2.2施工步骤
4.2.3施工顺序
（1）准备工作：
桩机的安装、调试；施工放线、定桩位；
（2）桩机就位：
将重锤中心对准桩位点，再次调试桩机；
（3）重锤夯击成孔：
利用重锤的重力势能冲切地基土成孔，反压护筒跟进；
（4）分层填料：
成孔到设计标高后，分批填料，每次填料量0.3m3。
提升重锤，大能量夯击挤密桩身材料。
当离施工地面小于2.0m时，为防止地面隆起，采用小能量夯击。
（5）成桩，设备移至下一根桩。
（6）当全部成桩后，采用一定能量的平板夯对施工的区域的地面进行夯实。
4.2.4施工流程
（1）测量放线
测量放线按设计提供的坐标点放出区域边界线，并用明显的标记标示出来。
（2）桩位布设
按设计要求和碎石桩平面图布设碎石桩桩位并测场地地面标高，桩位测量误差≤20mm。
碎石桩桩位由专业测量人员进行，井位应设置显著标志，必要时采用钢钎打入地面下30cm，并灌入石灰粉，定位完毕请监理组织验收。
（3）引孔，
正式施工前由技术人员再次复核测量基线、水准点及桩位，然后采用长螺旋钻机引孔，引孔孔径为Ф400，孔深按设计要求进行，成孔过程中要求孔壁垂直，严禁错位，须保证桩径达到设计要求。
成孔后，由成孔人员对孔深、孔径、垂直度进行自检，技术人员进行复检，合格后方可进入下道工序。
认真做好每个孔的原始记录，量测孔径，孔深、孔的垂直度。
（4）液压步履式扩孔机移机就位
成孔设备对位时，调整设备水平支稳后，将重锤缓慢放至离地面5cm处，使重锤中心与长螺旋引孔孔位中心对齐。
（5）冲击成孔
柱锤重4.0吨，锤长6.0m～7.0m，柱锤直径不小于377mm，护筒直径不小于400mm，成孔深度不应小于设计成孔深度。
成孔直径不小于400mm，成桩应采取横移退打的方式自中间向两端对称进行施工。
成孔在遇到地下大块障碍物无法穿越时，应先用填料将原桩孔夯实挤密至地表，然后在其周围不超过1倍桩间距围补桩，重新成孔填料夯击。
（6）填料
填料应采用碎石（粒径20mm～50mm）,采用铲车运送至调料口，采用人工铲运的方式将碎石沿护筒开孔处填入孔，每次填料方量为0.30m3。
（7）柱锤夯实
桩身填料应分层填入桩孔夯实，每次填料量为0.30m³，每层填料至少夯击3次，最后一击提锤高度2.0m的贯入度应小于设计要求，否则应继续夯击直至满足要求。
反复进行直至距桩顶2.0m位置处。
（8）夯桩顶
成桩至距地面2.0m时应采取低落距锤夯击，以地面隆起不超过15cm为宜，单击贯入不大于12cm的要求。
（9）清土、凿桩头
清运桩间土：
采用小型机械挖土，将弃土装入运土车中，运出场地至指定弃土地点，人工清理槽底。
清土过程中由专人随时抄测槽底标高，防止超挖。
凿剔桩头：
采用小型挖掘机截断，在截掉大部分桩头后，用小锤、钢钎将桩顶修平至设计标高。
（10）铺设碎石垫层
在对夯扩桩桩进行隐蔽工程验收及验槽后，进行褥垫层的铺设。
铺设材料选用碎石。
根据设计要求先虚铺33cm碎石，碎石粒径不大于30mm。
褥垫层超出素垫层边线20cm，然后用平板振动器纵横方向进行振动压实至设计标高，压实度不大于0.9。
压实后达到设计要求厚度。
铺设过程中采用水准仪控制垫层标高。
5、夯扩挤密碎石桩质量控制及检验
5.1施工准备
（1）施工过程中应严格控制填料的比例、填料数量、夯击次数、夯锤落距,挤密系数达到设计及规规定。
（2）施工过程中应及时抽样检验孔夯扩桩处理地基的质量。
（3）施工中确保桩长达到设计要求。
（4）施工结束后，应对桩顶标高、桩位、桩体质量进行检查。
（5）桩孔填料应符合设计要求及施工规的规定
（6）桩孔若出现严重缩径、回淤或塌孔时可多次填入碎砖渣或生石灰，边填边夯将填料挤入孔壁及孔底。
（7）填料进场以后可集中就近堆放，防止日晒雨淋并选用代表性的料样进行击实试验。
（8）在夯击过程中，如果出现周围土隆起，要适当减少夯击次数。
（9）挤密桩施工前后，分别采用钎探对桩间土进行检测，对比挤密桩施工前后桩间土的密实度。
5.2质量检验
夯扩挤密碎石桩复合地基质量检验标准
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主
控
项
目
1
桩径
mm
-20
用钢尺量
2
桩长
mm
+500
测桩孔长度
3
桩身强度
设计要求
现场取样检查
4
地基承载力
设计要求
按基桩检测规
一
般
项
目
5
石料粒径
mm
≤100
筛分法
mm
＜100
筛分法
桩位偏差
/
≤0.4D
用钢尺量，D为桩径
6
桩垂直度
%
1.5
用经纬仪测桩管
7
褥垫层厚度
≤0.9
用钢尺量
5.3夯扩桩试验及检测
（1）所使用碎石的质量应符合有关规和设计要求，进场后按有关标准进行质量检验并进行进场报验。
（2）施工结束7～14d，抽取总桩数2%进行桩身重型动力触探试验。
（3）施工结束7～14d，抽取总桩数2%的点对消除液化的地基采用标准贯入试验。
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