碎石桩施工方法及规范要求

一、工程概况

站址区系丘陵地貌，地处南岭山脉中段，地势呈西高东低，北高南低“山”字形和东西两侧相间的冲沟组成，中沟中间位旱地，主要以山丘为主。土质结构主要以生红粘土层及强风化白云质灰岩为主。

二、地基加固原理

振动沉管碎石桩加固砂性土地基的主要目的，是提高地基土承载力、减少变形和增强抗液化性。碎石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有三个方面：

（1）挤密作用

在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管体积的碎石挤向桩管周围的砂层，使桩管周围的砂层孔隙比减小、密实度增大。

（2）排水降压作用

碎石桩加固砂土时，桩孔内充填碎石（卵石、砾石）和粗砂等反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高，防止砂土产生液化，并可加快地基的排水固结。

（3）砂基预震效应

碎石桩在成孔及成桩时，振动锤的强烈振动，使填入料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震，对砂土增强抗液化能力是极为有利的。复合土层起垫层作用，垫层将荷载扩散使应力分布趋于均匀，从而提高地基整体的承载力，减少沉降量。

三、碎石桩施工技术方案

（一）、准备工作

1、编写施工组织设计，经审批后方可进行施工；

2、清理平整场地，消除高空和地面障碍物；

3、测量放线，恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量地面整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通；

4、按设计文件桩间距及形式绘制碎石桩施工平面图，经设计人员签认后按图准确放出桩位并编号，桩间距允许偏差为±150mm；

5、在钻孔桩两测布设桩位时，应预留钻孔桩施工位置，预留净距为140cm。

6、准备碎石

7、采取安全措施，编写安全操作条例，经审批后方可施工。

（二）、材料要求

挤密碎石桩所用碎石应由未风化的干净砾石或扎制碎石而成，级配采用1－2－3自然级配，含泥量不大于5%，且最大粒径不大于4cm。

（三）、施工工艺

碎石桩采用振动沉管法施工，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每根桩的碎石灌注量不小于0.24m3/m，具体成桩工艺如下：

①清理整平施工场地，进行桩位放样。

②桩机就位，校正桩管垂直度应≤1.5%；校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长；设置二次投料口；在桩位处铺设少量碎石。

③启动振动锤，将桩管下到设计深度，每下沉1m停止下沉留振30秒。下沉速度不得超过3m/min

④稍提升桩管使桩尖打开。

⑤停止振动，立即向管内装入规定数量的碎石。

⑥振动拔管，拔管前先振动1分钟以后边振动边拔管，拔管速度严格控制在

0.8/min，每拔0.5高停拔留振30秒。

⑦根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度，进行数次反插直至桩管内碎石全部拔出。

⑧提升桩管开启第二投料口并停止振动，进行第二次投料直至灌满。

⑨继续边拔管边振动，直至拔出地面。

⑩提升桩管高于地面，停止振动进行孔口投料（第三次投料）直至地表。

?启动反插，并及时进行孔口补料至该桩设计碎石桩用量全部投完为止。

?孔口加压至前机架抬起，完成一根桩施工。

?移动桩架至另一孔位，重复以上操作。

（四）、成桩的试验：

碎石桩施工前，应根据现场实际情况进行成桩试验，取得各种机械参数，以确保大面积施工质量，成桩试验要求达到以下目的：

1、根据不同路段、不同的地质情况现场确定桩体的有效长度。

2、掌握满足设计要求的各种技术参数，如振动频率、留振时间、反插深度、桩管提升高度和进度、电机的工作电流及完成全过程的施工时间等。

3、掌握振动沉管的阻力情况，选择合理的技术措施，确保挤密的均匀性和桩身的连续性。

4、检验室内试验所确定的碎石灌入量是否能达到设计要求。

5、检测桩身的质量是否能达到设计要求。

（五）、施工质量控制

1、桩位的放样：应严格按设计图纸进行放样，确保桩间距及布置形式（等边三角形）。

2、碎石材料按要求采用1～2～3自然级配，含泥量不大于5%，且最大粒径不大于4cm，绝对不允许用未经监理工程师验收或检验的碎石，以确保碎石的质量。

3、按规定的施工顺序进行施工，整个段落采用跳打形式，并由外缘向中心进行。

4、根据成桩试验确定的技术参数进行施工，操作人员应记录施工开始时间、结束时间、成桩深度、碎石灌入量及电机的工作电流值，同时注意各种参数的变化。

5、控制碎石桩的振动频率、留振时间、反插深度、桩管提升的高度和速度，同时确保桩身的连续性。

6、施工过程中应及时挖除桩管带出泥土，孔口泥土不得掉入孔中。

7、填料要分批加入，不宜一次加料过量，原则上要“少吃多餐”，每一深度的抗体在未达到规定的密实电流时应继续加料，继续振实，严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生。

