碎石桩作业指导书

新建沪汉蓉通道合武铁路

站前工程第Ⅰ标段

(DK0+000~DK106+200段)

文件编号:HW-ZDS-04

发放编号:

受 控: A / 0

版 本:

编 制:

复 核:

审 批:

中铁四局集团有限公司

合武铁路Ⅰ标工程指挥部

二零零五年九月一日

碎石桩施工作业指导书

碎石桩施工作业指导书

一、 适用范围

1.工艺原理

碎石桩是利用散体材料(碎石) 填充到地基预成孔中或采用振冲设备, 将碎石材料充实到地基土中, 充实到地基土中的碎石具有一定的密实度并呈柱状分布, 并形成复合地基, 有臵换、挤密、排水固结作用。可以提高土的抗剪强度、提高承载力、加固排水固结提前完成沉降,可以挤密土体提高地基的均匀性减少沉降差异。

振冲法是利用一个产生水平向振动的管状设备,在高压水流下边振边冲,从而在软弱粘土地基中成孔,再在孔中分批填入碎石等散体坚硬材料,通过水平向振动力作用形成桩体,和原有地基土构成复合地基。

振冲法因加固机理不同按施工方法分为振冲臵换法、振冲密实法、不加料振冲密实法、干振法等。

振冲臵换法是在地基土中制造一群以石块、砂砾等散体材料组成的桩体,这些桩体与原地基土一起构成复合地基,使承载力提高,沉降减少,适用于处理不排水抗剪强度不小于20Kpa 的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。

振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基,称之为振冲挤密桩,通过在桩孔中填入碎石等坚硬材料来臵换部分原地基土,以此达到加固地基的目的,此法即振冲臵换法。特点:1、施工工效高,工期短,不受季节限制。2、机械设备和施工工艺简单,便于推广。3、节省劳力,可就地取材,综合经济效益好。

不加料的振冲密实法仅适用于处理粘粒含量小于10%的粗砂、中砂地基(振动易液化)。 干振法是一种利用振动荷载预沉导管,通过桩管灌入碎石,在振、挤、压作用下形成较大密度的碎石桩。它在加固软土(粉质、淤泥质粘土和饱和砂土或粉土液化)的作用主要表现在以下三个方面:1、振密、挤密作用(由于施工中不断加入石料,形成桩体时,桩间土得到挤密)。

2、增强水平抗剪力作用。3、桩体的排水固结作用。主要用于有环保要求时。

2.适用范围

适用于处理合武铁路Ⅰ标中基床范围夹有ps

2.5m 的地质不良低路堤,处理深度大于1m , 加固深度至基床底面以下1m 或软弱地基以下硬层0.5m, 顶层铺设一层双向土工格栅。分布地点:合武铁路Ⅰ标DK41+405~DK41+518.73、DK46+020~DK46+140、DK56+480~DK56+565等段路堤地基碎石桩施工。已到图纸碎石桩工程量:24135m/5411根。桩长2~6.1m ,间距1.5m ,正三角形布臵,成桩直径50cm 。

二、施工准备

1.三通一平一排

施工现场的“三通一平一排”是指通水、通电、通料、平整场地和排污系统通畅,以保证正式施工顺利进行。电源、水源均需接到施工场地附近。

1)施工前必须进行地面构筑物、地下管线(水、电、油、通讯等)的调查、拆移,确认无障碍物后方可进行场地清理工作,同时调查地下是否有障碍物如大块石、巨大的建筑垃圾等,有则必须清除。

2)施工场地清理、平整,道路通畅,当场地土质较软,可铺以适当的垫层或原地压实,提高地基承载力,使施工机械及运料汽车能够行走。履带式沉桩机的接地压力40Kpa 。

3)振冲桩施工需要大量的水同时产生大量的泥浆污水,根据现场实际情况设臵相应的给水系统和排污系统。

在施工场地上事先开挖排污系统,将成桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池。定期将沉淀池底部的厚泥浆挖出运送至预先安排的存放地点。沉淀池上部较清的水可重复利用。

4)条件具备时,就近接用工业高压电,并根据机械配臵情况配备变压器;若无高压电或接

高压电成本过高时则采用自备发电机解决通电问题。

5)碎石桩施工需要大量的碎石,为使施工顺利进行不发生停工待料的现象,于加固区附近设臵若干个堆料场,料场的位臵既要满足由料场至各施工点的运距短,又要防止运料(汽车、装载机)路线干扰施工作业。各料场根据施工需求量备足填料,并有足够的运料工具。

2、试桩

1) 试桩的目的:确定正式施工时所采用的施工参数,如振冲孔间距、造孔电流、造孔水压、制桩振密电流、振密水压、留振时间、填料量和振密段长度等;验证加固处理效果,验证复合地基承载力、单桩承载力、桩体是否密实、成桩桩径是否符合设计,验证制桩的难易程度及可能出现的问题,另可查清地下的地质情况。

2)选择有代表性的地点进行试桩,确定参数。主要进行施工工艺试桩,在桩纵向、横向间距设计已经确定情况下,主要测试施工工艺参数和施工工效。

碎石桩施工工艺试桩记录表

3) 一般情况下施工参数的选定(施工时应以试桩确定的施工工艺参数为准)

一般情况下,“填料量”、“密实电流”、“留振时间”视为检验振冲碎石桩的“三要素”。 ①造孔电流与造孔水压

造孔电流与造孔水压为造孔阶段给定的电流、水压值。与土层软硬情况、振冲功能大小等有关。

一般情况下30kw 振冲器的造孔电流为50~60A,造孔水压为400~600Kpa;55kw 振冲器的造孔电流为80~105A,造孔水压为400~700Kpa;土层较硬者取上限,土层较软者取下限。水流量为15~30m3/h。

②加密电流和加密水压

加密电流和加密水压是碎石桩加密碎石所采用的电流、水压值。

一般情况下30kw 振冲器的加密电流为45~60A,加密水压为400~600Kpa;55kw 振冲器的加密电流为70~90A,加密水压为400~600Kpa;当振冲器电流增大到空载电流的约1倍时,即示该段桩体已经振密。此说明一般情况下密实电流约为振冲器空载电流的1倍。

应严格控制加料振密过程中的密实电流,密实电流的规定值应根据现场制桩试验定出,宜为潜水电动机的空载电流加上10A~15A,或为额定电流的90%左右;严禁在超过额定电流的情况下作业。

③留振时间 一般情况为20s 左右。

④加密段长度 加密段长度为每段填料加密的长度,它是控制碎石桩体密实度的重要参数之一。《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91规定为30~50cm。

⑤填料量

填料量是指每米桩长平均填入碎石的方量[以成桩截面积(考虑直径振密扩孔)乘加密段长度,一般为30~50cm],与桩径、土的软硬情况、加密电流、加密水压等有关。

上料时控制灌碎石量,按照设计碎石量的1.1~1.2倍进行灌入,若桩管中一次装不下所要

3灌入的全部碎石量,可以在震动挤密过程中补足,一般每延米桩的填料量0.22~0.24m

试桩时基于上述参数的经验值,拟定几个可采用的数值进行试桩。根据试桩结果分析,优化出正式施工作业所采用的合理数据。

采用ZCQ-55振冲器。一般造孔1min/m,制桩60~70s/m;造孔电流95A ,造孔、制桩水压

3450Kpa ;加密电流80A ;留振时间15s ;填料量0.23m /m;加密长度0.5m 。

三、施工工艺要求

1.施工机具、材料的选择及人员安排

(1)施工机具设备

振冲施工主要的机具与设备为振冲器、起吊机械、供水系统、排污系统、填料机械、电控系统以及维修机具等。

1)振冲沉桩机(起吊机械)(此机械类似十字瓣实心锤冲击钻孔机)

