灰土挤密桩施工方案(使用).doc

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新建铁路京广线高邑车站工程
河北远鹏物流铁路专用线工程合同段

灰土挤密桩施工技术方案

编制:
审核:
审批：

中铁二十四局新余工程有限公司
远鹏物流工程合同段项目经理部
年 月

1、工程概述 1
1.1、地质概况 1
1.2、工程概况 1
2、施工准备 1
2.2、夯实设备 2
2.3、作业人员 2
2.4、作业准备 2
2.5、材料准备 2
3、灰土挤密桩施工 3
3.1、设计技术要求 3
3.2、施工工艺 5
3.2.1工艺流程 5
3.2.2操作工艺 6
4、灰土桩施工注意事项 10
4.1、沉管桩成孔及注意事项 10
4.2、夯击注意事项 11
4.3、桩缩孔或塌孔后注意事项 11
4.4、桩身回填夯击注意事项 11
5、质量控制及检验标准 12
5.1、质量控制 12
5.2.1主控项目 13
5.2.2一般项目 13
6、质量记录 14
7、质量保证措施 14
8、安全隐患及安全控制措施 15
8.1、 防范措施 15
8.2、安全控制措施 16
9、文明施工、环境保护措施 17
9.1、文明施工、环境保护目标 17
9.2、文明施工、环境保护 17

精选
1、工程概述
1.1、地质概况
本合同段工点范围内为厚层第四系全新统冲洪积地层，岩性主要为人工填土、黄土状粉土、粉质粘土、中粗砂，场地范围内黄土状粉土具有不均匀湿陷性，为I级非自重湿陷性场地，人工填土，厚度4—6米，未经压实，多为松散状态，采用灰土挤密桩施工。
1.2、工程概况
本合同段在软土处理布置灰土挤密桩施工，路基工程在一号线DK316+665～DK315+305，走行轨DK316+340～DK315+315，二号线DK316+465～DK315+300，地基处理类型属I型，桩长分别为5m、5.3m、5.5m、5.8m、6m、6.3m、6.5m、6.8m、7m、7.4m、7.5m，桩径0.4米，灰土桩顶铺设50cm厚灰土垫层。
2、施工前准备
2.1、主要机具设备
1.5-2.0t柴油打桩机
2.2、夯实设备
电动夹杆式夯实机，夯锤重不应小于150Kg。
2.3、作业人员
打桩工：5人、填料工：3人、焊工：1人、维护工：1人。
2.4、作业准备
（1）清除施工场地表面根植土、构造物及电缆等。
（2）平整施工场地施工场地进行平整，对桩机运行的松软场地进行预压处理，场地形成横坡，做好临时排水沟，保证排水畅通。
（3）测量放线，定出桩位并标识。
2.5、材料准备
（1）土料：采用就地挖出的粘性土，有机质含量小于5%，不得含有有机杂质或用耕植土；土料应过筛，土块粒径不应大于15mm。
（2）石灰：应用Ⅲ级以上新鲜的块灰，使用前1-2d消解并过筛，其颗粒不应小于2.36mm，不得夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。MgO和CaO总量不小于85%，其中CaO含量应不小于80%；粉煤灰烧矢量宜小于20%，粒径应在0.001-1.18mm之间，小于0.075mm的颗粒含量宜大于45%。
（3）对选定的石灰和土进行原材料和土工试验，灰土桩为三七灰土，配制时确保充分拌合及颜色均匀一致，灰土的夯实最佳含水量宜控制在14%～18%之间，边拌合边加水，确保灰土的含水量为最佳含水量。填料的含水量如超出最佳含水量的±3%，应与晾晒或洒水润湿。
3、灰土挤密桩施工
3.1、设计技术要求
（1）按图纸要求灰土挤密桩桩长分别为5m、5.3m、5.5m、5.8m、6m、6.3m、6.5m、6.8m、7m、7.4m、7.5m，桩径40 cm，桩间距1.0~1.2米，桩孔按等边三角形布置，灰土桩为三七灰土，桩顶设置50cm厚的加筋二八灰土垫层，要求桩体压实度不小于98%，灰土垫层压实度不小于97%。锤重不应小于150Kg，最大直径应比桩径小10-16cm

