振冲桩施工方案

中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第1页振冲碎石桩施工方案1工程概况根据《古设更改通知》([2006]字第(7)号总号49号)，对尾水渠上下游墙及底板粉细沙(土)地基采用振冲碎石桩加固处理。2施工布置2.1水电供应2.1.1施工用水采用11KW高压水泵从杂古脑河直接抽水，接φ50钢管供水至工作面，φ50钢管长300m。2.1.2施工用电从厂房S9-880/10变压器接90mm2铜芯线至施工工作面，90mm2铜芯线长度100m，作业面用1KW碘钨灯照明。2.2施工材料及运输根据设计、规范要求及砂石供料实际情况，振冲碎石桩碎石材料采用粒径为20～80mm、无强风化、未受腐蚀碎石石料。碎石桩的碎石料利用甲方供应至施工现场，3m3装载机端料至施工桩体孔口喂料(平均运距50m)、人工配合。3振冲碎石桩施工3.1施工平台开挖、填筑尾水渠反坡段表层为块(卵)石、沙、土混合堆积体，底板混凝土左右及以下为厚层粉细沙(土)层。为保证振冲碎石桩能按设计要求加固尾水渠底板地基基础，振冲器顺利通过块(卵)石层，将尾水渠反坡段大块(卵)石挖除，再铺填雨坝子砂卵石料(150mm)至振冲碎石桩施工作业面高程，即可进行振冲碎石桩施工。在尾水渠上下游墙、底板混凝土施工前，再将尾水渠反坡段挖除至设计开挖线、填筑40cm厚级配碎石至设计厚度(40cm厚)。开挖：土石方开挖采用1.6m3反铲装10t自卸汽车运至4#弃渣场，运距1500m。施工平台砂卵石填筑：砂卵石采用雨坝子料场砂卵石料，1.6m3反铲装10t自卸汽车运输至施工现场(运距4km)，3m3装载机摊、铺和捡平。级配碎石填筑：碎石为甲供，利用6#施工桥旁布置的60型拌和站拌中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第2页制，10t自卸汽车运至现场(运距1300m)，3m3装载机配合溜槽送至填筑区域、人工捡平后分层填筑(初拟20cm厚1层，实际分层填筑厚度根据试验确定)、蛙式振动夯夯实，填筑压实系数为0.95，级配为5～40mm。3.2振冲碎石桩施工工序及方法振冲碎石桩施工工序：清理平整场地→测量定位→成孔→边振边上提→填料振密。①②③④⑤⑥①—定位；②—造孔；③—成孔后开始填料；④—振冲制桩；⑤—继续振冲制桩；⑥—制桩完成图1振冲施工工艺过程具体施工方法为：(1)清理平整场地，如有土质过软可适当铺设垫层使施工机械能正常行走；(2)测量放线，布置振冲点；(3)施工机具就位，在振冲器上安放钢护筒，使振冲器对准护筒的轴心；(4)启动水泵和振冲器，使振冲器徐徐沉入沙层，下沉速率尾控制在每分约1～2m范围内；(5)振冲器达到设计处理深度后，将水压合水量降至孔口有一定量回水，但无大量细颗粒带出的程度，将填料堆于护筒周围，人工用铁锹配合3m3装载机给孔口喂料；(6)填料在振冲器振动下依靠自重沿护筒周壁下沉至孔底，在电流升高至规定的控制值后，将振冲器上提0.3～0.5m；中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第3页(7)重复上步骤，直至完成全孔处理，详细记录各深度的最终电流值、填料量等；(8)关闭振冲器和水泵。3.3施工常见问题及处理对策表1振冲法施工常见问题、产生原因、预防措施及处理方法类别特殊情况原因处理方法造孔⑴贯入速度慢阻力大加大水压⑵振冲器电流大①振冲器贯入速度快②振动力过大①减慢振冲器贯入速度②减少振动力⑶孔口回水少①孔内有堵塞部分②遇强透水层①清孔；增大孔径②加大供水量⑷孔位偏移振冲器垂直度不好调整振冲器造孔位置，可在偏移一侧倒入适当填料，调整振冲器垂直度，特别注意减振器部位垂直度填料填料不畅①孔口窄小，孔中有堵塞孔段②石料粒径过大③填料把振冲器导管卡住，填料过快过多所至①用振冲器扩孔，铲去孔口泥土②选用粒径小的石料③暂停填料，慢慢上下活动振冲器直至消除石料抱导管加密⑴电流上升慢①土质软，填料不足②加密电流标准过高①加大水压，继续加速填料②适当降低加密电流标准⑵振冲器电流过大①土层硬②有加密性能好的部位①加大水压，减慢填料速度，放慢振冲器下降速度②及时上提振冲器，防止电流超过额定电流跳闸埋住振冲器振冲器埋在孔中振冲器埋在孔中①振冲器电流过大，跳闸停电②振冲器电机损坏①吊车提住振冲器，启动振冲器慢慢上提，可多次启动振冲器直至提出。