振冲碎石施工方案

目录一、文字部分：第一章概述第一节工程概况第二节地形、地貌第三节场地地质条件第四节场地水文地质条件第五节气候特征第二章振冲碎石桩复合地基加固处理设计第一节振冲碎石桩加固机理第二节建议值第三节振冲碎石桩设计第四节施工及设备组织第五节施工准备工作第六节振冲法施工工艺第七节施工质量控制第八节施工组织管理及施工作业计划第九节施工质量管理第十节安全施工及文明施工保证措施第十一节施工组织措施第十二节振冲复合地基质量检测双流县籍黄路快速通道工程振冲碎石桩施工组织设计方案二0一0年四月双流县籍黄路快速通道工程振冲碎石桩施工设计及施工组织方案提交单位：批准：项目经理：项目总工：审核：编写：提交时间：二0一0年四月-4-1工程概况籍黄快速通道工程位于成都市双流县籍田镇、黄龙溪镇境内，西起黄龙溪陶家渡府河桥左岸桥头（K0+000），东止与籍田镇公墓北侧（K7+042.406），全长7.042km。路宽18m,路基宽26m,双向四车道，该道路为二级公路。该工程重要等级为二级，场地等级为二级，地基等级为三级，勘察等级为乙级。该工程由中交通力公路勘察设计工程有限公司勘察设计。我院受业主方委托，特制定该复合地基加固处理施工设计及施工组织方案。2场地工程地质条件2.1地形地貌拟建场地位于籍田镇公墓北侧（K5+400—K5+724,K5+830—K6+440）,拟建场地地处低丘谷地，地势较为平坦，相对高差8～15m，场地冲沟较为发育，四周为农田。场地地貌单元为剥蚀浅丘坡谷地貌。2.2气象水文拟建场地地处成都双流籍田，该区域属亚热带湿润气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，冬无严寒，夏无酷暑。本区多年平均降水量947mm，丰水期5～10月份，降水量占全年降水量的70～84％，枯水期为11月至次年的4月，丰枯水期地下水位变幅为1.5～2.0m，多年平均蒸发量为1020.5mm，相对湿度多年平均值为80％。多年平均气温14～17℃，极端最高气温38℃，极端最低气温－4.8℃，多年平均风速为1.35m/s，最大风速为14.8m/s，极大风速为27.4m/s，最多风向为为NNE向，出现频率为11％。2.2地层岩性根据中交通力公路勘察设计工程有限公司《双流县籍黄路快速通道新建详细地质岩土工程勘察报告》（二O0九年十二月）显示，场地地层主要由第四系耕植土和第四系中下更新统冰水堆积层（Q2fgl）及白垩纪夹关组（K2j）泥岩、砂岩组成。1、植物层（Q4pd）:以粘土为主，含有机质和植物根须，局部地段分布，层厚0.4～1.3米。2、粘土（Q2fgl）：褐黄～棕黄色，稍湿～湿，可塑～硬塑，以粘粒为主含少量的粉粒，含铁锰质结核，夹灰白色高岭土条带或团块，光泽度中等，干强度中等，韧性好，摇震反应无，具弱膨胀性，硬塑粘土主要分布于坡地上，可塑粘土主要分布于谷地中，层厚0.5～2-5-米。3、褐黄～棕黄色，稍湿～湿，可塑～硬塑，以粘粒为主含少量的粉粒，含铁锰质结核和卵石质土；间断分布，层厚0.5～2米。4、泥岩（K2j）：砖红色，泥质结构，层状构造，钙泥质胶结，以粘土质为主，产状近于水平，裂隙发育，场地绝大部份地段出现，按风化程度可分为强风化和中风化两个亚层，其中强风化层裂隙很发育，裂隙表面被铁锰质浸染，有粘土充填。强风化层厚度4～5m，最大厚度6.8m，中风化层裂隙中等发育，裂面受铁锰质浸染呈褐色。泥岩遇水易软化，失水裂碎的特点，属极软～软质岩。5、砂岩（K2j）：浅红～棕红色，砂质结构，厚～巨厚层状构造，泥、钙质胶结，主要矿物成份以石英、长石为主，次为云母及其它暗色矿物。中～细粒结构，层理发育，产状近于水平，裂面粗糙，少充填，主要分布于泥岩底层，强风化厚度在2.0～2.7m，揭露厚度在6m。2.3水文地质条件地下水主要为赋存于表层的土层中，其下为相对隔水的粘土层，基岩表面局部地段有层间水，地下水主要由大气降水补给，以蒸发及沿排水沟的方式排泄。场地地下水对砼结构及砼结构中的钢筋无腐蚀性，钢结构具弱腐蚀性，场地土对砼结构及砼结构中的钢筋及钢结构无腐蚀性。