柱锤冲扩桩(DDC)施工作业指导书

柱锤冲扩桩（DDC）施工作业指导书1基本概念柱锤冲扩法是采用直径300～500mm、长度2～6m、质量1～8t的柱状锤(简称柱锤)，通过自行杆式起重机或其他专用设备，将柱锤提升至距地面一定高度后下落，在地基土中冲击成孔，并重复冲击至设计深度，在孔内分层填料、分层夯实形成桩体，同时对桩间土进行挤密，并在桩顶部设置200～300mm厚砂石褥垫层，形成复合地基。柱锤冲扩法的加固机理主要有：⑴成孔及成桩过程中对原土的动力挤密作用；⑵对原土的动力固结作用；⑶冲扩桩充填置换作用(包括桩身及挤入桩间土的骨料)；⑷生石灰的水化和胶凝作用(化学置换)。2适用范围柱锤冲扩桩法地基处理方式适用于处理杂填土、粉土、黏性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下饱和松软土层。限于设备条件，处理深度不宜大于6m，复合地基承载力特征值一般不超过160kPa。3作业准备3.1技术准备⑴编制实施性施工组织设计，内容包括桩孔位施工顺序，施工工艺设计与主要技术措施，安全质量保证措施，劳动、物流组织和材料保障等。⑵施工范围内的所有地上、地下障碍物已经拆除或拆迁，对不能拆除的已采取防护措施。查清有无地下管线埋设，高空电线有无影响。⑶测量放线，定出控制轴线、施工场地边线，桩位放线一般可在地面上洒白灰线，或在桩位处用短钢钎击深200mm，然后灌入白灰，以保证桩位准确。在不受施工影响的处所，设置若干个水准基点。⑷核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。3.2材料准备桩体材料可采用碎砖三合土、级配砂石、矿渣、灰土、水泥混合土等。考虑实际施工时土料来源及成分复杂，根据大量工程实践经验，采用目力鉴别即手握成团、落地开花即可。为保证桩身均匀及触探试验的可靠性，碎砖粒径不宜大于120mm，如条件容许碎砖粒径控制在60mm左右最佳，成桩过程中严禁使用粒径大于240mm桩料及混凝土块。当采用碎砖三合土时，其配合比(体积比)采用生石灰：碎砖：黏性土一般为1：2：4，具体应经试验确定其适用性和配合比。3.3现场准备施工场地要做好“三通一平”。表面松散土层需进行预压，周边设置排水沟，防止场地表面积水。3.4人员配备人员配备见表1“人员组织计划表”表1人员组织计划表人员人数主要职责组长1负责柱锤冲扩桩施工的总体工作布置安排技术员2负责施工现场技术工作及数据记录测量员2负责布桩位置、范围及桩头标高试验员2负责现场材料检测司机2负责机械设备操作及维修安全员1负责现场安全及环保工作3.5机械配备⑴柱锤：柱锤直径：宜用直径300～500mm、长度2～6m、质量1～8t的柱状锤（柱锤）进行施工，柱锤规格详见表2“柱锤明细表”。表2柱锤明细表序号规格锤底形状直径（mm）长度（m）质量（t）13252～61.0~4.0凹形底23772～61.5~5.0凹形底35002～63.0~9.0凹形底注：封顶或拍底时，可采用2～10t的扁平重锤进行。柱锤可用钢材制作或用钢板为外壳内部浇注混凝土制成，也可用钢管为外壳内部较铸铁制成。为了适应不同工程的要求，钢制柱锤可制成装配式，由组合块和锤顶两部分组成，使用时用螺栓连成整体，调整组合块数（一般0.5t／块），及可按工程需要组合成不同质量和长度的柱锤。锤型选择应按土质软硬、处理深度及成桩直径经试成桩后加以确定，柱锤长度不宜小于处理深度。⑵起重机具：升降柱锤的设备可选用10～30t自行杆式起重机、步履式夯扩机或其他专用机具设备。起重能力应通过计算（按锤质量及成孔时土层对柱锤的吸附力）或现场试验确定，一般不应小于锤质量的3～5倍。⑶脱钩器：要求有足够强度，起吊时不产生滑钩；脱钩灵活，能保持夯锤平稳下落，同时挂钩方便、迅速。⑷填料设备：一般采用运料车、装载机等。⑸检测设备：超重型或重型圆锥动力触探、静力载荷试验或轻便触探等设备以及土工常规试验仪器。3.6工艺性试验大面积展开施工前，应进行工艺性试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根。同时由于柱锤冲扩法目前还处于半理论半经验状态，成孔和成桩工艺及地基固结效果直接受到土质条件的影响，可根据现场工艺试验取得的资料复核地质资料是否符合设计要求，是否需要变更设计。现场试验的主要内容有：⑴成孔及成桩试验；⑵试验性施工；⑶复合地基承载力对比试验(载荷试验及动力触探试验)。４技术要求⑴处理范围应大于基底面积。对一般地基，在基础外缘应扩大1～2排桩，并不应小于及底下处理土层厚度的1／2。对可液化地基，处理范围可按上述要求适当加宽。⑵成孔和填料夯实的施工顺序，宜间隔进行。因为柱锤冲扩桩法夯击能量较大，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。⑶基槽开挖后，应进行晾槽拍底或碾压，随后铺设垫层并压实，避免处理好的路基闲置时间过长，基底泡水影响处理质量。⑷基础底面以上应预留0.5~1.0m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土挖除，或分层夯压夯实后，立进下道工序施工。⑸雨季或冬季施工，应采取防雨，防冻措施，防止水泥料受雨水淋湿或冻结。