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＝63471.1，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》

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（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

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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

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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，交时由当班钻机班长交待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

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桩区施工放样 地基清理回填压实 监理检查 桩位放样 绘桩位图 埋设护筒，清理筒口 钻机就位，泥浆制作 钻孔，清孔，移除钻启动振冲器，向接料器装载石料

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

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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。

（3）将碎石桩试桩施工情况统计列成表，经分析比较取得该试桩区段施工技术参数：加密电流、加密水压、留振时间、填料量和加密段长度。

（4）根据试桩结果推断地基承载力和最终沉降量，确定最终的施工桩长和终孔标准。

5.4 碎石垫层、土工格栅施工

振冲碎石桩施工符合要求后，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。

碎石垫层、土工格栅施工前，对材料的各项指标进行土工试验，确保材料符合设计和施工要求，保证施工质量。

碎石技术要求：垫层用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，级配良好，粒径小于2mm的部分不超过总重的45%，最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%，不含植物残体、垃圾等杂质。

土工格栅技术要求：聚丙烯单向土工格栅，单位面积质量370±50g/m最大抗拉力≥25KN/m，最大抗拉力时伸长率≤10%，2%伸长率时，抗拉力≥7KN/m，5%伸长率时，抗拉力≥14KN/m。

施工工艺：先于桩间铺设10cm厚碎石并夯实，然后于桩顶以上20cm内铺设碎石垫层，碾压合格后铺设一层土工格栅，长孔方向应和线路横断面方向一致，土工格栅必须拉平拉直，幅与幅间密贴排放，然后于其上铺20cm厚碎石垫层，碾压密实。

土工格栅铺设前先按幅宽在铺筑层用白线定位，而后固定格栅端部，固定好后缓缓向前拉铺，每10m进行人工拉紧和调直，格栅间搭接长度为10～15cm，用铁钉固定。

碎石垫层压实标准见下表 压实标准 填料 部位 变形模量压实系数 孔隙率n Evd 0.95 碎石 褥垫层 ≥40MPa ≤28% 碎石垫层施工完成后的复合地基承载力不得小于150KPa。

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6 工程质量保证措施

6.1 质量保证目标

本工程质量目标为合格工程，分项工程合格率达到100%。工程竣工一次验收合格率100%。

6.2 质量管理领导小组

为实现质量保证目标，我项目部成立了质量领导管理小组。 项目经理任组长，

质量管理工程师任副组长， 测量员、材料员任组员。

6.3 质量保证措施

1、建立、健全质量、安全管理领导小组。

2、检查桩机设备、备件是否齐全，试运转是否良好，发现问题及时处理，保证桩机良好状态。

3、材质检查：先送检，后使用，不合格碎石严禁进场。碎石采用干净砾石或轧制碎石，粒径宜为2cm～5cm，含泥量不大于5%。

4、定位放线：轴线定位和桩位标定、校定无误，请监理校验，签认放线定位报验表。

5、桩机定位与整平，桩机移到指定桩位后，要将振冲器与地面垂直，且垂直度偏差不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50MM，桩径偏差控制在16CM以内。

6、打桩过程中严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。特别是拔振冲器时，不能过快，保持一定的留振时间，一般为10S。水量要充足，使孔内充满水，防止塌孔，使制桩工作得以顺利进行；水压视土质及其强度而定，一般对强度较低的软土，水压小一些；对强度较高的土，水压大些；成孔过程中水压和水量尽可能大，当接近设计加固深度时，降低水压，以免影响桩底以下的土；加料振密过程中水压和水量均小些。

7、初拟加密电流65A。严禁在超过额定电流的情况下作业。振冲器在固定深度位置留振时间为5s。

8、填料注意加料不过猛，原则上“少吃多餐”，勤加料，但每批不加得太多。施工中，每段桩体均做到满足密实电流、填料量和留振时间三方面的规定。当达不到规定的密实电流时，向孔内继续加碎石并振密，直至电流值超过规定的密实电流值。避免出现断桩，缩径现象。

