山西某隧道出口灰土挤密桩施工方案.doc

zntj-4标杨家沟隧道出口灰土挤密桩编制： 复核： 审核： 批准： 中国葛洲坝集团山西中南部铁路通道zntj-4标项目四分部2011年5月15日目 录1、工程概况2、洞口段岩土工程特性简述3、地基处理目的4、隧道灰土挤密桩设计5、主要施工方法和施工机械6、工艺试验6.1 灰土挤密桩施工工艺及试验6.2 复合地基承载力试验6.3 试验结论7、地基处理施工8、施工质量检测9、施工组织9.1人员组成9.2施工机械9.3施工进度10、质量保证措施 11、雨季施工措施12、安全施工措施 杨家沟隧道出口灰土挤密桩施工方案1、工程概况 杨家沟隧道全长6780m。 隧道出口位于山西省中阳县暖泉镇,出口洞门里程dk195+ 395，暗洞进洞里程为dk195+365，设计明洞长30m。隧道出口位于峁梁上，属于浅埋段，埋深813m。隧道洞身60m位于q3eol新黄土上，具有湿陷性，s=0.0150.046,黄土场地为级(轻微)级（中等）非自重湿陷性场地，黄土为第四系上更新统风积层；下部为q2pl老黄土为第四系中更新统洪积层。洞内dk195+320+365长45m及dk195+365dk195+382明洞段17m（共62米）采用灰土挤密桩加固（挤密桩直径40cm,桩长深入老黄土地层2m，正方形布置，间距1m1m)。dk195+195dk195+365长170m设计为黄土级加强复合式衬砌，施工方法采用三台阶增设临时仰拱，该隧道设计为无砟道床（见杨家沟隧道出口灰土挤密桩纵断面图布置图）。2、洞口段岩土工程特性简述隧道出口段表层覆第四系上更新统风积层（q3eol）新黄土；浅黄色，硬塑，具湿陷性，大孔隙，厚度约1030m；dk195+365暗洞进洞处仰拱底部开挖线以下新黄土厚约8m,下部为中更新统洪积层（q2pl）老黄土；黄褐色，坚硬，含钙质结核。新黄土与老黄土交界面以21%纵坡沿线路方向向洞内延深，在dk195+320处老黄土界面全部进入隧道路肩标高处。 洞口段施工场地主要为黄土及砂类土，有湿陷性，场地湿陷类别为非自重湿陷，地基湿陷等级为i级（新老黄土界面见dk195+365横断面图）。3、地基处理目的 3.1、消除地基土的湿陷性； 3.2、提高地基土的承载力，减少地基变形。 4、隧道灰土挤密桩设计 灰土挤密桩：dk195+320+382段长62m设计采用灰土挤密桩，其中洞内45m，明洞部分17m。设计灰土挤密桩桩径0.4米 ，桩长深入老黄土地层2m，不宜大于25米，正方形布置，桩距1.01.0米。灰土体积配合比3：7，土料选用粉质粘土，石灰采用新鲜消石灰，粒径不大于5毫米，设计桩间土挤密系数不小于0.93，灰土桩压实系数不小于0.97。在柱顶上部铺设50cm厚灰土垫层，上面再铺一层10cm厚c15混凝土垫层并压实 。 地基处理工程数量：（按设计桩径加宽10cm计算）40灰土挤密桩：558m3（暗洞45m）+212 m3(洞外17m)=770 m3； 50cm厚灰土垫层：150m3； 10cm厚c15混凝土垫层：65m3； 5、主要施工方法及施工机械灰土挤密桩采用导杆式柴油打桩机沉管成孔，人工分层回填水泥土，机械夯锤分层夯实。 6、工艺试验 为验证设计方案及施工工艺的合理性，取得合理的工艺参数，确定最佳的机械组合方式，根据设计及客货共线铁路路基工程施工技术指南tz202-2008、客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号的要求，地基处理正式施工之前对柱锤冲扩桩、灰土挤密桩进行工艺试验。 6.1灰土挤密桩施工工艺及试验6.1.1施工前应进行地下水位、地基土的含水量、饱合度复核，当处理深度范围内有地下水或地基土的含水量小于12%或大于24%、饱合度大于65%时，应由设计单位确定是否要变更设计。6.1.2灰土挤密桩所用的石灰质量应符合要求。设计无要求时，石灰中活性cao、mgo含量不应低于50%（按干重计）,粒径小于5mm，夹石量不大于5%。6.1.3 灰土挤密桩所用土的质量应符合设计要求，且有机质含量不应大于5%。6.1.4灰土挤密桩的数量、布桩形式、填料的配合比、最优含水率应符合设计。孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于0.97（轻型击实）。6.1.5桩间土处理效果应符合设计要求，灰土挤密桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。