5施工工艺及操作要点5.1工艺流程柱锤冲扩桩施工主要有两道工序：桩锤中孔，孔内填料、成桩。详见图1“柱锤冲扩桩施工工艺流程图”。图1柱锤冲扩桩施工工艺流程图5.2操作要点⑴柱锤冲孔：根据土质及地下水情况可分别采用下述四种成孔方式：清理平整场地布置桩位柱锤冲孔冲孔检测孔内填料柱锤分层冲夯成桩检测施工机具移位施工机具就位填料拌和初步确定施工参数①冲击成孔：常规的成孔方式，将柱锤提升一定高度，自动脱钩下落冲击土层，如此反复冲击至设计成孔深度时，可在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实。②填料冲击成孔。成孔时出现缩颈或坍孔时，可分次填入碎砖和生石灰块，边冲击边将填料挤入孔壁及孔底，当孔底接近设计成孔深度时，夯入部分碎砖形成扩大端。③复打成孔：当塌孔严重难以成孔时，可提锤反复冲击至设计孔深，然后分次填入碎砖和生石灰块，待孔内生石灰吸水膨胀、桩间土性质有所改善后，再进行二次冲击复打成孔。当采用上述方法仍难以成孔时，也可以采用套管成孔，即用柱锤边冲孔边将套管压入土中，直至桩底设计标高。第二次冲孔可在原桩位，也可在桩间进行。④套管成孔：用柱锤边冲孔边将套管压入土中，直至桩底设计标高。⑵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夯实。当采用套管成孔时，边分层填料夯实，边将套管拔出。锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯实度、夯击次数、总填料量等应根据试验或按当地经验确定。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。施工中应做好记录，并对发现的问题及时进行处理。6质量控制及检验措施6.1检验标准详见表3“桩锤冲扩地基质量检验标准”表3桩锤冲扩地基质量检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量设计要求查产品合格证书或抽样检验2水泥用量参数指标查看流量计3桩体强度设计要求按规定办法4地基承载力设计要求按规定办法一般项目1机头提升速度m/min≤0.5量机头上升距离及时间2桩底标高mm±200测机头深度3桩顶标高mm+100,-50水准仪（最上部500mm不计入）4桩位偏差mm＜50用钢尺量5桩径mm＜0.04D用钢尺量，D为桩径6垂直度%≤1.5经纬仪7搭接mm＞200用钢尺量6.2质量控制措施⑴施工完成后及时复核处理范围是否复核设计要求，基槽开挖后，应检查桩位、桩径、桩数、桩顶密实度及槽底土质情况。发现漏桩、桩位偏差过大、桩头及槽底土质松软等质量问题应采取补救措施。⑵施工过程中应随时检查施工记录及现场施工情况，并对照预定的施工工艺标准，对每根桩进行质量评定。对质量有怀疑的工程桩，应用重型动力触探进行自检。⑶冲孔桩施工结束后7～14d内，可对桩身及桩间土进行抽样检验，可采用重型动力触探进行，并对处理后桩身质量及复合地基承载力做出评价。检验点数可按冲扩桩总数的2%计。每一单体工程桩身及桩间土总检验点数均不应少于点。⑷柱锤冲孔桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。⑸检验数量为总桩数的0.5%，且每一单体工程不应少于3点。载荷试验应在成桩14d后进行。⑹把好材料关，施工材料应符合质量要求，配合比要准确。每米桩长灌入量应符合要求配置。桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数不宜小于0.95。桩体内的平均压实系数不应小于0.98。⑺DDC桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。⑻关键控制点的检查措施见表4“关键控制点的检查措施”。表4关键控制点的检查措施序号关键控制点检查措施1桩头均匀性成桩7d后，采用浅部开挖桩头，检查2桩径均匀性成桩3d内，用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性。3承载力进行复合地基载荷试验，单桩载荷试验7安全措施施工前要对参与柱锤冲扩桩的施工人员进行岗位培训及施工前的技术交底，施工中应明确分工，统一指挥；施工过程危险源及控制措施见表5“施工过程危害及控制措施”。表5施工过程危害及控制措施序号作业活动危险源控制措施1现场管理人员伤害成孔时，距振动锤，落距，冲击锤6m范围内，不得有人员走动或进行其他作业2桩机成孔人员伤亡或设备损坏振动或锤击沉桩机，冲击机操作时，应安放平稳，防止成孔时，突然倾倒或锤头突然下落，造成人员伤亡或设备损坏。3桩架装拆高空坠落在桩架上装拆维修机件进行高空作业时，必须系安全带4成孔人员或物件掉入孔内已成的孔尚未填夯灰土前，应加盖板，以免人员或物件掉入孔内。8环保及文明施工详见表6“环境因素辩识及控制措施”表6环境因素辩识及控制措施序号作业活动环境因素控制措施1材料进场、垃圾出场扬尘材料运输表面覆盖建筑垃圾运输表面覆盖道路要经常维护和洒水，防止造成粉尘污染2现场清理建筑垃圾施工现场应设合格的卫生环保设施，施工垃圾集中分类堆放，严禁垃圾随意堆放和抛撒3机械使用废油施工现场使用和维修机械时，应有防滴漏措施，严禁将机油等滴漏于地表，造成土地污染