挤密碎石桩施工工艺

1、浅谈挤密碎石桩施工工艺与控制刘纪刚前言：本文结合334省道如东西段江海河桥桥头软基挤密碎石桩方案处理实例，详细介绍了振动挤密碎石桩的地基加固原理、施工工艺和控制，可以供有关设计、施工和监理人员参考使用。一、概 述334省道如东西段建设工程主要位于以粉砂土为主的冲海积平原区，沿线大多为饱和松散的粉砂土地基，其本身有很大的震密性。但因为缺少良好的排水通道，短时间内充满土孔隙中的水难以实时排出，土孔隙无法减小，土骨架仍呈松驰状态。随着振动的持续作用，土粒间的有效应力逐渐转变为超孔隙水压力，土中超孔隙水压力不断地聚集、提高，当其值达到相应的固结压力，土粒呈悬浮状态，土粒间有效应力几乎减小为零，地基土骤

2、然丧失抗剪强度和承载能力产生液化。当产生液化时，地基的承载力将会大大降低，对其上的工程造成巨大的破坏作用。因此应对地基进行加固处理，以减小或消除地基的液化，降低甚至消除其对公路工程的破坏。目前地基处理方法常见的有水泥粉喷桩、石灰桩、碎石桩、换填材料等，其中振动挤密碎石桩在长江流域（粉砂土地区）是比较常用的地基加固方法。振动挤密碎石桩是由河北省建筑科学研究所等单位开发成功的一种地基加固技术，它首先用振动成孔器成孔，成孔过程中桩孔位的土体被挤到周围土体中去，成孔后提起振动成孔器，向孔内倒入约1米厚的碎石再用振动成孔器进行捣固密实，然后提起振动成孔器，继续倒碎石，和用振动成孔器继续进行捣固密实直至碎

3、石桩形成。实践证明，振动挤密碎石桩与地基土形成复合地基，是一种有效的处理砂土液化的地基处理方法。二、振动挤密碎石桩的加固作用描述1、挤密作用振动挤密碎石桩在成桩过程中桩管对周围粉砂层产生很大的横向挤压力，使桩周围的土粒重新排列密实，孔隙比减小，密实度增大。通过挤密作用，提高砂土的强度和砂土地基的承载力，消除液化的可能性，根据震害调查表明，当地震烈度分别为7、8、9度时，只要砂土的密实度分别达到或超过55、70或80，即不会产生液化。2、排水降压作用碎石桩加固粉砂土时，桩孔内填充碎石，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水通道，使桩间土产生的振动超孔隙水压力的水迅速地由碎石桩体排出，土中孔隙水压

4、力亦随之减小，难以聚集提高，从而消除或减小液化的可能性。3、预震效应美国西特等人(1975)的试验表明，相对密度为54但受过预震影响的砂样，其抗液化能力相当于相对密度80的未受过预震的砂样。可见，在施工过程中使填土料和地基土在震密的同时获得强烈的预震，对于增强砂土抗液化能力是极为有利的。三、设计方法1、平面布置形式：碎石桩一般呈正三角形或梅花形布置，有时也有呈正方形布置。2、桩径：碎石桩的直径，应根据置换率、成桩方法、施工机械能力等因素来确定，其直径多采用50100cm，最大直径可达200cm。3、桩长：在可液化土层中，碎石桩长应按抗震要求处理的深度来确定。对按稳定性控制的，工程碎石桩长不应少

5、于最危险滑动面以下2.0m。对按变形控制的工程，碎石桩长度应满足使复合地基的沉降量不超过对构筑物地基容许沉降量的要求。对软弱土层厚度小于15m或在该深度以内遇有较硬土层时，将桩端置于较硬土层中。4、处理范围：用碎石桩防止砂土液化时，每边处理宽度应不少于液化层厚度的1/2，并不小于3m，对道路路堤应设置到排水沟外缘。5、垫层设置：为了充分发挥碎石桩的加固效果，宜在碎石桩上设置3050cm的碎石垫层。6、桩距计算首先计算置换率：m：碎石桩置换率a：桩间土承载力的修正系数，对砂土取1.22.0n：桩与土应力比，一般取24：复核地基标准承载力：天然地基标准承载力桩距计算：当以正三角形布置时当以正方形布