6.1.6 灰土挤密桩成桩后要求桩身平均压实系数 c 097，桩间土平均挤密系数c 093，最小挤密系数c 088。6.1.7按照设计和验收标准的要求进行灰土挤密桩的试桩，拟定了3种试验方案，并在正式施工前在路堤坡脚外进行了小面积群桩试验。 根据地质情况，地基处理深度范围内的湿陷性黄土较松散，直接沉管成孔较为容易，采用直径 50cm 的沉管成孔，按表 2 所示工艺参数进行前2种拟定试验方案的试桩： 表 2 灰土挤密桩试桩方案 方案分层厚度（cm）分层夯击次数落距（m）锤重（t）桩体压实系数成桩直径（cm）150341.80.9811.00660225330.20.8550.89950 试桩后进行桩身和桩间土的取样检测，根据检测结果，方案 1 桩体密实度均能满足要求，但是成桩桩径不易控制，为设计桩径的 1.5倍，超过设计桩径，填料量超出设计 44左右；方案 2 桩体直径能达到设计要求，但桩体密实度未能达到 097的要求，且分层厚度小，夯填速度慢。 根据上述检测结果，修改方案 1 工艺参数，采用直径 377mm 的沉管成孔，按表 3 所示参数进行工艺试验： 表 3 灰土挤密桩试桩方案方案分层厚度（cm）分层夯击次数落距（m）锤重（t）桩体压实系数成桩直径（cm）3903.5m 以下 2 次，3.5m 以上 3 次3721m 以上 0.90560 按方案3试桩后进行桩身和桩间土的取样检测，桩体压实系数能够达到要求，且桩径扩大后合理，能够满足设计要求。对桩间土取样检测，平均挤密系数为 0962，最小挤密系数 0920，分别满足 093 和 088 的要求。62 复合地基承载力的荷载试验 地基处理 28d 后，进行隧道底板面复合地基承载力的荷载试验，以确定复合地基承载力特征值，计算地基变形模量。载荷试验应严格按载荷试验的有关规定进行，并绘制荷载与沉降关系曲线。 63试验结论 6.3.1灰土挤密桩施工按照表 3 中方案 3 进行施工，桩身压实系数能够达到设计要求，桩径扩大附合要求，桩间土平均挤密系数为 0962，最小挤密系数 0920，分别满足 093 和088 的要求，方案 3 可作为施工参数控制施工。根据客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号第41页表4.13.12 灰土挤密桩施工的允许偏差符合要求。见下表： 序号检验项目允许偏差1桩位（纵横向）50mm2桩垂直度1.5%3桩体有效直径不小于设计值7、地基处理施工71施工材料土料：采用粉质粘土。不得含有松软杂质，不得用地表耕植土、冻土或含有冻块的杂质土；不应含有大于15mm的土块，可优先采用基槽中挖出的土。石灰：采用新鲜的消石灰粉，粒径不大于5mm，含水量应符合要求，达到松散而不滑腻。 72施工顺序 （1）施工工序：现场施工按以下工序进行场地平整桩机移位夯实机就位桩机就位沉管成孔拨管填夯测量高程灰土拌和成桩 （2）基坑开挖 基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，桩顶标高以上应预留约500mm 厚的土层，待地基处理完后再挖至设计标高，整平场地。 （3）放线定位及测量高程 施工前，根据基础平面布置图及桩位图，通过坐标控制点，准确定出每个施工桩位点，并做好标识（小石灰柱），经检验无误后，再进行施工，并做好记录。桩孔中心点的偏差不超过16cm 。 （4）成孔 成孔采用柴油锤锤击，沉管法成孔，其施工要求是：a、桩机安装就位后，使其平整稳固，然后吊起桩管，对准桩位，并在桩管与桩锤间垫好缓冲材料，缓缓放下，使桩管、桩尖、桩锤于同一锤线上，借锤击力及桩管自重，将桩管压入土中。b、桩尖开始入土时，先低锤轻击（或低提重打），待沉入土中12m 各方面正常后，再用预定的速度、落距、锤击沉管至设计深度。c、夯击沉管时，当桩的倾斜度超过1.5%，应拔管填孔重打，若出现桩孔斜移，桩靴损坏等情况，应及时回填挤密重打，每次成孔拔管后应及时检查桩尖。d、用柴油锤沉桩至设计深度后，应立即关闭油门，及时均速（1m /min ，软弱层及软硬交界处0.8m /min）拔管，有困难时可采用旋活桩管后起拔，拔出桩管后立即测量桩孔直径和深度。桩孔直径允许偏差不超过设计值-20mm ，桩长允许偏差+0.5m 。（5）成桩 桩孔填料夯实机采用偏心轮夹杆式夯实机、人工填料、应分层回填夯实即可。