地基处理(灰土挤密桩施工)方案

郑州市江山路拓宽改造项目道路、雨污水工程地质处理（灰土挤密桩）处理方案一、情况说明江山路扩宽改造工程K13+870-K14+100段为原黄河河道支流。方向为（南北）经现场开挖探坑勘察主机动车道中东中西25米范围内，地下1.5米以下为胶泥土层厚度为（20-50cm）淤泥层厚度为（3m-4m），现提出处理方案。路基基底均设置灰土挤密桩进行处理,灰土挤密桩桩顶标高控制为道路路基顶标高，桩深控制为6米。灰土挤密桩桩径0.4m，桩间距为1.2m，呈等边三角形布臵，处理范围为两侧道路红线范围中东西18米布设，每行25根共165行（4125根）本段K13+025处原污水坑以片石处理不必做灰土桩处理需减少225根。实际灰土桩为3900根，总长度为23400米。灰土挤密桩试用范围：1、试用与地下水位以上湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。可处理地基深度为5-15m2、地基含水率大于24%，饱和度大于65%时。不宜用灰土挤密桩法。桩体材料的作用：（1）灰土桩是用石灰和土按一定体积比例（2∶8或3∶7）拌和，并在桩孔内夯实加密后形成的桩，这种材料在化学性能上具有气硬性和水硬性，由于石灰内带正电荷钙离子与带负电荷粘土颗粒相互吸附，形成胶体凝聚，并随灰土龄期增长，土体固化作用提高，使土体逐渐增加强度。在力学性能上，它可达到挤密地基效果，提高地基承载力，消除湿陷性，沉降均匀和沉降量减小。（2）桩体作用在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量（灰土的变形模量为E0=29～36MPa，相当于夯实素土的2～10倍），荷载向桩上产生应力集中，从而降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。此外，由于灰土桩对桩间土能起侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。工艺参数的确定：灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基，一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求，正确选用施工参数，才能达到经济有效的目的。灰土挤密桩参数包括：承载力、桩孔直径、桩孔深度、处理宽度、桩孔的平面布置、桩距、填料等。填料和压实系数：桩孔内的填料，应根据工程要求或地基处理的目的确定。并应用压实系数λc控制夯实质量。当用灰土回填穷实时：λc≥0.97，灰与土的体积配合比宜为2∶8或3∶7。承载力和变形模量的确定：载荷试验法。对重大工程，一般应通过载荷试验确定其承载力，如挤密桩目的是为了消除地基湿陷性，则还应进行浸水试验。在自重湿陷性黄土地基上，浸水范围的直径或边长不应小于湿陷性黄土层的厚度。灰土挤密桩地基，不应大于处理前的2倍，并不应大于250kPa。三灰具有明显的水硬性，而水养试块强度更高，且随龄期的增长而提高。龄期30天的单桩容许抗压强度可选用900～1600kPa，比灰土桩强度增高1/4左右。本专项方案为明确地基处理范围内灰土挤密桩施工作业的工艺流程、操作要点、相应的工艺标准及检测方法，规范灰土挤密桩的施工作业，保证地基处理的质量。二、施工技术要求（1）地基土的含水量不得大于24%，饱和度不得大于65%。当孔内有渗水或积水时，应及时将水排出地表；当地基土含水量低于12%时，应对土层进行增湿到最优含水量。（2）灰土挤密桩施工从外向里间隔1～2孔进行。填料前孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度、垂直度。（3）桩孔中心的偏差不应超过桩距设计值的5%，垂直度偏差不应大于1.5%。（4）抽样检查数量不得少于钻孔数的1.5%，且每项单体工程不应小于3点，不合格的必须补桩。三、施工方法及要求3.1施工准备（１）施工前选定具有代表性段落进行工艺试验，确定有关施工技术参数，并对试桩检测复合地基承载力等，对含水率较大的（如大于塑限含水率）应特别关注缩孔的问题，因缩孔影响桩长和桩径时，应及时与设计单位协商予以解决。试桩数量应符合设计要求且不得少于2个施工单元（如按三角形布臵每个施工单元7根桩）。（２）复核地基土的含水率、饱和度，当地基土的含水率小于12％或大于24％、饱和度大于65％时，及时通知设计单位予以确认，由设计单位确定是否变更设计。