6、置时d：碎石桩桩距A0：单桩加固面积四、施工准备 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；在施工中如果地基液化严重，碎石桩机倾斜或下陷，可在原地面铺40cm碎石确保桩机平衡，在施工完毕后及时清除。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，按桩位图准确放出桩位并编号，桩间距允许差为150mm；4、技术要求准备：施工时要求土层十字板抗剪强度大于10Kpa。复合地基承载力标准值不小于涵洞及箱通对地基承载力的要求值，要求桥台基础地基承载力达到220Kpa以上并全

7、部消除地基土的液化。挤密碎石桩所用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，级配采用20-40mm自然级配，含泥量不大于5%。松装容重1.5。10、挤密碎石桩施工质量标准：桩距偏差不大于150MM；竖直度偏差不得大于1.5%,桩径、桩长、灌碎石数量不小于设计值；密实度抽查频率为2%，用重型动力触探测试，灌入量100MM时，击数应大于5次。 5、施工应注意事项：施工前一般应进行成桩试验，一般为7-9根，用来确定设计桩径和桩距是否合适。施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两桩必须跳跃间打；边振动边下沉，通常下沉0.5米留振30S；振动成桩至地面时，应向下复振一米，确保地表不产生缺碎石的凹桩；根据试验

8、桩成果，严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。根据设计图纸现场放线布桩，桩位偏差不得大于3cm。每次填料不可过多。五、挤密碎石桩施工操作步骤桩机就位；开动振动机把套管沉入土中至设计深度；将料斗插入套管，灌入一定量的碎石；提升套管一定高度，将碎石压出；沉入套管，加以振动，将排出的碎石挤密；再一次向套管内灌入碎石；把套管提升到规定高度；重复以上工序，直至地面，挤密碎石桩成桩；挤密碎石桩桩径50CM，桩长8米，采用梅花型布置。六、质量检验与评价振动碎石桩的检验与评价分为两个方面：一是碎石桩的施工质量，如桩位偏差、桩径、桩体密实度等，二是复合地基的功效，如承载力、沉降量、抗地震液化能力等

9、是否达到了规定的要求。我们常用单桩荷载实验和桩体动力触探试验，对功效的检验则有单桩复合地基荷载试验、多桩复合地基大型荷载试验、桩间土的荷载试验、标准贯入试验、静力触探等。结束语 振动挤密碎石桩能够对粉砂性土基起到挤密作用、排水降压作用、预震作用，是处理砂土液化的一种经济、有效的地基处理方法，我们在饱和松散地基上修建公路工程时，可以考虑使用此方法处理地基，以免遇地震时，地基土发生液化现象，对公路工程造成毁坏性地破坏。振动沉管挤密碎石桩施工方案sell=2振动沉管挤密碎石桩施工方案1、工程概况本工程振冲碎石桩桩径0.5m，间距0.91.6m，桩长为9m11.5m，正三角形布置，处理桩号为：K2+5

10、01.6K2+535.6处理长度34.0m，桩长11.5m，间距1.2m；K2+535.6K2+560.6处理长度25.0m，桩长11.0m，间距1.4m；K2+560.6K2+643.5处理长度82.9m，桩长9.0m，间距1.6m；K2+643.5K2+658.5处理长度15.0m，桩长11.0m，间距1.5m；K2+658.5K2+681.5处理长度23.0m，桩长11.5m，间距0.9m；K2+681.5K2+696.5处理长度15.0m，桩长11.0m，间距1.5m；K2+696.5K2+860.0处理长度163.5m，桩长9.0m，间距1.6m。2、施工总体方案2.1施工准备 1）

11、、场地平整施工：振冲碎石桩施工前先进行场地平整，场地平整标高为根据地形图拟定的标高，施工时根据宁填勿挖的原则进行整平。挖除地表坚硬物体，使振冲器能顺利下钻。2）、布置场内运输道路、道路两边的排水盲沟、纵向排水沟、料场、准备好照明设施以便夜间施工。3）、场地清理与掘除：在现场确定清理、掘除、拆除的范围后，按施工规范和设计要求进行清理。a、土及草皮在较干硬的地主要用推土机、人工配合、装载机铲除，自卸车运输弃于指定弃土区。低洼潮湿的地方主要用挖掘机清除，机械无法清除的地方则用人工挖除。b、填方路基用地范围内的垃圾、有机物残渣及原地面以下至少200mm内的草皮、树根、农作物的根系和表土予以清除，并符合

12、振冲碎石桩桩顶标高。4）、测量放样及布桩: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，测量地面整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通；根据图纸要求的布桩原则进行布桩，并绘制测量放线图，交与监理及项目部复核后，方进行测量放样，每个桩位均作标志，编制桩号。5）、进行施工技术交底。在施工的各项准备工作完成后，施工前由技术负责人根据设计要求向全体施工人员进行技术交底。2.2材料要求挤密碎石桩所用碎石应由未风化的干净砾石或扎制碎石而成，级配采用123 自然级配，要求碎石坚硬，压碎值小于32 %，含泥量不大于5%，最大粒径8cm，大于粒径5cm要求要超过50%，最小粒径2cm。2.

