振冲碎石桩施工方案.docx
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振冲碎石桩施工方案
*********高速公路项目
振
冲
碎
石
桩
施
工
方
案
************公司
***********合同段
二O一O年四月
振冲碎石桩施工方案
一、工程概况：
**高速公路**合同段路线起止桩号为：
K58+680~K69+520，全长10.852公里。
其中碎石桩段落9处，设计桩长共计208359m。
碎石桩直径0.5m，间距分为1.0m、1.3m和1.5m三种。
二、适用范围：
软基厚度h≥10m路基段，填高大于6m必须设于软基处且厚度h≥5m涵洞基底。
适用段落土层平均抗剪强度τ≥20Kpa。
三、振冲碎石桩的定义和原理：
振冲碎石桩时采用预沉导管、重锤震动压入工艺施工的碎石桩。
其原理主要是振密和挤密松散沙土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基。
四、原材料要求：
碎石桩施工碎石由岩石或砾石轧制而成，应洁净、干燥并具有足够的强度和耐磨耗性，其颗粒形状应具有棱角，不得掺有软质和其他杂质。
施工中采用2ｃｍ～5ｃｍ的碎石，含泥量小于3％，且不得含有粘土块。
碎石强度不低于25Mpa。
五、机械设备的要求：
振冲碎石桩需采用走管式或履带式振动成桩机，内置平底活页式桩尖，桩管ｄ４２６ｍｍ，桩管长度为设计桩长加３ｍ，并设有二次投料口，锤重大于３５ｋＮ，工作电流８０Ａ左右，激振力大于２８０ｋＮ，配备发电机功率150ｋＷ。
六、设计参数：
1、碎石桩长度一般为5ｍ～13ｍ，设计桩径0.5ｍ，桩间距1.0m、1.3ｍ和1.5m三种，平面上呈梅花形布置（等边三角形）。
2、加固宽度至坡脚外２ｍ。
3、单桩承载力≥３００ｋＰａ，复合地基承载力≥１５０ｋＰａ。
七、试桩要求：
1、在施工前，根据现场的实际情况，选择具有代表性路段成桩工艺和成桩挤密试验。
2、试桩的成桩挤密和成桩工艺试验，目的是为了调查各种机械参数，为大面积施工提供各种数据，保证工程质量。
3、试验项目包括成桩时间、深度、压入碎石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等，以确定桩体在密实状态下的各项指标，以此作为设置碎石桩的控制指标。
4、试桩范围不小于7m*7m，按纵向6根桩，横向6根桩，桩间距根据设计间距布置，并在沉桩1个月后，对试桩进行标准贯入试验和承载力测试，以检验施工设备和方法是否符合要求。
5、主要试验内容：
桩间土的标准贯入试验；复合地基载荷试验；单桩承载力试验。
6、若一次试验不成功，应改装或更换设备，改变施工方法，进行二次试桩或多次试桩的设置，直至全部试桩都符合要求。
八、施工工艺
（一）、准备工作
1.清理平整场地：
夯实回填素土至地面，消除高空和地面障碍物；在施工中如果地基液化严重，碎石桩机倾斜或下陷，可在原地面铺40cm~100cm页岩垫层，确保桩机运行平稳。
2.测量放线：
恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通；
3.按设计文件桩间距及形式绘制碎石桩施工平面图，按桩位图准确放出桩位并编号，桩间距允许差为±150mm；
4.技术要求：
施工时要求土层十字板抗剪强度大于10Kpa。
复合地基承载力标准值不小于涵洞及通道箱对地基承载力的要求值，要求桥台基础地基承载力达到220Kpa以上并全部消除地基土的液化。
（二）、施工方法
1、施工放样，清理并平整场地，必要路段铺设碎石或砂砾石垫层，振动成桩机就位，校正桩管垂直度≤ｌ．５％，校正桩管长度符合设计桩长。
2、用振动成桩机将桩管边振动边沉入土层，每下沉０．５ｍ留振３０ｓ，沉入速度控制在２ｍ/ｍｉｎ～３ｍ/ｍｉｎ，直至设计深度，稍向上提桩管，使桩管下端的活瓣桩尖打开，桩管及桩尖外壁的真空破坏，这样可以减少起拔摩阻力。
3、停止振动，立即往管内装入碎石，按计算好的投石量装入碎石。
