柱锤冲扩桩施工方案设计.docx

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柱锤冲扩桩施工方案设计

路基柱锤冲扩桩施工工艺性试验方案

一、编制依据

（1）《高速铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751-2010；

（2）《高速铁路工程桩基检测技术规程》TB10218-2008； 

（3）《高速铁路工程地基处理技术规程》TB10106-2010；

（4）《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；

（5）《铁路工程土工试验规程》TB10102-2010；

（6）新建太原至焦作铁路山西段TJZQ-7标路基工程施工图纸；

（7）工地现场调查、采集、咨询所获取的资料。

二、工程概况

DK192+275～DK209+290.24段区间路基位于潞城市境内，长5.738km，分为5段，属低山丘陵地区，丘间沟谷洼地，地形起伏较大，植被覆盖较好，有乡道及村道通行，交通便利。

其中DK203+400-DK203+694.19段、改DK205+100-改DK205+415.47段路基地基设计采用柱锤冲扩桩加固形式，桩长8m，桩间距1.2m，正三角形布置。

三、试桩目的及位置

3.1试桩目的

（1）确定机械类型及成孔工艺。

（2）确定锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填厚度、夯击次数、总填料量等工艺参数。

（3）确定最佳的机械设备组合、人员配置。

（4）确定适合本段地质的合理施工工艺及相应的参数以指导下步施工。

3.2试桩计划

根据设计文件地质资料及现场实际施工情况，确定：

⑴试桩机械：

试桩采用柱锤夯击冲孔施工（锤重4t）。

⑵试桩位置：

在DK203+400～DK203+500地段选择4根柱锤冲扩桩进行工艺性试验。

⑶试桩根数：

本次计划试桩4根。

3.3试桩的施工工艺参数

3.3.1工程地质资料验证

通过试桩，记录施工过程中各地层地质情况，对照设计文件，核查实际地质情况。

检验设计参数和地基处理效果。

3.3.2施工配合比

通过试桩确定掺水量、水泥掺入量、混合料分层回填厚度、夯击次数及水泥土配合比等是否满足柱锤冲扩桩的施工要求，通过试桩调整并确定最佳的配合比。

3.3.3拟用试桩参数

通过试桩须确定施工使用的机械是否合理，锤的落距是否合适，分层回填压实厚度是否符合施工工艺要求。

经过认真研究及分析拟按以下工艺参数进行施工：

桩体填料计算过程：

（1）每延米桩体填料：

掺入水泥量：

0.325*0.325*3.14*1900（砂质新黄土容重）*8%=50.41kg

掺入土量：

0.325*0.325*3.14*1900（砂质新黄土容重）*1=630.158kg

经试验室检测，施工区域土体天然含水率为8%-9%，按填料含水量14%计算，掺入水量：

0.325*0.325*3.14*1900（砂质新黄土容重）*6%=37.81kg

桩号

锤击次数

每层回填厚度

每米柱锤冲扩桩水泥用量

填料含水量

备注

DK203+400（1-1）

5

0.3m

50.41kg

13%

DK203+400（1-2）

6

0.35m

50.41kg

14%

DK203+401.04

（2-1）

7

0.4m

50.41kg

15%

DK203+401.04

（2-2）

8

0.45

50.41kg

14%

四、施工组织及施工安排

4.1施工总体安排

根据本工程特点设置1个专业桩基施工队。

工期目标：

2017年4月2日柱锤冲扩桩施工准备（含水泥、土等材料准备、机械就位、桩位放样等工作）；

2017年4月7日开始柱锤冲扩桩施工；

2017年4月14日进行试桩检查桩体填料压实度、桩体直径及地基承载力。

环境目标：

保持良好的作业环境、卫生环境和工作秩序，严格控制各种粉尘、废水、固体污染物、噪音对周围环境的污染和危害，节能降耗，杜绝环境事故。

