碎石桩施工方案2013.6.17.doc

成都市天府新区正公路~成自泸高速公路立交
碎石桩施工方案
1工程概况
正公路-成自泸立交高速加宽施工里程K13+270-K14+980，共计1710m，拓宽段两侧大部分为农田和软弱路基，设计采用碎石桩处理，以提高地基承载力，减少沉降；处理的里程范围有K13+455-K13+580、K13+611-K13+790、K13+880-K13+940、K14+320-K14+411、K14+730-K14+915；设计累计桩长29161m。
2编制依据
1）、《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）；
2）、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004；
3）、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；
4)、《天府新区正公路~成自泸高速公路立交施工图设计文件》
3水文地质情况
地表水为石灰河堰渠水，水渠宽约4-9m左右，其补给源主要受灌溉用水影响，水深约0.6m，流速约0.1m/s。地下水主要为赋存于第四系全新统坡洪积层松散卵石中的孔隙水和埋藏于人工填土中的上层滞水。孔隙水主要补给来源为大气降水、地表水；上层滞水主要补给来源为大气降水。其特点为水量不均，受大气降水及场地环境变化影响大。部分地段基岩中可能存在一定的裂隙水，水量不等，施工是采取截留及输排地下水，以免对碎石桩施工照成影响。软基平均深度为5m。
4 施工范围
纵向处理根据设计图纸要求的里程进行施工。
横向处理范围为成自泸高速原坡脚线到拓宽后设计坡脚线之间如下图所示：

处理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，通过试打测定最后50cm桩长锤击数作为终孔标准。
5施工准备
1）、施工技术与现场准备
（1）所有管理及施工技术人员必须认真熟悉图纸，学习有关规范、标准及工艺操作规程，了解本工程设计意图、施工特点和特殊工序要求。测量人员做好接桩及复测工作，技术、试验及其他管理人员及时到位完成各项准备工作，根据计划安排提出工程用料计划，施工机具计划，明确各类物资进场时间，做好材料试验、报验及厂家资质审查，通过后及时进行加工订货工作。
（2）对所交的控制桩和水准点进行复核，认真填写测量复核记录，上报驻地监理工程师进行验收；验收合格后进行控制点和临时水准点引测工作。控制点应设置保护措施，临时水准点设置在固定可靠的柱桩上，桩点设明显标志并妥善保护。
（4）施工前应采用原位测试方法核实处理区域及地基强度，作好"电通、料通及平整场地" 等准备工作，确保施工顺利进行。平整场地后，测量地面高程，并根据处理面积及布桩方式、间距在现场用小木桩标出桩位，桩位偏差不得大于3cm，竖向偏斜不得大于1% 。
（3）根据天气的变化做好材料、机具的覆盖，修建、疏通好现场排水渠道，准备好防雨和排水的材料、机具。
（4）根据现场调查情况在施工区域内存在需要拆除或处理的树木、房屋、电杆、院墙等，施工时需做好与业主拆迁的配合工作。
（5）办理开工手续，配合拆迁工作和建设单位协调有关事宜；组织现场调查，并摸清影响本工程的地上、地下障碍的数量、位置及地下水情况，组织施工人员进场；做好土方的挖、运、填、弃及平衡使用的准备工作。
（6）正式施工前由项目部试验人员对施工现场的挖方料进行取样检验，符合设计及规范要求后方可作为路基填料使用。
（7）现场开挖施工前必须挖好深度不小于1.2m的纵横线探沟，并请项目部管线迁改人员进行现场确认，到安质部办理好《动土开挖作业审批表》后方可开挖。
（8）场地平整，作业平台铺设，由于碎石桩处理范围内原先是河塘，施工机械无法进入施工，需先抽干水，在处理范围内用黄土铺设3m厚的作业平台方可上机械施工。待碎石桩施工完成后再铲掉这2m厚的作业平台再铺碎石垫层。
3）、人员和机具进场准备
（1）机械和人员进场后组织好机械、人员和材料的进场和安全技术交底工作。
（2）对所有的机械设备进行报检；
（3）对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，保证满足要求。
（4）进场的机械设备人员数量如下表所示：
机械设备表
序号
机械名称
型号
数量
1
振动沉管挤密桩机
DZ55KB
5
2
装载机
ZL50C
3
3
推土机
TY180
1
4
自卸汽车
东风自卸　
2
5
GPS
X90
1
6
水准仪
苏光
2

