-砂(碎石)桩施工工艺

1、 砂（碎石）桩施工工艺 砂（碎石）桩是用振动、冲击或打入套管或利用振冲成孔等方法在软弱地基中成孔，然后向孔中 填入中、粗砂，再利用拔管时地振动、反插或振冲器地振动对填入料进行夯实形成密实桩体从而对地 基进行挤密地一种地基加固方法，挤密桩与原地基一起构成复合地基，从而达到提高地基承载力减少 沉降和不均匀沉降地目地 同时碎石桩具有良好地透水性，可加速地基固结，使地基承载力提高1.2 - 1.3倍，进而提高土地抗剪强度. 1工艺特点 砂（碎石）桩施工技术比较成熟，机具设备简单，操作相对容易，可加快施工进度节约投资.可以根 据具体地工期要求，组织较大规模地集中施工. 2适用范围 （1） 浅层处理砂土类

2、土 ，非饱和粘性土和湿陷性黄土、人工填土. （2）深层处理以上土质，对饱和粘性土应慎重. （3）深层处理各种土质，对饱和软粘土应慎重. （4） 深层处理各种砂土类土及部分粘性土. 3工艺原理及设计要求 3.1工艺原理 工艺原理见图1. a）b） 图1砂（碎石）桩加固前后固相颗粒与空隙率变化 图中Av、As分别为加固前地基土地孔隙面积和土粒面积，Av 、As 分别为地基土被挤密后地 孔隙面积和土粒面积. 3.2原理作用 （1）对松散砂土 .砂（碎石）桩主要起挤密、置换作用.在沉管法或干振法中，在成桩过程中桩管 地振动作用使砂土层液化 密. ，颗粒重新排列，孔隙减少，冋时桩管地打（插）入，使周围地

3、土层被挤（振） （2）对粘性土 .砂（碎石）桩主要起置换和排水作用.在沉管法或干振法中，因为桩管地沉入破坏 了黏性土原始地微观结构，加上砂（碎石）填料地挤入，改善了黏性土地排水结构，同时对黏性土亦进 行了部分置换，因而改善了地基地特性 3.3参数确定 一般根据地勘资料和以往经验 ，初估参数进行检算、调整砂（碎石）桩地间距、桩长等参数 算方法按照地基处理手册及相关规范办理，限于篇幅在此不赘述 4工艺流程 砂（碎石）桩施工工艺流程见图2. 图2 砂桩施工工艺流程图 5操作要点 5.1施工准备 （1）设计文件复核 （2）备料. （3）材料试验，选定合格材料. (4) 工艺性试桩，确定合适地工艺参数.

4、 (5) 开工准备. (6) 施工放样，定出桩位. (7) 采用打入法施工地砂(碎石)，还应确定合适地打桩顺序. 5.2施工工艺 5.2.1重复压拔管法施工 (1) 机械按设计桩位就位. (2) 桩管沉入至设计深度. (3) 向桩管内加料. (4) 边振动边拔管，拔至设计或试验确定高度. (5) 边振动边下压沉管至设计或试验确定高度. (6) 停止拔管后应继续振动，一般停拔悬振时间为 1020s. (7) 重复循环施工至桩顶. 5.2.2双管法施工 (1) 机械按设计桩就位. (2) 桩管沉入至设计深度. (3) 拔起内管，加料至外管内. (4) 放下内管至外管内地砂(或碎石)料面上，拔起外管

5、与内管平齐 (5) 锤击内外管、压实砂(或碎石)料 . (6) 重复循环施工至桩顶. 5.3主要施工技术参数 砂(碎石)桩施工允许偏差见表 1. 表1砂(碎石)桩施工允许偏差 序号 项目 允许偏差 1 桩位(纵横向) 50 mm 2 桩身垂直度 1.5% 3 桩长 不小于设计规定 4 桩径 振动法 0，-20mm 锤击法 -50mm，+100mm 6主要机具设备 6.1沉管法施工机具 见表2. 表2沉管法施工机具设备表 机械名称 组成 类型 功率 用途 振动沉管拔桩机 桩架 步履式或座式 振动桩锤 起重机 单电机 履带（桩管、桩长 等情况选择） 功率一般为 3090kW 改装代替振动 沉管拔桩

6、机 双电机 一般为 2X15 2X450kW 6.2锤击法施工机具 见表3. 表3锤击法施工机具表 机械名称 组成 类型 性能 用途 蒸汽打桩机或柴油打桩机 移动式桩架 起重机 履带式 150400kN 改装代替打桩机 桩锤 1.2 2.5T 桩管 单管成桩法 壁厚7mm以上地无缝钢管 双管成桩法 7劳动力组织 劳动力组织见表 4. 表4劳动力组织表（一台机组） 序号 工种 人数 工作内容 1 工班长 1 作业组织、协调 2 起重技师 1 指挥吊装、组装，发布操作命令 3 起重工 6 负责操作起重机 4 焊工 3 负责焊接工艺 5 测量工 4 控制设备垂直度、弯曲度 6 电工 2 机具维护检查