（2）灰土桩采用沉管法施工，施工顺序为从两侧向中间，隔排隔桩跳打。

注：灰土挤密桩地基的效果与桩距的大小关系极大。桩距太大，桩间土的挤密效果不好；桩距太小，桩数增加太多而不经济，同时成孔时地面隆起，桩管打不下去，给施工造成极大的困难。因此，必须合理地选择桩距，选择时应以桩间挤密土能达到设计的密实度为准。要消除桩间土层的湿陷性，桩间土的最小干容重不得小于15kN/m3。
桩距的确定还与土的原始干密度和孔隙比有关，一般应通过试验或计算确定，桩间土的平均压实系数λc=0.90～0.93。
图1 桩孔布置示意图
按等边三角形布置桩孔时的桩距L和桩排h的计算原则是挤密范围内平均干密度达到一定密实度的指标，如图1所示，等边△ABC范围内天然土的平均干密度ρd，挤密后其面积减少正好是半个圆面积，而减少了面积的干土密度由于桩孔内土的挤入而增大，由于桩孔内土的挤入而增大，由此可导出：

H=0.866L

式中 d—— 桩孔直径（mm）；
L—— 桩间距（mm）；
λc——地基挤密后5，桩间土的平均压实系数，宜取0.93；
ρdmax——桩间土的最大干密度（t/m3）；
ρd—— 挤密前土的平均干密度（t/m3。
处理填土地基时，鉴于其干密度值变动较大，一般不易按上式计算桩孔间距，为此，可根据挤密前地基土的承载力标准值ƒs.k和挤密后处理地基要求达到的承载力标准值ƒsp.k，利用下式计算桩孔间距：

式中 ƒp.k——灰土桩体的承载力标准值，宜取ƒp.k=500kPa。
对重要工程或缺乏经验的地区，在桩间距正式设计之前，应根据现场成孔挤密试验确定桩孔间距。

（3）每个桩孔填料的实际用量应做好记录，并按施工图逐个进行检查以免漏填。如发现地基土质与设计提供资料不符合并影响成孔或回填质量时，应停止施工并提出处理意见报监理工程师审批。
（4） 对大面积采用灰土挤密加固的地基，应多开工作面分段施工，在路堤填筑段，应将桩顶挤松的土层重新整平压实。
3.2、施工工艺
3.2.1工艺流程
清理整平施工场地→测量放线→桩点布置→机械就位→桩点高程测量→打桩成孔→灰土拌制→封管→夯填灰土→成桩 施工工艺框图（看下图）:
是
合格
不合格
否

原地面处理
测量防线
拔管
设备就位
沉管
是否达桩底深度
桩体分层夯填
成桩检验
开始
不合格品处置
结束
灰土挤密桩工艺及质量控制流程图
3.2.2操作工艺
①成孔施工
a、根据设计桩长，施工前在桩架或钢管上用油漆标出控制深度的标记（沉管深度控制在5-7.5m）
b、沉管机就位后，使沉管尖对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度（垂直度偏差不大于1.5%）。
c、沉管机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔，桩管顶设桩帽，下端作成60°角度锥形活动尖桩。
d、成孔清底后应及时夯实，夯实次数至少要达到8次，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，当为局部处理时，应由外向里施工，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。
②灰土拌和
a、灰土采用拌和机集中拌制，各种用料计量准确，根据每天实际用量进行石灰消解和灰土拌合。首先对土和消解后的石灰分别过筛，灰土桩设计为三七灰土配料拌和，每次拌合灰土均进行灰剂量检测，符合要求后方可用于桩体填筑，灰土拌合料外观颜色要求均一，并用运输车覆盖运输到施工现场。石灰土拌制根据每天施工工作量一次拌制完成，已拌成的灰土不得超过24小时隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡的灰土严禁使用，按作废处理。下雨期间不进行灰土拌制，避免灰土质量受到影响。
③夯填灰土
a、灰土桩分层回填、夯实，向扩内填料前，孔内应清底夯实，夯击次数一般不小于8 次，然后 根据确定的分层回填厚度和夯击次数逐层填料夯实每次填料3-5锹，至少夯击5次，并夯至锤声清脆时才可在此填料。施工时并有专人监测和记录；且桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5%，桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5%。。
b、灰土桩夯实按照试验确定的工艺参数连续施工，分层夯实至设计标高。回填夯实采用连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。
c、灰土挤密桩施工完成后应挖除桩顶松动层后开始施工灰土垫层。
灰土挤密桩成功地解决了消除黄土湿陷性、提高地基承载力的目的。由于该方法处理湿陷性黄土属原位处理方法，处理的地基土无须挖出，环保作用明显。而且该方法处理地基较深（最深可达15m），回填材料价格低廉，施工机械简单，工艺也较简便，属经济与技术效果都较好的一种地基处理方法，具有较大的推广价值。施工效果见图1、图2、图3。
图1灰土桩复合地基静载实验

