灰土挤密桩施工工法.doc

灰土挤密桩施工工法
1.前言
1.1工法概况
灰土挤密桩，是软土地基加固处理的方法之一。通常在湿陷性黄土地区使用较广，用冲击或振动方法，把圆柱形钢质桩管打入原地基，拔出后形成桩孔，进而进行素土，灰土、石灰土等物料的回填和夯实，达到形成增大直径的桩体，并同原地基一起形成复合地基。特点在于不取土，挤压原地基成孔；回填物料时，夯实物料进一步扩孔。
1.2施工工法原理
由于灰土挤密桩的桩体变形模量远远大于桩间土的变形模量及桩间土侧向约束作用，地基承受荷载50%的受力由灰土挤密桩承担，从而降低桩间土的侧应力，限制土的侧向挤压力，使地基更加稳固。在软土地基中成孔，再分层装填灰土,用橄榄锤夯实，在桩体密实度达到一定程度的同时，挤压桩间土，使桩间土的密实度达到预期效果，这样就形成复合地基,达到提高路基承载力的目的。
2.施工工法特点
2.1变形模量会有明显增大，抗变形能力有明显提高。
2.2 工序简单，工艺成熟，便于现场控制操作，适用性强。
3.适用范围
适用于地下水位低的粉土、素填土、杂填土、黏性土、湿陷性黄土等土质的软土地基加固。
4.编制依据
1．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）
2．《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)
3．《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025-2004)
4．《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2013）
5．本工程施工图纸。
5.施工方法
首先对所用灰土进行各种指标检测，根据设计桩位和桩距，现场放点施工，灰土挤密桩采用柴油锤沉管成孔，在成孔完成后，用钢卷尺、测绳和吊锤对成孔直径、桩长和孔体垂直度进行检测。分层填料，利用橄榄锤逐层夯实灰土成桩（每层填土厚度约50cm，每次填土压实厚度约25cm，夯击次数7击）。以提高地基的承载力或水稳性。成桩后，在桩上和桩间取土，对含水率、压实系数、挤密系数和湿陷性进行检测。
6.流程及操作要点
6.1施工流程
灰土挤密装施工流程见图1。

施工准备
成 孔
灰土拌合

灰土回填
休止期

检 测

图1灰土挤密桩施工流程图
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1对场地进行平整，满足正常施工要求。
6.2.2测量放线：
1由建设单位、监理单位现场给施工单位交桩（坐标控制点），由我单位复测无误后，现场各单位工程师签署交接文件。
2我单位针对本工程布置平面导线控制网，对工程内交接的坐标控制点进行引测，引测到每一个单体建筑范围内，使得每栋建筑物至少有四个坐标点来控制，引测控制点必须经过现场监理工程师复核后方可使用。
3桩位偏差检验采用钢尺丈量或者全站仪坐标法定位检查。
6.2.3打桩机就位：
柴油履带式打桩机为自行式，可直接驶入靠近钻孔位并将钻头中心直接对准钻位中心，再精确调整机架的垂直度后，将钻头精确定位。
6.2.4成孔
桩机就位对正桩位后调平，垂直与桩点成一线，由当班技术员检查桩位编号及孔位偏差后，方可开锤成孔。将带有特制桩尖的钢制桩管打入土层中至设计深度，然后缓慢拔出桩管即成桩孔，成孔深度满足图纸要求，孔径400mm，成好一个孔用盖板盖一个孔，及时安排成桩。成孔时由专人做好记录，自检并经监理验收后，紧跟着进入第一遍的三七土夯填。
6.2.5 灰土拌合
1填桩孔用的土料宜采用粘质粉土、粉质粘土或砂质粉土；不得含有冻土或膨胀土以及生活垃圾，有机质含量不得超过5%；应符合下述要求配料：采取定量车配比，由技术员勤检查多督导，做到配料正确；灰土的配合比为3:7。
2灰土拌合按要求采用拌料机拌合，配合比符合设计值，灰土混合物外观颜色均一，采用运输车覆盖运输，灰土拌制根据回填要求随拌随用，已拉起成灰土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡灰土严禁使用，按作废处理。
6.2.6检测
2成孔后及时进行终孔检测。桩底标高以原地面固定点标高进行控制。桩径40cm，桩长不小于设计桩长、倾斜度不大于1.5%，桩位偏差不得大于5cm。成孔后将成孔机械移开成孔位置，并及时清理孔口土方。
3检测标准
灰土挤密桩的质量检测工作主要分为现场桩体检测、三桩复合地基静载试验、室内灰土试样抗压强度试验、桩体压实系数试验及桩间湿陷性、压缩性试验，检测桩体数量为灰土桩总数的2％，桩间土检测频率为1％。具体如下。
（1）施工前对桩尖土作标准灌入试验，比较各土层强度增长情况，判定土层的承载力。检验频率以桩数的2%控制。
（2）桩身密实度检验采用重Ⅱ型动力触探法，贯入量10cm时，击数不应小于5击。
（3）复合地基承载力检验数量不少于总桩数的0.3%且不少于3点，单桩承载力试验数量不少于总桩数的2%。
（4）施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。对于湿显性黄土地基应待空隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于28天；对于粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于7天。
（5）桩体现场检测内容主要包括桩径、桩距、桩长、桩体土，其中桩距、桩径采用钢卷尺现场量测，桩长、桩体土芯样通过钻孔取芯方法检测、桩间土采用人工探井取原状土样检测。
（6）单桩桩体要求合格率达到80%，段落工程质量等级以桩体合格率达到85%为合格，达到95%为优良。
7.劳动力组织
一段100m地基处理所需的人员及分工参照表1，具体可根据现场实际情况进行调整。
表1 灰土挤密桩施工劳动力组织表
序号
工 种
数量
备注
1
现场负责人
1人
负责指挥现场
2
测量、技术人员
2人
放样桩位，监控施工过程技术质量
3
安全员
1人
施工安全管理
4
机械手
5人
机械操作
5
普工
10人
劳动作业
8.主要机具设备
一段100m地基处理所需的主要机具设备见表2，具体可根据现场实际情况进行调整。
表2 灰土挤密桩施工机具设备表
序号
设备名称
设备型号
设备数量
备注
1
振动打桩机
DZ90A
5