2.4场地地震效应场地等效剪切波速为223～255m/s，场地卓越周期为0.1485s，属中软～中硬场地，Ⅱ类建筑场地，场地内无液化地层，场地地震基本烈度为七度，设计地震分组为第一组，设计基本加速度为0.05g。2.5地基土物理力学性质根据勘察报告，各地基土主要物理力学性质指标如下表：各地基土主要物理力学性质指标值岩土名称天然重度（kN/m3）承载力特征值fak(kPa)压缩模量(MPa)内聚力(kPa)内摩擦角CFG桩端阻力(kPa)侧阻力(kPa)有机低液限粘土18.6603.61520低液限粘土18.7903.9614.5410.4230-6-低液限粘土20.021505.1430.2414.750硬塑粘土20.112008.4650.6318.6765细粒土质砂18.28035细砂18.19040卵石质土19.86260160强风化粉砂质砂岩22.5160200弱风化粉砂质砂岩23.7550全风化泥岩18.517040强风化砂岩22.8260100第二章振冲碎石桩复合地基加固处理设计第一节振冲碎石桩加固机理本工程中由于土体的渗透性较小，在振冲器的振动作用下，土中的水不易排走，所以振冲桩的作用主要不是使地基挤密，而是置换部分软土，加速地基土的排水固结与桩间土共同组成复合地基。在所形成的复合地基中，振冲桩桩体的刚度比桩间土的刚度大，地基中的应力按材料变形模量进行重新分布，因此大部分荷载将由振冲桩桩体承担，桩间土将承担较小的应力，卵石桩随荷载后产生径向变形，并引起桩间砂土产生被动抗力。《工程地质手册》中明确指出对粘粒含量大于30%的软弱粘性土，振冲只产生置换作用而基本没有挤密效果。2、振冲密实法本工程主要针对砂类土层即粉土层、细砂层及松散卵石层。一方面，依靠振冲器的强力振动所产生的重复水平振动应力饱和砂土中传播振动加速度。因此，在振冲器周围的砂土中产生振动液化。振动液化后颗粒在重力、上覆土压力以及填料的挤压力作用下，促进土颗粒间的联结减弱，土颗粒向低势能位置转移而重新排列，孔隙减少；另一方面，依靠振冲器的水平振动密实的砂土地基，因-7-此，其加固机理是利用砂土液化原理和条件来进行的。通过振冲密实的砂土，地基承载力和变形模量均得到大幅度提高。由于使砂土预先经历了这样的人工液化，使砂土提高了抗振能力，且又形成了卵石桩作为良好的排水通道，降低了地震时该场地超孔隙水压力。另外，由于所采用的振冲器，其振动频率1350次/分，与砂土自动振频率1020-1200次相近，故振冲效果良好。第三节振冲碎石桩设计1、设计依据①《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002、J220—2002）；②《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）；③《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55—2000）；④《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）；⑤《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）；⑥中交通力公路勘察设计工程有限公司《双流县籍黄路快速通道建设工程勘察报告》。2、振冲复合地基加固设计根据场地岩土工程地质条件及岩土工程勘察报告，选择下卧层桩端持力层，桩体进入持力层内不小于0.5m，并按规范规定桩顶预留20－30cm的保护桩头。施工按中交通力公路勘察设计工程有限公司《双流县籍黄路快速通道建设工程施工设计图》。3、现场制桩试验工程开工前进行四根桩的现场试验，以了解现场的制桩速度，改进施工工艺，确定振冲密实所需达到的负荷电流，投石量及留振时间。第四节施工及设备组织（一）人员施工现场振冲配备技术负责一名，施工负责人一名，机修、记录、-8-操作工十名。（二）施工机具机具及数量，本工程使用ZCQ-70型振冲器1台，该振冲器电机功率75KW。振冲加压水电现场经压力泵加压后提供，20m3/h污水泵2台。