13、3振冲碎石桩施工顺序碎石桩采用振动沉管法施工，施工顺序采用跳打形式，在砂质土地基中:由外缘或两侧向中间进行，且隔行施打，相邻两根桩必须采用跳跃间打；在淤泥质粘土地基中：宜从中间向外围逐行或隔行施打，每根桩的碎石灌注量不小于0.24m3/m，具体成桩工艺如下：1） 清理整平施工场地，进行桩位放样。轴线放样：根据业主提供的控制点及设计图纸，由专业测量人员测放出中桩，并加以妥善保护。 测放桩位：放线定位严格遵守工程测量规范中有关桩基施工的规定。定位与打桩间隔不超过24 小时，施工过程中，要尤其注意防止破坏标识引起桩位不准，并随时复核，对因挤土作用引起的桩位偏差，及时调整。2） 桩机就位，合拢合瓣桩尖

14、，将管桩向下垂直，使桩尖对准桩位标记，利用锤重及沉管自重徐徐静压1-2m 后开动振动锤振动下沉。调整桩机搭架，使沉管与地面基本垂直，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，将桩管下到设计深度，每下沉0.5m 留振30 秒。4）稍提升桩管使桩尖打开。5）停止振动，立即将碎石由加料口注入桩管内，灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算。做好现场施工记录，严格控制每根桩的碎石充盈系数，充盈系数一般控制在1.02。避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性。6）振动拔管:管内灌入碎石高度需大于1/3 管长，方可开始拔

15、管，应有专人负责碎石灌入量，以防超灌或少灌。拔管前先振动1 分钟以后边振动边拔管，每提升0.51m 导管应反插30cm，留振1020 秒，如此反复直至全管拔出,拔管速度为12m/min (平均速度)。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。11）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。12）孔口加压至前机架抬起，完成一根桩施工。13）移动桩架至另一孔位，重复以上

16、操作14）、清沟排污：打桩过程中，施工现场安排人力清沟，保证排污网络畅通，避免泥浆漫淌，沉淀后的泥浆采用泥浆车出运至弃土场排放；做好场地整洁，文明施工。15）、铺设碎石垫层：振冲碎石桩处理完成后，在桩顶上铺填30cm厚碎石垫层，全部处理范围均采用20t振动压路机重叠轮迹碾压至少二遍。3、施工机具设备的配置与要求1）施工机具设备的配置序号设备名称规格型号数量技术状况备注1振动式打桩机DJ-903良好2装载机ZL-103良好2）施工机械要求由于地基处理深度大，因此，要求振动打桩机采用激振力280550kN，成孔直径50cm，成孔最大深度11.5m。4、碎石桩施工工艺碎石桩处理路基的施工顺序是：清理

17、平整场地放线布设孔位吊机进场 振孔器就位 振动挤土成孔 提起振孔器倒入碎石 重复振捣注碎石 制桩至孔口 移位至下一点5、计划开竣工日期计划开工日期：2009-8-13计划竣工日期：2009-9-186、振动沉管挤密碎石桩法质量控验碎石桩质量采用加固电流法（按自升式电流或冲击式电流控制加固质量）或综合指标法来控制碎石桩加固质量，综合指标包括:1)振动头工作频率：一般按24.5Hz控制；稳定电压一般为380 V20V2)激振力：激振力一般采用280345kN，激振力根据现场制桩试验定。3)倒入碎石高压：倒入碎石高度一般为11.5m。4)振动器密实电流:振孔器密实电流根据现场制桩试验定，严格在超过密