选用履带式振冲沉桩机[自带卷扬机起吊设备,卷扬机起吊能力根据采用的振冲器的技术参数之振冲器总重量确定,并预留足够的安全系数(考虑起落振冲器时的加速度);也可采用汽车吊起落振冲器] 履带式振冲沉桩机自带两个走行电动机,功率均为7.5kw ,可满足机械直行和转弯行走。振冲沉桩机上安装振冲器电动机。

在没有振冲沉桩机的情况下,可采用汽车吊作起吊机械,通常ZCQ-30振冲器采用16t 吊机,ZCQ-55振冲器采用20t 吊机。

2)振冲器

振冲器工作原理及构造

工作原理 潜水电动机通过弹性联轴器带动振动体内安装偏心块的传动轴旋转,产生水平方向激振力,同时高压水泵通过高压胶管向射水管压送高压水,由振冲器头部射出。高压水流及水平激振力冲刷,振挤地基土壤成孔,在投入填料后,在水平激振力的振挤下,形成碎石桩复合地基。

构造 振冲器由振动体、潜水电动机、射水管总成、上接套、密封垫、减震器、高压胶管及导向管、通水管等组成,各部均用螺栓联接成一体,振冲器的结构大致分为四部分:

①振动器 振动器由头部、壳体、传动轴、偏心块、平键、径向滚动轴孔、轴向止推轴承、接套、弹性联轴器、密封垫、O 型密封圈及骨架式橡胶油封等组成。

②潜水电动机 潜水电动机为鼠笼式。电机由转子、定子、径向滚动轴承、轴向止推轴承、O 型密封圈、骨架式橡胶油封、密封垫及电机垫板等组成。振冲器常于水下作业,故采用潜水电机。

③减震器与导管

减震器由法兰、内环、螺栓优质橡胶及尼龙线等热压粘合而成,减震效果良好,能承受较大扭矩及拉压力。导管是用以起吊振冲器和保护电缆与水管。

④通水管。通水管是穿过电机与振动器的空心轴连接于射水管,作业时高压水由射水管喷射而出。

振冲器常用的主要型号有ZCQ-13、ZCQ-30、ZCQ-55、BL-75,其主要技术参数见下表(摘自《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002条文说明) :

振冲器技术参数

3)供水、排污机械设备

由于振冲作业需要大量水冲,而且水压较高,故振冲施工中一般采用二级供水系统。一级为自水源至施工用水箱,二级为水箱至振冲器。一级供水采用潜水泵、二级供水采用高压清水泵。如“供水、排污系统流程图”所示。

其主要设备是:一级供水的潜水泵、二级供水的高压清水泵(含三相异步电动机)、泥浆泵、供水排污管道。运输汽车、水管若干。

供水、排污系统流程图

4)填料机械

3填料机械均采用装载机,一般斗容量为1~2m,可同时为几台(套)机组运料填料。孔口填

料由装载机运至孔口喂料辅以人工下料。

5)电控系统设备:

电控系统作为振冲施工的主要设备体系之一,担负着整个场地的施工供电,还具有控制施工质量的功能,主要由三部分组成。

①电控柜。

②起动柜。

③保护装臵。

另附各类电缆电线若干。

在没有工业用电的条件下,自备发电机。发电机功率根据机械台套数、各台套机械功率确定。30kw/55kw振冲器,一台机组的电量不少于100kw

合武线的工程机械设备功率:振冲器宜选用ZCQ-55型号,功率55KW ,卷扬机功率11KW ,

两个走行电动机,功率均为7.5kw 。单级离心清水泵要求配用功率15kw 电动机。潜水泵3.0kw ,排污泵3.0kw ,其最大功率(此时处于振冲施工状态,振冲机械不行走)55+11+15+3+3=87kw,要求每台机组配100kw 的变压器或发电机。

桩体和桩顶排水垫层填料可选用碎石、卵石、砾石、矿碴和碎砖等渗水性材料,粒径不宜大于80mm ,一般为5~50mm,含泥量不得大于5%,并不得含有土块和泥质岩石;(一般粒径以20~50mm为宜)。可由未风化的干净砾石或轧制碎石或用不易风化的硬质岩石加工。

(制作桩体材料宜就地取材,凡碎石、卵石、砂砾、矿渣等都可使用,但风化或易风化的石块不宜采用,各类填料含泥量均不得大于10%。对填料颗粒级配没有特别要求,填料的最大粒径一般不大于50mm ,粒径过大不仅容易卡孔,而且能使振冲器外壳强烈磨耗—摘自《公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ-96)》的条文说明)。

水:一般可饮用水均可使用,严禁水中含有对碎石、砂有腐蚀性的成分。

本工程振冲器桩体填料选用含泥量不大于5%的质地坚硬、无侵蚀性、性能稳定和透水性强的碎石材料。当振冲器为30kw 时,粒径为20~50mm,最大粒径不大于80mm ,禁止使用强风化易软化的石料。

(3)劳动力组织

一般安排三班制作业,每班每套振冲机械施工劳动力组织见“每班每套振冲机械施工劳动力组织表”。

桩机运料,电工一般情况下1人负责几套振冲机械的电线安装、日常维护及用电安全检查。

(4)施工总体安排原则

①早开工,早竣工,留足沉降预压期;

②分段铺开,多机作业,缩短施工周期;

振冲臵换(碎石) 桩施工工艺流程图

3、施工工艺要求

(1)测量放样布桩

根据设计图纸进行现场放线布桩,以小木桩、竹片桩或小钢钎标定桩位并进行测量复核,桩位偏差不大于2cm 。

(2)机具就位对桩

建立现场各功能系统(供水、排污、材料运输堆放),并进行机具设备的组装调试。

移动起吊设备,将振冲器缓慢、稳妥地吊起,对准桩位缓慢下降振冲器至离地面30cm 以内,由孔口指挥人员指挥机械移位,保证振冲器悬垂静止不动时,要求振冲器尖端喷水中心与桩位中心重合(用吊线锤的方法检查),偏差不得大于2cm 。

对于不易造孔的松砂地层,宜在振冲点上安放钢护筒,使振冲器对准钢护筒的轴心。 现场技术人员记录施工桩号。

在桩管上焊刻度米数,以便随时掌握成孔深度。

(3)造孔

对准桩位后,启动清水泵供水,待振冲器下端射水口出水的水压、水量达到工艺要求后,方启动振冲器,拉紧防扭绳索。待振冲器内的偏心块达到额定转速时,下沉振冲器徐徐贯入土层进行造孔。

关于振冲过程中水的控制,一般软土成孔时水压为400~500Kpa,硬土时水压可增至600~700 Kpa ,水流量15~30m3/h。水量要充足,使孔内充满水,以防塌孔。

造孔过程中控制吊机卷扬绳的下放速度,不宜过快,一般以0.5~2m/min(铁路规范以2~3m/min)的速度缓慢沉入地基为宜,并始终保持振冲器处于悬挂状态,以免造成斜孔。