第五节施工准备工作1、现场开挖：振冲施工前，场地由建筑施工单位按本方案外边缘线扩宽，满堂开挖至基础垫层底标高以下0.30m。开挖后按振冲平面布孔图布孔。避免漏孔、漏振，减少对桩间土的扰动和产生过多的泥浆。2、三通一平：施工现场的三通一平指的是水通、电通、料通和平整场地，这是施工能否顺利进行的重要保证。水通：由于振冲所用水是由压力泵将水压提高后再送出通过胶管进入各个振冲器的水管。因而根据本工程实际情况，水源抽取地下水或现场水沟内水，甲方必须保证供给清水40～60m3/小时以及不低于40m3/小时的排污浆池。施工时产生的泥浆集中引入沉淀池，待沉淀后，再由泥浆泵将污水排入场地区外的排水系统，避免对其它施工现场产生影响，做到文明施工。电通：施工中所需的三相和单相两种电源，所用总电源不低于160kw,现场的夜间施工，由现场电工临时布置照明系统，并对其安全负责。料通：由于采取边施工边进料的施工组织原则，因而在现场不需太大的堆料场。而且当振冲加固一定范围后，材料可堆放在振冲后的-9-现场，这样不仅可避免对现场其它作业的干扰，起到了缩短材料二次运输距离的作用。场地平整：开挖时应保证基层平整（平整度为±10cm），才能使振冲固结后的桩体及垫层满足设计要求。3、施工场地布置：根据基坑周围的道路，决定各工种的作业线路，再次定现场管线的布置。第六节振冲法施工工艺1、填料方式：振冲器成孔后，提出孔口，往孔内倒入约0.20-0.5m3填料，然后下降振冲器使填料振实。2、桩的施工顺序：采用成排制桩进行施工。3、制桩操作步骤（1）将振冲器对准桩位，开水开电。检查水压、电压和振冲器的空载电流值是否正常。（2）启动吊车的卷扬机，按1.00-2.00m/min的速度下放振冲器成孔。这时应注意振冲器在下沉过程中的电流值不得超过电机额定值。万一超过，必须减速下沉，或暂停下沉，或者向上提升一段距离，借助高压水振松土层后再继续下沉。在试验桩的开孔过程中，要记录振冲经各深度的电流值和时间，以对场区土性变化有一个直观了解。（3）当振冲器达到设计加固深度时，开始将振冲器往上提，直至孔口，提升速率可增至5-6m/min。（4）重复步骤（2）、（3）一至二次。最后，将振冲器停留在设计加固深度以上30-50cm，借循环水使孔内泥浆变稀，即清孔1-2分钟，然后将振冲器提出孔口，准备加填料。-10-（5）孔往内倒0.2-0.5m3，将振冲器沉至填料中进行振实。这时，振冲器不仅使填料振密，并且使填料挤入孔壁的土逐渐增大，一旦约束力与振冲器产生的激振大相等，桩径不再扩大，这时振冲器电机的电流值迅速增大。当电流达到规定值时，认为该深度的桩体已经振密。如果电流达不到规定值。则需要提起振冲器继续往孔内倒一批填料，直到该深度的电流达到规定值为止。记录这一次深度的最终电流量的填料量。将振冲器提出孔口，继续制作上部的桩体。（6）重复一步骤，自下而上地制作桩体，直至孔口，这样一根桩就做成了。（7）关闭振冲器的水泵，移位。4、统计分析：对当天施工的桩进行分析研究，并制定第二天施工措施。5、表层处理：桩顶部约1m的范围内，由于该处地基土的上覆压力小，调整上段桩含砂量等手段，以便进一步达到设计的密实度要求。按以往的经验，一边制桩一边在复合地基上面铺一层厚40cm的砂卵石垫层，振动密实，即可达到满意的程度。第七节施工质量控制所谓施工质量控制就是要谨慎地掌握好填料量，密实电流和留振时间这三个施工质量要素，要使每段桩体在这三方面都达到规定值。为此，针对本工程的具体情况，并参考其它类似场地的经验，特制定本工程的控制指标如下：留振时间不小于10秒；-11-密实电流不小于90A；填料量为0.2-0.5m3/次。第八节施工组织管理及施工作业计划根据工程的具体情况，该工程施工准备开动1台振冲器，备用1台，实行两班制运转形式。工程设项目技术负责人和施工负责人，具体负责生产技术管理工作及施工管理工作，在质量方面实行项目负责制，并在现场成立质量领导小组。施工总工期控制在30天以内。（不含检测时间，具施工时间根据合同约定进行施工）第九节施工质量管理1、质量要求坚持贯彻我公司质量第一，用户至上的宗旨，依据规范、严格按照