每台桩机人员配备表
工 种
数量
职责范围
机 长
1
指挥本班全部工作
记录员
2
进行施工记录，控制操作台
操作工
6
负责钻机钻进、灌注、移位等
装载机司机
2
运送填料
普工
4
装填料
试验人员
3
检测工作

4)、材料准备
桩体材料用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按20mm~50mm控制，含泥量不大于3%，且不得含粘土块。水泥等级为42.5级。
5）、试桩施工
碎石桩在大面积施工前必须在有代表性的地段进行试桩施工，并做好试桩试验， 掌握施工工艺，保证单桩桩体强度不小于3MPa，确定最佳孔心距、振动电流及填料数量等；试桩范围不小于7m×7m，按纵向5根桩，横向5根桩，桩间距1.3m进行试桩，并在成桩1个月后进行施工质量及复合地基功效检验，同时，也有利于探索合理的施工参数与施工工艺。在碎石桩试桩并通过检验符合设计要求的基础上方可进行大面积的碎石桩施工。

6 施工工艺
6.1施工工艺流程图

试验检验
移动桩机到下一孔位
成桩试验完成
施工准备
测量放线、桩位定点
机具、设备安装调试正常
灌入材料检验、储备
地表土层清理整平
布置场内道路
桩机就位
启动设备
沉管成孔
钻至设计深度

至孔口
反插振动挤密
自料口加料
拔管振捣下料

调整钻机

6.2桩位放样
施工前采用原位测试方法核实处理区域及地基强度，平整场地后。测量人员测量地面高程，并根据处理面积及布桩方式、间距在现场用小木桩标出桩位，桩位偏差不得大于3cm，竖向偏斜不得大于1%。自检合格后及时向监理工程师报验，经监理验收后方可施工.
6.3施工顺序
桩的施工顺序，在软弱粘性土层采用由里向外或从一边推向另一边的方式，以利于挤走部分软土，对于抗剪强度较低的软粘土地基，为了减少制桩对软土的扰动，也可采用间隔跳打的方式。如下图所示