质量目标：

杜绝一般及以上工程质量事故以及严重影响企业声誉的质量事故。

4.2资源配置

根据工程实际情况，拟投入本工程的主要施工机械设备见表1及劳动力配置表2

拟投入的施工机械设备表1

序号

设备名称

规格型号

数量

设备状态

1

夯扩桩机

HKJ400

1

良好

2

发电机

250kw

2

良好

3

铁锹

4

全新

4

量斗

1.5m3

1

全新

5

水准仪

DSA320

1

全新

6

全站仪

GTS-102N

1

全新

7

手推车

0.1m³

2

全新

柱锤冲扩桩劳动力配置表2

职务

人数（人）

职责范围

副经理

1

负责现场施工组织

技术员

2

负责测量放样

安全员

1

负责现场施工安全

领工员

1

负责现场施工管理

试验员

2

负责现场试验检测

工班班长

1

负责现场全面施工质量和安全

操作工

4

负责机械操作

电工

1

负责电源、电路工地照明及故障排除

机修工

1

负责维修保养机具设备

合计

14

4.3施工材料

水泥：

水泥采用普通硅酸盐水泥（PO42.5）；

土料：

土料中有机质含量不得超过5%，不得含有冻土或膨胀土，使用前应过10～20mm筛；

水：

水采用饮用水，经检测材料的各项指标均符合设计要求。

桩身材料采用水泥土混合料，填料水泥的掺入量应不小于8%（重量比），水泥宜采用42.5级普通硅酸盐水泥，柱锤冲扩桩的压缩模量Ep不小于100MPa（即水泥土桩身相同配比的室内试块在标准养护条件下90天龄期的桩身无侧限抗压强度不小于1.5MPa）。

室内配比试验：

采集该工点土样，当存在成层土时应采集各层土土样，至少应采集最软弱层土样，进行室内配比试验，测定水泥土试块不同龄期、不同水泥掺入量、不同外加剂的抗压强度，寻求满足设计要求的最佳配比，水泥土水泥掺入量及外加剂品种、掺量，要求柱锤冲扩桩的28天龄期无侧限抗压强度不小于1.2MPa。

五、施工现场准备

（1）作业前对相关人员进行相关安全培训及三级技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。

（2）根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。

依据桩基中心轴线坐标值，用坐标法放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩，中心线的放样误差控制在2cm范围内，并设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。

（3）试桩前进行了施工场地勘查，该处无架空电线电缆、地下电缆、给排水管道等设施，属于不妨碍施工且对安全操作无影响。

（4）通过挖掘机、装载机等机械使施工现场实现“三通一平”，既施工道路、用水、用电畅通，场地平整。

（5）原材料进场经检验合格并备料充足。

（6）机械设备进场安装与调试完毕，可以投入使用。

（7）施工配合比已审批。

（8）施工现场设有各类施工标识牌。

六、施工工艺及质量控制

柱锤冲扩桩施工工艺流程图（图1）。

图1柱锤冲扩桩施工工艺流程图

6.1施工准备

⑴施工前核查地质资料复核地基土的含水率。

⑵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。

⑶施工前应先平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。

⑷测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。

⑸成孔机械表面标识出进尺标记，以此来控制成孔深度。

6.2施工工艺

（1）原地面处理：

清理施工场地，满足施工要求。

（2）机具就位：

施工机具夯锤直径350-500mm,质量2t-8t柱状重锤、大落距，多点次夯击，夯击按两批布置，分批夯击，且每遍不宜少于8-15击。

（3）成孔：

成孔顺序由里向外间隔分排进行，成孔直径650mm，深度达到设计要求.