若一时不能提出振冲器，暂停电机运行，继续水冲，过2～3h待石料束缚振冲器及导管的应力解除后再按上述步骤提拔②如吊车不能提出，可采用振冲器在其周围打孔，减少阻力3.4桩体顶部处理由于级配碎石垫层底部以上振冲碎石桩桩体(1.5m)需要挖除，所以不存在因地基表层部位上覆压力小、顶部桩体的密实度不能达到设计要求的现象。4质量控制与检验4.1质量控制中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第4页4.1.1数量方面(1)桩数：施工技术人员在打桩前的准备工作中，根据设计图纸配合测量队进行放线布桩，并在每个桩位插好桩钎。制桩要求详细记录桩号、桩数等施工情况。班后进行复合统计，同时在图纸上按号标记已打桩数，发现漏桩应及时补打。(2)桩长：振冲器灌入地下的深度由导杆上的刻度标出，当达到设计深度(如粉细层则桩长10m，如遇砂石层则碎石桩深度以伸入下层砂砾石层0.5m)时，孔口指挥予以记录。(3)桩位偏差：施工中孔口指挥与吊车司机应精心操作，布桩时严格对准桩钎，偏差不得大于5cm,造孔时孔位偏移不得大于10cm。4.1.2桩体质量控制(1)水控制①水量：水量需充足，使桩内充满水，以防止塌孔影响施工和成桩质量；但水量也不宜过多，否则易将填料随水回流带出。②水压：造孔水压控制在200～600kpa，造孔过程中水量、水压应尽可能大，当造孔接近加固深度时需降低水压，以免冲击破坏桩底以下土层，在填料时也应采用较小的水量和水压。(2)电控制电控制主要时指加密电流及留振时间，他们时控制碎石桩的两个重要因素。填料后借振冲器的水平振动力将填料挤入周围土中，从而使砂层挤密。由于砂层逐渐变密，砂层抗挤入的阻力也不断增大，这迫使振冲器输出更大的功率，引起电机电流升高。当电机的电流超过原空振时电流25~30A，一般表明该深度处的桩体已经振密，此时的电流称为密实电流。本工程碎石桩加密电流为80～100A,留振时间为8～15s。(3)填料控制为顺利的填入振密，填料不宜过猛，每批不宜加填太多，应采用“少吃多餐”的原则。填料量往往于桩孔底部加密时会超出正常的估计量，其原因孔底存在软弱层，吃料量较大。(4)加密段长度加密段不不宜过长，一般取30～50cm，过长的加密段填料过多，难以保证各处都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。中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第5页4.2质量检验4.2.1检验的基本原则(1)检验的起始时间：振冲桩完成后2～3周放能进行能够质量检验；(2)检验桩点的选择：桩点应根据随机性于判定性相结合的原则，选择具有代表性、主要性的地点。(3)检测点数量：振冲桩检测主要以动力触探、标准贯入、静力触探、配合荷载试验检验。单桩荷载试验按200～400根桩随机抽取一根进行检验，但总数不少于3根；单桩复合地基或多桩复合地基的荷载试验，检验数量可取2～4组；动力触探检验桩体密实度的验桩数量宜为总数的2％～4％，单项工程不少于3根。4.2.2碎石桩载荷试验根据设计要求及提供的承载力要求，如需做碎石桩载荷试验，按如下方法进行：(1)碎石桩载荷试验的压板采用圆形，直径与设计桩的直径相同。(2)压板底高程符合设计要求，压板宜嵌入试坑面100mm～200mm，压板下碎石桩应有20mm～40mm厚的细砾或中粗砂找平层。(3)试验设备和堆载反力选择大于设计要求值的2倍。