图2桩头处理完毕后的情况

图3清理桩头

4、灰土桩施工注意事项
4.1、沉管桩成孔及注意事项
（1）钻机要求准确平稳，在施工过程中机架不应发生位移或倾斜。
（2）桩管上设置醒目牢固的尺度标志，沉管过程中注意桩管的垂直度和贯入速度，发现反常现象及时分析原因并进行处理。
（3）桩管沉入设计深度后应及时拔出，不宜在土中搁置较长时间，以免摩阻力增大后拔管困难。
（4）拔管成孔后，由专人检查桩孔的质量，观测孔径、深度是否符合要求，如发现缩颈、回淤等情况，可用洛阳铲扩桩至设计值，如情况严重甚至无法成孔时在局部地段可采用桩管内灌入砂砾的方法成孔。
4.2、夯击注意事项
夯击就位要保持平稳、沉管垂直，夯锤对准桩中心，确保夯锤能自由落入孔底。
4.3、桩缩孔或塌孔后注意事项
（1）地基土的含水量在达到或接近最佳含水量时，挤密效果最好。当含水量过大时，必须采用套管成孔。成孔后如发现桩孔缩颈比较严重，可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣，稍停一段时间后再将桩管沉入土中，重新成孔。如含水量过小，应预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。
（2）必须遵守成孔挤密的顺序，采用隔排跳打的方式成孔，应打一孔，填一孔，应防止受水浸湿且必须当天完成回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵塞，可隔几个桩位跳打夯实。
4.4、桩身回填夯击注意事项
（1） 成孔深度应符合设计规定，桩孔填料前，应先夯击，夯击次数至少要达到8次。根据试验测定的密实度要求，随填随夯，对持力层范围内（约5-10倍桩径的深度范围）的夯实质量应严格控制。若锤击数不够，可适当增加击数。
（2）每个桩孔回填用料应与计算用量基本相符。
（3）夯锤重不宜小于150kg，采用的锤型应有利于将边缘土夯实（如梨形锤和枣核形锤等），不宜采用平头夯锤
（4）基础底面以上应预留0.5-0.7m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土挖除，分层夯压密实后，立即进行下道工序施工。
5、质量控制及检验标准
5.1、质量控制
（1）施工前根据试验桩确定施工控制参数，严格操作工艺，确保灰土在初凝时间内完成拌和及回填。严禁使用过时、过夜灰土。对已成好的孔要及时回填夯实，不得长时间空孔放置。
（2）施工过程中，设专人旁站成孔及回填夯实的质量。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，查明情况，待设计人员确认及采取有效措施（或变更设计）后，方可继续施工。
（3）在成桩过程中，随时观察地面升降和桩顶上升，桩顶上升过大时容易造成断桩，要调整成桩施工工艺。
（4）雨季或低温季节施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土和土料淋湿后冻结。
（5）灰土挤密桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。
（6） 孔内填料的夯实质量，应及时抽样检查，其数量不得少于总孔数的2%，每台班不应少于2孔。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。
5.2、质量检验标准
5.2.1主控项目
灰土挤密桩的桩数、排列尺寸、孔径、深度、填料质量及配合比，压实度、挤密系数必须符合设计要求或施工规范的规定。
5.2.2一般项目
1、施工前应对土及灰土的剂量、粒径质量、桩孔放样位置等做检查。
2、施工中应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等做检查。
3、施工结束后，应检查成桩的质量及复合地基承载力。灰土挤密桩施工中，每台班均须制作检验试件，进行7天强度检验，成桩28天后应及时进行复核地基承载力试验，其承载力应符合设计要求。
4、土和灰土挤密桩地基质量检验标准应符合下表规定。