（３）施工前清除地表耕植土。平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。（４）测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。（５）确定灰土挤密桩的桩顶标高和原地面标高。（６）桩位放样：按照设计图纸进行测放桩位，桩位用钢钎打入20cm深后灌入白灰，或直接用钢尺拉出点位后用白灰点出桩位。（７）成孔机械表面应有明显的进尺标记，以此来控制成孔深度。（８）施工顺序：隔排隔行，间隔1～2孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。（９）桩体使用的石灰块径不得大于5mm，加石量不得大于5%。水泥不得受潮、结块，应符合设计要求，并按相关规定进行检验。（１０）进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关参数，如最佳干密度、最佳含水量（注意实际施工时的最佳含水量低于轻型击实试验做出的最佳含水量）、配合比等。3.2施工工艺与流程灰土挤密桩采用振动沉管法成孔，内击锤夯击回填夯实成桩。处理区段地基土的含水量宜接近最佳含水量，当土的含水率低于12％时，宜对处理范围内的土层进行增湿。增湿处理应在地基处理前4～6d完成，需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔均匀地渗入处理范围的土层中。施工工序如下：桩管就位沉管挤土拔管成孔桩孔夯填（1）桩机就位：机械按布臵好的桩位就位，沉管上刻划刻度线，桩机保持垂直，用吊锤或经纬仪检查垂直度，垂直度偏差不大于1.5%。（2）成孔工艺：锤击成孔按隔排跳打或根据成孔情况采用隔桩法进行，采用沉桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔。开始成孔阶段要轻击慢沉，打入设计深度后，立即关闭油门，桩管停滞1min后开始缓慢均速地拔锤。成孔后清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击，若孔底含水量较大时应先填筑10～20cm混合料后再进行底夯，已成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。夯锤不宜在土中搁臵时间过长，以免摩阻力增大后提拔困难。（3）灰土混合料的拌和：灰土混合料拌和采用稳定土拌和设备在拌和场集中进行拌和，同时配备碎土设备消除土壤的土块。拌和土必须使用经试验合格土场的土源，按预定配合比在拌和设备内拌制灰土混合料。混合料需拌和均匀，混合料中不应含有大于20mm的土块；并应使混合料的组成和含水率达到规定的要求。拌合应在灌桩前提前进行，灰土拌和时石灰与土体积比为三七灰土，原状土测定实际含水量确定施工配合比。拌和后确保水泥土含水量接近最优含水量，其允许偏差不得大于±2%。混合料拌和后现场可根据“手捏成团、落地散花”判断其含水量是否合适。（4）灰土回填夯实成桩成孔后及时夯填，在向孔内填料前先夯实孔底。灰土分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填厚度280～320mm，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实，落锤高度不小于2m，每层夯实不小于10锤；采用锤击夹杆夯实机夯填，锤径28cm，锤重1800N，落距50～60cm，每分种夯击次数为42～45次。夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。（5）工艺流程图灰土挤密桩振动沉管法施工工艺框图3.3施工方法为确保桩位臵的准确无误，施工时先放出边线后，按设计要求，用石灰粉撒好每一个桩的准确位臵，桩间距为1.2m，呈等边三角形布置。定桩孔位及编号放样桩机就位沉桩管至设计高程检查、验孔拔管夯实综合检验成桩投料场地平整清理计划场地堆料、路线行运机械路线制定四、材料要求（1）土料宜选用粉质粘土，土料中的有机含量不得超过5%，不得含有冻土和渣土垃圾。（2）石灰要选用新鲜的消石灰或袋装生石灰，其粒径不应大于5mm，保存期不宜超过三个月。五、施工控制（1）根据场地土含水量低或高合理采用从外围向中间或由中间向外围间隔1～2孔的施工顺序进行，以增加挤密效果或避免出现场地隆起、桩径回淤、缩颈等现象，如若发生必须及时采取救措施。