【沉管碎石桩施工方案】 沉管碎石桩施工工艺
利用世行贷款**市环境综合治理项目（二期） ——**污水处理厂（三期）工程 振动沉管碎石桩施工方案 编制：
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中国建五局土木工程有限公司 利用世行贷款**市环境综合治理项目（二期） **污水处理厂（三期）工程项目经理部 二〇一六年四月 目 录 1 编制依据 1 2 工程概述 1 2.1项目简介 1 2.2工程概况 1 3 施工部署 2 3.1施打方式 2 3.2进度计划 2 3.3人员配置计划 2 3.4材料及设备计划 3 4 施工准备 4 4.1场地布置 4 4.2技术准备 4 5 施工方案 5 5.1加固原理 5 5.2试桩施工 5 5.3施工工艺 6 6 施工质量控制 8 6.1质量控制标准 8 6.2质量控制要求 8 6.3施工注意事项 9 6.4常见问题及对策 10 6.5检验控制项目及方法 11 7 施工安全措施 11 7.1施工现场技术安全措施 11 7.2施工机械的安全 12 8 环保、水文和文明施工措施 12 8.1废料、废方的处理 12 8.2防止水土流失 12 8.3控制扬尘 13 8.4减少噪音、废气污染 13 8.5做好绿色植被和现有公用设施的保护 13 1 编制依据 （1）、本工程施工图纸及变更通知。
（1）、本工程岩土工程勘察报告。
（2）、《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202-2013。
（3）、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008。
（4）、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012。
2 工程概述 2.1项目概况 工程名称：利用**市环境综合治理项目（二期）—**污水处理厂（三期）工程 建设单位：**市污水治理有限责任公司 设计单位：中国市政工程**设计研究总院有限公司 监理单位：**市天元工程监理有限公司 施工单位：中建五局土木工程有限公司 建设规模：**市**污水处理厂（三期）工程，位于九头山路**污水处理厂内。是由**市污水治理有限责任公司投资建设，中建五局土木工程有限公司承建的世行贷款**市城市水环境综合整治工程项目之一。工程扩建规模为10万m3/d，总用地面积为78500m2，包括十六座新建建筑及二座改造建筑。
2.2工程概况 根据工程地勘资资料得知， A2/O生物池底板局部落于素填土（fak=100kpa）层上，该层土力学强度较低，不能直接作为建筑地基持力层，故需对地基进行加固处理。
本工程采用震动沉管碎石桩加固软弱地基，设计成桩直径为600mm，施工范围沿底板外边线向外个加宽2m。最外层6排桩桩间距0.9m，正方形布置；
内部桩间距1.25m，等边三角形布置，设计桩长约4.0~7.0m，要求桩端穿透素土层，并进入粉质粘土层中的深度不小于0.5m。
碎石桩施工完毕后，将顶部的松散桩体夯压密实，随后铺设并压实300mm级配碎石垫层，铺设范围沿最外一排碎石桩外边缘向外各加宽50cm，夯填度不应大于0.9。
3 施工部署 3.1施打方式 根据地勘及现场情况表明，本工程为粘土地基；
再结合变更通知单上的独特桩位设计，决定施打顺序由中间向外围施工，相邻两根桩采用跳跃间打。
3.2进度计划 计划工期为：2016年5月10日至2016年5月25日 检测试验为：2016年5月23日至2016年6月15日 3.3人员配置计划 根据本工程的规模、工程特点和技术含量，选用人员的配备力求精干，具备专业素质，有类似工程施工经验。坚持合理分工与密切协作相结合，以便于配合和管理。
振动沉管碎石桩由1个专业桩基队伍进行施工，其中投入的劳动力以专业施工员1人、桩机操作手2人、装载机操作手1人、杂工4人。
项目管理由项目经理负责，项目执行经理主抓，工程安全部、技术质量部相关人员贯彻落实。
3.4材料及设备计划 3.4.1施工机具设备 （1）、施工机具设备的配置 序号 机械或设备名称 型号规格 数量 用于施工部位 备注 1 振动式打桩机 DN-A60-A90 1 碎石桩施工 良好 2 装载机 ZL-10 1 材料转运、装填 良好 3 嫡灯 2 夜间施工照明 良好 4 发电机 150KW 1 应急供电 良好 5 全站仪 1 测量工程 良好 6 水准仪 DS3 2 测量工程 良好 （2）、施工机械要求 选择采用振动打桩机的额定电流不小于60A，振动力不小于90KN，成孔直径600mm，成孔最大深度不小于7.0m，且进场的机械设备调试完毕，可以正常投入施工。