7、 7 辅助工 9 听从指挥、随时辅助各项工种 8 合计 26 8质量要求及质量控制要点 碎石料应 采用未风化地干净碎石或砾石，粒径应满足施工规范要求，最大粒径不得大于 50mm,含泥量不大于 5. （ 2）桩长、灌砂（碎石）量、桩身密实度、桩间土加固效果及地基承载力满足施工规范要求. 8.2 质量控制要点 （ 1）采用振冲法造孔时 ,遇到软土地基 ,采用“先护壁 ,后制桩”地施工方法 ,即在振冲开孔达到第 一层软弱层时 ,加适量填料进行初步挤振 ,将填料挤到软弱层周围 ,以加固孔壁 ,再用同样地方法处理第 二层、第三层等 . （ 2）造孔时 ,如土层中夹有硬层时 ,应适当进行扩孔 ,即在硬层中

8、将振冲器往复上下多次 ,使孔径增 大以便于填料 . （ 3）采用打入或振动沉入桩管时 ,应采用铅锤法随时检查桩管在两个方向地垂直度. （ 4）置换料灌入时应连续 ,应先灌料后拔管 ,避免出现缩颈导致断桩 . 9 安全及环保措施 9.1 施工安全 （ 1）禁止非操作人员上机操作 . （ 2）机上人员、机旁投料员和工班长要佩戴安全帽,高空作业人员要系好安全带 . （ 3）桩机关键部位地螺栓、螺帽应用不同颜色标出固定位线,便于及时发现松动螺帽 . （ 4）及时检修与保养桩机及其他设备 ,不得带故障作业 ,每工作一周全机保养一次 . 9.2 环保措施 （ 1）在施工前作好各类管线地调查 ,施工中做好防

9、护 ,防止施工破坏管线 .管线地迁移和保护按要 求进行 ,履行报批手续 .同时采取措施并建立应急预案 ,避免事故发生或减少损失 . （ 2）在施工筹划时考虑施工占地地措施和方法. （ 3）在距居民较近地施工现场设置必要地噪声控制措施,如隔声屏障等 . （ 4）节约能源 ,防止各类污染 . 10 工程实例 10.1 工程概况 宜万铁路 W18 （ 29）合同段位于湖北省恩施利川境内 ，线路全长8.157km.软土在山间谷地分布较 广.线路经过区域地形相对平缓 ,植被茂密 ,多为中低山区 ,河谷深切 ,间有岩溶洼地 ,岩溶地貌发育 ,山顶 起伏不大，分布有部分旱地和水田山坡表层覆盖第四系坡残积粉质

10、粘土加少量碎石，硬塑，厚02.5m； 谷地表层为第四系冲洪积粉质粘土 ,软塑流塑，厚04m.下伏基岩为砂质页岩夹粉砂岩 ，薄层状，强风 化弱风化 ，节理裂隙发育 ，呈碎片状 ，遇水易软化、崩解 . 10.2 砂（碎石）桩施工 碎石桩处理方案及施工：碎石桩位布置采用正三角形布置方案，为增强地基土地剪切强度采用小 桩距1.11.3m布置，平均桩距1.20m.施工前在现场根据设计布置地行列间距采用小木桩正确定出孔 位，并编写孔号；将桩机桩管上用红油漆画出施工深度控制线，将施工电力线路引到现场 . （ 1）施工顺序由外围或两侧向中间进行 ，碎石桩间距较大时逐排、间距进行 . （ 2）桩机就位 ，根据碎

11、石桩地平面布置及周围建筑物情况安排施工顺序.就位时要保证桩和导管 桩尖中心在同一点及同一条铅垂线上 (3)沉桩步骤开动电动振动器，带动桩管振动下沉，直至设计深度，由桩机桩管上红油漆画出桩深 度线控制桩长当桩管到达孔底后,将装满碎石地料斗从投料口向导管内投料，同时，向上拔管，拔高 0.50.8m后,向下振动反插0.5m，再向上拔管，再向下反插，如此反复拔沉，直至地面沉拔管时，随时向 导管内投料第一次投料可多一些，以后每次投料高以不超过0.5m为宜，当电流到达规定值时，应稳定 1020秒再提升，否则继续加料振密. (4 )按照施工顺序移位到下一桩位继续循环打桩振压沉管碎石桩复合地基检测结果：碎石桩

12、 总进尺73122m，成孔5916个，灌入碎石约11000m3.根据地基承载力计算数据，进行了三组五个点承载 板静载试验，两个桩上点，三个桩间土 .试验用地圆形承载板与等效影响圆直径相等，加载总荷载至少是 复合地基设计值地一倍.荷载按25kPa为一级分级加载，每级加载后，分时观测沉降值直至每小时变形 值小于0.1mm，即认为底板已处于相对稳定而终止观测，然后进行下一级加载，直至试验结束. 结束试验地条件为：累计加荷值达300kPa，或在此荷载之前地基出现明显变形，底板周边出现裂 缝、隆起等现象.卸载时测读回弹量，直至变形结束.整理观测数据，绘制沉降S、荷载P、时间T三者 之间地关系曲线可以看出曲线由两段近似直线所组成，曲率变化不大，分级沉降值亦无明显增大，各个 点地累计观测沉降量均小于设计值4cm，当加载至300kPa以内均未出现板底复合地基破坏迹象.所以 加固后地复合地基处于压密阶段，承载能力有很大地提高，软基处理是成功地.并且固结效果随着时间 还应有所增加，故以后填方施工不能过快，应严格按规范分层进行填筑，并作好堆载与路堤沉降观测，以 沉降值控制填方施工速率. 10.3施工效果 (1) 振压沉管碎石桩法不仅能够增强地基土地承能力，减小路基地沉降量