18、实电流的情况下作业。5)留振时间：振动器留振时间一般为1020s，振动器留振时间根据现场制桩试验定。6)拔管速度：拔管速度以1.53.0m/min，拔管速度根据现场制桩试验定。7)加固密度的方式：加固碎石桩密度的方式，多采用边拔管边振动、留振和反插相结合的方法。地面下1.02.0m由于侧向约束薄弱，不利于成桩，至此深度时应采取超载投碎石法，再通过振挤以提高粒料的密实度。要求单位深度灌碎石量大于0.2m³，当检验碎石桩发现有上下不连续，单位深度灌碎石量不足，碎石桩平面位置和垂直于复合地基强度不符合要求以有断桩、缩颈、沉桩等质量问题时，应视质量问题的性质、影响程度采取补救措施，必要时应就

19、近复打，以保证处理质量。7、安全保证措施为了确保碎石施工安全生产，须作好以下安全技术措施：1)起重施工安全，起重臂下严禁站人，吊机安装振冲器时要对准桩位，有起重工指挥。2)进入施工现场要带好安全帽（系安全带），高处作业（配合起重，维修）但要求系安全带。3)碎石桩施工人员要熟练掌握该施工工艺技术，并遵守相关的安全生产操作规程。4)现场施工用电严格执行一机、一闸、一漏电开关。5)施工人员每月至小进行一次安全学习或安全教育。8、环保、水保、文物保护和文明施工措施8.1废料、废方的处理1、清理场地的废料和土石方工程的废方时，不得随意倾泻，影响附近排灌系统及农田水利设施。应按规定在适当地点设置弃土场；有

20、条件时，力求少占土地。2、碎石桩施工过程中的泥浆及废弃物等，应在工程完工时及时清除干净，以免堵塞河道和妨碍交通。3、废方堆放点应统筹安排，堆放点应远离河道，尽量不要覆盖植被，尽可能选择荒地。4、及时对弃方进行压实，并在其表面进行植被覆盖，可以种植草皮、灌木或树木，既可防止水土流失，又能美化环境。8.2、防止水土流失1、在施工期间，应始终保持工地的良好排水状态，修建一些临时排水渠道，并与永久性排水设施相连接，且不得引起淤积和冲刷。2、桩基及下部结构施工时施工现场地面应筑成适当的横坡，避免积水； 3、施工中应因地制宜地采取有效预防措施，防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受到冲刷，防止从本工程施

21、工中土石方材料对河流、水道、灌溉或排水系统产生淤积或堵塞。4、施工中的临时排水系统应能最大限度地减少水土流失及对水文状态的改变，不得干扰河道、水道或现有灌溉或排水系统的自然流动。8.3、防止和减轻水及大气污染保护水质：1、施工废水、生活污水不得直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库，不得污染饮用水源。2、施工区域、砂石料场，在施工期间和完工以后应妥善处理，以减少对河道、溪流的侵蚀，防止沉渣进入河道或溪流。3、冲洗集料或含有沉积物的施工用废水，应采取过滤、沉淀池处理或其它措施，使能做到达标排放。4、施工期间，施工物料如水泥、油料、化学品等应严格堆放、管理，防止物料随雨水径流排入地表及附近水域，造成污染

22、。5、施工机械应经常检查维修防止漏油，禁止机械将在运转中产生的油污水未经处理就直接排放或维修施工机械时油污水直接排放。8.4控制扬尘：1、为减少施工作业的产生的灰尘，应随时进行洒水或其它控制扬尘措施，使不出现明显的扬尘。2、易于引起灰尘的细料或松散料的材料堆场应予遮盖或适当洒水润湿。运输时应用帆布、盖套或类似遮盖物覆盖。3、运转过程时有粉尘发生的施工场地（如拌和站等）应有防尘设备。在这些场所作业的工作人员，应配备必要的劳保防护用品。4、如果承包人预防措施不利，并已对附近的河流、池塘、农田或卫生环境造成了危害，则由此而引起的一切损失及后果应由承包人负责。8.5减少噪声、废气污染1、各种临时设施和

23、场地，如堆料场、加工场等距居民区不宜小于300m，而且应设于居民区主要风向的下风处。2、施工机械设备的工艺操作，要尽量减少噪声、废气等的污染；建筑施工场地的噪声应符合建筑施工场界噪声限值（GB12523-1990）的规定，并应遵守当地有关部门对夜间施工的规定。8.6、做好绿色植被和现有公用设施的保护1、施工时应尽量保护用地范围之外的现有绿色植被。若因修建临时工程破坏了现有的绿色植被，应在拆除临时工程时予以恢复。2、对于受本工程影响或正在受影响的一切公用设施与结构物，应在本工程施工期间采取一切适当措施加以保护。3、靠近公用设施的开挖作业，施工前应通知监理工程师及有关部门，并邀请有关部门代表在施工