（3）、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。
3.4.2工程材料 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，根据设计桩体材料采用未风化的、强度大于25Mpa的砂岩轧制，粒径按2~5cm控制，含泥量不大于5%。碎石在现场的堆放量要根据施工区碎石灌入总量（由碎石理论量与充盈系数相乘得到，充盈系数由试验确定）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。
在材料进场后，要及时取样进场复检，复检合格后才能用于工程施工。
3.4.3配套设施准备 施工用水和电在设备进场后要及时准备就绪。
4 施工准备 4.1场地布置 4.1.1场地平整施工：振动沉管碎石桩施工前先进行场地平整，场地平整标高为碎石桩设计桩顶标高。在现场确定清理、掘除、拆除范围后，先用挖掘机、人工配合、装载机铲除的方法进行基坑开挖工作；
然后用挖掘机平整场地，使振冲器能顺利下钻。
4.1.2测量放样：测量放线，恢复中线，放出施工区域边线桩，清理整平施工区域地基表面，测量地面整平后的标高。
4.1.3布置场内运输道路、基坑的排水沟、料场，准备好照明设施以便夜间施工。
4.2技术准备 4.2.1建设单位提供施工场地内和场地四周的地下管线的布置现状，明确周边状况。
4.2.2每工点施工前按照规范及设计要求进行成桩工艺和成桩挤压试验，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。
4.2.3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，交与项目部及监理复核后，方进行测量放样。采用全站仪和钢卷尺进行现场桩位放样，做好标志桩，要求放样误差≦2cm。定位与打桩间隔不超过24小时，施工过程中，要尤其注意防止破坏标识引起桩位不准，并随时复核，对应挤土作用引起的桩位偏差，及时调整。
4.2.4进行施工技术交底。在施工的各项准备工作完成后，施工前由技术负责人根据设计要求向全体施工人员进行技术交底。
5 施工方案 5.1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。
5.2试桩施工 试桩的目的是：按照所选的机械性能，按设计要求、规定的施工工艺来验证设计参数，有效控制试桩质量，制造出高密度的碎石桩，提高复合地基承载力；
取得满足设计要求的碎石桩施工的控制数据，从而保证碎石桩施工质量，试桩工作必须严肃、认真的开展。
5.2.1试桩位置根据地质剖面图和现场地貌特征选择在具有代表性的地点进行，试桩不少于4排，每排不少于3棵桩，按照工艺要求进行施工，并详细记录提管速度，反插深度及停振时间，停振（密实）电流，反插次数及位置，碎石贯入量，成桩时间。
5.2.2由于地表土体侧限相对较小，提管将导致桩间土体松散，为准确反映实际碎石桩情况，试桩施工完毕后，将顶部的松散桩体夯压密实，待空隙水消散两周后，静载试验测定复合地基承载力。
5.2.3经过检验，碎石桩各项指标满足设计要求后写出试桩报告，监理工程师审批后按试桩的规定和要求进行碎石桩的施工，如果试桩结果不能满足设计要求，应查明原因，属施工工艺问题的，在总结的基础上重打试桩，属原设计参数取值或地质情况变异的，应报监理工程师确定补打和调整桩径、桩距或桩长，确保软基处治质量。
5.3施工工艺 5.3.1振动沉管碎石桩处理路基的施工顺序如下：
分段加料振实 振动沉桩机就位 关机 自料斗加料 沉管成孔 至桩顶标高位置 移动桩机 施工准备 机具、设备 安装调试 材料 检验、储存 场地 清理整平 制桩 试验 桩位 布置 质量检验 调整桩机 钻至设计深度 边振捣边拔管 启动马达 5.3.2碎石桩施工工艺 （1）、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。
（2）、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。
（3）、调整垂直度，使钻机垂直度偏差在1％之内。
（4）、开动振动锤，同时放松滑轮组，使桩管逐渐下沉，在桩管进入素土层过程中，每下沉1.0m，留振30秒钟，当桩管穿透素土层还需继续把桩管沉入粉质粘土成不小于0.5m，之后便停止振动器的振动。
（5）、根据试桩时的电流数据判断桩管是否沉到设计深度。对于本工程振动沉管碎石桩要求为：桩机在素土层沉管电流为60A左右，遇粉质粘土层电流持续增大，当沉管到达粉质黏土层后，还需继续沉管，使桩管进入粉质粘土层中的深度不小于0.5m。
（6）、桩管沉到设计深度后，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。
