砾石桩试桩方案(终稿)

目录
一、编制依据 (1)
二、设计概况 (1)
三、试桩施工目的 (3)
四、总体施工方案及方法 (3)
1、试桩要求 (4)
2、施工工艺 (4)
五、砾石桩施工 (6)
1、施工准备 (6)
2、砾石桩施工工序 (9)
3、施工机械参数 (10)
4、施工注意事项 (10)
5、质量检验要求 (12)
6、砾石桩施工控制要点 (13)
7、砾石桩质量控制措施 (13)
六、施工计划安排 (14)
七、质量保证措施 (14)
八、安全保证措施 (17)
九、环境保护措施 (19)
十、文明施工措施 (20)
砾石桩试验段方案
一、编制依据
（1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
（2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009版；
（3）《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）;
（4）《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）
（5）《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）
(6)《S215线三岔口-莎车高速公路建设项目两阶段施工图设计》
二、设计概况
S215线三岔口-莎车高速公路建设项目第SS-3标段砾石桩施工里程为K163+040～K163+540，全长500m。

该段地层主要为粉、细砂层，局部夹有粉、黏土层，主要为荒漠区，地表有积水，工程性能较差，承载力低，该层以下主要以细砂层为主，强度较好。

该段采用砾石桩、土工格栅相结合的处理方式。

打砾石桩，在砾石桩顶面设置0.5m厚砂砾垫层，并铺设土工格栅。

砾石桩设计直径0.5m，设计桩长6m，桩间距1.5m，呈正三角形布置。

本次试桩计划在K163+280～K163+300范围内试桩14根。

本标段特殊路基处理设计砾石桩共计13896根，总长83376米。

砾石桩桩径50cm,平面上呈正三角形布置，采用振动沉管施工技术。

表1主要工程量表
见下图1。

S215线三岔口-莎车高速公路建设项目第SS-3标段
图1砾石桩设计结构图
中铁一局S215线第SS-3标段项目经理部2
换填砂砾设计要求含泥量不大于5%，最大粒径不大于50mm，其顶面压实度不小于90%。

桩体填料设计采用砂砾石等硬质材料，粒径不大于80 mm，其中5～50 mm含量不小于50％，50～80 mm含量不小于15％，填料含泥量小于5％。

三、试桩施工目的
通过砾石桩试验段施工，要达到以下目的：
1、首先通过试桩，测试、标定以下施工参数：
1）振动沉管钻机振动头工作频率（Hz）；
2）振动沉管钻机激振力（KN）；
3) 振动沉管钻机振孔器密实电流（A）；
4) 振孔器留振时间(S)；
5) 振动沉管钻机拔管速度（m/min）；
6) 倒入沉管内砾石高度（m）；
7) 验证桩体充盈率系数；
8) 桩管每次提升高度及提升后返插深度（m）；
9) 试验桩施工完毕后，对试验桩进行动力触探测试，以验证砾石桩施工是否满足设计、规范要求。

2、对成桩工艺进行试验：确定合理的施工工艺、各项施工参数、检测方法和注意事项，记录单桩压入砾石量和电流的变化等，以确定桩体在密实状态下的各项指标，确保挤密的均匀性和桩身的连续性。

检测桩身的质量是否能达到设计要求。

3、通过试验段施工总结，形成砾石桩施工作业指导书。

四、总体施工方案及方法
第一步：根据现场实际情况，选取具有代表性的K163+280-K163+300 段作为试桩区。

按设计规定试桩14根。

桩长6米，桩径0.5米，桩间距1.5
米。

第二步：试验桩施工完毕后，现场召开小结会。

会后开始K163+040～K163+540段全幅路基砾石桩施工。

考虑砾石桩施工段落横穿S310省道，2011年计划施工K163+300～K163+040段；2012年施工K163+300～K163+540段。

施工采用分段分幅施工，以便清表、换填和材料的运输，分段长度100米，先施工右幅，再施工左幅。

具体桩位平面布置、砾石桩编号、打桩顺序见附图2示。

1、试桩要求
（1）在施工前，根据现场的实际情况，选择具有代表性路段进行成桩工艺和成桩挤密试验。

（2）试桩的成桩工艺和成桩挤密试验，目的是为了调查该施工工艺是否满足设计要求，保证工程质量。

（3）试验项目包括成桩时间、深度、压入砾石量（充盈系数）、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等，以确定桩体在密实状态下的各项指标，以此作为设置砾石桩的控制指标。