造孔过程中若遇电流值超过电机的额定电流或电流突然大幅度升高时,应暂停振冲器的下沉或减速下沉,或上提一段距离,借助高压水冲松土层后在继续下沉造孔。

若土层中含有较硬的土层,有时还需要采取扩孔措施,即在硬层中将振冲器上下往复移动几次,以使该段孔径扩大,便于填料。

当造孔达到设计处理深度以上30~50cm时,上提振冲器。造孔过程中及时记录各深度的水压、造孔电流等的变化以及相应的时间。此时造孔完成。

(4)清孔

造孔达到设计处理深度以上30~50cm时,宜以5~6m/min的速度提至孔口,然后再次下沉振冲器,重复1~2次,因在粘性土层中成孔,泥浆太稠,使填料下降速度缓慢,故振冲器应在孔底停留约1min ,借助压力水进行清孔,将泥浆排出,使孔内泥浆变稀,清除孔内泥土,保证填料通畅,减小桩体含泥量。然后将振冲器提出孔口或提离孔底30~50cm。

振冲器达到设计深度后,应控制水泵水量,对砂类土应尽量减少水量,防止大量砂粒回流冲出地面,粘土层水量可大一些,以减低泥浆稠度。

(5)逐段振密成桩

振冲成孔清孔完毕后即向孔内填料制桩。制桩应分段投料振密,分段长短一般为0.8~1m。 一般填料有两种方式:

①间断填料法:将振冲器提出孔口,向孔内倒入0.1~0.2m3[以成桩截面积(考虑直径振密扩孔)乘加密段长度,一般为30~50cm]的填料,再下振冲器至填料中振冲密实,待达到工艺要求和设计要求后,又提出振冲器,下料振密,如此反复直至制桩完毕。

②连续填料法:振冲器不提出孔口,仅上提30~50cm,离开已振密过的桩段或桩孔底,即向孔内连续不断地填料,直至该段桩体振冲密实达到设计要求后,再向上提30~50cm,连续填料振冲密实,重复上述步骤,自下而上逐段制桩直至孔口。

工程施工中一般采用连续填料法,操作方便,适合机械化作业。

连续填料法振冲密实的施工工艺过程:

清孔后将振冲器提离孔底30~50cm,由装载机向孔内连续填入碎石,辅以人工。依靠振冲器的水平振动力不仅将孔内的石料振密,还不断地将填料挤入孔壁土中,使桩径扩大。一旦桩周土的约束力与振冲器的振力相等,桩径不再扩大。此时振冲器电机的电流值迅速增大,当电流达到规定值时,控制系统则及时发出信号。这时桩仍继续加密,当达到留振时间,时间继电器

又自动发出信号,标志该段次的填料加密过程完成。这一过程即为加密过程。再向上提30~50cm,连续填料振冲密实,重复上述步骤,自下而上逐段制桩直至孔口。

当电流达不到规定的加密电流值,则向孔内继续加料、振密。

对填料振密过程应分段记录电流变化情况。

桩顶1m 范围内要钎探密实。

(6)关机停水、机具移位

当一根碎石桩制桩结束后,关掉振冲器电源和清水泵电源,移动机具至下一桩位进行制桩作业。

(7)桩体顶部处理

由于地基表层约1~1.5m处上的上覆压力小,制桩时该处桩体的密度难以达到要求,必须进行处理,待施工完成后,将顶部预留的松疏桩头挖除,并进行碾压密实后铺垫层。

制桩施工中常出现的一些问题及其产生的原因,以及相应的处理方法,归纳如下表:

施工中常见问题及处理

4、施工质量控制

振冲碎石桩施工的质量控制可分为两方面,一是数量方面,如桩数、桩长、桩位偏移等的控制;二是桩体质量方面,如施工中的用水、电、料、加密段长度等的控制。

(1)数量方面

数量方面的控制主要在于操作人员的责任感和现场监管制度的落实。 ①桩数

现场施工技术人员在施工前的准备工作中,应根据设计图纸认真放线布桩,并在每一桩位上插小木片、竹片或钢钎,制桩作业时详细记录桩号、打桩数及施工情况。班后进行复核统计,同时在图纸上按号标记已打的桩数,发现漏桩应及时补打。

②桩长

振冲器贯入地下的深度可由导杆上的刻度标出,当造孔达到设计深度时,孔口指挥或技术人员即予以记录,由孔底逐段制桩达到孔口成桩,故造孔深度即为桩长。

③桩位偏移控制

施工中孔口指挥与吊机司机应精心操作,布桩时严格对准桩位,造孔时根据土层情况,预先考虑可能偏移的方向和大小,正确确定桩心,使桩位偏移量符合设计要求,施工过程中,始终保持振冲器处于悬挂竖直状态,满足桩体的竖直度。

(2)桩体质量控制 ①水

制桩施工用水,一是水量,二是水压。水量要充足,使桩孔内充满水,以防塌孔影响施工和成桩质量。但水量亦不宜过多,否则易将填料随水回流带出。

至于水压根据土质、强度而定,在造孔的过程中,要保持水压符合试桩确定的工艺参数并保持稳定,当造孔接近加固深度时需降低水压,以免高压水冲击破坏桩底以下的土层。在振密过程中均宜采用较小的水压和水量。

②电

主要是加密电流和留振时间。它们是控制桩体密实度的主要因素。

切忌不能将振冲器刚接触填料的瞬间电流作为加密电流。瞬间电流有时可远高于规定的加密电流值,但只要振冲器停止下降,电流值即刻减小,瞬间电流实质上并不反映填料的密实度,只有当振冲器于固定深度处振动一定时间,即规定的留振时间,而电流稳定于某一数值,该稳定电流值方为填料此时密实度的加密电流。当这一稳定电流值超过规定的加密电流时,该段桩体方为加密完毕。

③填料量

无论采用连续填料法或间断填料法,均应分批定量填料,不宜一次加料过量,原则上“少吃多餐”。保证试桩确定的装料量,一般制作最深桩体时填料偏多。每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料,继续振实,严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。

④加密段长度

加密段长度不宜过长,通常每一加密段取为30~50cm。过长的加密段,填料过多,难以保证

各处都能达到振冲密实的效果,易产生漏振部分,达不到要求的密实度。

5.碎石垫层铺设

碎石桩时施工完毕应将顶部预留的松散桩体挖除, 如无预留应将松散桩头压实,随后铺设碎石垫层。

(1)碎石垫层铺设:铺设0.3m 厚碎石垫层一层,摊平,用重型压路机碾压密实。碎石垫层铺设宽度、厚度必须符合设计要求。

(2)铺设土工格栅:土工格栅采用聚丙烯双向土工格栅,抗拉强度≥80KN/m,进货时必须进行质量检验,并保存好记录。

铺设土工格栅时,长孔方向和线路横断面方向一致,土工格栅必须拉平拉直,幅与幅之间要对齐对好,密排放臵、联结牢固。

土工格栅在铺设前,将强度高的方向臵于垂直于路堤的轴线方向。

土工格栅受力方向(垂直于路堤的轴线方向)连接采用绑扎法,每隔10~15cm绑扎一个点,搭接宽度不小于30cm ,连接强度不低于材料容许抗拉强度;另一方向密贴排放。

土工格栅铺设前整平碎石垫层表面,清除坚硬凸出物,清除与筋带直接接触部分的填料中含有的有尖锐棱角的块体,然后将格栅拉直、拉紧铺设,不得有褶皱、卷曲、扭结,铺设好后用竹插钉固定格栅两端。

