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振冲挤密碎石桩施工方案

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2020年4月19日
文档仅供参考
一、工程概况
XXXX段为软土路基，大部分位于水田地，基底采用碎石桩加固，桩径0.5m,桩间距1.4m，正三角形布置，加固深度范围3.7～6.5m,桩顶铺设厚0.4m的碎石垫层内夹铺一层抗拉强度50KN/m的双向拉伸高强聚酯长丝经编土工格栅。
二、施工工艺及原理
振冲碎石桩是以振动沉管方式挤土造孔，分层填加桩料并振实成桩，其加固机理为对土进行置换及挤密，促进排水固结从而提高复合地基的承载力。
1.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。
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及布桩图，按桩位图准确放出桩位并编号，桩间距允许差为50mm；
2.试桩
碎石桩施工前，应根据现场的实际情况进行成桩试验，取得各种机械参数，以确保大面积施工质量，试桩的数量不得少于2根，成桩试验要求达到以下目的：
1. 根据本段路基不同的地质情况现场确定桩体的有效长度。本段设计桩长3.7~6.5m，桩径0.5m，桩间距1.4m。
2. 掌握满足设计要求和各种技术参数，如振动频率、留振时间、反插深度、桩管提升高度和速度、电机的工作电流及完成全过程的施工时间等。
3. 掌握振动沉管的阻力情况，选择合理的技术措施，确保挤密的均匀性和桩身的连续性。
4. 检验试验所确定的碎石灌入量是否能达到设计要求。
5. 检测桩身的质量是否能达到设计要求。
3.施工方法
碎石桩采用振动沉拔桩机振动成桩法施工，施工顺序采用从中间向外围打桩，或隔排施工，具体成桩工艺如下：
1． 水田地段应排水疏干后挖除地表0.3～0.5m厚种植土，旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面，对于水田内积水坑应先排水疏干再用土回填至原地面，回填土需进行碾压，碾压密实至压实系数≥0.9，地基系数K≥90MPa/m。
2． 桩机就位，校正桩管垂直度应≤1.5%；校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长；设置二次投料口；在桩位处铺设少量碎石。
3． 启动振动锤，将桩管下沉到设计深度。
4． 稍提升桩管使桩尖打开。
5． 停止振动，立即向管内装入规定数量的碎石。（第一次投料）灌满沉管。
6． 振动拔管，拔管前先振动1分钟以后边振动边拔管，每提升1m导管反插30cm，留振10-20秒，拔管速度为1~2m/min。
7． 根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度，进行数次反插直至桩管内碎石全部拔出。
8． 提升桩管开启第二投料口并停止振动，进行第二次投料直至灌满。
9． 继续边拔管边振动，直至拔出地面。
10.提升桩管高于地面，停止振动进行孔口投料（第三次投料）直至地表。启动反插，并及时进行孔口补料至该桩设计碎石桩用量全部投完为止。每根桩的反插次数一般不低于14次。
11.孔口加压至前机架抬起，完成一根桩施工。
12.移动桩架至另一孔位，重复以上操作。
13.在施工时如遇下料困难，可往桩管内加水，即可解决。
14.做好场地内的排水工作，地下渗出的水要及时排出。
15.铺碎石垫层时一定要清出桩头，使排水通道畅通，地下水可利用挖排水沟排出路基之外。

碎石桩流程图
4.施工质量控制
1.碎石桩的测量放样：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．碎石应选用一定级配且不易风化的碎石，粒径宜为20~50mm，含泥量不得大于5%。
3．整个段落采用由中心向外围推打进行。
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．振动法施工应严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填碎石量、电机工作电流，保证桩体连续、均匀、密实。
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．碎石桩处理软弱土地基应检验成桩及复合地基质量，其复合地基的承载力应符合设计要求。碎石桩处理后的可液化土地基、桩间土的加固效果应符合设计要求。
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
1
桩位（纵横向）
50mm
2
桩身垂直度
1.5%
3
桩长（m）
不小于设计规定
4
桩径（m）
-20mm