（4）对试桩进行成桩工艺和成桩挤密试验，以检验施工设备和方法是否符合要求。

（5）若一次试验不成功，应改装或更换设备，改变施工方法，进行二次试桩或多次试桩的设置，直至全部试桩都符合要求。

2、施工工艺
砾石桩试桩施工工艺流程见下图3示。

图3 砾石桩施工工艺流程
五、砾石桩施工
1、施工准备
1）技术准备
a、熟悉和分析施工现场的地质、水文资料、施工现场环境，排查清楚施工区域内的地下管道（管道、电缆）等的分布情况。

b、试验工作：检测换填砂砾级配、含泥量，测定换填砂砾最大干密度；检测砾石桩用砾石级配、含泥量等，上报监理工程师批准。

c、技术交底：施工前，对施工班组、管理人员、技术人员等进行技术交底、安全交底，将有关设计图纸、技术参数和施工要求、质量标准、安全操作规程和安全注意事项等讲解说明。

2）测量放样
对该段线路中线进行放样工作，每20m放一中线桩，根据设计图纸放出边桩和护桩。

3）施工材料准备
换填砂砾要求含泥量不大于5%，最大粒径不大于50mm，其顶面压实度不小于90%。

桩体砾石采用洁净砂砾石，含泥量不大于5%，严禁采用风化的石料，且5～50 mm粒径含量不小于50％，50～80 mm粒径含量不小于15％，最大粒径不大于80 mm。

对进场砾石中粒径超过80mm的要剔除，以免堵管。

试验人员对砂砾、砾石材料进行取样检测，检测合格后，报监理工程师批准。

根据工程量及设计要求，材料需用计划见下表2所示。

表2砾石桩试桩材料需用计划表
根据该工程的地质特性，其成桩工艺采用振动沉管法施工，振动沉管施工机械包括：振动机、料斗、振动套管组成的打桩机，套管内直径选用410mm，成桩直径不小于500 mm。

所用机械必须满足施工计划和工期要求，对所用机械进行如下表3配置。

表3试桩机械设备配备表
正常运转后方可用于砾石桩施工。

试桩成功后，试验段开始施工前，安排其它设备陆续进场。

5）测量、检测仪器和设备配置
根据施工需要和质量检测、控制需要，为砾石桩施工配置了如下测量、检测仪器和设备（见下表4）。

表4主要测量、检测仪器配置一览表
根据工程量和日计划生产率，以满足需要且略有富余的原则准备了砾石桩施工的劳动力，成立领导小组，全面负责砾石桩试桩的施工任务，具体见下表5。

表5管理人员及劳动力配备一览表
7）路基排水：路基右侧开挖临时排水沟，将地表水、地下渗水排出路基以外。

2、砾石桩施工工序
1）原地表清理后回填砂砾50cm，分2层压实，每层厚度25cm，顶层
压实度不小于90%。

2）按照路基宽度进行桩位布设，布设时线路中心向左右两侧延伸布置，并在每根桩位处打上竹签绑红布条标示，再用白灰撒出桩位。

3）桩机就位，将桩机移至指定桩位，使桩机套管中心与放样桩位中心重合。

4）启动振动锤，将桩管下沉到设计深度，停止振动，立即向管内装入规定数量的砾石（第一次投料灌满桩管），砾石桩的充盈率一般控制在1.5左右，在距地面1～2米深度范围内控制在1.6（充盈系数＝砾石填料体积/沉管体积）。

