冲击成孔灌注碎石桩施工方案

冲击成孔灌注碎石桩施工方案

1 概述

1.1 工程概括

机场入口-玉丰道路工程位于遂宁市安居区北片区。道路东起G318国道，西止于遂安大道，起点坐标：X＝61772.946，Y＝48042.937，终点坐标：X＝63471.641，Y＝43052.973，全长5314.856m，红线宽度24m，为城市次干道。

1.2 工程地质

根据勘察报告，在桩区场地勘探深度范围内的地层，主要由第四系全新统填土层（Q4ml）；第四系全新统冲积洪积层（Q4ml+pl）；侏罗系上统遂宁组基岩层（J3s）组成，现将地层从上至下描述如下：

（1）杂填土（Q4ml）：黑褐色，松散，稍湿。以粉土粉质粘土为主，夹少量混凝土块，瓦块，卵石等杂质。分布于整块区域，层厚0.7m-0.8m。

（2）粘土（Q4ml+pl）：褐黄色，可塑，含氧化铁及铁锰质氧化物。裂隙面清晰，充填高岑土矿物条带，顶部含少量有机质土。摇振无反应，有光泽，韧性及干强度中等。裂隙较发育，充填高岑土矿物条带，具絮状结构，层理构造。层厚1m-2.4m。

（3）粉土（Q4ml+pl）：褐黄色，稍密，很湿。含少量铁锰质氧化物，夹细沙薄层和团块，摇振无反应，无光泽，韧性及干强度较低，底部沙粒含量较多。层厚1.4m-1.9m。

（4）粉质粘土（Q4ml+pl）：黄色，可塑，稍湿。含铁锰氧化物及钙质结核。摇振无反应，稍有光泽，韧性及干强度中等，裂隙较发育，充填高岑土矿物颗粒，具蜂窝结构，裂隙构造。层厚1m-4.1m。

（5）泥岩（J3s）：紫红色-褐红色，主要由粘土矿物组成，泥质结构，薄—巨厚层构造。分布连续稳定。根据其风化程度划分为强风化，中风化二个亚层：

⑤1强风化泥岩：褐红色，裂隙发育，薄-中厚层构造，岩芯呈碎块状，手捏

即碎，夹有薄层风化呈土状的全风化泥岩，分布连续。层厚1.2m-3.3m。

⑤2中风化泥岩：紫红色，泥质结构，中-巨厚层状构造，节理裂隙不发育，岩芯短柱状-长柱状，局部夹有强风化泥岩。

2 编制依据

（1）遂宁市安居区水利电力勘测设计队《机场入口-玉丰道路岩土工程勘察报告》

（2）海口市城市规划设计研究院（成都分院）《遂宁市安居区机场入口-玉丰道路工程施工图设计》

（3）海口市城市规划设计研究院（成都分院）玉机路K0+030至K0+470软基处理方案《变更玉机路001号》

（4）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002、J220-2002）

3 施工部位

见平面布置图。

4 冲击成孔灌注碎石桩设计

根据海口市城市规划设计研究院成都分院2011年8月30日出具玉机路001号变更，对本次冲击成孔碎石桩设计如下：

1、 碎石桩施工前，填筑50cm页岩及平整场地，提供工作面。

2、 碎石桩桩径50cm。

3、 碎石桩间距150cm。

4、 碎石桩桩长应根据地勘报告及现场情况，穿过松软土层。

5、 在路基坡脚线外缘扩大一排桩。

6、 碎石桩材料采用碎石，最大粒径小于50mm。

7、 碎石桩施工后，将表面松散层挖除或夯压密实，顶面铺两层土工格栅。土工格栅中间有60cm砂垫层，上层土工格栅顶面覆盖防水土工布。

8、 填方坡脚线外150cm处增设盲沟，尺寸为100cm×100cm。

9、 路基下1.5m深度应用页岩换填。

10、 未详处，严格按照相关设计和施工验收规范执行。

5 冲击成孔灌注碎石桩

5.1 施工准备

5.1.1 人员组织

本工程设置由公司领导及公司各职能部门人员参与的工程领导小组。推行“项目施工管理”机制，实行项目经理责任制。委派具有实际施工经验和具备年轻化、系统化、知识化的项目管理人员到现场管理，确保工程的施工质量、进度。保证做到精心组织、精心管理、精心施工，让业主满意。