填夯成桩施工应符合下列技术要求： a、夯锤形状采用下端呈抛物线锤体形的梨形锤，锤重150kg ，夯锤直径300mm ； b、向孔内填料前应测量孔深是否达到设计要求，填料前应夯实孔底，然后控制灰土含水量到接近最优含水量状态下分层回填夯实，填料时每填30cm夯击8次，及填8锹土夯击8次；c、夯击时夯锤落距600700mm ，每分钟夯击2530次。填料、夯击交替进行时，必须做到均匀下料，均匀夯击。8、施工质量检测 81水泥土挤密桩检测项目 (1)、检测全部处理深度内桩体平均压实系数入 ； (2)、桩体的压缩模量； (3)、抽取不少于总桩数 2的桩进行桩身密度检验，抽取不少于总桩数的 20o 的桩进行单桩复合地基载荷板试验。 82桩间土消除湿陷性效果检测 地基处理后桩间土湿陷性的消除效果进行两方面的试验检测，一是对桩间土取原状土样进行室内土工试验，主要包括以下试验内容：湿陷系数、压缩试验和挤密系数；二是采用原位的测试手段对桩间土进行检测并与取样试验结果进行对比，间接的评价桩间土湿陷性消除效果，主要三种方法：静力触探试验、地质雷达试验和面波试验。 83 复合地基处理后的荷载试验 地基处理 28d 后，进行复合地基承载力的荷载试验，以确定复合地基承载力特征值，计算地基变形模量。载荷试验应严格按载荷试验的有关规定进行，并绘制荷载与沉降关系曲线。 9、施工组织9.1人员组成91.1项目部人员安排项目经理1人 技术负责1人施工副经理1人 安全员1人质检员1人 9.12施工作业人力组织按每日每机2个台班（8小时）制进行人员组织，计34人。桩机成孔组：分2个机组，每个机组（每组每班含机长1人，桩机操作手1人，起重工3人，记录员1人，计6人），合计12人。拌料组：分2个组，每组2人，共4人。填料组：分7个组（每组每班2人），共14人。测量组：2组（每组每班2人），共4人。9.2、施工机具拟投入本工程的主要施工机具工程名称序号设备名称型号与规格数量机械状态灰土挤密桩1柴油打桩机dd252台良好2夯实机偏心轮夹杆式8台良好3铲土机2台良好3电缆线良好4水管1000米良好5铁锹和手推车若干良好9.3、施工进度灰土挤密桩：洞外17m已于4月20日前完成；洞内45m按隧道施工进度安排，计划2011年5月20日6月30日。每次仰拱开挖3m后及时测土体含水量，根据检测情况，需变更设计及时变更，洞内45m段灰土挤密桩深度210m，随仰拱施工进行。10、质量保证措施101质量方针、目标质量方针：精心施工、质量第一、优质服务、用户至上质量目标：满足设计要求102质量保证体系项目生产经理：骆勇技术负责：曹智明安全员：李聪明质检员：王林喜103质量保证措施1031施工中除了保证桩长、桩径、桩位，按设计要求做外，还必须保证桩身质量。保证桩身质量必须做到以下要求：施工前进行击实试验，求出最优含水量及最大干密度，确保桩身压实系数达到设计要求，控制灰土施工含水量在wop 2%范围内。1032成孔时，地基土宜接近最优（或塑限）含水量，当土的含水量低于12%时，应对处理范围内的土层进行增湿。1033施工过程中，应有专人监理成孔及回填夯实质量，并做好施工记录，进行严格检查。1034施工中如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取措施处理后方可继续施工。1035灰土桩用石灰或土料，土料使用本场区纯净黄土，土料过筛不含土块，且有机质含量不超过5%，石灰使用生石灰消解（闷透）后过筛的消石灰粉，粒径不大于5mm 。1036当桩孔出现缩孔时（底端），可用石灰块或砂（3：7）混合料砸填夯实。1037施工中要认真记录，及时抽查检验，把好技术关。1038施工前做好图纸会审工作、技术交底工作以及采用的施工工艺。104质检员按下表进行检查施工项目质量检验标准表工程名称项目工序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数量灰土挤密桩主控项目1桩体干密度设计要求现场取样检查2桩长m m+500测桩管长度或垂球测孔深3桩径m m-20用钢尺量4配合比设计要求按拌和时体积比一般项目1土料有机质含量%5试验室焙烧法2石灰粒径m m5筛分法3桩位偏差c m16用钢尺量4垂直度%1.5用经纬仪测桩管5桩径m m-20钢尺量11、雨季施工措施111遇下雨天应采取防雨措施，现场准备棚布，对施工场地和回填材料盖严，防止土料和灰土受雨水淋湿；112当天完成的桩孔必须及时回填夯实；下雨天、大风天禁止施工；113做好周围的防水排洪措