6.4桩机准备
根据地质情况和试桩结果振动沉管施工可以在施工地段直接进行。每台桩机施工前按照图纸要求的孔深用红漆标示桩机在明显位置，并在桩机架子上每1米用红漆标示。上料装载机的斗容量由监理与施工方联合在现场进行容量的标定，以保证上料的准确性。
（1）钻机就位前，对钻孔各项准备工作进行检查。钻机底座和顶端调整平稳，在钻进中不产生位移或沉陷。就位完毕，进行引孔。
（2）钻孔过程中观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。
（3）各碎石桩按等边三角形布置，间距1.5米；涵基下各碎石桩按等边三角形布置，间距1.3m。深至基岩面或压缩性相对较低的硬层。
（4）桩体材料采用碎砾石，碎砾常用粒径为2～5cm，含泥量<3%，且不得含粘土块，制桩时，涵基段应加入5~8%的水泥，经现场机拌后，立即使用，其水灰比视设备和现场试验确定，。
（5）施工是采用振动器干振成孔，并按“先护壁，后制桩”的办法施工。即成孔时，护壁送料管达到设计桩底的基岩面上，加一批填料，然后振动上提，并继续加料。上提振动成桩过程中，护壁送料不得缺料，以免断桩。
（6）根据测量放样的碎石桩位置，使桩机对准打桩线；调整桩管垂直度，使桩管垂直度控制在1%以内。启动桩锤电机使桩锤夯击桩管，使桩管沿桩位下沉（桩管必须下沉到设计深度）。
6.5钻机就位
钻机就位后，将桩管徐徐下到桩管底活瓣离地面10cm左右为止，微调桩机桩尖（活瓣）对准桩位，并将桩管沉入土0.5~1.0m，再从桩的两个正交倾斜面校正桩身的垂直度。每根桩施工前由工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，检查合格后方可开钻，记录好桩位偏差和垂直度。施工时桩位的水平偏差不大于0.3倍套管外径，套管垂直度不大于1.0％。
6.6振动沉管
桩套管就位后，开动振动器，利用振动器自重和激振力将套管沉入软土层中，直至设计标高。振动过程中记录全过程的电流值、速度、时间等，并要求随时校正桩锤与桩身的中心线重合，以防偏振。振桩过程中，如发现下沉速度突然减小，此时可能遇上硬土层，应停止下沉而将桩略提升0.6~1.0m，重新快速振动下沉，可较易打穿硬土层而顺利下沉。沉桩时如发现有中密以上的细砂、粉砂、重粘砂等硬夹层，其厚度在大于1m时，可能沉入时间过长或难以穿透，继续沉入将易损坏桩头和桩机，并影响施工质量。此时通知监理，设计代表、地质代表，业主到现场，根据现场情况，确定其范围、长螺旋引孔深度。
6.7终孔投料流程
桩端终孔标准宜现场试打，通过试打测定最后50cm桩长的锤击次数作为终孔的控制标准。施工时采用振动器干振成孔(严禁冲水振动)，并按“先护壁，后制桩”的办法施工。即成孔时， 护壁送料管(无活瓣式管靴时，必须预制钢筋网砼的桩尖)先达到设计桩底的基岩面上，加一批填料， 然后振动上提，并继续加料。上提振动成桩过程中，护壁送料管不得缺料，以免断桩。 当桩管贯入量达到试桩高程时，停振终孔，沉管至设计标高后，采用人工配合小装载机将检验合格的碎石分批灌入套管中。并设专人负责碎石灌入量，以防超量或少灌。然后把桩管提升到一定高度，提升时桩尖自动打开，桩管内的碎石流入孔内。
6.8振动拔管
碎石从桩管投入桩管内时边振动、边往上拔桩管（拔管时应留振15s后开始拔管），形成密实碎石桩，拔管速度控制在1.0~1.2m/min。当桩套管提升2m，将套管再次下沉（反插），反插深度1m。单桩灌入碎石量不小于设计值，充盈系数1.2~1.4。为避免缩径或断桩，必须控制每米桩长投石量，实际每米桩身投石量不得小于计算投石量的1.2倍，按式（1）计算。
q＝(Πd²k)/4 （1）

q----计算每米桩长投石量(m³/m)

d----设计桩径(m)

k----挤密系数，取1.2-1.3。

6.9桩套管拔出
拔管成桩：振动沉管碎石桩的拔管作业与沉管灌注桩作业相同，其程序为：灌料后原位振动à振动拔管à振动拔管à振动反插à振动拔管à再次罐料à第二次振动；碎石桩桩体密度主要靠贯入度控制及"少吃多餐"予以保证，贯入度控制就是在保证桩长和投石量的前提下，每米桩要见到"不进锤"(即在锤击行程大于3m，一次锤击后桩面下降小于5cm的这一锤)。"少吃多餐"就是根据设计桩身直径和所用的成孔管直径(不小于325mm)，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。施工采用分段复打时各段必须保证至少50cm的重叠段；桩管上下运动，碎石不断补充，桩体不断增高，直至将桩套管拔出地面即完成；成桩后，应挖去地面线以下至少1.2m的复合地基，并保证挖去后的复合地基顶面低于涵基底面至少60cm，然后在复合地基上面铺筑碎石垫层，分层压实至涵基底面标高处。
7 工期安排
碎石桩施工从2013年7月8日开始施工，预计2012年8月8日结束，共计30个工作日。
8施工要点
施工时遇到的主要难点是碎石的振密，由于碎石振密施工具有隐蔽性，若仅靠电流控制、仪表读数及经验等来判断施工情况，难以保证不会对工程质量、进度和成本造成影响。
预防及解决措施：
1）碎石必须按照设计要求进料，粒径控制在20~50mm，含泥量不大于3%。
2）严格控制留振时间和密实电流的变化，留振时间达到施工控制参数的要求切勿欠振；而密实电流的变化反应挤密程度及效率。当电流达到一定的不变值，表明桩体的密实接近饱和。
3）桩机操作人员必须具备操作上岗证，施工技术员要在现场监测记录数据，并比较电流等参数是否在预计的范围。如遇到特殊情况须改变电流等参数，要及时指挥操作人员的操作。
4）每次开工前要检测桩机的性能的同时，应该切忌过分振压碎石桩，只要达到设计和规范的要求即可，过分振压碎石桩不仅增加了碎石用量，而且有可能使地基土的天然结构受到扰动而导致破坏，经现场观测证明，碎石在达到密实状态后再加压会变松。
9质量检验
1）原材料：碎石桩选用的碎石进场按批进行检测，碎石粒径为20~50mm，含泥量不大于3%。检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每600吨为一批次进行检验。
2）成桩检测
砂石桩的间距、桩径、垂直度允许偏差及检验标准应满足下表要求：
序号
项目
允许偏差
施工单位检查数量
1
桩距
±150mm
抽查3%
2
桩径
不小于设计值
查施工记录
3
桩长
不小于设计值
抽查3%
4
垂直度
1.5%
查施工记录
5
灌碎石量
不小于设计值
查施工记录

