砂桩和碎石桩

砂桩和碎石桩作业指导书
1 目的
明确砂桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范砂桩施工作业。

2 编制依据
《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》
《客运专线铁路路基工程施工技术指南》
3 适用范围
砂桩适用于软土、人工填土和松散砂土的挤密加固地基；碎石桩适用于砂性土、粉土、黏性土和湿陷性黄土等地基的加固。

4施工方法
4.1施工准备
4.1.1清理场地、去除障碍物，平整地表，换填地表软土层，压实换填土达到设计要求。

4.1.2测量放样，并进行桩位编号，合理布置施工场地，按设计要求埋设沉降观测设备。

4.1.3选择符合设计要求的砂（碎石）料。

4.1.4进行成桩试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根。

4.1.5安装、调试机械机具设备。

4.2 施工方法
4.2.1单管法冲击式成桩法
①施工机具：D3-25冲击成桩机，锤重2.5t，落高2.5m；桩管；装砂料斗；桩靴等。

②施工工艺：桩管就位→将桩管打入土层中到设计深度→用料斗向桩管内灌砂，当灌砂量大时分两次灌砂：第一次灌入三分之二，桩管上拔一半长度后灌剩余砂→按规定的拔出桩管速度从土层中拔出桩管。

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图4-1 单管法冲击式成桩法施工过程示意图
③质量控制：控制拔管速度以保证桩身连续性，拔管速度根据试验确定，一般为1.5~3.0m/min；用灌砂量控制桩直径，当实际灌砂量未达到设计要求时，在原位再将桩管打下灌砂（复打）1次或在旁边补加1根砂桩。

4.2.2双管法冲击式成桩法
①施工机具：D3-25冲击成桩机，履带式吊车，桩管（内、外管），装砂料斗等。

②施工工艺：桩管垂直就位→锤击内管和外管下沉到土层中设计深度→拔起内管向外管中灌砂→放下内管到外管中砂面上→拔起外管到与内管底面齐平→锤击内管和外管将砂压实→重复上述步骤直到桩管拔出地面。

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图4-3 双管法冲击式成桩法工艺流程框图
③质量控制：锤击内管和外管将砂压实时按贯入度控制，以保证桩身连续性，密实性及其周围土层的均匀性；试桩确定灌砂量。

4.2.3一次拔管法振动式成桩法
①施工机具：DZ75振动沉管桩机（75KW）、DZ60振动沉管桩机、W1001履带式振动成桩机；桩管；移动打桩机架；装砂料斗等。

②施工工艺：桩靴，桩管垂直就位→将桩管沉入土层中到设计深度→将料斗插入桩管→向桩管内灌砂→边振动边拔出桩管到地面。

图4-4 一次拔管法振动式成桩法工艺流程框图
③质量控制：控制拔管速度以保证桩身连续性，拔管速度根据试验确定，一般小于等于0.5min/m；用灌砂量控制桩直径，当实际灌砂量未达到设计要求时，在原位再将桩管沉下灌砂（复打）1次或在旁边补加1根砂桩。

4.2.4逐步拔管法振动式成桩法
①施工机具：DZ75振动沉管桩机（75kW）、DZ60振动沉管桩机、W1001履带式振动成桩机；桩管；移动打桩机架；装砂料斗等。

②施工工艺：桩靴、桩管垂直就位→将桩管沉入土层中到设计深度→将料斗插入桩管→向桩管内灌砂（碎石）→边振动边拔起桩管（每拔起一定长度，停拔继振若干秒。

）→反复进行直拔出地面。

③质量控制：根据试桩确定施工参数，并结合实际情况调整，每次拔起长度
0.5m，停拔继振10~20s，振密电流结合机械性能一般为110-130A，根据实际情况确定终孔标准，一般为桩管下沉量小于10cm/45s。

4.2.5重复压拔管法振动式成桩法
①施工机具：DZ75振动沉管桩机（75kW）、DZ60振动沉管桩机、W1001履带式振动成桩机；特殊桩管；移动打桩机架；装砂料斗；辅助设备（空压机、送气管、喷嘴射水装置和送水管）等。