24、时到场；发现问题应积极配合有关部门予以解决。4、环境保护是我部工程施工中的重点注意事项，在整个工程实施的过程中始终贯彻落实，对全体人员要进行广泛、深入、具体的环保教育和考核，并落实到岗位责任制的内容中去。0 引言 随着我国经济飞速发展，高速公路的建设也日新月异，公路工程在国家基础设施建设中的地位越来越重要，对带动经济发展，满足交通运输的增长，增强城市之间的经济、文化交流起着极其重要的作用。在高速公路的设计和施工过程中，常常会遇到各种各样的软土地基，而软土地基处理的好和差直接影响到高速公路的质量，是高速公路质量控制的一个关键。软土地基常常采用挤密碎石桩，水泥深层搅拌桩，塑料排水板，砂砾垫层，铺设

25、土工合成材料，堆载预压等方法进行处理。挤密碎石桩对砂性、和粉砂土以及可液化土等软土地基有良好的加固作用，通过对软土地基的挤密、置换、竖向排水，加快地基土固结，形成稳定的复合地基，大大增强地基的承载能力，减少软土地段路基的工后沉降等特点，并且具有施工设备投入少，材料易于购买，施工工艺成熟可靠，进度快等优点，广泛在高速公路软基的设计和施工中被采用。碎石桩施工方法有干法（震动沉管）施工和湿法（水振冲）施工，本文主要阐述干法施工的工艺，并结合通启高速公路TQ-02标段挤密碎石桩的施工方案和工艺，以供读者参考。 1 工程简介 通启高速公路工程TQ-02标段由南京市交通工程有限公司承建，西起通州市平潮镇，

26、东至通州市兴仁镇，全线总长15.34公里（K122+100K137+440），软地基处理路段3880米，各种处理方法总计达89万延米，其中碎石桩30万延米，主要分布在桥头和填塘路段，试验段在通扬运河大桥桥头，长度15米，碎石桩长8米，桩径0.5米，桩距1.3米。 2 施工方案 施工方案采用两种施工工艺进行首件工程的施工，通过对碎石桩检测结果的对比，得出最佳施工方案。 2.1 第一种施工方案：桩管振动下沉至设计深度，略提升桩管，打开沉管底部活页瓣，留振60秒，提升桩管，在提升过程中每提升1米，反插两次，留振60秒。用此方案施工成桩20根，平均每延米碎石用量0.28方，多于理论用量，充盈系数1.4

27、26，高于规范中的充盈系数。但在施工过程中发现，在打已施工完成的碎石桩相邻的桩时，电流表的读数明显增大，桩管下沉困难。 2.2 第二种施工方案：桩管振动下沉至设计深度，略提升桩管，打开沉管底部活页瓣，留振60秒，提升桩管，在提升过程中不留振，每提升1米，反插两次。用此方案施工成桩20根，平均每延米碎石用量0.228方，多于理论用量，充盈系数1.16，高于规范中的充盈系数。施工过程进展顺利，电流稳定。后经检测各项指标达到设计要求，最终决定后续施工采用此方案。 3 碎石桩施工工艺 3.1 施工准备 3.1.1 场地准备 清理平整场地至碎石桩施工高程，清除施工区域内地上、地下及空中的一切障碍物（包含

28、石块、树根、垃圾及杆线等），低洼或水塘地段应先排水清淤后再回填粘性土（不得回填杂土）至施工高程处，整平后压实。 3.1.2 测量放样 测量地面整平后的标高，绘制桩位点状网格图。根据设计要求，组织技术人员测量放样，测量地面整平后的标高，并绘制桩位点状网格图，报监理审核。依据审批后的桩位图及路线中桩、控制布设桩位，桩间距1.3m，平均桩长8m，桩径0.5m，采用梅花型布置，布桩时现场用钢卷尺定出每一根桩的桩位，用不易损坏的竹签插入土层标定位置（桩位误差不得超过5cm，桩间误差不得超过10cm）。在钻孔灌注桩两侧布设桩位时，预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距应不小于140cm（实际布桩时应保证碎石桩桩位距钻孔桩桩位的距离RR钻孔桩+R碎石桩+50cm），以确保将来不影响钻孔桩的施工。 3.1.3 械设备进场、