且倒入沉管内砾石的高度不小于抽拨高度的2～3倍。

5）稍提升桩管，使桩尖打开。

边振动边提升沉管。

振动与反插相结合，振孔器留振时间一般控制在10-20S，同时沉管每提升1m悬振30S，反插5次，反插深度不小于30cm,拔管速度控制在1.5-2m/min。

6) 重复4）步骤，直到套管提升到最后1.5m时，采用超载投砂法进行施工，保证桩基孔口稳定、成桩桩径和填充料密实。

7) 关机并将桩机移位至下一桩位。

3、施工机械参数
1) 振动头工作频率按24．5 Hz控制；稳定电压一般为(380±20)V；
2）激振力控制采用100～150kN；
3）振孔器密实电流在80 A左右作业；
4）振孔器留振时间控制在10S-20S，同时沉管每升1m悬振30S,反插5次,反插深度不小于30cm；
5）拔管速度以1.5～2.0m/min控制；
6）倒入沉管内砾石的高度不小于抽拨高度的2～3倍，一般按为1.0～1.5m控制。

4、施工注意事项
1）施工中若在桩深范围内遇到硬层（持力层的判断依据：如果砾石桩打至硬层时，将振动器电流比沉管电流升高10～30A，持续时间不小于60S，沉管下沉量不大于10cm，经监理工程师认可，认为可作为持力层）时停止钻进。

2）砾石桩施工过程中特别注意桩体在软弱土层施工，施工在软弱土层时可采用以下措施：
①砾石桩施工在软弱土层时，放慢拨管速度到0.5～0.6m/min，加长悬振和留振时间，增加反插次数，悬振反插相结合直至桩体在软弱土层达到密实效果。

②砾石桩施工在软弱土层时，采用二次成孔，施工时先施工至软弱土层，进行加料反插，使其沉管通过挤密在软弱土层形成护壁，然后再进行砾石桩整体施工。

3）桩管下沉过程中，桩管应沿导向架，并始终保持同导杆平行，桩管发生偏斜须及时扶正。

4）启动卷扬机电机时，卷扬机离合器必须松开，以免烧坏电动机。

导向架横向移动时，必须将卷扬机移动手把刹紧。

5）扶桩管对桩位，一定要在停机状态下进行，并有专人在桩管的横向和纵向观察桩管对位情况，发现偏斜要及时纠正，以保证桩管垂直下沉。

6）预备枕木，如遇到特别软弱不良地段，钻机产生倾斜时用枕木垫平。

7）随时注意检查桩锤齿轮箱润滑油油量，要保持齿轮箱油位不低于齿轮下齿根(—般保持在3cm以上)。

8）做好交接班工作。

桩机工作状态、电机运转情况、桩锤工作状态、卷扬机系统(卷扬机、滑轮、钢丝绳、钢丝绳卡子)有无问题、打桩深度、数量及桩位等都应交接清楚。

9）位于砾石桩处理路段内的涵洞地基处理：以涵洞中心向路线方向前
后各10米范围内的路基进行预压，采用超载预压，超载预压荷载换算土柱高度为2米，预压期为6个月，待预压完成后进行反开挖，进行涵洞施工。

5、质量检验要求
1）砾石桩试验施工结束后，要按规范及验收标准及时进行检测，检测的项目有垂直度、桩点平面位置、桩长、桩径和灌料量检测，在满足上述指标的同时，要采用动力触探对加固效果检测。

表6砾石桩质量检验项目
拟委托第三方检测，对14根试验桩进行动力触探测试。

圆锥动力触探试验（DPT）是岩土工程勘察中常规的原位测试方法之一，它是利用一定质量的落锤，以一定高度的自由落距将标准规格的圆锥形探头打入土层中，根据探头贯入的难易程度判定土层的性质。

