振动沉管碎石桩施工方案

振动沉管碎石桩施工方案

一、工程概况

1.1概况

K20+625～k20+735段处于软土路基地段，需要对路基进行加固处理。该段线路基底地质为：地表旱地、水田分布，低液限黏土厚5～9.1m，流塑～软塑状，比贯入阻力ps：0.56~1.2MPa。下伏基岩为侏罗系中统遂宁组泥岩夹砂层。局部于斜坡处填方通过，路堤易沿填筑界面及软弱土体内产生剪切破换，中心填高最大17.7m。采用碎石桩进行加固处理。 1.2软土路基处理措施：

采用沉管碎石桩加固软土地基 ，处理面积5556m2 ，桩均长9.6m，间距1.5m, 正三角形布置, 成桩直径为50cm,桩总长为27374m。碎石桩施工完成，检验合格后，在桩顶分层填筑60cm厚级配碎石垫层，压实度应大于96%（重型标准）。

该路段碎石桩处理示意图如下：

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图1.1 碎石桩处理平面图

图2.2 碎石桩处理纵断面图

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图2.3 碎石桩桩位布置示意

1.3主要工程量

桩号桩均长（m）碎石桩长（m）K20+625～K20+7359.627374

碎石设计用量（m3）5374.87级配碎石（m3）土工格栅（m3）3334 401061.4主要技术指标

桩体材料采用未风化的、强度大于25MPA的砂岩轧制，也可用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于3%，碎石桩单桩质量检查采取单桩载荷试验和动力触探（N63.5）试验。动力触探试验规定连续5击下沉量＜7cm时桩体密实。成桩28天后复合地基承载力Ra不小于125Kpa。 二、施工准备

2.1、技术准备

根据设计本段桩体材料可用未风化的、强度大于25MPA的砂岩轧制，也可用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于3%。

每工点施工前按照规范及设计要求进行成桩工艺性试验，待工艺试验桩经检验满足设计和质量要求后，并报监理单位确认后，进行大面积施工。

根据设计资料绘制碎石桩布桩图，并注明桩位编号及施工说明。采用全站仪或经纬仪进行现场桩位放样，做好标志桩。

确定施打顺序：施工顺序采用跳打形式，并由外缘向中心进行，相邻两根桩必须采用跳跃间打。

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2.2振动沉管打桩机准备

根据地质情况、设计要求，选用55KW振动沉管桩机；

2.3、施工道路及场地准备

首批进场机械入场后，即进行进场道路的拓宽压实工作，并及时作好临建区、堆料区的范围规划，作好现场规划平整等工作，尽早进行临建搭投。

2.4施工用水准备

由于现场施工生产用水无法满足施工要求，开工前应打井作为水源。生活用水由现场设置的自来水作为饮用水源。

2.5、施工用电

施工用电自备一台150kw发电机组。

2.6、资源准备

1）按工程总体布置要求安排人员、机械的逐步入场，并对入场机械进行使用前维修保养及试运转和报验。

2）与选定的合格分供方进行材料供应合同的签订，保证碎石等外购材料满足施工进度要求。

现场材料主要为碎石，根据设计本段桩体材料可用未风化的、强度大于25MPA的砂岩轧制，也可用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于3%。碎石在现场的堆放量要根据施工区碎石灌入总量（由碎石理论用量与充盈系数相乘得到，充盈系数由实验确定）来确定，并按总体规划布置堆放，材料堆放场地地面要做适当的硬化处理或压实。

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三、施工方案

3.1、加固原理

沉管碎石桩是在振动锤的振动作用下，把套管沉至规定的设计深度，套管入土后，挤密套管周围土体，然后向管内投入碎石，再使碎石排入土中，分段振捣密实，形成较大直径的碎石桩，并将桩间土体进一步挤密，经多次循环后既成完整的碎石桩。桩与桩间土形成复合地基，从而提高了地基的承载力，并防止砂土液化。 3.2、试桩施工

按照规范要求，开工前施工单位要先做5根试验桩，考察设备能力、沉入桩管速度、成桩直径及碎石密实度情况。符合质量标准后，方可正式施工。

1、机械就位 ，安装桩机时保证其垂直度偏差不大于1%，并准确对位。根据设计桩顶标高与地面高程的关系，在套管上画线标明桩顶和桩底的位置，以保证其深度。

2、开动桩机，套管下沉到设计高程后，通过套管上的加料孔，用料斗向桩管内灌入1m桩长所需碎石量?m3。

3、每次拔管高度控制在1m左右，拔管速度控制在1m/min左右，压管高度在0.5—0.6m左右，然后控制振动均匀。在下次拔管前灌入碎石，以1m桩长所需碎石量?m3作为控制参数。