（4）孔内填料、成桩：

用标准料斗或运料车将拌和好的填料分层填入桩孔，边填料边用柱锤夯实形成桩体。

锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量等应根据试验确定。

每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少0.5m，其上部桩孔宜用原槽土夯封。

施工中技术人员应作好每根桩的记录，并对发现的问题及时进行分析处理。

（5）移位：

施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工。

柱锤冲扩法施工夯击能量大，易发生地面隆起，造成表层桩和桩间土出现松动，从而降低处理效果，因此成孔及填料夯实的施工顺序宜间隔进行。

（6）严格按照图纸施工，符合设计要求

七、质量检测

⑴柱锤冲扩桩的质量检验包括桩身质量、桩间土密实度、单桩和复合地基承载力检验等。

桩身质量可采用成桩7～14天后采用轻型动力触探方法进行混合料的压实系数检测，不得小于0.97。

所有试桩均需检验。

在全部孔深内，每2m取土样测定干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处。

并换算为平均压实系数。

桩间土密实度可采用成桩7～14天后采用钻孔取样方法进行干密度测定和压缩试验，在试桩位置取土样4处；在桩间形心处、成桩挤密深度范围内采用钻机取样，每2m取样测定干密度并进行湿陷性试验，计算最小挤密系数，平均挤密系数和湿陷系数并满足设计要求。

承载力检验在成桩28天后采用平板载荷试验，所有试桩均需检验。

⑵柱锤冲扩桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。

柱锤冲扩桩施工允许偏差、检验数量及检验方法

序号

检验项目

允许偏差

施工单位检验数量

检验方法

1

桩位（纵横向）

50mm

3%

经纬仪或钢尺丈量

2

桩体垂直度

1.5%

3%

成孔夯实孔底后吊垂球测量垂直度

3

桩体有效直径

不小于设计值

3%

开挖50-100cm深后，钢尺丈量

4

桩长

不小于设计值

全部检验

孔底夯实后尺量

八、质量控制措施

1、柱锤冲扩桩用土料中有机质含量不得超过5%，土块粒径不应大于20mm，不得含有杂土、冻土或膨胀土及砖、瓦和石块等。

2、混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于±2%,土料与水泥硬拌合均匀，水泥用量不得小于设计及试验确定的用量。

混合料不得暴晒、淋雨、受冻，以免影响成桩质量。

3、保证施工场地排水畅通，下雨积水造成地基土层含水量增大，增加缩孔可能性。

4、成孔后应及时回填，回填过程不得间隔停顿或隔日回填，以免缩孔和雨水及异物等进入孔内。

5、人工填料时按交底要求均匀投料，必须实用料斗，计量准确，不得随意直接用铁锹回填。

6、严格操作工艺，确保水泥土在初凝时间内完成拌和及回填。

九、施工安全措施

9.1施工现场安全措施

1、作业前对作业人员进行相关安全培训及技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。

2、现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；

3、施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工； 

4、人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具，不得酒后作业；

5、严格执行安全用电制度：

（1）使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地；

（2）移动式发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，应与发电机电源的接地装置有可靠的电气连接；

（3）手持电动工具和单机回路的照明开关箱内必须装设漏电保护器，照明灯具的金属壳必须做零保护；

（4）各种型号的电动设备必须按使用说明书的规定接地或接零，传动部位按设计要求安装防护装置；

（5）维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，专人防护，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故；

（6）所有线路规范架设，做到一机一闸一漏，严禁“一闸多用”。

9.2冬、雨季施工安全措施

（1）成立现场冬、雨季季施工领导小组，负责安排、检查冬、雨季施工作。

小组负责组织实施冬、雨季施工的各项质量保证措施，进入冬、雨季施工阶段，要以冬、雨季施工方案为准，提前交底，围绕工程质量经济合理、减少能耗的原则进行。

（2）进入冬、雨季施工前后，密切注意天气变化，重视天气预报，以防突然降温及阵雨，并提前提出防寒防雨材料、设备、劳保用品计划。

（3）组织参加冬、雨季施工的工长、施工班组学习施工方案，以提高冬、雨季施工的质量意识。

（4）对机械设备进行一次全面检查，及时更换防冻油液，防止受冻。

对机械传动部位应及时检查，如有缺陷，及时维修、调整。

（5）认真检查各种掺合料的质量，保证掺合的土内无冻块；雨天暂停桩基作业，并作也好施工场地排水措施，场地内不得积水；对各种机械及拌和原料覆盖，防止水泥土料受雨水淋湿。