（1）试验方法要点：
①试验前设备安装时，应认真检查机具设备，部件连接处丝扣完好，连接紧固，触探架应安装平稳，保持触探孔垂直；
②贯入时，穿心锤应自动脱钩，自由落下；
③地面上触探杆的高度不宜超过1.5m，以免倾斜和摆动过大；
④贯入过程应尽量保持连续贯入，锤击速率每分钟宜为15～30击；
⑤每贯入10cm记录其相应的锤击数
'
5.
63
N
；
⑥最终贯入深度控制在大于桩长0.5m-1.0m。

（2）检测要求
①根据试验击数，评定桩体的均匀性和密实程度，判定成桩质量；
②触探位置：置于砾石桩桩体的轴心位置；
③测试仪器：重Ⅱ型动力触探仪N63.5；
④测试要求：检测深度大于桩长0.5-1m。

对桩顶以下0-1.0m深度范围内的桩体不做锤击数的要求，但应保证桩体的连续性和完整性；对桩顶以下1.0-2.0m深度范围，桩体锤击数大于等于3击的应大于80%；对桩顶以下2.0m以下的桩体，每击入10cm，修正后的平均锤击数大于等于5击，同时，连续小于5击的桩体长度应小于1m。

⑤砾石桩成桩质量的评定以1m为一个评定单元，不足1m的归并至上一评定单元。

在对检测数据统计过程中，对于一个评定单元的异常点（仅大于3倍标准差）应剔除。

对桩体锤击数小于3击的，视该根桩体为不合格，应进行复打。

⑥测试数量：14根。

⑦测试时间：砾石桩成桩后40天。

6、砾石桩施工控制要点
1）严格控制砾石桩桩长。

2）严格控制砾石桩施工时套管拨管高度，通过反复反插，确保桩体密实。

3）严把砾石料进场关，做到先检测后进场。

4）严格控制砾石桩的填料充盈率，确保达到最佳的挤密效果。

7、砾石桩质量控制措施
1）砾石桩桩径控制：在施工前对桩机沉管钻头进行尺量，钻头外径不
小于设计砾石桩桩径。

2）砾石桩垂直度控制：在桩机就位后采用垂球对沉管垂直度进行检测，沉管垂直度符合设计及规范要求后方可进行振冲成桩，不合格时进行调整桩机重新就位再进行检测。

3）砾石桩桩长控制：在砾石桩施工前对沉管进行量测，每量0.5米在沉管外侧用电焊做出明显标记，以便在施工中控制桩长。

4）桩间距控制：进行尺量加以控制。

5）砾石桩充盈率控制：在施工前对桩机加料料斗进行容量标定，施工时加以控制，本段砾石桩的充盈率一般控制在1.5左右，在距地面1～2米深度范围内控制在1.6。

6）砾石桩施工过程中严格控制填料的加入量，不宜一次加料过量，每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应该继续投料，继续振实，严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。

7）反插次数的控制：施工前在管柱上每0.5米绑上红布条，以便于桩机操作手控制拔管高度和反插深度，必须确保每米反插5次，反插深度不小于30cm。

8）施工时边拔管边振动，留振和反插相结合，在距离地面1.5m处，由于侧向约束力薄弱，不利于成桩至此深度时采用超载投砂法再通过振挤以提高粒料的密实度。

六、施工计划安排
试桩施工计划安排：工期4天。

计划开工日期：2011年10月6日；
计划完工日期：2011年10月10日；
七、质量保证措施
1、为确保砾石桩施工质量，建立以项目经理为第一责任人，以安质部
为主要管理部门的质量管理机构，建立包括施工作业班组或施工队负责人在内的质保体系。

