振动沉管碎石桩施工方案

振动沉管碎石桩施工方案

一、工程概况

1.1概况

K20+625～k20+735段处于软土路基地段，需要对路基进行加固处理。该段线路基底地质为：地表旱地、水田分布，低液限黏土厚5～9.1m，流塑～软塑状，比贯入阻力ps：0.56~1.2MPa。下伏基岩为侏罗系中统遂宁组泥岩夹砂层。局部于斜坡处填方通过，路堤易沿填筑界面及软弱土体内产生剪切破换，中心填高最大17.7m。采用碎石桩进行加固处理。

1.2软土路基处理措施：

采用沉管碎石桩加固软土地基，处理面积5556m2 ，桩均长9.6m，间距1.5m, 正三角形布置, 成桩直径为50cm,桩总长为27374m。碎石桩施工完成，检验合格后，在桩顶分层填筑60cm厚级配碎石垫层，压实度应大于96%（重型标准）。

该路段碎石桩处理示意图如下：

图1.1 碎石桩处理平面图

图2.2 碎石桩处理纵断面图图2.3 碎石桩桩位布置示意

1.3主要工程量

1.4主要技术指标

桩体材料采用未风化的、强度大于25MPA的砂岩轧制，也可用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于3%，碎石桩单桩质量检查采取单桩载荷试验和动力触探（N63.5）试验。动力触探试验规定连续5击下沉量＜7cm时桩体密实。成桩28天后复合地基承载力Ra不小于125Kpa。

二、施工准备

2.1、技术准备

根据设计本段桩体材料可用未风化的、强度大于25MPA的砂岩轧制，也可用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于3%。

每工点施工前按照规范及设计要求进行成桩工艺性试验，待工艺试验桩经检验满足设计和质量要求后，并报监理单位确认后，进行大面积施工。

根据设计资料绘制碎石桩布桩图，并注明桩位编号及施工说明。采用全站仪或经纬仪进行现场桩位放样，做好标志桩。

确定施打顺序：施工顺序采用跳打形式，并由外缘向中心进行，相邻两根桩必须采用跳跃间打。

2.2振动沉管打桩机准备

根据地质情况、设计要求，选用55KW振动沉管桩机；

2.3、施工道路及场地准备

首批进场机械入场后，即进行进场道路的拓宽压实工作，并及时作好临建区、堆料区的范围规划，作好现场规划平整等工作，尽早进行临建搭投。

2.4施工用水准备

由于现场施工生产用水无法满足施工要求，开工前应打井作为水源。生活用水由现场设置的自来水作为饮用水源。

2.5、施工用电

施工用电自备一台150kw发电机组。

2.6、资源准备

1）按工程总体布置要求安排人员、机械的逐步入场，并对入场机械进行使用前维修保养及试运转和报验。

2）与选定的合格分供方进行材料供应合同的签订，保证碎石等外购材料满足施工进度要求。

现场材料主要为碎石，根据设计本段桩体材料可用未风化的、强度大于25MPA的砂岩轧制，也可用灰岩碎石、卵石、砂砾石等，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于3%。碎石在现场的堆放量要根据施工区碎石灌入总量（由碎石理论用量与充盈系数相乘得到，充盈系数由实验确定）来确定，并按总体规划布置堆放，材料堆放场地地面要做适当的硬化处理或压实。

三、施工方案

3.1、加固原理

沉管碎石桩是在振动锤的振动作用下，把套管沉至规定的设计深度，套管入土后，挤密套管周围土体，然后向管内投入碎石，再使碎石排入土中，分段振捣密实，形成较大直径的碎石桩，并将桩间土体进一步挤密，经多次循环后既成完整的碎石桩。桩与桩间土形成复合地基，从而提高了地基的承载力，并防止砂土液化。

3.2、试桩施工

按照规范要求，开工前施工单位要先做5根试验桩，考察设备能力、沉入桩管速度、成桩直径及碎石密实度情况。符合质量标准后，方可正式施工。

1、机械就位，安装桩机时保证其垂直度偏差不大于1%，并准确对位。根据设计桩顶标高与地面高程的关系，在套管上画线标明桩顶和桩底的位置，以保证其深度。

2、开动桩机，套管下沉到设计高程后，通过套管上的加料孔，用料斗向桩管内灌入1m桩长所需碎石量?m3。

3、每次拔管高度控制在1m左右，拔管速度控制在1m/min左右，压管高度在0.5—0.6m左右，然后控制振动均匀。在下次拔管前灌入碎石，以1m桩长所需碎石量?m3作为控制参数。

4、依次拔管、压管、振密和加入碎石。

5、严格控制拔管和压管高度，控制振动时间，保证振动均匀，直至达到设计桩顶。成桩后其孔口表面应有少量碎石堆积。

6、关机，移动桩机到一桩位。

3.3、碎石桩施工工艺

①碎石桩施工工艺流程图

②碎石桩施工工艺

a.平整场地，进行表面松散土层碾压，修筑机械设备进出道路，排除

地表水，施工区周边作排水沟以确保场地排水通畅防止积水。

b.当准确的桩位已放样，然后将桩管对准桩位中心，把桩尖活瓣合拢，放松卷扬钢丝绳，利用桩机和桩管自重，把桩尖竖直地压入桩位中心。

c.调整垂直度，使钻机垂直度偏差在1％之内；

d.开动振动锤，同时放松滑轮组，使桩管逐渐下沉，在桩管进入可液化土层过程中，每下沉0.5m，留振30秒钟，当桩管穿透液化土层或至设计深度后，便停止振动器的振动。

e.桩管到设计深度后，稍上拨桩管以破坏桩管及桩尖活瓣外侧真空状态，减小起拨摩阻力。然后停止振动，将碎石由加料口注入桩管内，灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算。做好现场施工记录，严格控制每根桩的碎石充盈系数，避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性。

f.管内灌入碎石高度需大于1/3管长，方可开始拔管，应有专人负责碎石灌入量，以防超灌或少灌。拔管时应先振动5～10s后开始拔管，边振边拔，每拔高度0.5～1.0m停振，如此反复直至全管拔出。拔管速度要均匀，一般为1.2-1.5m/min（平均速度）。

g.复打：用振动沉管桩机将桩管再次边振动边沉入土层中，直到设计深度，然后停止振动，用料斗向桩管内装料，启振拔管，当拔桩管二分之一长度时，用装料斗再次向桩管装满碎石，继续边振动边拔桩管，要严格控制拔管速度和高度，当桩管底端接近地面2-3m时拔管应尤其谨慎，必要时可采取短停拔（0.3-0.5m）,长留振（15-20秒）的措施严防断桩夹层或破坏桩头土层等，直至拔出地面成桩。然后移动