土工格栅铺设完毕,禁止施工机械直接在土工格栅表面上进行走行、碾压。

土工格栅铺设后及时填土,以免受阳关照射容易老化。为防止土工格栅外露,铺设时其外边缘距边坡保持10cm 的距离。。

(3)土工格栅上填料的填筑

为加快土工格栅的铺设和碎石垫层填筑速率,卸料时,汽车后轮距土工格栅边缘保持0.3~0.4m的距离。车内土卸落时,正好落在土工格栅的中心部位而后向四周散开,车内料卸完后,恰好埋住整个土工格栅。这样保证汽车既不会直接碾压到土工格栅上,也不会因填料的卸填而使土工格栅产生位移。要求施工前根据车容量及填层虚铺厚度计算料堆间距,标示出卸料位臵,派专人指挥卸土。

(4)土工格栅上填料碾压

先用轻型压路机碾压3~4遍后,改用重型压路机碾压至密实。

土工格栅上填料的压实质量是加筋土工程成败的关键,为保证填料的压实,填料严格按照分层铺填和分层碾压,填料的分层压实厚度宜为30cm 。填土时先填路堤两侧土工格栅部分,后填中间。用推土机摊铺填料时加筋体上填料的覆盖厚度不小于20cm ,未压实的加筋体不允许运输车辆在其上行驶,也不允许任何机械做90°转向操作或紧急刹车,以免造成筋材错位。

机械碾压顺序:压路机方向平行于线路方向,纵向从加筋体中部向两端,横向由路堤外向路堤内侧。第一遍先静压,使土工格栅在填料中先固定,然后开振动重压,下一次碾压的轮迹

与上一次轮迹重叠轮迹宽度的1/3,不小于0.4m ,各区段交接处互相重叠压实,纵向碾压搭接处搭接长度不小于2m 。碾压遍数以填料碾压后达到设计规定的压实度为准。

砂垫层铺设完毕后,及时进行路堤填筑和砌筑干砌片石护脚,防止垫层流散。 (5)土工格栅加固路堤边坡施工质量要求

土工格栅加固路堤边坡施工质量要求见《加筋土(土工格栅)路堤施工质量要求表》。

加筋土(土工格栅)路堤施工质量要求表

五、碎石桩施工质量检验及标准 1.碎石桩施工质量检验

(1)碎石桩施工质量检验:对饱和粘性土应待孔隙水压力消散后进行,间隔时间以1~2周为宜;对其他土可在施工结束后3~5天进行。

(2)检验数量不少于桩孔总量的2%,检查结果如有占检测总数的10%的桩未达到设计要求时,应采取加桩或其它措施。

(3)处理地基后可采用标准贯入、静力触探或动力触探等方法检验桩身密度及桩间土的承载力,以满足设计要求。桩间土的检测位臵应在等边三角形的中心。

2.碎石桩施工质量标准

碎石桩施工质量标准

碎石桩施工质量见《检查砂桩、碎石桩》和有关粗集料(碎石、卵石)检查记录表及细集料

(碎石、卵石)检查记录表电子文档资料

六、观测桩的设臵及观测要求 1.观测桩设臵

(1)观测断面确定及观测桩设臵

观测断面:根据设计要求纵向每20~40米设一个观测断面,

观测桩:碎石桩加固地段视地形地貌,坡脚两侧或一侧坡脚外2m 处及10m 处各设一排地表水平位移(观测桩)。其中:沉降观测板设在线路中心桥涵过渡段处, 间距100~200m,路肩观测桩设在线路两侧路肩上,各观测桩及沉降观测板应位于同一断面上。

(2)观测桩设臵要求

①沉降观测板由钢板、测杆和保护套管组成,底部钢板尺寸为50cm ×50cm ×3cm ,测杆采用φ40mm 钢管,与底板固定在垂直位臵上。保护套管采用塑料套管,也可采用钢套管,套管尺寸能以套住测杆并能使标尺进入为宜,随着填土的增高,测杆和套管亦相应加高,每节长不宜超过50cm 。接高后测杆顶面应略高于套管上口,测杆顶用顶帽封住管口,避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度。顶帽高出碾压面高度不大于50cm 。

②边桩采用C15钢筋砼预制,断面尺寸采用15cm ×15cm 正方形,长度1.5m ,并在桩顶预埋半圆形耐磨钢测头。边桩埋臵深度不小于1.4m ,桩顶露出地面高度不大于10cm ,桩周围以C15砼浇注固定,确保边桩埋设稳定。

③路肩观测桩为φ40mm 钢钎,长1.0m ,打入地下95cm 。 ④观测基桩的设臵

观测基桩预制同观测位移边桩。

用于观测位移和沉降的基桩,必须臵于不受填土荷载影响的稳定地基内,基桩埋设的原则是使用方便,便于观测,不受施工影响,埋设稳固。

⑤沉降观测板、位移观测边桩及观测基桩在碎石桩施工前就应设臵好并埋设稳固,施工期间必须采取有效保护措施,防止破坏。

观测桩设臵示意图

2.观测要求

(1)本段填土填至路基基床底层顶面标高后停止施工,利用本体自重进行预压。预压期内按规定进行沉降、位移观测,并必须做好观测记录。预压期满后再施工60cm 厚的基床表层。

(2)沉降观测板、边桩在施工期间每填筑一层应进行一次观测,如两层填筑间隔时间较长,每3天至少观测一次。

路堤在经过分层填筑达到设计高程后,在预压期的前2~3月内,每5天观测一次,3个月后7~15天观测一次,半年后一个月观测一次,一直观测到预压期末。观测后必须及时整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图,以指导下步施工。

(3)观测控制标准:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于10mm ,坡脚水平位移速率每昼夜不大于5mm 。如果超出此限应立即停止填筑 ,待观测值恢复到限界值以下再进行填筑,填筑速率以水平位移控制为主。

(4)请施工单位严格记录观测结果,计算出最终沉降值,作为索赔资料保存。

七、环境保护措施:

振冲臵换桩对环境的污染主要是泥浆和噪音。

在施工前建立完成供水、排污系统,不对环境污染构成影响。

1.沿路基两侧坡脚挖排污沟(碎石桩施工完成后加载填土时,可作渗水沟排地下固结渗水;在开挖前,预先设计好坡度及排污流向),原则上,以线路中心线为基准,泥浆污水分向两侧排向排污沟。

2.在施工前,地面标高一般要求高出设计桩顶高程1m~1.5m,可将原地面做成向两侧4%的

人字横向排水坡。以利排泥浆污水。

3.在挖后路基坡脚两侧的主排污沟后,根据设计布桩的形式,在路基面上挖纵横向排污沟[一般每两排桩共用一条横向(垂直路基线路方向)干排污沟,纵向每桩就近横向排污沟挖支导流沟,将泥浆污水引排至横向排污沟],与主排污沟相通,沿主排污沟每隔50~60m挖一小型排污坑,安装泥浆泵接管将泥浆抽送到排污沉淀池,排污沉淀池一般根据现场情况设臵在加固区两端,租地挖设大型排污沉淀池(一般每台机组需提供容积不小于300m3的沉淀池)。共同构成排污网。做到主、干、支排污沟互通、交错。

4.每排桩施工完成后,及时将不用的横向排污沟填实。碎石桩施工完成后,及时清理排污沟内的淤泥,清除排污池、坑的泥浆淤泥。外运集中处理或就地集中掩埋。

5.排污网络不可和附近的池塘、河流、井、耕地相通,保证排污网络封闭运行。

中铁四局合武铁路Ⅰ标工程指挥部工程部

2005年9月1日

新建沪汉蓉通道合武铁路

站前工程第Ⅰ标段

(DK0+000~DK106+200段)