(4)试验加荷分等级为8～12级，总加荷载重量不小于设计要求值的2倍。(5)每加一级荷载Q，在加荷前后应各读记压板沉降量s一次，以后每半小时读记一次，当1小时内沉降量小于0.10mm时，即可加下一级荷载。(6)当出现下列情况之一时，可终止试验：①累计的沉降量已大于压板直径的6%。②总加载量已为设计要求值的2倍以上。(7)卸载分三级等量进行，每卸一级，读取回弹量，直至1小时内的变形量小于0.1mm。(8)碎石桩承载力特征值应按下列规定之一确定：①当Q～S曲线有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载；中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第6页②当极限荷载小于比例界限荷载值的2倍时，取极限荷载的1/2；③按相对变形取值：碎石桩周围土为粘土、粉质粘土、粘质粉土，可取S/d=0.015~0.020所对应的荷载值（d为压板直径）；碎石桩周围土为砂质粉土、砂土取S/d=0.010~0.015所对应的荷载值。(9)试验点的数量不小于3个，当满足其极差不超过平均值的30%，取其平均值为碎石桩承载力特征值。4.2.3桩间土载荷试验根据设计要求及提供的承载力要求，如需做桩间土载荷试验，按如下方法进行：(1)桩间土载荷试验采用圆形压板，直径大于500mm，试坑宽度不小于压板直径的3倍。(2)压板底高程符合设计要求，压板宜嵌入试坑底面100mm～200mm，压板下有20mm～40mm厚的细砾或中粗砂找平层。(3)试验设备和堆载荷重选择大于设计要求值的2.5倍。(4)试验加荷分级为8～12级，总加载量不小于设计要求值的2倍。(5)每级加载后，按10min、10min、15min、15min读一次沉降量。以后为每隔半小时读1次沉降量，当连续2小时内每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋于稳定，可加下一级荷载。(6)当出现下列情况之一时，终止加载：①承压板周围土明显地侧向挤出；②累计的沉降量已大于压板直径的6%；③在某级荷载下，24小时内沉降速度不能达到稳定标准；④总加载量已为设计要求的2倍以上。(7)桩间土承载力特征值的确定：①当Q～s曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；②当极限荷载小于比例界限荷载值的2.0倍时，取极限荷载值的1/2；③不能按上述两点确定时，对低压缩性土和砂土，可取s/d=0.01～0.015对应值，对中高压缩性土，可取s/d=0.015~0.020所对应的荷载值。(8)同一土层参加统计的试验点不应小于3点，基本值的极差不得超过平均值的30%时，取其平均值为桩间土承载力特征值。中国水利水电第五工程局汶川古城项目部振冲碎石桩施工方案共7页第7页(9)检查振冲施工和各项施工记录，如有遗漏或不符合规定要求的桩或振冲点，应补做或采取有效的补救措施。(10)振冲地基检验标准表如下：表2振冲地基检验标准表序号检查项目允许偏差或允许值备注单位数值1填料粒径mm5~40抽样检查2密实电流A80~100电流表读数3标贯、静力触探设计要求按规定方法4载荷试验（单桩、复合地基）设计要求按规定方法5填料含沙量%5抽样检查6振冲器喷水中心与孔径中心偏差mm≤50尺量7成孔中心与设计孔位中心偏差mm≤100尺量8桩体直径mm50尺量9孔深mm±200量钻杆或重锤测5主要机械设备表表3主要机械设备表序号设备名称型号及规格数量用途1振冲器ZCQ-752台造孔、制桩2吊车QY-251台起吊振冲器3装载机ZL501台回填石料4清水泵11kw2台提供造孔、制桩的压力水5泥浆泵11kw2台从集污坑排污6电控柜ZCQ-751套自动控制加固电流7装载机3m31台施工平台铺填、碎石桩上料8自卸汽车10t2台土石渣料运输、砂卵石料运输9反铲1.6m31台土石开挖