②施工工艺：桩管垂直就位→将桩管沉入土层中到设计深度，下沉很慢时用喷嘴射水加速下沉→用料斗向桩管内灌砂→按规定的拔起高度拔起桩管，同时向桩管内送入压缩空气使砂容易排出→核定砂的排出情况→按规定的压下高度向下压桩管→将落入桩孔内的砂压实→重复上述步骤直到桩管拔出地面。

图4-5 重复压拔管法振动式成桩法工艺流程框图
③质量控制：测定砂的排出率：桩管拔起到规定高度后，用测锤测定桩管内砂面位置，根据前后两次砂面位置求得排出率；用实际压入比控制压实施工；挤密系数在1.3~1.5；拔管高度根据经验一般为1m，压管高度为0.5~0.6m,喉管式特殊桩管压管高度为0.3~0.5m；振密电流结合机械性能一般为110-130A；停拔悬振时间宜为10~20s。

4.3 施工工序
原地面平整→换填处理→施工放样→机具按设计桩位就位→桩管沉入至设计深度→向桩管内加料→拔管→沉管下压→拔管→机具移位。

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图4-6 砂桩、碎石桩施工流程图
5 施工要点
5.1施工开始后应及时进行复合地基承载力试验，并确认设计参数。

5.2振动法施工应严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填砂(或碎石)量、电机工作电流，保证桩体连续、均匀、密实。

5.3锤击法施工应根据冲击锤的能量控制拔管高度、分段填料量、贯入度，保证桩体质量。

5.4施工中应选用适宜的桩尖结构。

当选用活瓣桩靴时，砂性土地基宜采用尖锥型，黏性土地基宜采用平底型。

5.5当实际灌砂（或碎石）量没有达到设计要求时，应在原位将桩打入，补充灌砂（或碎石）后复打一次，或在旁边补桩。

5.6砂（或碎石）桩施工时，砂性土地基应从外围或两侧向中间进行，以挤密为主的桩宜隔排施工。

软弱黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工。

5.7质量检测应在施工结束后间隔一定时间进行。

饱和黏性土宜为2周，其它土为3～5d。

5.8砂（或碎石）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。

砂（或碎石）桩处理后的可液化土地基、桩间土的加固效果应符合设计要求。

≥10），碎石桩桩
5.9砂桩2m深度以下桩身密实度必须大于中密状态（N
63.5
身密实度应符合设计要求。

6 施工质量控制及检验
6.1砂桩应采用一定级配的中、粗、砾砂，碎石桩必须采用未风化的干净碎石或砾石，粒径应满足设计要求，其含泥量均不得大于5%。

用作排水的砂桩其砂的含泥量不得大于3%。

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

每批抽样检验一组。

检验方法：在料场抽样检验砂子含泥量、筛分试验检验其颗粒级配。

6.2桩的数量、布桩形式应符合设计要求。

检验数量：全部检验。

检验方法：观察、现场清点。

6.3桩长度应满足设计要求。

检验数量：每根桩检验。

检验方法：测量桩管上深度控制线，并检查施工中是否达到此控制标高。

6.4砂桩实际灌砂量和碎石桩实际灌碎石量应满足设计要求。

检验数量：每根桩检验。

检验方法：用砂（或碎石）料计量斗计量实际灌砂（或碎石）量并与设计量比较。

6.5砂桩2m深度以下桩身密度必须大于中密状态(N63.5≥10)，且砂桩和碎石桩桩身密实度应符合设计要求。

检验数量：砂桩数量的2%抽样检验，且每检验批不少于2根。

检验方法：在砂（或碎石）桩施工结束达到规定静置时间后，进行标准贯入或动力触探试验，自桩顶2m以下开始计数。

6.6砂(或碎石)桩处理后的可液化土地基，桩间土的加固效果应满足设计要求。

检验数量：沿线路纵向每100m抽样检验5处。

检验方法：在砂桩施工结束达到规定静置时间后，进行标准贯入、静力触探或动力触探试验，自探头达到地面1m以下开始计数。

6.7砂(或碎石)桩处理后的地基，其复合地基的承载力应满足设计要求。

检验数量：总桩数的2‰，且每检验批不少于3根。

检验方法：平板载荷试验。

6.8砂（或碎石）桩的桩位、桩径、桩身垂直度的允许偏差应符合表4-3的规定。