项目管理人员配备：

1、项目经理 1名

2、项目技术负责人 1名

3、专业工长 2名

4、质检员 1名

5、安全员 1名

项目劳动力组织：

1、电焊工 1名

2、机长 2名

3、机手 6名

4、材料员 1名

5、后勤服务员 1名

6、专职质检员兼安全员 1名

7、普通作业人员 10名

5.1.2 机械、材料准备

进场后，项目部应立即联系材料供应商，做好材料进场工作，机械设备视施工的具体情况相继进场。做好材料进场送检，合格后方可使用。所需施工设备如下表所示：

表1 施工设备配置表

设备名称 规格型号 功率 数量 备注

钻机 CJ-8T —— 1套 钻孔

振冲器 ZCQ75 75kw 2套 振冲密实

装载机 ZL-10A —— 2台 施工填料

电焊机 BK-500 40kw 1台 机具维修

氧焊设备 —— —— 1套 机具维修

水准仪 S3 —— 1台 高程测量

钢卷尺 50m —— 1盘 测量放线

备用桩管 Φ377 —— 10m 备用

5.1.3 施工场地

1、场地平整施工：碎石桩施工前先进行场地平整，场地平整标高为根据地形图拟定的标高，施工时根据“宁填勿挖”的原则进行整平。

2、布置场内运输道路、道路两边的排水盲沟、纵向排水沟、料场、沉淀池及清水池，准备好照明设施以便夜间施工。

3、场地清理与掘除：在现场确定清理、掘除、拆除的范围后，按施工规范和设计要求进行清理。

4、测量放样及布桩。根据图纸要求的布桩原则进行布桩，并绘制测量放线图，交与监理及设计单位复核后，方进行测量放样，每个桩位均以钢钎作标志，编制桩号。

5、正式施工前，每个机组和各个地质状况不同的场地进行现场成桩试验，试验的桩数不小于5根，以取得满足设计要求所需的施工机具、施工工艺和技术参数，以此作为正式施工的依据。

5.1.4技术准备

施工前应做好各项技术准备工作：

1、接受测量点，从业主给出的坐标点及其坐标和高程，准备将点引入桩区内。

2、做好技术交底。

3、熟悉图纸，准确理解设计意图。

4、制定切实可行的质量保证措施，安全保证措施，施工管理制度和各类施工人员岗位职责。

5、编制各类统计图表。

6、定购原材料，报请业主和监理工程师批准，然后进行质量检查。

5.2 冲击成孔灌注碎石桩施工方案

根据地质情况和多年的钻孔施工技术经验，确定优先选用冲击钻钻孔。

1、钢护筒埋设

护筒有固定桩位，首先测量放样，定出桩位，并在护筒四周加设护桩。引导钻头方向，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水位一定高度，形成水头，以保护孔壁免于坍塌等作用。钢护筒采用δ=10mm的钢板卷制，护筒直径比设计桩径大20cm，护筒埋深考虑进入粘土层为宜，护筒顶部高出地面30cm。采用全站仪对钻头位置

2、钻机就位

利用吊机配合将钻机就位固定，底座应平稳，保证在钻进过程中不发生移位。就位后，升起钻头，将钻头对准事先放样出的桩位。

3、钻孔泥浆制作

施工中在桩位旁修筑循环用泥浆储浆池和沉淀池，并做好场内排水，采用粘土进行造浆。完工后及时把泥浆和钻渣清理运至指定地点，不污染周边环境，钻进过程中注意确保护筒内的水头。失水时，可采用粘土掺锯末造浆补充水头。

4、成孔钻进

钻孔因其施工情况的特殊性，可能遇到的不定因素较多，因此开钻前制定详细可行的专项施工作业指导书，包括施工工艺、钻孔前的设备检修、人员培训与准备、泥浆循环系统等材料准备，并备有可靠的自发电系统。

