素土挤密桩工艺总结.doc

新建铁路宝鸡至兰州客运专线甘肃段BLTJ-9标
素土挤密桩工艺性试验总结

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中铁一局宝兰客专甘肃段项目经理部
二○一三年六月
1、试桩概况
1．1试验依据
（1） *******段指导性施组。
（2） 新建******铁路客运专线工程***标段施工图纸。
（3） 国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则及施工指南等。
（4） 现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
（5） 《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设【2010】241号
（6） 《铁路工程地基处理技术规程》（铁建设【2010】126号）（TB10106-2010）
（7） 《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）
（8） 《铁路给水排水工程施工质量验收标准》（TB10422-2011）
（9） 《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）
（10） 《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
（11） 《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302-2009）
1. 2试验目的
（1）对施工机械、方案、施工参数的优选和确定，研究适合路基素土挤密桩基地层特点的成孔设备及夯填设备在该段地层施工的工效、施工参数，确定相应地层的施工设备类型及各种设备的搭配方式，筛选出最优的施工机具搭配方案。
（2）对设计参数的现场地质核对。
（3）检验施工准备工作的周密性、严谨性。
（4）根据试验形成施工工艺细则和质量控制细则，用以指导正式工程的施工。总结确定施工进度指标、资源配置、成本指标、管理要点等实际资料，为后续施工规划提供实际数据参数。
通过本次试验，在保证质量、安全、工期和节能环保的前提下，更好的指导本标段路基素土挤密桩的后续施工。
1. 3试桩时间
试桩施工参数表 表1--1
序号
施工日期
桩孔
编号
地面标高（m）
桩孔深度（m）
锤击次数
成孔质
量检查
备注
总击
次数
最后1m击数
1
2013、6、27
1排—7#
2099.901
10.5

2
2013、6、27
1排—8#
2099.901
10.5

3
2013、6、27
2排—8#
2099.901
10.5

2、试桩设备选型
2. 1 试桩设备选型及配置
试桩主要设备配备表 表2--1
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
产地
备注
1
履带式打桩机
W1001
台套
1
上海

2
夹杆式夯填机

台
4
西安

3
小型装载机
ZL12
台
1
山东

4
小铲车

台
1

5
发电机组

台
1
西安

6
电焊机
（BX3-550-2）
台
1
四川

7
水泵

台
1

2. 2试桩布置原则及加固机理
（1）试桩布置原则
为复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，保证素土挤密桩的质量，我部采用先打试桩以确定施工参数的方法。试桩共三根，采用正三角形布置，桩孔直径为40cm，桩间距90cm，桩长10.5m。填料为素土，采用小型装载机铲上土后，倒入自动夯填机料斗中，通过输送皮带将土均匀输送到已打好的桩孔内，每次回填量为0.12～0.15m3，约1m深，由夹杆式夯锤均匀进行夯实，夯锤锤击次数为每回填1m时为22～25次，听到清脆的锤声，方进行上一层填料夯实，以此顺序，逐层进行填土、夯实，只至桩顶。基础面以上预留0.7m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土层挖除后碾压密实。
（2）素土挤密桩加固机理
1、通过挤密作用提高桩间(周)地基土的密实度。未处理的地基土孔隙率大、压缩性高、承载力低、湿陷性高，打入土挤密桩后，桩体周围土密度增加、孔隙率减少、压缩性降低、承载力提高、抗剪强度增大、湿陷性降低或消失。
2、通过地基土的挤密，提高了地基土的隔水性。欠密实的湿陷性黄土，，浸水渗透很快，渗水速度可以达到每昼夜几十厘米到几米。经挤密处理后，防水隔水性能明显增强，使地基土成为不透水或弱透水的，下卧层的未处理土层不会自上向下浸水，这对湿陷性黄土尤其重要。
3、通过桩孔内土料的夯填，使挤密地基承载力得到进一步加强
3、试桩采集到的工艺参数
通过对现场工艺试桩各项施工原始资料进行记录，整理后见下表。
素土挤密桩桩孔成孔施工记录表 表3—1
序号
施工日期
桩孔
编号
地面标高（m）
桩孔深度（m）
锤击次数
成孔质
量检查
备注
总击
次数
最后1m击数
1
2013.6.27
1排—7#
2099.901
10.5
176

合格

2
2013.6.27
1排—8#
2099.901
10.5
178

合格

3
2013.6.27
2排—8#
2099.901
10.5
175

合格

素土挤密桩桩孔分填施工记录表 表3—2
序号
施工
日期
桩孔
编号
地面标高（m）
桩孔深度
（m）
桩孔直径 （m）
设计填料（m3）
实际填料（m3）
夯填
时间（分）
质量
检查
备注
1
6.27
1排-7#
2099.901
10.5
0.4