3）碎石桩加固软弱地基效果检验
（1）桩身密度检验
碎石桩施工完成后（其中掺加水泥的桩体需28天以后）采用重型Ⅱ动力触探测试,以检测桩体密实度，按2%抽查频率抽查，灌入量100mm时，击数应大于5次。
（2）地基承载力检测
对于涵洞地基下的碎石桩处治地基应检测复核地基承载力，检测工作须委托有相应资质的单位按相关规范进行，检测工作必须在成桩一个月后进行，承载力应不小于设计要求。
10施工质量技术措施
1）技术交底，在砂石桩开工前，要对技术管理人员和作业队施工人员进行有针对性、实用性的技术交底。
2）过程监控，在施工中，项目部加强监控力度，严格履行自检和向监理报验制度，对作业队增强技术和管理方面的指导。
3）在各施工程序中,关键是施工中对水、电、料的控制,即上料流程的下沉挤密过程和投料与提管过程。
4）振动挤密过程是保证成桩质量的关键,根据试验确定的振挤次数、电机的工作电流和留振时间等参数,每次投入碎石量及挤密后提升高度是保证成桩质量的前提,为保证质量,本着“少吃多餐”的原则进行加料,每次提升套管桩尖不允许离开碎石面,并保证一定埋深。以防塌孔、缩径、断桩的发生,具体参数与地质条件有关,因此必须通过实验现场确定。
5）正式施工时,要严格按照设计的桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及桩管提升高度和速度、振密挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工,以确保碎石挤密桩桩身的均匀性和连续性;
6）保证起重设备平稳,导向架与地面垂直,垂直偏角不大于1% ,成孔中心与设计桩位偏差不应大于50 mm ,桩径、桩长偏差均不小于设计值;
7）提升和反插速度必须均匀,反插深度由深到浅;
8）若地表水丰富或较软弱,可先铺一层碎石垫层,有利于排水,同时提高地基强度,便于机械和施工人员行走;
9）振动成桩至地面时向下复振1m,确保地表不产生缺碎石的凹桩。
10）桩管按照设计桩深配焊，并于桩管上附焊长度标记，用以控制桩深及反插幅度。
11）桩管沉至设计深度后投入填料起拔桩管同时，敲击桩管确认填料落入孔内后方可继续拔管投料。
12）严格控制填料的含泥量和有机物含量。
13）桩管拔出地表后，桩顶若堆积填料，及时反插桩管将填料压入孔内。
11安全注意事项
1）进行安全法规和安全知识普法教育，施工时做好安全设施和安全操作检查，发现隐患要立即停工纠正，树立“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。
2）施工时现场设立一名安全员监督安全施工。施工前安全员对操作人员进行安全交底，双方在交底表上签字确认。
3）现场设立安全警示标牌及安全生产责任牌，进入施工现场必须戴好安全帽。3m以上高空作业必须系好安全带，扣好安全扣、穿防滑鞋。不准酒后作业，不准抛掷工具材料。
4）机械设备要有专人操作。操作工及电焊工等特种作业人员必须有操作证且持证上岗。
5）机械设备组装完毕必须先进行试车。待运转正常后方可进行开机生产（施工）。
6）电器设备必须接零、接地。专机专闸，配电箱必须安装有相应电流的漏电保护器、熔断丝，工场内严禁使用电炉。
7）施工时松木铺设平整，桩架底盘平稳。对于地块低洼的场地，及时做好排水工作。
8）作业人员上班时必须做好安全防护工作。
9）在施工时，有交叉路段时晚间应设红灯标示，白天设醒目标示。
12文明施工和环境保护保证措施