9、振冲碎石桩施工严格按设计要求施工。如发现桩位有疑问，及时报告施工负责人或技术负责人解决，机组人员不得擅自处理。

10、遇有特殊情况要停机报告，等待处理： (1)桩机倾斜、移位。

(2)地面明显隆起，桩标记上浮或移位。

(3)振冲时加压3分钟，进尺2cm／分钟，不能达到设计桩长。

(4)施工时遇到地下障碍(旧基础、石头或煤气管道等)应及时停机报告，由项目负责人与设计、业主及监理各方商妥变更后处理。

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11、保持桩的垂直度，防止偏位

(1)正确标定桩位，施工前由质检员按施工图纸做建筑物轴线尺寸复核和桩位标定复核。

(2)精心维护桩位，严禁材料运输或其他作业碰动桩位标记，施工时发现桩位有疑问，要及时报告，桩机不能擅自处理。特别夜间施工的桩位，要在白天做好明显标记。

(3)保持桩机车位水平，保证振冲器与地面的垂直度，施工中，发现桩车位倾斜应及时加垫并调整。

6.4 质量管理措施

1、以加强施工项目质量控制为主要目标，以人为核心，坚持“质量第一，用户至上，预防为主”的质量管理方针，坚持严把质量关，一切用数据说话。

2、项目部专设质量监督员，质量管理坚持事前控制、事中控制、事后验收，经常检查工作质量、工序质量和中间过程质量。

3、要求参加施工的管理人员必须熟悉图纸，充分理解设计，掌握关键部位的质量要求和施工工艺。

4、分部、分项工程均应制定相应的质量目标和质量管理工作方法，做好质量交底工作。

5、加强材料的检查、验收工作，不合格的材料不准进入工地，严禁使用。 6、严格按图纸施工，按工艺流程施工，按规范施工。

7、做好质量管理的书面记录，各道工序严格验收制度。未经验收的工序不允许转入下道工序施工，不合格的工程坚决返工。

8、监测工作要起到指导施工的作用。

9、坚持质量否决制。质量不合格的工作不予验收，并采取必要的处罚手段，要奖优罚劣。

10、施工中应对关键部位和关键项目的质量进行重点管理，经常检查，严格验收。

7 碎石桩质量验收标准与检验方法

本工程振冲碎石桩施工成桩一定时间后（粘性土中不少于4周，砂土中2～3周），进行施工质量检测，振冲碎石桩一般性检验要求见表一。

表1 振冲碎石桩一般性检验要求

项次 1 2 3 4 5 项目 桩距 桩径 桩长 竖直度 灌碎石量 单位 cm mm m % M3 允许偏差 ±15 不小于设计 不小于设计 1.5 不小于设计 检查方法和频率 抽查2% 查施工记录 查施工记录 查施工记录 查施工记录

碎石桩地基处理经检测符合有关规范及验收标准要求后，经监理工程师批准方可转下一道工序。

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8 安全施工措施

为了确保碎石施工安全生产，须作好以下安全技术措施：

1、做好起重施工安全，起重臂下严禁站人，吊机安装振冲器时要对准桩位，有起重工指挥。

2、进入施工现场要带好安全帽（系安全带），高处作业（配合起重，维修）但要求系安全带。

3、碎石桩施工人员要熟练掌握该施工工艺技术，并遵守相关的安全生产操作规程。

4、现场施工用电严格执行“一机、一闸、一漏电开关”。 5、施工人员要注意台风信息，注意施工现场的防台工作。 6、施工人员每月至小进行一次安全学习或安全教育。

9 文明施工措施

9.1 废料、废方的处理

1、清理场地的废料和土石方工程的废方时，不得随意倾泻，影响附近其他施工设施。应按规定在适当地点设置弃土场；有条件时，力求少占土地。

2、碎石桩施工过程中的泥浆及废弃物等，应在工程完工时及时清除干净。 3、废方堆放点应统筹安排，堆放点应远离河道，尽量不要覆盖植被，尽可能选择荒地。

4、及时对弃方进行压实，并在其表面进行植被覆盖，可以种植草皮、灌木或树木，既可防止水土流失，又能美化环境。

9.2 防止水土流失

1、在施工期间，应始终保持工地的良好排水状态，修建一些临时排水渠道，并与永久性排水设施相连接，且不得引起淤积和冲刷。

2、桩基及下部结构施工时施工现场地面应筑成适当的横坡，避免积水； 3、施工中应因地制宜地采取有效预防措施，防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受到冲刷，防止从本工程施工中土石方材料对其他施工系统产生淤积或堵塞。

9.3 防止和减轻水及大气污染保护水质

1、施工废水、生活污水不得污染饮用水源。

2、施工区域、砂石料场，在施工期间和完工以后应妥善处理。

3、冲洗集料或含有沉积物的施工用废水，应采取过滤、沉淀池处理或其它措施，使能做到达标排放。

4、施工期间，施工物料如水泥、油料、化学品等应严格堆放、管理，防止物料随雨水径流排入地表及附近水域，造成污染。

5、施工机械应经常检查维修防止漏油，禁止机械将在运转中产生的油污水未经处理就直接排放或维修施工机械时油污水直接排放。

6、控制扬尘： （1）为减少施工作业的产生的灰尘，应随时进行洒水或其它控制扬尘措施，使不出现明显的扬尘。

（2）易于引起灰尘的细料或松散料的材料堆场应予遮盖或适当洒水润湿。运输时应用帆布、盖套或类似遮盖物覆盖。

（3）运转过程时有粉尘发生的施工场地（如拌和站等）应有防尘设备。在这些场所作业的工作人员，应配备必要的劳保防护用品。

（4）如果承包人预防措施不利，并已对附近的卫生环境造成了危害，则由此而引起的一切损失及后果应由承包人负责。

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9.5 减少噪声、废气污染

1、各种临时设施和场地，如堆料场、加工场等距居住区不宜小于300m，而且应设于居住区主要风向的下风处。

2、施工机械设备的工艺操作，要尽量减少噪声、废气等的污染；建筑施工场地的噪声应符合《建筑施工场界噪声限值》（GB12523—1990）的规定，并应遵守当地有关部门对夜间施工的规定。

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