4.1钻孔前，绘制钻孔地质剖面图，以便按不同土层选用适当的钻机、钻头、钻进压力、钻进速度和泥浆比重。

4.2钻机安装就位后，底座应平稳，在钻进和运行中不应产生位移及沉陷。

4.3钻孔时及时填写钻孔施工记录，交接班时由当班钻机班长交待接班钻机

班长钻进情况及下一班应注意事项。

4.4钻孔作业分班连续进行；经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，及时调整；随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化或变化较大时及时报监理工程师并记入记录表中，且与地质剖面图核对。

4.5因故停止钻进，孔口应加护盖。严禁钻头留在孔内，以防埋钻。

4.6钻孔过程中的钻渣处理：钻孔过程中所排出的钻渣直接排到泥浆循环系统里面，并有设备人员定时排渣存放。存放一定数量以后，运到环保指定的地方堆弃，确保不污染周边环境及现场。

5、清孔

造孔完毕后，将振冲器吊起对准孔位，保持坚直状态，贯入孔底，进行一次清孔排浆，记录清孔过程，并根据实际成孔排浆情况，确定清孔次数。

6、填料、振密、制桩

清孔完毕，控制室改用加密电流，并改变水压，采取连续填料，分段振密的制桩方法。将振冲器提离孔口1.0~1.5m，用装载机装载石料倾倒至接料器向孔内倒石料，每次填料数量视土质条件而定，一般每次填料高度不大于50cm。待石料沉入孔底后，再缓慢下沉振冲器，振密孔底桩体，当振冲器工作电流达到规定的密实电流后，留振5s。循环上段工序，进行下一段桩体的压密工作直至孔口，则完成一根桩的制桩过程。

6、关机、停水，振冲器移位至下一桩位。

7、清沟排污

打桩过程中，施工现场安排人力清沟，保证排污网络畅通，避免泥浆漫淌，沉淀后的泥浆采用泥浆车出运至弃土场排放；做好场地整洁，文明施工。

8、填料记录

每根桩体的充盈系数β=1.2~1.5，施工过程中通过振冲器上配备的振冲碎石桩施工自动监控系统记录仪，对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料量及留振时间等进行现场施工过程的实时跟踪记录，作为设计、监理部门质量签认的主要依据。每桩施工均填写施工记录表。

5.3工艺流程

碎石桩施工工艺流程框图

A 桩位放样

埋设护筒，清理筒口 桩区施工放样

地基清理回填压实

监理检查 绘桩位图

钻机就位，泥浆制作

启动振冲器，向接料器装载石料 钻孔，清孔，移除钻机

振动拔管拔管前先振动1分钟，提1M反插30CM，留振10~20s

关机移位

质量检测 监理验收 数次加料

5.3填料试验段施工

试桩施工直接在施工范围内进行布置，根据碎石桩施工图设计的分区要求，每区段施工前都必须进行试验桩施工，且每区不小于5根。

试验桩施工过程如下：

1、首先用吊机将振冲器吊起垂直对准钻好位，将振冲器徐徐沉入孔中，提升振冲器进行“清孔”两次。

2、向孔内倒入碎石料，并将振冲器沉入孔内进行振密，如果因地质较弱，碎石料扩散较大，电流一时难以提高，继续向孔内加碎石料并振密，观察电流何时达到密实电流（初定为65A），为保证不卡死振冲器，填料采用“间接填料法”随着碎石料不断下沉至孔底，孔内碎石也逐渐被振实成桩，记录整个制桩过程共用时间和填料量。

3、观察几根试验振冲碎石桩的成桩过程和记录数据：

（1）该区段淤泥层厚度情况、地质分布情况、是否经常发生塌孔现象、成桩时间的长短。

（2）如果因地质较差，碎石填料扩散系数也较大，平均扩散系数较大，每米填料量相应增大，随着制桩的增多填料量和扩散系数会相对减少，可加快制桩进度。