4、依次拔管、压管、振密和加入碎石。

5、严格控制拔管和压管高度，控制振动时间，保证振动均匀，直至达到设计桩顶。成桩后其孔口表面应有少量碎石堆积。

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6、关机，移动桩机到一桩位。

3.3、碎石桩施工工艺

① 碎石桩施工工艺流程图

②碎石桩施工工艺

a.平整场地，进行表面松散土层碾压，修筑机械设备进出道路，排除

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地表水，施工区周边作排水沟以确保场地排水通畅防止积水。 b.当准确的桩位已放样，然后将桩管对准桩位中心，把桩尖活瓣合拢，放松卷扬钢丝绳，利用桩机和桩管自重，把桩尖竖直地压入桩位中心。 c.调整垂直度，使钻机垂直度偏差在1％之内；

d.开动振动锤，同时放松滑轮组，使桩管逐渐下沉，在桩管进入可液化土层过程中，每下沉0.5m，留振30秒钟，当桩管穿透液化土层或至设计深度后，便停止振动器的振动。

e.桩管到设计深度后，稍上拨桩管以破坏桩管及桩尖活瓣外侧真空状态，减小起拨摩阻力。然后停止振动，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，避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性。

f.管内灌入碎石高度需大于1/3管长，方可开始拔管，应有专人负责碎石灌入量，以防超灌或少灌。拔管时应先振动5～10s后开始拔管，边振边拔，每拔高度0.5～1.0m停振，如此反复直至全管拔出。拔管速度要均匀，一般为1.2-1.5m/min（平均速度）。

g.复打：用振动沉管桩机将桩管再次边振动边沉入土层中，直到设计深度，然后停止振动，用料斗向桩管内装料，启振拔管，当拔桩管二分之一长度时，用装料斗再次向桩管装满碎石，继续边振动边拔桩管，要严格控制拔管速度和高度，当桩管底端接近地面2-3m时拔管应尤其谨慎，必要时可采取短停拔（0.3-0.5m）,长留振（15-20秒）的措施严防断桩夹层或破坏桩头土层等，直至拔出地面成桩。然后移动

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桩架至另一个孔位,重复以上作业。

h.桩孔内的碎石灌入量应通过现场试验确定，也可估算，估算时按设计桩孔乘以充盈系数确定。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场情况予以增减；

i.施工顺序采用跳打形式，并由外缘向中心进行，相邻两根桩必须采用跳跃间打。

j.施工过程中记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量及累计碎石灌入量；

k.碎石桩施工完毕后，按照设计图纸要求及验标要求成桩检验。

四、碎石桩的施工质量控制

4.1、质量控制要求

1、施工前根据工艺要求设计进行工艺性试桩，以掌握对现场的制桩经验及各种操作技术参数。

2、根据地面高程和设计桩底高程的关系，在套管上画上设计深度线，以保证直观的观察到套管的入土深度。

3、正式施工时，严格按照设计桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量及试验确定的桩管提升高度、挤密次数和留振时间、电机工作电流等施工参数进行施工，以确保挤密均匀和桩身的连续性。

4、振动沉管法挤密应根据振动的能量，控制分段的填石量和成桩的长度。并按贯入度控制，保证桩身的连续性、密实性及其周围土层挤密后的均匀性。

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5、实际灌入量没有达到设计用量要求时，应在原位将桩管打入，补充灌碎石后复打一次，或在旁边补桩一根。桩体在施工中必须确保连接、密实。

6、加料按分批加料，控制数量，按少量多次原则进行，每段桩体在没有达到规定的密实度时须继续加料振实。

7、拔管速度不得过快，排出碎石要充分，排石不畅时可适当提升提升高度。

8、加固涵基在制桩时先用水浇湿碎砾石材料，然后搀和5~8%水泥并作机拌处理，水灰比视设备和现场试验确定，加固软土地基时则不掺拌水泥。

9、碎石桩的施工顺序采用跳打形式，并由外缘向中心进行，相邻两根桩必须采用跳跃间打。

10、桩体施工完毕后，待桩体强度达到设计要求后，应将顶部松散桩体挖除，且应保证地面线以下至少1.2m的范围内应挖除处理。

11、碎石桩施工完成检查合格且符合设计要求后,方可进行下到工序(砂砾石垫层)施工。

4.2、质量控制标准

施工允许偏差见下表

项次 1 2 3 4 5

检查项目 桩柱（mm） 桩径 桩长 竖直度（%） 灌碎石量 规定值或允许偏差 ±150 不小于设计值 不小于设计值 1.5 不小于设计值 检查方法和频率 抽查3% 查施工记录 抽查3% 查施工记录 查施工记录 .9

