1、新 建 银 川 至 西 安 铁 路 站 前 工 程YXZQ-6 标 段水泥土挤密桩工艺性试桩方案编制: 复核: 审批: 中国中铁航空港建设集团有限公司银西铁路甘宁段 YXZQ-6 标段项目经理部编制2016 年 10 月 6 日目 录一、试验地点和地质情况描述 .- 1 -二、试验目的 .- 2 -三、机械设备及施工材料 .- 2 -3.1 机械设备 - 3 -3.2 施工材料 - 3 -3.3 拟投入的主要人员和仪器 - 3 -四、施工过程 .- 4 -4.1 试验方案 - 4 -4.2 施工工艺 - 5 -4.3 施工方法 - 6 -五、成桩检测 .- 7 -六、试桩工艺总结 .- 8 -
2、 0 -水泥土挤密桩试桩方案一、试验地点和地质情况描述试验场位于银西高铁线工程试验段内,对应线路里程DK368486.61DK368+911.99 和DK369054.01DK369+785.69,横向位于线路左右侧 9m 处。线路主要以填挖相间形式通过,最大中心挖方高度约 3-5m, 最大填方高度约 10m,从西安至 银川方向分为两个试验段,采用水泥土挤密桩地基处理措施。试验场所处地貌为环县境内,工点范围内地势左低右高,大部分已开辟为耕地,局部有民房、窑洞。该路段地层依次为:工点上部地层主要为第四系上更新统风积砂质黄土,第四系上更新统冲积砂质黄土,黏质黄土、粉土,下伏白垩下统砂岩。地层岩性详
3、述如下:1、第四系上更新统砂质黄土(Q3 eol):主要分布于线路右侧台地,浅黄色,厚度约 30-50m 不等。成分以粉粒 为主,土质不均,黏塑性较差,局部可见针状裂隙,含白色菌丝,中密为主,稍湿-潮湿,级普通土,0=150kpa。表层 3-5m 稍密,0=100kpa-120kpa。砂质黄土(Q3 al):广泛分布于上部上层,厚 20.750.4m 不等。成份以粉粒为主,土质不均,黏塑性较差,局部可见针状孔隙,含白色菌丝,中密为主,稍湿-潮湿,级普通土,0=150kpa。表层 3-7m 稍密,0=120kpa。压缩模量ES100200 =213.9Mpa,ES 200300 =2.3 23.
4、9Mpa,ES300400 =3.826.5Mpa,ES400600 =2.333.2Mpa,ES 600 800=16.724.9Mpa。- 1 -细砂(Q3 al):局部层状分布于冲积黏质黄土层下部,厚度0.74.4m,棕红色,棕褐色,成份以长石、石英为主,砂质不纯,含少量黏粒,中密,饱和。级松土,0=150kpa。2、白垩系砂岩(K 1):青灰色,局部夹紫红色团块,成分以石英,长石为主,粉砂质结构,层状构造,泥质胶结,局部夹泥岩薄层,节理裂隙较发育,风化层厚度 0-3m。风化层,级软石,0=400kpa;完整基岩,级软石,0=600kpa。试验水泥土挤密桩位于 DK368486.61DK
5、368+911.99 和DK369054.01DK369+785.69 段。设计参数:桩径 0.4m,桩间距0.9-1.0m,桩长 8m,正方形布置。二、试验目的检验完善设计,为大面积施工提供依据,确定如下几方面内容:检验设计参数和地基处理效果;确定机械设备选型及配套组合;确定施工工艺及参数:成孔参数、填料分层厚度、夯击次数、水泥土配合比等。三、机械设备及施工材料3.1 机械设备DK368486.61 DK368+911.99 段采用洛阳铲(沉管直径40cm)1 台和汽车吊夯锤(750kg)1 台。DK369054.01 DK369+785.69 段采用履带吊柴油锤(3.2T)管桩机(沉管直径
6、 40cm)1 台。3.2 施工材料黄土采用就近处正线挖方黄土。- 2 -根据土工试验结果,测出该处黄土含水率,合格后。方可用于水泥土材料。水泥采用 P.O42.5 水泥。水泥土水泥含量 8(质量比),土料中有机质含量不应大于5%,土块粒径不得大于 15mm,不得含有杂土、冻土、膨胀土及砖、瓦、石块。3.3 拟投入的主要人员和仪器为确保现场试验顺利进行,计划成立水泥土挤密桩试验小组,由技术负责人任现场总指挥,小组成员由安全质量部、工程技术部等相关人员组成。拟投入的主要人员表序号 工种 数量 备注1 管理人员 22 技术人员 33 机械工 44 技术工人 65 普工 86 安全员 1拟投入的主要