2
装载机
SG50
1

3
灰土拌和机

1

9.质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1灰土掺量和原材料的质量；
9.1.2成孔深度保证满足设计要求；
9.2保证措施
9.2.1随机抽样检测夯后桩长范围内灰土或土填料的平均压实系数，抽样的数量不应小于桩总数的2%，且不得少于9根。对灰土桩桩身强度有怀疑时，尚应检验消石灰与土的体积配合比。
9.2.2应抽样检验处理深度内桩间土的平均挤密系数，检测探井数不应少于总桩数的0.3%，且每项单体工程不得少于3个。
9.2.3承载力检验应在成桩后14d~28d后进行，检测数量不应少于总桩数的1%，且每项单体工程复合地基静载试验不应少于3点。
10.安全措施
10．1主要安全风险分析
安全风险包括各种机械设备操作安全、机械伤害、物体打击等方面。
10．2保证措施
10.2.1所有施工人员进入工地佩戴安全帽。
10.2.2现场安全警示标识齐全。
10.2.3所用机械、电气设备必须达到安全防护标准，设备接电应由专业电工进行。
10.2.4柴油打桩机成孔作业施工做好孔口防护，防止人员或异物坠落。
10.2.5柴油打桩机作业时，机下不得站人。测量人员应在停止作业后进行量测工作，量测工作完成后应向夯机手挥手示意，机手在看到示意后方可进行夯击作业。
10.2.6施工前及施工过程中经常检查钢丝绳的磨损情况，卡扣的紧固程度以及转向装置灵活性，防止事故发生。
11.环保措施
11.1使用机械设备时，要尽量减少噪声、废气等污染。
11.2汽车进入施工场地应减速行驶，避免扬尘。
11.3配备足够数量的洒水车以保证将汽车行走施工道路的粉尘(扬尘)控制在最低限度。
11.4灰土拌合应配备防尘设备，为工作人员配备必要的劳保防护用品。
12.应用实例
12.1工程简介
拟建固原市图书馆、文化馆、丝路文化展览馆位于宁夏回族自治区固原市原州区九龙路西侧，为1~4F公共建筑，建筑面积61144平方米。拟建物的地基处理采用灰土挤密桩。设计的桩径400mm，桩孔距为850mm,排孔距为736mm，桩孔按正三角形布置，桩体密度约1.60根/平方米桩长9m。文化馆设计的桩数6497根，图书馆设计的桩数6440根，丝路文化展览馆设计的桩数11440根，总计24377根。要求处理后的桩体内3:7灰土的平均压实系数均＞0.97，三个孔之间土的平均挤密系数＞0.94，处理后的复合地基承载力特征值fak≥180Kpa。打桩结束后，将基底标高下的松散层挖除，随后分层铺设并压实灰土垫层，厚度大于0.6m。
12.2施工情况
设计地基处理为灰土挤密桩，桩径为0.4m，桩间距为0.85m，桩孔垂直度偏差不大于1.5%，桩位采用正三角形布置。
12.3工程结果评价
12.3.1采用灰土挤密桩施工成本低，并且挤密后的密实度容易达到要求。
12.3.2灰土挤密桩复合地基处理方式施工质量好，满足设计要求，有效的达到加固地基、消除湿陷性的目的；为主体施工创造了良好的有利条件，确保了施工进度，赢得业主和监理的高度评价，取得了良好的经济和社会效益。
12.4建设效果及施工图片

图1 点位放样

图2 钻架校验

图3 灰土夯实

图4 环刀抽检