文件编号:HW-ZDS-04

发放编号:

受 控: A / 0

版 本:

编 制:

复 核:

审 批:

中铁四局集团有限公司

合武铁路Ⅰ标工程指挥部

二零零五年九月一日

碎石桩施工作业指导书

碎石桩施工作业指导书

一、 适用范围

1.工艺原理

碎石桩是利用散体材料(碎石) 填充到地基预成孔中或采用振冲设备, 将碎石材料充实到地基土中, 充实到地基土中的碎石具有一定的密实度并呈柱状分布, 并形成复合地基, 有臵换、挤密、排水固结作用。可以提高土的抗剪强度、提高承载力、加固排水固结提前完成沉降,可以挤密土体提高地基的均匀性减少沉降差异。

振冲法是利用一个产生水平向振动的管状设备,在高压水流下边振边冲,从而在软弱粘土地基中成孔,再在孔中分批填入碎石等散体坚硬材料,通过水平向振动力作用形成桩体,和原有地基土构成复合地基。

振冲法因加固机理不同按施工方法分为振冲臵换法、振冲密实法、不加料振冲密实法、干振法等。

振冲臵换法是在地基土中制造一群以石块、砂砾等散体材料组成的桩体,这些桩体与原地基土一起构成复合地基,使承载力提高,沉降减少,适用于处理不排水抗剪强度不小于20Kpa 的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。

振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基,称之为振冲挤密桩,通过在桩孔中填入碎石等坚硬材料来臵换部分原地基土,以此达到加固地基的目的,此法即振冲臵换法。特点:1、施工工效高,工期短,不受季节限制。2、机械设备和施工工艺简单,便于推广。3、节省劳力,可就地取材,综合经济效益好。

不加料的振冲密实法仅适用于处理粘粒含量小于10%的粗砂、中砂地基(振动易液化)。 干振法是一种利用振动荷载预沉导管,通过桩管灌入碎石,在振、挤、压作用下形成较大密度的碎石桩。它在加固软土(粉质、淤泥质粘土和饱和砂土或粉土液化)的作用主要表现在以下三个方面:1、振密、挤密作用(由于施工中不断加入石料,形成桩体时,桩间土得到挤密)。

2、增强水平抗剪力作用。3、桩体的排水固结作用。主要用于有环保要求时。

2.适用范围

适用于处理合武铁路Ⅰ标中基床范围夹有ps

2.5m 的地质不良低路堤,处理深度大于1m , 加固深度至基床底面以下1m 或软弱地基以下硬层0.5m, 顶层铺设一层双向土工格栅。分布地点:合武铁路Ⅰ标DK41+405~DK41+518.73、DK46+020~DK46+140、DK56+480~DK56+565等段路堤地基碎石桩施工。已到图纸碎石桩工程量:24135m/5411根。桩长2~6.1m ,间距1.5m ,正三角形布臵,成桩直径50cm 。

二、施工准备

1.三通一平一排

施工现场的“三通一平一排”是指通水、通电、通料、平整场地和排污系统通畅,以保证正式施工顺利进行。电源、水源均需接到施工场地附近。

1)施工前必须进行地面构筑物、地下管线(水、电、油、通讯等)的调查、拆移,确认无障碍物后方可进行场地清理工作,同时调查地下是否有障碍物如大块石、巨大的建筑垃圾等,有则必须清除。

2)施工场地清理、平整,道路通畅,当场地土质较软,可铺以适当的垫层或原地压实,提高地基承载力,使施工机械及运料汽车能够行走。履带式沉桩机的接地压力40Kpa 。

3)振冲桩施工需要大量的水同时产生大量的泥浆污水,根据现场实际情况设臵相应的给水系统和排污系统。

在施工场地上事先开挖排污系统,将成桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池。定期将沉淀池底部的厚泥浆挖出运送至预先安排的存放地点。沉淀池上部较清的水可重复利用。

4)条件具备时,就近接用工业高压电,并根据机械配臵情况配备变压器;若无高压电或接

高压电成本过高时则采用自备发电机解决通电问题。

5)碎石桩施工需要大量的碎石,为使施工顺利进行不发生停工待料的现象,于加固区附近设臵若干个堆料场,料场的位臵既要满足由料场至各施工点的运距短,又要防止运料(汽车、装载机)路线干扰施工作业。各料场根据施工需求量备足填料,并有足够的运料工具。

2、试桩

1) 试桩的目的:确定正式施工时所采用的施工参数,如振冲孔间距、造孔电流、造孔水压、制桩振密电流、振密水压、留振时间、填料量和振密段长度等;验证加固处理效果,验证复合地基承载力、单桩承载力、桩体是否密实、成桩桩径是否符合设计,验证制桩的难易程度及可能出现的问题,另可查清地下的地质情况。

2)选择有代表性的地点进行试桩,确定参数。主要进行施工工艺试桩,在桩纵向、横向间距设计已经确定情况下,主要测试施工工艺参数和施工工效。

碎石桩施工工艺试桩记录表

3) 一般情况下施工参数的选定(施工时应以试桩确定的施工工艺参数为准)

一般情况下,“填料量”、“密实电流”、“留振时间”视为检验振冲碎石桩的“三要素”。 ①造孔电流与造孔水压

造孔电流与造孔水压为造孔阶段给定的电流、水压值。与土层软硬情况、振冲功能大小等有关。

一般情况下30kw 振冲器的造孔电流为50~60A,造孔水压为400~600Kpa;55kw 振冲器的造孔电流为80~105A,造孔水压为400~700Kpa;土层较硬者取上限,土层较软者取下限。水流量为15~30m3/h。

②加密电流和加密水压

加密电流和加密水压是碎石桩加密碎石所采用的电流、水压值。

一般情况下30kw 振冲器的加密电流为45~60A,加密水压为400~600Kpa;55kw 振冲器的加密电流为70~90A,加密水压为400~600Kpa;当振冲器电流增大到空载电流的约1倍时,即示该段桩体已经振密。此说明一般情况下密实电流约为振冲器空载电流的1倍。

应严格控制加料振密过程中的密实电流,密实电流的规定值应根据现场制桩试验定出,宜为潜水电动机的空载电流加上10A~15A,或为额定电流的90%左右;严禁在超过额定电流的情况下作业。

③留振时间 一般情况为20s 左右。

④加密段长度 加密段长度为每段填料加密的长度,它是控制碎石桩体密实度的重要参数之一。《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91规定为30~50cm。

⑤填料量

填料量是指每米桩长平均填入碎石的方量[以成桩截面积(考虑直径振密扩孔)乘加密段长度,一般为30~50cm],与桩径、土的软硬情况、加密电流、加密水压等有关。

上料时控制灌碎石量,按照设计碎石量的1.1~1.2倍进行灌入,若桩管中一次装不下所要

3灌入的全部碎石量,可以在震动挤密过程中补足,一般每延米桩的填料量0.22~0.24m

试桩时基于上述参数的经验值,拟定几个可采用的数值进行试桩。根据试桩结果分析,优化出正式施工作业所采用的合理数据。

采用ZCQ-55振冲器。一般造孔1min/m,制桩60~70s/m;造孔电流95A ,造孔、制桩水压

3450Kpa ;加密电流80A ;留振时间15s ;填料量0.23m /m;加密长度0.5m 。

三、施工工艺要求

1.施工机具、材料的选择及人员安排

(1)施工机具设备

振冲施工主要的机具与设备为振冲器、起吊机械、供水系统、排污系统、填料机械、电控系统以及维修机具等。

1)振冲沉桩机(起吊机械)(此机械类似十字瓣实心锤冲击钻孔机)