全面监督管理砾石桩施工质量。

（质量管理机构详见图4，质量保证体系见图5）。

2、开始施工前，首先对施工班组、施工管理人员等进行技术交底。

3、施工中做好原始记录工作，资料填写认真、真实、规范、整洁。

4、桩体填料必须按设计及规范进行试验检测，各项指标经监理工程师审核后方可使用。

5、认真检查每道施工工序，完成每道工序报监理工程师检查，检查合格后方可进行下一道工序施工。

图4质量管理组织机构图
图5质量保证体系框图
八、安全保证措施
1、所有施工人员上岗前必须进行安全交底和培训，培训合格后方可上岗。

2、进入施工现场必须戴安全帽。

3、上班不得穿拖鞋，打赤膊。

4、上班前及上班时不准喝酒。

5、高空作业必须系安全带。

6、施工机械专人操作，禁止无证操作。

7、机械设备运转及孔内出现异常，必须停机，及时分析现象原因，处理后方可继续施工。

8、桩机移位时，须有专人照看电缆。

9、暴雨、大风天气及施工现场照明不足，不得施工。

10、经常检查钢丝绳的磨损情况，磨损严重及时更换。

11、施工时要认真检查使用机具，关键部位重点检查，经试运转，符合安全施工要求才能正式投入生产，施工中经常检查，避免事故发生。

12、禁止私拉乱接，施工用电由专职电工操作，负责安全用电。

电工作业时必须穿戴好个人防护用品，并严格执行电气安全操作规程，做到持证上岗。

电工作业严格贯彻“装得正确，用得安全，修得及时，拆得彻底”的十六字方针。

13、所有用电设备配备要严格执行“一机一闸一漏一箱”制，所有配
电箱要统一编号，实施专人管理。

图6安全保证组织机构框图
图7安全生产管理机构框图
九、环境保护措施
1、强化环保管理，定期进行环保检查，及时处理违章事宜，主动联系环保机构，请示汇报工作，做到文明施工。

安全生产保证体系
技术保证
组织保证 制度保证 经济保证
安全技术措施 安全领导小组 各项安全生产制度
奖罚制度
安质环保部
安全检查和奖罚制度
安全施工方案审批制度
安全规则教育
队安全生产小组
实现安全总目标
工班安全检查员
经 济 兑 现
安全技术交底制度 各项安全预案 安全岗位责任制度
2、施工场地保持干净卫生，施工中还应尽量减少对周围绿化环境的影响和破坏。

3、现场布局合理，材料、物品机具、土方堆放整齐，确保不影响和破坏周围植被。

4、生产、生活垃圾要集中堆放，最后统一拉运至指定点掩埋。

十、文明施工措施
加强全体职工职业道德的教育，制定文明施工准则。

在施工组织、安全质量管理和劳动竞赛中切实体现文明施工要求，发挥文明施工在工程项目管理中的积极作用。

1、推行施工现场标准化管理
(1)、严格按照技术规范施工，按操作规程作业；随时保持现场整洁，机械停放井然有序，各种标志、标牌齐全规范；施工便道经常洒水，防止尘土飞扬；各工点严格执行工完场清制度，废料、垃圾及不再需要的临时设施应及时从现场清除、拆除并运走，保持施工现场整洁。

(2)、通过职工教育培训，使全员均能熟练掌握相关的操作规程、技术标准和工作标准，经考核合格方可持证、挂牌上岗。

施工现场设立工程简介、工点施工作业流程图、安全质量宣传板，标明工程项目名称、范围、开竣工期限、工地负责人。

(3)、施工内业资料齐全、数据可靠，及时反映现场状况及工程进度状况。

2、深入调查，加强地下既有管线保护
施工前主动调查了解，详细掌握施工范围内地下既有管线布局和数量，并与有关部门密切配合，做好光缆、电缆等的保护和处理工作。

3、不扰民及妥善处理地方关系
施工便道干线和引入线设置明显规范的交通引导标志；施工期间，经
常对施工机械车辆通行的道路进行维修，确保道路晴雨畅通。

减少噪音扰民，加大工程建设意义的宣传力度，争取地方百姓对施工生产的大力支持。