（2）打孔遇到障碍物时，应在其四周补桩，不得漏桩、减桩。（3）填料前孔底应夯实，并应抽检桩孔的直径、深度、垂直度。（4）桩孔夯填至桩顶时应进行多次回填夯实，确保桩顶压实度达到要求。（5）桩孔夯填终止高度宜高于桩顶标高500mm以上，以上剩余桩孔可用其他土料轻夯回填至地面（6）铺设灰土垫层前，将桩顶标高以上部分连同桩间土一并清除并夯实，桩顶应基本水平。如发现该处理标高以下部分桩间土呈松软状态，应将其换填夯实，方可进行垫层施工。（7）雨季与冬季施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土受雨淋或冻结。（8）路基地基处理的灰土挤密桩桩身密实度采用动力触探法检测。六、施工质量控制和质量检验6.1质量控制灰土挤密桩施工允许偏差应满足下表要求。序号项目允许偏差1间距（纵向）±50mm2垂直度1.5%3直径不小于设计值（1）混合料拌和必须在稳定土拌合站进行拌和，实测含水量确定施工配合比，配料时严格计量。（2）桩孔回填时按照一定速率回填，夯击次数达到技术要求，回填夯击均匀有序进行。（3）桩机就位必须平稳，不得发生移动或倾斜，桩管对准桩位，桩管垂直度偏差不大于1.5%。（4）雨季或低温季节施工，应采取防雨或防冻措施，防止土料淋湿后冻结。（5）混合料拌制要求随拌随用，已拌成填料不得超过24小时，被雨水淋湿、浸泡的填料严禁使用，按作废处理。下雨期间不得进行拌制。（6）混合料回填至桩顶时，应重复多次进行回填夯实，保证桩顶灰土密实度。（7）灰土挤密桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。6.2质量检测6.2.1原材料质量检验挤密桩所用白灰、土的质量应符合设计要求。检验数量：施工单位每批按相关规定进行进场检验。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验或10%平行检验。检验方法：检查产品质量证明文件及抽样试验。6.2.2施工质量检测(1)挤密桩的数量、布臵形式、桩长应符合设计要求，其检验应符合《路基工程施工质量验收标准》有关规定。检验数量：施工单位、监理单位全部检查挤密桩的数量和布置形式，监理单位检查按施工单位检查数量的10%见证检查挤密桩的长度。检验方法：观察尺量，计数、测量钢管的长度刻线(2)孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于0.97（轻型击实）。检验数量：施工单位抽样检验总桩数的1%，且不少于3根。监理单位按施工单位抽样数量的10%见证检验且不少于1根。检验方法：动力触探（N10,N63.5）(3)灰土挤密桩复合地基承载力应符合设计要求检验数量：总桩数的2‰，监理单位见证抽验。检验方法：平板载荷试验。(4)灰土挤密桩桩位、垂直度直径的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。七、施工安全措施作好现场调查，开工前对沿线通信线、电力线以及地下的通信、信号、电力电缆作出详细调查，制定详细保护措施。加强施工机械车辆管理，严禁带病或超负荷运转，严禁司机酒后驾车，夜间施工派专人指挥。作好防护措施的管理，施工作业平台要挂醒目的安全警示牌，夜间施工必须有充足的灯光照明。打桩施工时，设专人指挥施工。并负责施工范围内的人员，机械安全等。八、安全用电保证措施严格按有关规定安装线路及设备，用电设备都要安装地线，不合格的电气器材严禁使用。现场照明电线绝缘良好，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳接零。室外照明灯具距地面不低于3m，室内距地面不低于2.4m。配电箱、开关箱内设臵漏电保护器。配电箱设总熔丝、分开关，动力和照明分别设臵。金属外壳电箱作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。严禁不同电压等级共存于同一移动开关箱内。架空线须设在专用电杆上，严禁架设在树或脚手架上，架空线装设横担和绝缘子。安装、维修或拆除临时用电工程必须由电工完成，电工必须持上岗证，实行定期检查制度，并做好检查记录。严禁机电设备带病运转或超负荷作业，夜间作业时有足够的照明设施，工作视线不清时不作业。工地电力干线采用非裸导线架设，统一布臵电力线路，不准私接乱拉电线；钢筋加工设备有漏电保护或外壳接地装臵，严禁带电移动电焊机。