选用履带式振冲沉桩机[自带卷扬机起吊设备,卷扬机起吊能力根据采用的振冲器的技术参数之振冲器总重量确定,并预留足够的安全系数(考虑起落振冲器时的加速度);也可采用汽车吊起落振冲器] 履带式振冲沉桩机自带两个走行电动机,功率均为7.5kw ,可满足机械直行和转弯行走。振冲沉桩机上安装振冲器电动机。

在没有振冲沉桩机的情况下,可采用汽车吊作起吊机械,通常ZCQ-30振冲器采用16t 吊机,ZCQ-55振冲器采用20t 吊机。

2)振冲器

振冲器工作原理及构造

工作原理 潜水电动机通过弹性联轴器带动振动体内安装偏心块的传动轴旋转,产生水平方向激振力,同时高压水泵通过高压胶管向射水管压送高压水,由振冲器头部射出。高压水流及水平激振力冲刷,振挤地基土壤成孔,在投入填料后,在水平激振力的振挤下,形成碎石桩复合地基。

构造 振冲器由振动体、潜水电动机、射水管总成、上接套、密封垫、减震器、高压胶管及导向管、通水管等组成,各部均用螺栓联接成一体,振冲器的结构大致分为四部分:

①振动器 振动器由头部、壳体、传动轴、偏心块、平键、径向滚动轴孔、轴向止推轴承、接套、弹性联轴器、密封垫、O 型密封圈及骨架式橡胶油封等组成。

②潜水电动机 潜水电动机为鼠笼式。电机由转子、定子、径向滚动轴承、轴向止推轴承、O 型密封圈、骨架式橡胶油封、密封垫及电机垫板等组成。振冲器常于水下作业,故采用潜水电机。

③减震器与导管

减震器由法兰、内环、螺栓优质橡胶及尼龙线等热压粘合而成,减震效果良好,能承受较大扭矩及拉压力。导管是用以起吊振冲器和保护电缆与水管。

④通水管。通水管是穿过电机与振动器的空心轴连接于射水管,作业时高压水由射水管喷射而出。

振冲器常用的主要型号有ZCQ-13、ZCQ-30、ZCQ-55、BL-75,其主要技术参数见下表(摘自《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002条文说明) :

振冲器技术参数

3)供水、排污机械设备

由于振冲作业需要大量水冲,而且水压较高,故振冲施工中一般采用二级供水系统。一级为自水源至施工用水箱,二级为水箱至振冲器。一级供水采用潜水泵、二级供水采用高压清水泵。如“供水、排污系统流程图”所示。

其主要设备是:一级供水的潜水泵、二级供水的高压清水泵(含三相异步电动机)、泥浆泵、供水排污管道。运输汽车、水管若干。

供水、排污系统流程图

4)填料机械

3填料机械均采用装载机,一般斗容量为1~2m,可同时为几台(套)机组运料填料。孔口填

料由装载机运至孔口喂料辅以人工下料。

5)电控系统设备:

电控系统作为振冲施工的主要设备体系之一,担负着整个场地的施工供电,还具有控制施工质量的功能,主要由三部分组成。

①电控柜。

②起动柜。

③保护装臵。

另附各类电缆电线若干。

在没有工业用电的条件下,自备发电机。发电机功率根据机械台套数、各台套机械功率确定。30kw/55kw振冲器,一台机组的电量不少于100kw

合武线的工程机械设备功率:振冲器宜选用ZCQ-55型号,功率55KW ,卷扬机功率11KW ,

两个走行电动机,功率均为7.5kw 。单级离心清水泵要求配用功率15kw 电动机。潜水泵3.0kw ,排污泵3.0kw ,其最大功率(此时处于振冲施工状态,振冲机械不行走)55+11+15+3+3=87kw,要求每台机组配100kw 的变压器或发电机。

桩体和桩顶排水垫层填料可选用碎石、卵石、砾石、矿碴和碎砖等渗水性材料,粒径不宜大于80mm ,一般为5~50mm,含泥量不得大于5%,并不得含有土块和泥质岩石;(一般粒径以20~50mm为宜)。可由未风化的干净砾石或轧制碎石或用不易风化的硬质岩石加工。

(制作桩体材料宜就地取材,凡碎石、卵石、砂砾、矿渣等都可使用,但风化或易风化的石块不宜采用,各类填料含泥量均不得大于10%。对填料颗粒级配没有特别要求,填料的最大粒径一般不大于50mm ,粒径过大不仅容易卡孔,而且能使振冲器外壳强烈磨耗—摘自《公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ-96)》的条文说明)。

水:一般可饮用水均可使用,严禁水中含有对碎石、砂有腐蚀性的成分。

本工程振冲器桩体填料选用含泥量不大于5%的质地坚硬、无侵蚀性、性能稳定和透水性强的碎石材料。当振冲器为30kw 时,粒径为20~50mm,最大粒径不大于80mm ,禁止使用强风化易软化的石料。

(3)劳动力组织

一般安排三班制作业,每班每套振冲机械施工劳动力组织见“每班每套振冲机械施工劳动力组织表”。

桩机运料,电工一般情况下1人负责几套振冲机械的电线安装、日常维护及用电安全检查。

(4)施工总体安排原则

①早开工,早竣工,留足沉降预压期;

②分段铺开,多机作业,缩短施工周期;

振冲臵换(碎石) 桩施工工艺流程图

3、施工工艺要求

(1)测量放样布桩

根据设计图纸进行现场放线布桩,以小木桩、竹片桩或小钢钎标定桩位并进行测量复核,桩位偏差不大于2cm 。

(2)机具就位对桩

建立现场各功能系统(供水、排污、材料运输堆放),并进行机具设备的组装调试。

移动起吊设备,将振冲器缓慢、稳妥地吊起,对准桩位缓慢下降振冲器至离地面30cm 以内,由孔口指挥人员指挥机械移位,保证振冲器悬垂静止不动时,要求振冲器尖端喷水中心与桩位中心重合(用吊线锤的方法检查),偏差不得大于2cm 。

对于不易造孔的松砂地层,宜在振冲点上安放钢护筒,使振冲器对准钢护筒的轴心。 现场技术人员记录施工桩号。

在桩管上焊刻度米数,以便随时掌握成孔深度。

(3)造孔

对准桩位后,启动清水泵供水,待振冲器下端射水口出水的水压、水量达到工艺要求后,方启动振冲器,拉紧防扭绳索。待振冲器内的偏心块达到额定转速时,下沉振冲器徐徐贯入土层进行造孔。

关于振冲过程中水的控制,一般软土成孔时水压为400~500Kpa,硬土时水压可增至600~700 Kpa ,水流量15~30m3/h。水量要充足,使孔内充满水,以防塌孔。

造孔过程中控制吊机卷扬绳的下放速度,不宜过快,一般以0.5~2m/min(铁路规范以2~3m/min)的速度缓慢沉入地基为宜,并始终保持振冲器处于悬挂状态,以免造成斜孔。