12.1 文明施工和环境保护目标
1)文明施工目标：受政府部门通报批评率为零，创建省级文明施工标准化工地。
2)环境保护的目标：受地方政府部门书面投诉率为零。
12.2 文明施工和环境保护措施
12.2.1防止水源污染
1)施工营地不设在水体旁，施工人员的生活污水和粪便设化粪池处理，并定期清理，生活垃圾装入垃圾桶定时清运到环保部门指定地点堆放或设垃圾坑发酵后用于肥田。
2)施工中的废燃料、废油、污水及其它固体废物不倾倒或排入河流、池塘、水渠等水体，也不堆放在水体旁，应及时清运至当地允许设置的地点。
3)生产废水不排入河流，在施工现场设临时蒸发池，施工结束后挖运处理，不在饮用水源附近清洗施工器具、机械等，防止水环境污染。
4)含有害物质的建材（如水泥等）避免堆放在水体附近，并设蓬盖，必要时设围栏，防止被雨水冲刷入水体。
5)做好当地水系的保护工作，排水工程在施工时采取措施，不使泥砂、泥浆流入河流、水塘。
8)施工时被临时占据的河道，施工完毕后，立即进行清理，确保河水正常流通。
12.2.2防止水土流失
1)开挖或填筑时及时进行防护，防止雨期时雨水流冲刷坡面造成水土流失，影响排水系统，污染附近水源。
2)施工便道在工程施工完毕后，及时按设计要求整修、恢复植被。
3)施工期间，严格控制破坏植被的面积，除不可避免的工程占地，不再发生其它形式的人为破坏。
12.2.3其它落实方法与措施
1)按照业主文明工地建设的有关要求，建立良好的工作、生活环境，树立施工企业的良好形象。
2)各项临时设施、住地，按照批准的平面图布设，因地制宜，布局合理，整齐有序，安全卫生，杜绝擅自随意搭设。
3)各类建筑材料、砂石料、设备等要分类、分规格、分品种堆码，放置整齐，标识齐全。
4)施工便道，场区道路要合理规划布置，专人整修，保证畅通，做好场区、生活区的排水系统，经常清理，保持排水畅通。
5)现场布置各类警示牌，大力宣传安全和文明施工。
6)尊重当地人民的风俗习惯和宗教信仰，遵守地方政府的有关规定，加强对职工的管理教育，与当地政府携手共建文明工地。
7)工点施工有计划有步骤地进行，做到有序展开，工完料尽、及时平整恢复场地。
13 雨期施工保证措施
13.1 雨期施工一般要求
1）施工现场合理布置，制定雨期施工预案，以防万一，确保人员安全。
2）雨期到来之前，检查防雨材料、防护用品、抽排水设备等材料备足，配备发电机确保供电。
3）与当地气象部门保持联系，掌握气象动态，及时了解天气情况，以便做好整体工作安排和防雨防汛工作。
4）切实做好避雷装置和防漏电措施。
5）雨期挖土挖到近路基基底时，做到多听气象报告，若有雨，则不挖底层土至基底标高，安排无雨间隙再挖基底土。
6）路基两侧的排水沟和集水坑适当加大、加深，以适应大体积抽水的需要，尽量做到雨停路基无积水。
7）雨期施工期间做好施工场地的防排水工作，特别是路基周围的防护，保证地表沟渠排水畅通。
8）重点检查雨期方案是否可行，职工住房环境、设备停放地点、材料储存场所等是否安全可靠，排水、防水设施是否齐备等。并认真执行雨期、雨后两检查制度。
9）雨期机电设备及材料防护
(1)防汛器材、工程防雨材料、防护用品及抽排水设备准备齐全。
(2)机电设备的电闸箱采取防雨、防潮等措施，并安装好接地保护装置。
(3)对大型机械设备进行全面检查，使其符合规程要求。
(4)对不宜遭受雨淋的原材料、半成品采取保护措施。
(5)派专人负责已施工段及现场设施的防护，发现问题及时解决，减少对施工的影响。