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
压实度
%
＞97
现场取样检查
2
桩长
mm
+500
测桩管长度或垂球测孔深
3
地基承载力
设计要求
按规范方法
4
桩体及桩间土干密度
设计要求
现场取样检查
5
桩径
mm
-20
用钢尺量
一般项目
1
土料有机质含量
%
≤5
试验室焙烧法
2
石灰粒径
mm
≤2.36
筛分法
3
桩位偏差
≤0.4d
用钢尺量
4
桩体垂直度
%
≤1.5
用经纬仪测桩管
6、质量记录
1、着重对石灰的材质现场检测记录（现场工程师对材料进场检测记录）
2、单层填筑层厚进行控制记录（根据桩径和单层填高计算方量，如用小铲车一般几次可达到要求，通过试验桩确定进行了确定）
3、 每次测量孔深计算扩孔系数记录准确记录单桩的层厚、击实高度、次数、扩孔系数、完成时间、石灰用量等原始记录。
7、质量保证措施
在施工过程中，严格按照设计和规范要求，认真接受业主及监理的指导、检查，在施工过程中抓好以下几个方面的工作：
1、严格执行三检测，自检项目不达优质不交班，隐蔽工程未经监理检查及签证不得隐蔽。
2、进行详细的施工技术交底，让施工人员明确各项工作的技术标准，在施工中认真贯彻执行。
a 、建立健全内部质量保证体系，做好技术保证工作，以测量、试验为主。
b、 在施工中，杜绝使用不合格材料，不合格混凝土不准使用。
8、安全隐患及安全控制措施
8.1、 防范措施
序号
作业活动
安全隐患
控制措施
1
振动或锤击沉桩机、冲击机操作
倾倒或锤头突然下落，造成人员伤亡或设备损坏。
振动或锤击沉桩机安放平稳，经常检查设备情况
2
现场施工
人员或物件掉入孔内。
应加盖板
3
施工用电
触电
电气设备应设接地、接零，并由持证人员安全操作。电缆、电线应架空
8.2、安全控制措施
1、用电设备必须做到一机一闸一保护。
2、所有进入现场人员必须正确佩戴安全帽。
3、施工现场一切电源、电路安装拆除必须由持证电工操作，所有设备必须使用四芯橡胶电缆。
4、铲机、夯机作业时严禁一前一后施工，可采取面对面、背对背法作业
5、施工、安全人员必须经技术安全培训后持证上岗。
6、所用机械、电气设备必须达到安全防护标准。
7、桩机周围5m以内应无高压线路，作业区应有明显标志或围栏，严禁闲人入内。
8、电缆应尽量架空设置；不能架起的电缆当钻机行走时一定要有专人提起电缆同行，通过道路时应采取保护措施。
9、施工过程中应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，防止发生事故。
10、所有进入现场作业人员必须做到三不伤害：不伤害别人、不伤害自己、不被别人伤害。不熟练的机手（包括新机手）严禁在本工地施工操作设备。
11、严禁外来人员、儿童进入现场，设备传动皮带必须有防护罩，杜绝一切事故发生。
9、文明施工、环境保护措施
9.1、文明施工、环境保护目标
环境保护是我国的一项基本国策，本项目部将控制施工污染，减少污水、空气粉尘及噪音污染，扎实抓好环境保护工作。
9.2、文明施工、环境保护
1、项目部成立安全、环保部门，并指定专人对施工现场的文明施工工作进行管理。
2、采用定量装车，避免灰土装载过多造成遗撒，施工渣土及时清运到指定的弃土场。
3、合理组织材料进场，检查现场材料的堆放量，对已进场的各种材料，严格按照施工布置堆放，施工过程中做到活完料净脚下清。
4、为减少环境、空气、河流污染，施工才、现场的土堆和易飞扬的料堆使用高密网进行覆盖，钻孔排出的废渣，必须运到指定的弃土场，工程完工后必须对施工现场进行恢复，并达到业主要求的标准。
5、施工人员进场前进行文明安全施工教育、培训，并利用现场标语标牌宣传文明施工，提高施工人员的文明施工意识和自身素质。
6、项目部每月不定期的进行一次安全文明施工检查，将文明施工管理工作列入生产列会，做到常抓不懈。
7、科学组织施工，加强现场文明施工和环境保护管理，严格控制污染物的堆放和使用，争创文明工地称号。