（7）、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）。
（8）、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。然后移动桩架至另一个孔位,重复以上作业。
（9）、桩孔内的碎石灌入量应通过现场试验确定，也可估算，估算时按设计桩孔乘以充盈系数确定。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场情况予以增减。
（10）、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。
（11）、施工过程中记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量及累计碎石灌入量。
（12）、碎石桩施工完毕后，按照设计图纸要求及验标要求成桩检验。
6 施工质量控制 6.1质量控制标准 施工允许偏差见下表 项次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 1 桩柱（mm） ±150 抽查3% 2 桩径 不小于设计值 查施工记录 3 桩长 不小于设计值 抽查3% 4 竖直度偏差（%） 1.0 查施工记录 5 灌碎石量 充盈率1.2~1.3 查施工记录 6.2质量控制要求 6.2.1施工前根据工艺要求设计进行工艺性试桩，以掌握对现场的制桩经验及各种操作技术参数。
6.2.2根据地面高程和设计桩底高程的关系，在套管上画上设计深度线，以保证直观的观察到套管的入土深度。
6.2.3正式施工时，严格按照设计桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量及试验确定的桩管提升高度、挤密次数和留振时间、电机工作电流等施工参数进行施工，以确保挤密均匀和桩身的连续性。
6.2.4振动沉管法挤密应根据振动的能量，控制分段的填石量和成桩的长度。并按贯入度控制，保证桩身的连续性、密实性及其周围图层挤密后的均匀性。
6.2.5实际灌入量没有达到设计量要求时，应在原位将桩管打入，补充灌碎石后复打一次，或在旁边补桩一根。桩体在施工中必须确保连续、密实。
6.2.6加料按分批加料，控制数量，按少量多次原则进行，每段桩体在没有达到规定的密实度时须继续加料振实。
6.2.7拔管速度不得过快，排出碎石要充分，排石不畅时可适当提高提升高度。
6.2.8碎石桩的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。
6.2.9桩体施工完毕后，待桩体强度达到设计要求后，应将顶部松散桩体夯压密实。
6.2.10碎石桩施工完成检查合格且符合设计要求后，方可进行下一道工序（碎石垫层）施工。
6.3施工注意事项 6.3.1应选用技术先进、性能稳定的施工设备。
6.3.2确保桩长达到设计要求的控制方法。
（1）、地质复核 每个地段正式施工前，进行地质探测复核，通过图样与设计地质情况进行比较，对碎石桩的加固深度进行确定和调整。
（2）、机械状态 当进入硬层后，套管沉入速度缓慢，机具晃动很剧烈，或者机具仪表上电流增大，可认为已达到硬层。
（3）、与设计桩长比较 施工前，通过设计中的横断面图和纵断面图确定每根桩的设计桩长，在钻进过程中，以设计桩底标高为控制点，通过钻机上的刻录线判断其钻进深度，与设计桩长比较。
6.3.3施工前必须通过精确测量放样确保桩位满足设计要求，确保成桩后桩位偏差小于150mm。
6.3.4桩身质量控制措施：
（1）、振动法施工应根据试验确定的工艺参数，严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填碎石量、工作电流，保证桩体连续、均匀、密实。
（2）、当实际碎石量没有达到设计要求时，应在原位将桩管打入，补充碎石后复打一次，或在旁边补桩。
6.3.5桩身质量检测应在施工结束后间隔一定时间进行，饱和黏性土为2~3周，其他土为3~5周。
6.3.6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。
6.4常见问题及对策 根据工艺要求及施工经验，施工中应切实注意挣密挤实效果，防止发生“断桩”、“瓶颈桩”等质量事故。施工中常见问题及预防、处理方法如下表：
常见问题 产生原因 预防措施与处理办法 桩靴进水进泥 预制桩靴被打坏或与沉管接触不严密 1、 确保砼桩尖强度，可在桩靴与沉管接口处垫上稻草绳圈；
2、 拔出桩管，清除泥沙，用砂回填后重置桩尖、重新沉管。
断桩 常见于地面以下1~3m的不同软硬层交界处，裂痕呈水平或略倾斜。
1、 严格控制软硬层交界处的拔管速度在0.5m/min以内；