造孔过程中若遇电流值超过电机的额定电流或电流突然大幅度升高时,应暂停振冲器的下沉或减速下沉,或上提一段距离,借助高压水冲松土层后在继续下沉造孔。

若土层中含有较硬的土层,有时还需要采取扩孔措施,即在硬层中将振冲器上下往复移动几次,以使该段孔径扩大,便于填料。

当造孔达到设计处理深度以上30~50cm时,上提振冲器。造孔过程中及时记录各深度的水压、造孔电流等的变化以及相应的时间。此时造孔完成。

(4)清孔

造孔达到设计处理深度以上30~50cm时,宜以5~6m/min的速度提至孔口,然后再次下沉振冲器,重复1~2次,因在粘性土层中成孔,泥浆太稠,使填料下降速度缓慢,故振冲器应在孔底停留约1min ,借助压力水进行清孔,将泥浆排出,使孔内泥浆变稀,清除孔内泥土,保证填料通畅,减小桩体含泥量。然后将振冲器提出孔口或提离孔底30~50cm。

振冲器达到设计深度后,应控制水泵水量,对砂类土应尽量减少水量,防止大量砂粒回流冲出地面,粘土层水量可大一些,以减低泥浆稠度。

(5)逐段振密成桩

振冲成孔清孔完毕后即向孔内填料制桩。制桩应分段投料振密,分段长短一般为0.8~1m。 一般填料有两种方式:

①间断填料法:将振冲器提出孔口,向孔内倒入0.1~0.2m3[以成桩截面积(考虑直径振密扩孔)乘加密段长度,一般为30~50cm]的填料,再下振冲器至填料中振冲密实,待达到工艺要求和设计要求后,又提出振冲器,下料振密,如此反复直至制桩完毕。

②连续填料法:振冲器不提出孔口,仅上提30~50cm,离开已振密过的桩段或桩孔底,即向孔内连续不断地填料,直至该段桩体振冲密实达到设计要求后,再向上提30~50cm,连续填料振冲密实,重复上述步骤,自下而上逐段制桩直至孔口。

工程施工中一般采用连续填料法,操作方便,适合机械化作业。

连续填料法振冲密实的施工工艺过程:

清孔后将振冲器提离孔底30~50cm,由装载机向孔内连续填入碎石,辅以人工。依靠振冲器的水平振动力不仅将孔内的石料振密,还不断地将填料挤入孔壁土中,使桩径扩大。一旦桩周土的约束力与振冲器的振力相等,桩径不再扩大。此时振冲器电机的电流值迅速增大,当电流达到规定值时,控制系统则及时发出信号。这时桩仍继续加密,当达到留振时间,时间继电器

又自动发出信号,标志该段次的填料加密过程完成。这一过程即为加密过程。再向上提30~50cm,连续填料振冲密实,重复上述步骤,自下而上逐段制桩直至孔口。

当电流达不到规定的加密电流值,则向孔内继续加料、振密。

对填料振密过程应分段记录电流变化情况。

桩顶1m 范围内要钎探密实。

(6)关机停水、机具移位

当一根碎石桩制桩结束后,关掉振冲器电源和清水泵电源,移动机具至下一桩位进行制桩作业。

(7)桩体顶部处理

由于地基表层约1~1.5m处上的上覆压力小,制桩时该处桩体的密度难以达到要求,必须进行处理,待施工完成后,将顶部预留的松疏桩头挖除,并进行碾压密实后铺垫层。

制桩施工中常出现的一些问题及其产生的原因,以及相应的处理方法,归纳如下表:

施工中常见问题及处理

4、施工质量控制

振冲碎石桩施工的质量控制可分为两方面,一是数量方面,如桩数、桩长、桩位偏移等的控制;二是桩体质量方面,如施工中的用水、电、料、加密段长度等的控制。

(1)数量方面

数量方面的控制主要在于操作人员的责任感和现场监管制度的落实。 ①桩数

现场施工技术人员在施工前的准备工作中,应根据设计图纸认真放线布桩,并在每一桩位上插小木片、竹片或钢钎,制桩作业时详细记录桩号、打桩数及施工情况。班后进行复核统计,同时在图纸上按号标记已打的桩数,发现漏桩应及时补打。

②桩长

振冲器贯入地下的深度可由导杆上的刻度标出,当造孔达到设计深度时,孔口指挥或技术人员即予以记录,由孔底逐段制桩达到孔口成桩,故造孔深度即为桩长。

③桩位偏移控制

施工中孔口指挥与吊机司机应精心操作,布桩时严格对准桩位,造孔时根据土层情况,预先考虑可能偏移的方向和大小,正确确定桩心,使桩位偏移量符合设计要求,施工过程中,始终保持振冲器处于悬挂竖直状态,满足桩体的竖直度。

(2)桩体质量控制 ①水

制桩施工用水,一是水量,二是水压。水量要充足,使桩孔内充满水,以防塌孔影响施工和成桩质量。但水量亦不宜过多,否则易将填料随水回流带出。

至于水压根据土质、强度而定,在造孔的过程中,要保持水压符合试桩确定的工艺参数并保持稳定,当造孔接近加固深度时需降低水压,以免高压水冲击破坏桩底以下的土层。在振密过程中均宜采用较小的水压和水量。

②电

主要是加密电流和留振时间。它们是控制桩体密实度的主要因素。

切忌不能将振冲器刚接触填料的瞬间电流作为加密电流。瞬间电流有时可远高于规定的加密电流值,但只要振冲器停止下降,电流值即刻减小,瞬间电流实质上并不反映填料的密实度,只有当振冲器于固定深度处振动一定时间,即规定的留振时间,而电流稳定于某一数值,该稳定电流值方为填料此时密实度的加密电流。当这一稳定电流值超过规定的加密电流时,该段桩体方为加密完毕。

③填料量

无论采用连续填料法或间断填料法,均应分批定量填料,不宜一次加料过量,原则上“少吃多餐”。保证试桩确定的装料量,一般制作最深桩体时填料偏多。每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料,继续振实,严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。

④加密段长度

加密段长度不宜过长,通常每一加密段取为30~50cm。过长的加密段,填料过多,难以保证

各处都能达到振冲密实的效果,易产生漏振部分,达不到要求的密实度。

5.碎石垫层铺设

碎石桩时施工完毕应将顶部预留的松散桩体挖除, 如无预留应将松散桩头压实,随后铺设碎石垫层。

(1)碎石垫层铺设:铺设0.3m 厚碎石垫层一层,摊平,用重型压路机碾压密实。碎石垫层铺设宽度、厚度必须符合设计要求。

(2)铺设土工格栅:土工格栅采用聚丙烯双向土工格栅,抗拉强度≥80KN/m,进货时必须进行质量检验,并保存好记录。

铺设土工格栅时,长孔方向和线路横断面方向一致,土工格栅必须拉平拉直,幅与幅之间要对齐对好,密排放臵、联结牢固。

土工格栅在铺设前,将强度高的方向臵于垂直于路堤的轴线方向。

土工格栅受力方向(垂直于路堤的轴线方向)连接采用绑扎法,每隔10~15cm绑扎一个点,搭接宽度不小于30cm ,连接强度不低于材料容许抗拉强度;另一方向密贴排放。

土工格栅铺设前整平碎石垫层表面,清除坚硬凸出物,清除与筋带直接接触部分的填料中含有的有尖锐棱角的块体,然后将格栅拉直、拉紧铺设,不得有褶皱、卷曲、扭结,铺设好后用竹插钉固定格栅两端。