起振拔管，为了使桩管内碎石密实，在拔管前先留振１ｍｉｎ，边振动边匀速拔管，拔管速度控制为１ｍ/ｍｉｎ～１．２ｍ/ｍｉｎ，为使挤出拔管下端的碎石更加密实，每提升1ｍ留振1ｍｉｎ。
4、根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度（约为桩管长度一半），进行多次反插直至桩管内碎石全部投出。
5、再次投料，直至灌满，启动拔管，并进行多次反插，至管内碎石全部投出，反插深度应小于桩管长度，每提升１ｍ反插０．3~０．５ｍ，留振10-20秒。
6、提升桩管高于地面停止振动，进行孔口投料至地表，启动反插并及时进行孔口补料至该桩碎石料全部投完为止；在孔口加压，保证孔口石料的密实。
7、加料时应停机加料，并注意提升速度，防止因提升过高而出现断桩或缩颈现象，计算好每次投石量，控制每次投石量在导管内堆高应小于1.5m,成桩高度小于34cm。
8、桩孔内的碎石灌入量应通过现场试验确定，结算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数1.15确定。
9、提升和反插速度必须均匀，反插由深到浅，每根桩反插次数视情况而定，每次３～５遍，每根桩不得少于１２遍。
10、试桩（施工）过程中应及时挖除桩管带出的泥土，孔口泥土不得掉入孔内。
11、施工过程中应记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数、电机电流值。
12、施工碎石桩时，应根据试验桩的成果严格控制电流，使其大于密实试验桩的电流。
13、挤密碎石桩时，对砂土、粉土和杂填土地表宜从外围向中间进行，对于黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工。
14、碎石桩施工完毕后，其顶部应铺设碎石或砂砾垫层。
在整个施工过程中，应保证碎石料不被周围土体污染。
15、碎石桩桩长应严格按照设计长度施工，当进尺困难且电机电流为空载电流２倍或将施工机架多次顶起时，可认为已到硬土层或岩层。
九、容易出现的质量事故及防范处理
1、断桩或缩颈
由于土壤含水量大于临界含水量，在成桩过程中的强力振动造成土壤液化，在拔管灌注碎石过程中造成缩颈或断桩，影响工程质量。
断桩或缩颈与土壤的含水量及施工工艺有着密切关系。
对于含水量＞４０％的地基或土层平均抗剪强度τ≤20Kpa时，不宜使用碎石桩，建议采用旋喷桩；对于含水量较大但不超过４０％的地基，为防止出现断桩、缩颈，在施工过程中应降低钻进速度和拔管速度，减小激振力，控制碎石投入量，便可避免断桩、缩颈的发生。
2、承载力不足
（1）、对淤泥层深度不了解，未能穿透淤积层，形成软弱下卧层，导致承载力不足。
（2）、反插次数不足，碎石的充盈不足，没有反插的部位碎石密实度小，影响承载力。
（3）、桩长不够。
由于选用的机型较小，激振力小，本来没有达到设计桩长，误认为已经到达硬上层或岩层。
3、桩尖活瓣未能打开
桩尖活瓣没有打开使桩长不够或者灌石量不足。
采取的措施是更换桩尖活瓣或调整各种施工参数，找到与之相适应的参数来保证工程质量。
十、施工质量控制
1.桩的放样：
应严格按设计图纸进行放样，确保桩间距及布置形式（等边三角形）。
2．碎石材料按要求采用20~50mm自然级配，含泥量不大于3%，且最大粒径不大于5cm，不允许用未经监理工程师验收或检验的碎石，以确保碎石的质量。
3．桩的施工顺序：
采用间隔跳打的方式。
4．根据成桩试验确定的技术参数进行施工，操作人员应记录施工开始时间、结束时间、成桩深度、碎石灌入量及电机的工作电流值，同时注意各种参数的变化。
5．控制碎石桩的振动频率、留振时间、反插深度、桩管提升的高度和速度，同时确保桩身的连续性。
6．施工过程中应及时挖除桩管带出泥土，孔口泥土不得掉入孔中。
7．填料要分批加入，不宜一次加料过量，每一深度的抗体在未达到规定的密实电流时应继续加料，继续振实，严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。
