灰土挤密桩施工技术方案.doc

黄陵至延安高速公路扩能工程试验段黄陵至延安高速公路扩能工程试验段 路基桥隧工程路基桥隧工程 LJ 5LJ 5合同段合同段 灰土挤密桩施工技术方案灰土挤密桩施工技术方案 编制编制 审核 审核 审批 审批 中铁港航局集团第三工程有限公司中铁港航局集团第三工程有限公司 黄延公路扩能工程黄延公路扩能工程 LJ 5LJ 5 合同段项目经理部合同段项目经理部 20132013 年年 1111 月月 1 1 工程概述 工程概述 1 1 1 1 地质概况 1 1 2 工程概况 1 2 2 施工准备 施工准备 1 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 3 灰土挤密桩施工 灰土挤密桩施工 3 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 4 灰土桩施工注意事项 灰土桩施工注意事项 1010 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 5 质量控制及检验标准 质量控制及检验标准 1212 5 1 质量控制 12 5 2 1 主控项目 13 5 2 2 一般项目 13 6 6 质量记录 质量记录 1414 7 7 质量保证措施 质量保证措施 1414 8 8 安全隐患及安全控制措施 安全隐患及安全控制措施 1515 8 1 防范措施 15 8 2 安全控制措施 16 9 9 文明施工 环境保护措施 文明施工 环境保护措施 1717 9 1 文明施工 环境保护目标 17 9 2 文明施工 环境保护 17 1 1 1 工程概述 工程概述 1 1 地质概况 本合同段路基工程分布于黄土台塬地貌区 黄土结构疏松 垂 直节理发育 大孔隙 具有典型的孔隙架空结构 侵水湿陷性特征 较明显 本施工段路基表面多为果园 玉米地等 填土高度 4 米 级自重湿陷性黄土场地和 级自重湿陷性黄土场地不宜采用强夯 处理路段 顾采用灰土挤密桩施工 1 2 工程概况 本合同段在路基软土处理 桥涵台背处均布置有灰土挤密桩施 工 路基工程分别在 K21 500 K21 918 长度 418 米 地基处理 类型属 型 灰土桩布置宽度 45 米 单根桩长 4 米 桩径 0 4 米 灰土桩顶铺设 40cm 厚灰土垫层 K25 550 K26 170 长度 620 米 地基处理类型属 型 灰土桩布置宽度 40 米 单根桩长 4 米 桩径 0 4 米 灰土桩顶铺设 40cm 厚灰土垫层 2 2 施工准备 施工准备 2 1 主要机具设备 0 6t 或 1 2t 柴油打桩机 沉管机 2 2 2 夯实设备 电动卷扬机提升式夯实机 夯锤重不应小于 150Kg 2 3 作业人员 打桩工 5 填料工 2 焊工 1 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及塑性指数大于 4 的粉土 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 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 C aO 含量应不小于 80 粉煤灰烧矢量宜小于 20 粒径应在 0 001 1 1 8mm 之间 小于 0 075mm 的颗粒含量宜大于 45 3 3 对选定的石灰和土进行原材料和土工试验 灰土桩的石灰 剂量控制在 9 10 重量比 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 21 26 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 3 灰土挤密桩施工 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为 4 米 桩径 40 cm 桩间距 1 0 米 桩孔按等边三角形布置 灰土桩石灰剂量 9 10 重量比 桩顶设置 40cm 厚 10 的灰土垫层 要求桩体压实度不小于 93 重型击实标准 灰土垫层压实度不小于 97 重型击实标准 锤重不应小于 150Kg 最大直径应比桩径小 10 16cm 灰土挤密桩处理有效范围示意图 路 基 中 心 线 40100 3350 型 1 10 清表 30 80cm40cm灰土垫层 石灰剂量10 80cm 400 2 2 1 1 5 1 1 5 100100 附注 1 图中尺寸均以厘米计 2 括号内数值适用于填方路基基底为耕地或荒地路段 括号外数值适用于填方路基基底为果园路段 4 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 100 100 100 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 c 0 90 0 93 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 d 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 dd c d c dL max max 95 0 d A BC h L 图 1 桩孔布置示意图 5 式中 d 桩孔直径 mm L 桩间距 mm c 地基挤密后5 桩间土的平均压实系数 宜取0 93 dmax 桩间土的最大干密度 t m3 d 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 s k和挤密后处理地基要求达到的承载力标准值 sp k 利用下式计算桩孔间距 式中 p k 灰土桩体的承载力标准值 宜取 p 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 ksksp kskp ff ff dL 95 0 6 3 2 2 操作工艺 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 钻挖深度控制在 4 6m 是 合格 不合格 否 原地面处理 测量防线 拔管或拔钻成孔 设备就位 沉管或钻孔 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 7 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 e 预留松动的厚度 机械挤密 宜为 0 5 0 7m 爆扩挤密 宜为 1 2m 冬季施工可适当增大预留松动层厚度 挤密地基时 在 基底下宜设置 0 5m 厚的灰土垫层 灰土拌和 a 灰土采用拌和机集中拌制 各种用料计量准确 7 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 灰土桩设计石灰剂量为 9 10 重量比 与土进行配料拌和 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 夯填灰土 8 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 9 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 10 图 3 清理桩头 4 4 灰土桩施工注意事项 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 11 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 12 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 7 1 0m 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 5 质量控制及检验标准 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 13 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 14 允许偏差或允许 值 项 目 序号检查项目 单位数值 检查方法 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 主 控 项 目 5 桩径 mm 20 用钢尺量 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 一 般 项 目 4 桩体垂直度 1 5 用经纬仪测桩管 6 6 质量记录 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 15 7 7 质量保证措施 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 8 安全隐患及安全控制措施 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 16 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