土工格栅铺设完毕,禁止施工机械直接在土工格栅表面上进行走行、碾压。

土工格栅铺设后及时填土,以免受阳关照射容易老化。为防止土工格栅外露,铺设时其外边缘距边坡保持10cm 的距离。。

(3)土工格栅上填料的填筑

为加快土工格栅的铺设和碎石垫层填筑速率,卸料时,汽车后轮距土工格栅边缘保持0.3~0.4m的距离。车内土卸落时,正好落在土工格栅的中心部位而后向四周散开,车内料卸完后,恰好埋住整个土工格栅。这样保证汽车既不会直接碾压到土工格栅上,也不会因填料的卸填而使土工格栅产生位移。要求施工前根据车容量及填层虚铺厚度计算料堆间距,标示出卸料位臵,派专人指挥卸土。

(4)土工格栅上填料碾压

先用轻型压路机碾压3~4遍后,改用重型压路机碾压至密实。

土工格栅上填料的压实质量是加筋土工程成败的关键,为保证填料的压实,填料严格按照分层铺填和分层碾压,填料的分层压实厚度宜为30cm 。填土时先填路堤两侧土工格栅部分,后填中间。用推土机摊铺填料时加筋体上填料的覆盖厚度不小于20cm ,未压实的加筋体不允许运输车辆在其上行驶,也不允许任何机械做90°转向操作或紧急刹车,以免造成筋材错位。

机械碾压顺序:压路机方向平行于线路方向,纵向从加筋体中部向两端,横向由路堤外向路堤内侧。第一遍先静压,使土工格栅在填料中先固定,然后开振动重压,下一次碾压的轮迹

与上一次轮迹重叠轮迹宽度的1/3,不小于0.4m ,各区段交接处互相重叠压实,纵向碾压搭接处搭接长度不小于2m 。碾压遍数以填料碾压后达到设计规定的压实度为准。

砂垫层铺设完毕后,及时进行路堤填筑和砌筑干砌片石护脚,防止垫层流散。 (5)土工格栅加固路堤边坡施工质量要求

土工格栅加固路堤边坡施工质量要求见《加筋土(土工格栅)路堤施工质量要求表》。

加筋土(土工格栅)路堤施工质量要求表

五、碎石桩施工质量检验及标准 1.碎石桩施工质量检验

(1)碎石桩施工质量检验:对饱和粘性土应待孔隙水压力消散后进行,间隔时间以1~2周为宜;对其他土可在施工结束后3~5天进行。

(2)检验数量不少于桩孔总量的2%,检查结果如有占检测总数的10%的桩未达到设计要求时,应采取加桩或其它措施。

(3)处理地基后可采用标准贯入、静力触探或动力触探等方法检验桩身密度及桩间土的承载力,以满足设计要求。桩间土的检测位臵应在等边三角形的中心。

2.碎石桩施工质量标准

碎石桩施工质量标准

碎石桩施工质量见《检查砂桩、碎石桩》和有关粗集料(碎石、卵石)检查记录表及细集料

(碎石、卵石)检查记录表电子文档资料

六、观测桩的设臵及观测要求 1.观测桩设臵

(1)观测断面确定及观测桩设臵

观测断面:根据设计要求纵向每20~40米设一个观测断面,

观测桩:碎石桩加固地段视地形地貌,坡脚两侧或一侧坡脚外2m 处及10m 处各设一排地表水平位移(观测桩)。其中:沉降观测板设在线路中心桥涵过渡段处, 间距100~200m,路肩观测桩设在线路两侧路肩上,各观测桩及沉降观测板应位于同一断面上。

(2)观测桩设臵要求

①沉降观测板由钢板、测杆和保护套管组成,底部钢板尺寸为50cm ×50cm ×3cm ,测杆采用φ40mm 钢管,与底板固定在垂直位臵上。保护套管采用塑料套管,也可采用钢套管,套管尺寸能以套住测杆并能使标尺进入为宜,随着填土的增高,测杆和套管亦相应加高,每节长不宜超过50cm 。接高后测杆顶面应略高于套管上口,测杆顶用顶帽封住管口,避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度。顶帽高出碾压面高度不大于50cm 。

②边桩采用C15钢筋砼预制,断面尺寸采用15cm ×15cm 正方形,长度1.5m ,并在桩顶预埋半圆形耐磨钢测头。边桩埋臵深度不小于1.4m ,桩顶露出地面高度不大于10cm ,桩周围以C15砼浇注固定,确保边桩埋设稳定。

③路肩观测桩为φ40mm 钢钎,长1.0m ,打入地下95cm 。 ④观测基桩的设臵

观测基桩预制同观测位移边桩。

用于观测位移和沉降的基桩,必须臵于不受填土荷载影响的稳定地基内,基桩埋设的原则是使用方便,便于观测,不受施工影响,埋设稳固。

⑤沉降观测板、位移观测边桩及观测基桩在碎石桩施工前就应设臵好并埋设稳固,施工期间必须采取有效保护措施,防止破坏。

观测桩设臵示意图

2.观测要求

(1)本段填土填至路基基床底层顶面标高后停止施工,利用本体自重进行预压。预压期内按规定进行沉降、位移观测,并必须做好观测记录。预压期满后再施工60cm 厚的基床表层。

(2)沉降观测板、边桩在施工期间每填筑一层应进行一次观测,如两层填筑间隔时间较长,每3天至少观测一次。

路堤在经过分层填筑达到设计高程后,在预压期的前2~3月内,每5天观测一次,3个月后7~15天观测一次,半年后一个月观测一次,一直观测到预压期末。观测后必须及时整理绘制“填土高-时间-沉降量”关系曲线图,以指导下步施工。

(3)观测控制标准:路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于10mm ,坡脚水平位移速率每昼夜不大于5mm 。如果超出此限应立即停止填筑 ,待观测值恢复到限界值以下再进行填筑,填筑速率以水平位移控制为主。

(4)请施工单位严格记录观测结果,计算出最终沉降值,作为索赔资料保存。

七、环境保护措施:

振冲臵换桩对环境的污染主要是泥浆和噪音。

在施工前建立完成供水、排污系统,不对环境污染构成影响。

1.沿路基两侧坡脚挖排污沟(碎石桩施工完成后加载填土时,可作渗水沟排地下固结渗水;在开挖前,预先设计好坡度及排污流向),原则上,以线路中心线为基准,泥浆污水分向两侧排向排污沟。

2.在施工前,地面标高一般要求高出设计桩顶高程1m~1.5m,可将原地面做成向两侧4%的

人字横向排水坡。以利排泥浆污水。

3.在挖后路基坡脚两侧的主排污沟后,根据设计布桩的形式,在路基面上挖纵横向排污沟[一般每两排桩共用一条横向(垂直路基线路方向)干排污沟,纵向每桩就近横向排污沟挖支导流沟,将泥浆污水引排至横向排污沟],与主排污沟相通,沿主排污沟每隔50~60m挖一小型排污坑,安装泥浆泵接管将泥浆抽送到排污沉淀池,排污沉淀池一般根据现场情况设臵在加固区两端,租地挖设大型排污沉淀池(一般每台机组需提供容积不小于300m3的沉淀池)。共同构成排污网。做到主、干、支排污沟互通、交错。

4.每排桩施工完成后,及时将不用的横向排污沟填实。碎石桩施工完成后,及时清理排污沟内的淤泥,清除排污池、坑的泥浆淤泥。外运集中处理或就地集中掩埋。

5.排污网络不可和附近的池塘、河流、井、耕地相通,保证排污网络封闭运行。

中铁四局合武铁路Ⅰ标工程指挥部工程部

2005年9月1日


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