18
合格

2
6.27
1排-8#
2099.901
10.5
0.4

20
合格

3
6.27
1排-8#
2099.901
10.5
0.4

23
合格

4

5

4、数据分析处理
4．1地质情况分析
通过试桩分析，素土挤密桩深度范围内为砂质黄土，土质较均匀，颗粒以粉粒为主，土体结构较紧密，黏性较好，稍密，实际地质情况与图纸上设计地层吻合，由此可以判定，设计地质情况可以用来指导现场施工。
4．2现场施工工艺用时统计
对现场施工工艺用时进行统计，从统计数据结果来看，挤密桩用沉管法成孔，每完成一根孔（8.7M），用时为2～3分钟；对打好的孔进行分层填土夯实时，每填筑夯实一根桩，用时为18～23分钟；由此看来，从沉桩成孔到填土夯实总用时为20～26分钟。
4．3施工工艺分析
（1） 桩机选型：现场试桩使用的成孔设备是履带式柴油锤打桩机（型号:W1001）,在成孔时采用￠40CM钢管，壁厚为1CM,钢管长为11m。由于黄土的湿陷性，在沉管时，柴油锤锤击钢管，钢管下沉，在成孔过程中对桩体周围产生挤密作用，随着钢管下沉，逐步成孔，最后将钢管提出，成孔结束，每打完一个孔，用时为2～3分钟，由此说明履带式柴油锤打桩机在本地层中成孔速度较快，效率较高。
履带式柴油锤打桩机（型号:W1001）成孔后，经检测成孔孔径满足设计要求，孔形完整，无坍塌卡管现象。
（2） 全自动夯填机选型：现场对打好的桩孔进行填土夯实，所需土方量用装载机运至施工现场，小铲车每次载半铲倒料斗内。通过输送皮带将土均匀输送到已打好的桩孔内，每次回填量为0.12～0.15m3，约1 m深，由夹杆式夯锤均匀进行夯实，夯锤锤击次数为每回填1 m时为22～25次，听到清脆的锤声，方进行上一层填料夯实，以此顺序，逐层进行填土、夯实，只至桩顶。
孔内填料前先夯实孔底，填料前首先在取土场取土备料，在土料含水率接近最优含水率时方允许用于填孔用料，填料有机质含量不得大于2%。也不得含有冻土和膨胀土，土块的粒径不宜大于15mm；桩体填料满足压实系数大于或等于0.97（轻型击实）,桩间土的最小挤密系数大于或等于0.93（轻型击实）。通过对该填料进行击实试验，该素土的最优含水率为15.5%，其允许偏差不得大于正负2%，最大干密度为1.79g/cm3。进行复合地基载荷试验，承载力不小于150kPa。
全自动夯填机通过皮带将料斗的土均匀的送入孔内，边送土边夯实，通过现场数据分析，每回填夯实一个孔，需要用时18分钟，采用机械进行输送土，节省了人力，提高了工作效率，并且消除了人为的盲目乱填，确保夯填质量。
五、试桩施工参数
根据我标段路基进行的素土挤密桩试验，确定设计施工参数如下：
1、挤密桩位布置：采用正三角形布置，打桩时先两边后中间，隔排施工的原则；
2、挤密桩直径：挤密孔直径0.4m；
3、桩心距：素土挤密桩桩中心距为0.9m；
4、填料及检测指标：采用素土回填，填料采用新鲜黄土、土料中有机质含量不得超过2%，也不得含有冻土和膨胀土，土块的粒径不宜大于15mm；桩体填料满足压实系数大于或等于0.97（轻型击实）；桩间土的最小挤密系数大于或等于0.93（轻型击实）；通过对该填料进行击实试验，该素土的最优含水率为15.5%，其允许偏差不得大于±2%，最大干密度为1.79g/cm3。进行复合地基载荷试验，承载力不小于150kPa。
六、试桩各项试验检测
见试验报告（附后）
七、试桩结论
经过工艺性试桩确定：
（1）通过试桩及对成桩后对三根素土挤密桩的试验检测，履带式柴油锤打桩机（型号:W1001）成孔效率较高，经检测成孔孔径满足设计要求，孔形完整，无坍塌卡管现象。全自动夯填机通过皮带将料斗的土均匀的送入孔内，边送土边夯实，通过现场数据分析，每回填夯实一个孔，需要用时18分钟，采用机械进行输送土，节省了人力，提高了工作效率，并且消除了人为的盲目乱填，确保夯填质量。两种机型均能满足现场施工及质量要求，适合后续素土挤密桩大规模施工要求。
（2）对试桩的三根桩采用自动夯填机进行回填夯实，对三根试桩桩身进行压实系数试验，三根试桩桩身的压实系数均大于或等于设计要求的0.97。通过对桩间土实验，桩间的挤密系数也均大于或等于0.93，满足设计要求。
（3）通过对三根试桩桩身采用动力触探法进行地基承载力试验，试验结果表明地基承载力均大于设计要求的150 kPa；对三根试桩桩身之间的桩间采用动力触探法进行地基承载力试验，试验结果表明地基承载力大于设计要求的150 kPa；两项检测指标满足设计要求。
（4）在试桩过程中，安排专业质检员对成孔检查及回填夯实的质量进行监控，并对回填的素土含水率进行检测，结果表明挤密桩的排列尺寸、孔径、深度、垂直度、填料质量，均符合设计要求和施工规范的规定。更好的指导本标段路基素土挤密桩的后续施工
（5）结论：由于施工前准备比较充分，施工设备及人员配置合理，分工明确，各项试验检测符合规范，试验数据真实。
（6）后续施工注意事项
① 每次成孔后，对回填素土都要取样做含水量试验，确保土料含水量为最优含水量，其允许偏差不得大于±2%。
② 雨期施工时，应采取防雨措施，对回填堆土进行覆盖，防止土料受雨水淋湿。
③ 施工过程中，安排专人检测成孔及回填夯实的质量，并做好施工记录。