8．施工过程中如发现土层有较大变化，投料量或沉桩速度异常应立即停工，并报告监理工程师。
9．施工完毕，整平场地，测量标高，整理施工记录。
10.施工允许偏差的检验
碎石桩施工允许偏差
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩距（mm）
±150
抽查2%
2
桩径（mm）
不小于设计
抽查2%
3
桩长（m）
不小于设计
查施工记录
4
竖直度（%）
1．5
查施工记录
5
灌石量
不小于设计的95%
查施工记录
11.施工允许偏差检验包括对桩径、桩距、桩长、垂直度以及单桩碎石灌入量。
实际投料量未达到设计用量要求时，应在旁边补桩一根。
十一、碎石桩的质量检验
1、单桩碎石灌入量应≥０．２２4ｍ３/ｍ。
2、检验碎石量、沉管振动时间、提升速度和高度、挤密时间、桩位偏差等。
3、施工前对桩间土做标准贯入试验，比较各土层强度的增加情况，判断土层的承载力。
4、检验频率：
试桩阶段：
试桩前分别进行标准贯入、静力触探检测，每试验路段各不少于3个点；试桩后，标准贯入试验按碎石桩根数的1%布设测点；静力触探试验3点/5000m2，当面积小于5000m2时，不小于3点；动力触探在桩间土标贯击数达不到要求的点周围检测2-3根桩。
静载荷试验选择在先期的试验路段进行，桩头和复合地基各2点。
正常施工阶段：
动力触探2-3‰。
5、检验标准：
（1）、桩身检验：
动力触探（重Ⅱ型）检测，连续5击时的下沉量应不大于10cm。
（2）、桩间土的检验：
采用静力触探进行，检验点数应不小于总桩数的3%，检测标准应不小于天然地基的允许承载力。
6、碎石桩桩长必须穿过软弱土层至压缩性较低的硬层，桩长可根据现场复查结果进行调整，桩端终孔标准宜现场试打，通过现场试打测定最后50cm桩长的锤击数作为终孔的控制标准。
7、另外的桩间土检验方式，桩间土标准贯入试验N63.5≥8击，则认为处理达到要求；
十二、质量检验的时间要求
施工后碎石桩的质量检验必须间隔一段时间才能进行，根据设计要求，成桩后一个月进行。
（另外根据经验情况：
对于饱和黏性土地基应保证间隔时间≥２８ｄ，对于粉土、砂土和杂填土地基，应保证间隔时间≥７ｄ。
）
十三、施工时注意事项
1.铺碎石垫层时一定要清出桩头，使排水通道畅通，地下水可利用通道排出路基之外。
2.建筑物15m范围内不宜采用碎石桩，防止建筑物地基产生沉降。
十四、现场管理
1．遵循监理程序，及时检测，计量旁站和施工工序的监督到位。
2．每台桩机配备一名现场管理员全过程随机施工；技术人员查岗巡视抽查各个桩机的施工参数及原始施工记录。
确保施工参数的准确性及资料的完整性。
3．根据段落、桩号、桩机性能及施工的难易程度对每一台桩机完成一根桩全过程的施工时间进行一次标定，主要控制桩的成桩质量，确保挤密效果及桩身的完整性和连续性。
4．旁站人员根据桩长度详细记录每根桩的施工参数及碎石用量。
按照当天碎石用量与施工延米总量对照复核。
5．资料的整理及报送：
施工资料由专人每天收集整理，对每台桩机建立独立的施工记录台帐。
十五、安全环境保护
1.施工现场垃圾渣土要及时清理出现场。
2.施工现场道路应定期洒水清扫，防止道路扬尘。
3.禁止将有毒有害废弃物作土方回填料。
4.施工现场搅拌站废水，应尽量回收利用，未经处理不得直接将污水乱排、乱放。
化学药品、外加剂等要妥善保管，库内存放，防止污染环境。
5.保证施工区域内永久性的、临时性排水设施畅通。
6.严格控制人为噪声，在人口稠密区施工时，严格控制作业时间；从声源降低噪声；在传播途径上控制噪声。
7.施工现场要设立警示标志标牌。
8、所有进场作业人员必须佩带安全帽。
9、所有机械操作人员必须持证上岗。
10、夜间施工照明良好。
11、加强临时用电的管理，防止触电事故发生。
十六、施工工艺框图
碎石桩施工工艺流程框图
数次加料
监理验收
质量检测
关机移位
振动拔管
拔管前先
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