8、施工过程中如发现土层有较大变化，投料量或沉桩速度异常应立即停工，并报告监理工程师。

9、施工完毕，整平场地，测量标高，整理施工记录。

（六）、施工允许偏差的检验

碎石桩施工允许偏差

项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率

1 桩距（mm）±150 抽查2%

2 桩径（mm）不小于设计抽查2%

3 桩长（m）不小于设计查施工记录

4 竖直度（%） 1.

5 查施工记录

5 灌石量不小于设计查施工记录

施工允许偏差检验包括对桩径、桩距、桩长、垂直度以及单桩碎石灌入量。实际投料量未达到设计用量要求时，应在旁边补桩一根。

（七）、施工质量的检验

挤密碎石桩施工前，必须进行成桩试验，桩数宜为9-16根。如发现质量不符合设计要求时，应调整桩间距、碎石用量、振动频率、留振时间、反插深度等参数。桩间土以标准贯入法试验为主，辅以其它试验方法。施工过程必须严格执行施工工艺，检查施工记录，施工完毕必须进行检测，以检验处理效果。

2.1检验方法

试桩阶段：试桩前后桩间土分别进行标准贯入、静力触探和瞬时瑞利波法等测试工作；碎石桩采用动力触探（重II型）法；单桩桩身和三桩复合地基分别进行静载试验。正常施工阶段：只进行标准贯入、静力触探、瞬时瑞利波和动力触探测试工作。

2.2检测时间

在成桩15天以后进行。

2.3检验频率

试桩阶段：试桩前分别进行标准贯入、静力触探和瞬时瑞利波等检测，每试验路段各不少于5个点；试桩后，标准贯入试验按碎石桩根数的1%布设测点；静力触探试验3点/5000m2，当工点面积小于5000 m2时，不小于3点；瞬时瑞利波检测时纵向1点/40m，检测点随机布置。

动力触探在桩间土标贯击数达不到要求的点周围检测2-3根桩。

静载荷试验选择在先期的试验路段进行，桩头和复合地基各2点。

正常施工阶段：标准贯入试验按碎石桩根数的1%布设测点；静力触探试验3点/5000 m2；瞬时瑞利波法试验1点/40m；动力触探2-3‰。

2.4检验标准

标准贯入试验：处理后粉细砂、粉土质砂、粉土层桩间土实测标准贯入击数N63.5应不小于该路段的液化临界标准贯入击数。

瞬时瑞利波法：粉细砂、粉土质砂、粉土等可液化土层在地基处理后剪切波速不小于200m/s；淤泥质粘土夹层在地基处理后剪切波速不小于150m/s；粘土夹层在地基处理后剪切波速不小于170m/s。

静力触探检测：粉细砂桩间阻力qc不小于9Mpa；砂土、亚砂土层中qc不小于6.5Mpa；亚粘土、粘土层qc不小于1.4Mpa ；淤泥质粘土层qc不小于0.9Mpa；淤泥层中qc不小于0.8Mpa；

动力触探（重II型）检测：连续5击时的下沉量应不大于10cm。

静载荷试验：检测单桩允许承载力和三桩复合地基允许承载力分别不小于300Kpa和150Kpa。

3、施工工艺框图

附后

（八）、施工现场管理办法

1、每台桩机配备一名现场管理员全过程随机施工；技术人员查岗巡视抽查各个桩机的施工参数及原始施工记录。确保施工参数的准确性及资料的完整性。

2、根据段落、桩号、桩机性能及施工的难易程度对每一台桩机完成一颗桩全过程的施工时间进行一次标定，主要控制桩的成桩质量，确保挤密效果及桩身的完整性和连续性。

3、旁站人员根据桩长度详细记录每根桩的施工参数及碎石用量。且当天进行碎

石用量及施工延米的总量复核。

4、根据总体的施工进度安排，对每台桩机每天进行进度复核，有问题的桩机及时查明原因，在确保施工质量的前提下，确保按工期完成施工任务。

5、资料的整理及报送：施工资料由专人每天收集整理，对每台桩机建立独立完整的施工记录台帐，施工过程中资料每天向监理组报送。