2、 控制拔管高度，确保桩管内有足够的石料。
瓶颈桩 常发生在饱和的淤泥或淤泥质软土地基中。
1、 在穿越软弱土层时，减少拔管高度和反插深度；
2、 严格控制在软弱土层中的拔管速度在0.5m/min以内。
6.5检验控制项目与方法 序号 检测项目 质量要求 检测数量 检测方法 1 骨料品种、规格及质量 符合设计要求 同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每3000m3为一批，不足3000m3时也按一批计。
检查产品质量证明文件及抽样试验 2 碎石桩的布置形式 符合设计要求 施工前全部检查 观察、尺量 3 碎石桩的布置数量 符合设计要求 施工前全部检查 计数 4 碎石桩的桩身密度 符合设计要求 检验总桩数的2%，且不少于2根。
采用圆锥动力触探检测（N63.5），自桩顶一下2.0m开始计数 5 碎石桩复合地基承载力 符合设计要求 检验总桩数的1%，且不少于3点。
平板荷载试验 7 施工安全保证措施 7.1施工现场安全技术措施 7.1.1施工作业人员到施工现场必须带安全帽，持证上岗，非施工人员不得进入施工现场。
7.1.2起重施工安全，起重臂下严禁站人，吊机安装振动沉管机时要对准桩位，有起重工指挥。
7.1.3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）要求系安全带。
7.1.4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。
7.1.5现场施工用电严格执行“一机、一闸、一漏电开关”。
7.1.6施工人员每月至少进行一次安全学习或安全教育。
7.2施工机械的安全 7.2.1各种机械和车辆操作驾驶员，取得相应的操作合格证，不操作与证不合的机械，不将机械设备交给无本机械操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
7.2.2操作人员按本机说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。
7.2.3驾驶室或操作室应保持清洁，不存放易燃、易爆物品。酒后不操作机械，机械不带病运转或超负荷运转。
8 环保、水保和文明施工措施 8.1废料、废方的处理 8.1.1清理场地的废料和土石方工程的废方时，不得随意倾卸，影响附近排灌系统及农田水利设施。应按规定在适当地点设置弃土场；
有条件时，力求少占土地。
8.1.2碎石桩施工过程中废弃物等，应在工程完工时及时清除干净，以免堵塞河道和妨碍交通。
8.1.3废方堆放点应统筹安排，堆放点远离河道，尽量不要覆盖植被，尽可能选择荒地。
8.1.4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。
8.2防止水土流失 8.2.1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。
8.2.2施工中应因地制宜地采取有效预防措施，防止施工场地或临时用地受到冲刷，防止冲本工程施工中土石方材料对河流、水道或排水系统产生淤积或堵塞。
8.2.3施工中的临时排水系统应能最大限度的减少水土流失及对水文状况的改变，不得干扰河道、水道或排水系统的自然流动。
8.2.4施工区域、砂石料场，在施工期间和完工以后应妥善处理，以减少对泵房前池的侵蚀，防止沉渣进入泵房前池。
8.2.5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是时油污水直接排放。
8.3控制扬尘 8.3.1为减少施工作业的产生的灰尘，应随时进行洒水或其他控制扬尘措施，使不出现明显的扬尘。
8.3.2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。运输是应用帆布、盖套或类似遮盖物覆盖。
8.3.3如果承包人预防措施不利，并对附近的河流、池塘或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。
8.4减少噪音、废气污染 8.4.1各种临时设施和场地，如堆料场、加工厂等距居民区不宜小于300m，而且应设于居民区主要风向的下风处。
8.4.2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。
8.5做好绿色植被和现有公用设施的保护 8.5.1施工时应尽量保护用地范围之外的现有绿色植被。若因修建临时工程破坏现有的绿色植被，应在拆除临时工程时予以恢复。
8.5.2对于受本工程影响或正在受影响的一切公用设施与构筑物，应在本工程施工期间采取一切适当措施加以保护。