（6）采用机械拌和且随伴随用，以防止冻害及阵雨突然发生，造成不必要的损失。

9.3夜间施工安全防护措施

⑴夜间施工要有专人统一指挥，设专人盯班盯岗，确保施工机械及人员安全。

⑵加强对机具电器设备的检查维修，并有专人负责，夜间施工要有足够的照明，并配齐各种电器配件，遇雨天及时更换防爆灯具，保证工程顺利进行。

⑶施工作业区及运输路径，设置良好的照明设施，作业照明灯必须使用安全电压，工地运输交叉路口、转弯处设置慢行警示灯并设专人防护。

⑷夜间施工必须配置两路电源或自备发电设备，确保不间断照明。

⑸加强对施工地段道路的养护，保证夜间车辆顺畅通行。

⑹各种施工机械及车辆通过临近村庄时,要尽量减速慢行。

9.4大型机械施工安全措施

（1）柱锤冲扩桩机必须严格按照操作规程进行操作。

（2）柱锤冲扩桩机操作期间各监控人员必须到位。

（3）加强作业人员岗前培训工作，增强作业人员的安全意识。

（4）严格执行各个岗位安全操作规程，执行各项规章制度。

（5）加强起重设备的检查维护，坚决杜绝带病作业。

（6）在大风（超过六级）、大雨、大雾等恶劣天气下严禁作业。

9.5防止挖断光电缆措施

（1）施工前与通信、电务、供电、工务等设备管理部门联系，详细调查工点地下埋设的电力，通信光缆等地下管线情况。

查明准确位置并双方会签。

（2）地下管、线、电缆等隐蔽设施无法提供准确位置时必须采用“人工挖探”的方法，找出有光缆并按规定防护后，方可大面积开挖。

（3）管线地段开挖，采取人工开挖探槽,探清管线数量及线路走向,严禁盲目开挖。

（4）现场用白灰标出既有地下管线位置,在管线两侧设警示标示杆、牌。

积极与设备管理单位取得联系改移,在地下管线改移完成后方可进行对应段落的工程施工。

十、环保、水保措施

1、加强施工管理，实行文明施工，对可能造成环境污染的物质，经过有关部门同意后送到指定地点处理。

所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。

2、采取有效措施防止施工中的燃料、油料、废料等有害物质对周围环境的污染，指定专用存放区，专人保管和处理。

十一、文明施工措施

1、对施工现场的文明施工进行监督、指导、检查，对违反文明施工的行为，有权责令限期整改或停工整顿，甚至处罚。

2、施工现场场地平整，道路坚实畅通，设置相应的安全防护设施和安全标志，周边设排水设施；人行通道的路径避开作业区，设置防护，保证行人安全。

3、施工现场的临时设施，包括施工机具设备、运输车辆等，严格按施工组织设计确定的位置布置整齐。

4、现场使用的机械设备，按平面布置规划固定定点存放，遵守机械安全规程，经常保持机身及周围环境的清洁；机械的标记、编号明显，安全装置可靠。

5、经常对工人进行法纪和文明教育，严禁在施工现场打架斗殴及进行黄、赌、毒等非法活动。

6、经常安排和组织以质量、安全为主要内容的健康向上的宣传活动。

在施工现场设置宣传标语、板报专栏等，及时报道安全、质量等方面的情况及知识。

7、运输车辆采取遮盖措施，防止遗留。

出场车轮冲洗干净，不得带泥上路。

十二、试桩资料收集汇总

根据试桩情况，及时整理试桩报告，试验报告主要内容包括：

⑴试桩采集到的工艺性参数整理分析处理。

⑵根据试桩成果报告，确定施工参数，指导现场施工。

试桩结果出来后，上报资料，进行专题研究，形成成果，为优化设计和指导施工提供依据。