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五、施工注意事项

1、应选用技术先进、性能稳定的施工设备。 2、确保桩长达到设计要求的控制方法。 1）地质复核

每个地段正式施工前，进行地质探测复核，通过土样与设计地质情况进行比较，对碎石桩的加固深度进行确认和调整。

2）机械状态

当进入硬层后，套管沉入速度缓慢，机具晃动很剧烈，可认为已达到硬层。

3）与设计桩长比较

施工前，通过设计中的横断面图和纵断面图确定每根桩的设计桩长，在钻进过程中，以设计桩底标高为控制点，通过钻机上的刻录线判断其钻进深度，与设计桩长比较。

3、施工前必须通过精确测量放样确保桩位满足设计要求，确保成桩后桩位偏差小于150mm.

4、桩身质量控制措施：

1）振动法施工应根据试验确定的工艺参数，严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填碎石量、工作电流，保证桩体连续、均匀、密实。

2）当实际碎石量没有达到设计要求时，应在原位将桩管打入，补充碎石后复打一次，或在旁边补桩。

5、桩身质量检测应在施工结束后间隔一定时间进行，饱和黏性

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土宜为2~3周，其他土为3~5周。

6、碎石桩处理软弱土地基应检验成桩及复合地基质量，其复合地基的承载力应符合设计要求。

六、检验控制项目与方法

1、所用的骨料品种、规格及质量应符合设计要求。

检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每3000m为一批，不足3000m³时也按一批计。

检验方法：检查产品质量证明文件及抽样试验。 2、碎石桩的布置形式应符合设计要求

检验数量：施工前全部检查。 检验方法：观察、尺量 3、碎石桩的布置数量应符合设计要求

检验数量：施工前全部检查。 检验方法：计数

4、碎石桩的桩身密度应符合设计要求

检验数量：检验总桩数的2%，且不少于2根。

检验方法：桩身密度采用圆锥动力触探方法检测（Ｎ63.5），自桩顶以下2.0m开始计数。

5、碎石桩复合地基承载力应符合设计要求

检验数量：检验总桩数的2‰ 检验方法：平板荷载试验。

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七、施工安全保证措施

1、施工现场安全技术措施：

（1）施工作业人员到施工现场必须戴安全帽，持证上岗，非施工人员不得进入施工现场。

（2）施工现场的布置符合防火、防爆、防洪、防雷电等安全规定及文明施工单位的要求，施工现场的生产、生活、办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理厂等按批准的总平面布置图进行布置。

（3）现场道路平整、坚实、保持畅通、危险地点悬挂按照《安全色》和《安全标志》规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设红灯示警，施工现场设大幅安全宣传标语。

（4）现场的生产、生活区要设足够得消防水源和消防设施网点，消防器材有专人管理，不得乱拿乱动。组成由15-20人的义务消防队，所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。

（5）各类房屋、库棚、料场等先放安全距离合公安部门的规定，室内不得堆放易燃品；现场的易燃杂物，应随时清理，严禁在有火种的场地堆放或在其近旁堆放。

（6）施工场地的临时用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的规定执行。

a.临时用电工程的安装、维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非专业电工不得进行电工作业。

b.电缆线路采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路

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必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度及线距符合安全规定，并架在专用电杆上。

c.变压器必须设接地保护装置，其接地电阻不得大于4Ω，变压器设防护栏，设门加锁，专人负责，近旁悬挂“高压危险、请勿靠近”的警示牌。

d.室内配电配电柜必须有绝缘垫，并安装漏电保护装置。 e.各类电器开关的金属外壳，均设接地或接零保护。 f.配电箱能防火、防雨、箱内不得存入杂物并设门加锁，专人管理。

g.移动的电器设备供电线，使用胶套电缆，穿过行车道时，套管埋地铺设，破损电缆不得使用。

h.检修电器设备时必须停电作业，电源箱或开关握柄挂：“有人操作，严禁合闸”的警示牌或设专人看管，必须带电作业时应经有关部门批准。

i.现场架设的电力线路，不得使用裸导线，临时铺设的电线路，不得挂在钢筋、模板和脚手架上，必须设绝缘支撑物。

j.施工现场用的手持照明灯采用36V的安全电压。 k.严禁用其他金属丝替代熔断丝。

（7）施工中如发现危机地面建筑物或有危险品、文物时，应立即停止施工，并立即上报有关部门，待处理完毕后方可施工。

2、施工机械的安全

（1）各种机械和车辆操作驾驶员，取得相应的操作合格证，不

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操作与证不合的机械，不将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。

（2）操作人员按本机说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。

（3）驾驶室或操作室应保持清洁，不存放易燃、易爆物品。酒后不操作机械，机械不带病运转或超负荷运转。

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