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，应在原位将桩打入，补充灌碎石后复打一次，或在旁边补桩。
12、振冲碎石桩施工工艺流程图

振冲碎石桩施工工艺流程图
Yes

No
No
Yes
Yes
施工准备
清淤、平整场地
放线布置桩位
机具就位后，使振冲器对准桩位
启动水泵、振冲器
振冲器下沉
至设计深度
记下振冲器过各深度电流值和时间
提振冲器至孔口
向孔内倒入一批石料
将振冲器下沉进行振密
电流I＞密实电流
记下电流和石料量
桩体制作完成
完工否
结束
No
Yes
No
组织调试设备 达施工技术参数
布置现场、组织排水、排污系统
记录桩号
造孔情况记录
振冲器移下一桩位

三、试验桩施工工艺
1、首先将振冲器垂直对准桩位，启动水泵和振冲器，水压控制在400~600KPa之间，水流量为每分钟350~400Ｌ（喷水中心偏差≤50mm），将振冲器徐徐沉入土中，观察此过程电流变动范围，振冲器继续以每分钟1.5m左右往下沉，经过造孔电流和造孔水压的变化判断是否已进入粉细砂层。
2、提升振冲器进行“清孔”两次，造孔完毕，记录整个成孔过程所用时间。
3、观察电流何时达到密实电流（初定为50A），为保证不卡死振冲器，填料采用“间接填料法”随着碎石料不断下沉至孔底，孔内碎石也逐渐被振实成桩，记录整个制桩过程共用时间和填料量。
4、观察几根试验振冲碎石桩的成桩过程和记录数据：
a、该区段淤泥层厚度情况，地质分布情况，是否经常发生塌孔现象，振冲碎石桩成桩时间的长短。
b、如果因地质较差，碎石填料扩散系数也较大，平均扩散系数较大，每米填料量相应增大，随着制桩的增多填料量和扩散系数会相对减少，可加快制桩进度。
c、将振冲置换振冲碎石桩试桩施工情况统计列成表，经分析比较取得该试桩区段施工技术参数：造孔电流、造孔水压、加密电流、加密水压、留振时间、填料量和加密段长度。
d、根据试桩结果推断地基承载力和最终沉降量，确定最终的施工桩长和终孔标准。
四、碎石桩质量验收标准及检验方法
1、单桩复合地基处理效果检验：振冲碎石桩施工完成1月以上后（前期施工过振冲碎石桩养护期己超过），即进行单桩复合地基的静载荷压板的试验，试验数量为：每300根桩随机抽取1根进行检验，但总数不少于3根，抽样应有代表性，土质较差的地段抽样不少于2根。
2、复合地基承载力检验：静载荷压板试验是判定振冲碎石桩复全地基承载力的最主要、最直接和最真实的试验方法，试验的安全系数取1.5～2.0。试验确定振冲碎石桩复合地基的极限承载力是否能达到设计要求的沉降量计算标准：①、以粘性土为主的地基，取s/b或s/d=0.2所对应的荷载（b和d分别为压板宽度和直径）。②、当Q-S线上出现明显的拐点时，此拐点视为本复合地基的承载力极限值，可取该比例极限所对应的荷载，大于设计要求的100Kpa以上，即视为本次单桩复合地基过到设计要求。
3、碎石桩桩体密实度检验：抽样数量为总桩数的5%，检验方法采用重Ⅱ型动力触探测试，选取桩间土形心位置，取与贯入量10cm相应的击数平均什确定复合地基承载力标准值。平均值取值范围为桩顶或桩间土自然地面以下淤泥层1cm至桩端之间。
4、利用原始参数进行质量鉴定：振冲器配合碎石桩施工质量自动监控记录装置，进行连续的记录，监控碎石桩的整个造孔、制桩施工中的各种原始参数，以便检查每米桩终孔电流、每段桩密实电流及留振时间，作为质量鉴定的主要依据。
五、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颗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。且当天进行碎石乃是及施工延米的总量复核。
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完事的施工记录台帐，施工过程中资料每天向监理组报送。
六、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。