7、测量仪器、机械设备表序号 设备名称 规 格 单 位 数 量 备注1 全站仪 徕卡 1201+ 套 12 水准仪 DSZ2 套 13 柴油锤打桩机 台 24 汽车吊 台 15 夹杆锤夯实机 台 16 洛阳铲 台 17 滚筒式搅拌机 台 18 自卸车 台 3 运料- 3 -四、施工过程4.1 试验方案针对设计桩径较大、桩身较长的情况,拟定了两种试验方案,并在正式施工前在分区间的过渡段或路堤坡脚处进行了小面积群桩试验。试验桩平面示意图方案 1在 DK368486.61 DK368+911.99 段,试验桩 7 根(1-1#桩、3-1#桩、5-1# 桩、2-2# 桩 、4-2#桩、1-3#桩、 3-3
8、#桩)按顺序施作(见图)。采用直径 40cm 洛阳铲成孔,成孔 8m 深;夯填时每层填料虚铺 50cm,采用汽车吊夯锤(0.75t),每层分别夯击 6 次,夯锤落距 4m。成桩过程中在桩长范围内,每 2m 在桩芯位置取样测试干密度,如达不到设计要求,调整每层填料厚度或夯击次数,直至取得能够达到设计压实系数的工艺参数。- 4 -方案 2在 DK369054.01 DK369+785.69 段,试验桩 7 根(2-1#桩、4-1#桩、1-2# 桩、3-2# 桩 、5-2#桩、2-3#桩、 4-3#桩)按顺序施作(见图)。采用直径 40cm 履带吊柴油锤(3.2T )管桩机成孔,孔深 8m;夯填采用
9、夹杆锤夯实机,根据夯实机输送水泥土流量控制夹杆锤夯击 68 次/分;成 桩过程中在桩长范围内,每 2m 在桩芯位置取样测试干密度,如达不到设计要求,调整填料的流量或夯击次数,直至取得能够达到设计压实系数的工艺参数。4.2 施工工艺工艺流程图4.3 施工方法场地清表、整平用推土机、装载机清除表层 50cm 厚腐植土,并整平。清表土运送到指定地点集中堆放。场地清表、整平桩孔编号、放样定位沉管机就位沉管至设计标高拔管处理缩孔夯实孔底验孔检查分层填料、夯实成桩综合检验填料拌合- 5 -桩孔编号、定位根据设计桩位布置对桩孔进行编号,利用全站仪测放排、列控制桩,拉线、钢尺丈量定出桩孔位置,洒白灰线、插竹签
10、标记。沉管应使沉管垂直对准桩位中心,并确保挤密桩垂直度容许偏差不大于 1.5%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后,方可启动打桩锤。据沉管上的标记的进尺刻度,确定达到设计时,停止钻进,拔管,移机到下一桩位施工。桩孔处理成孔后将孔底虚土夯实、夯平。在试验方案一中,用汽车吊夯锤(0.75t)夯击孔底 8 次;在试验方案二中,用柴油锤(3.2t)夯击孔底 2次。水泥土拌合水泥土水泥掺量为 8(质量比),采用砂浆拌合机拌合。拌合前检测土的含水量,如含水量偏低,根据实测含水量、最优含水量以及土的数量计算需加水数量,加水闷料
11、12 小时后方可使用。如含水量偏高,经晾晒接近最优含水量后使用。水泥土拌制根据回填要求随拌随用,已拌成水泥土不得超过 6 小时或隔夜使用,被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用按作废处理。下雨期间不进行水泥土拌制。混合料搅拌时间及含水量,现场可根据“手捏成 团、落地散花” 判断是否合适。填料夯实检查桩孔位置、孔径和孔深后,分层夯填水泥土拌合料。投料时严格控制填料每层虚铺厚度,采用计量器具(用容积 26L 水桶根据方案每层投料量划出刻度)精确计量每次投料方量,严格按照试验方案确定的夯击次数进行。成桩检验- 6 -按设计和规范要求进行桩径、桩长、桩身密实度、桩间土挤密系数、湿陷性系数、压缩模量等试验检测。
12、水泥土挤密桩施工允许偏差水泥土挤密桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定:水泥土挤密桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号 检验项目 允许偏差 施工单位检验数量 检验方法1 桩位(纵横向) 50mm 经纬仪或钢尺丈量2 桩体垂直度 1.5% 成孔夯实孔底后吊垂球测量垂直度3 桩体有效直径 不小于设计值按成桩总数的 10%抽 样检验,且每检验批不少于 5 根开挖 50-100cm 深后,钢尺丈量五、成桩检测1、水泥土挤密桩在成桩过程中,在全桩长范围内,自桩底每夯填 2m 对桩芯附近桩 身取样,测定土样干密度。判断检测数据能否达到设计要求的压实系数。2、在试验方案二试桩区域水泥土挤
13、密桩施工结束 714 天后,对桩间土侧处理效果进行检验。取样点选在试桩桩间正三角形形心点、成孔挤密深度范围内采用钻机取样,每 2m 取样测定干密度并进行压缩试验,满足挤密系数不小于 0.90,对湿陷性黄土还应进行湿陷性试验,满足湿陷系数 s 小于 0.015。3、成桩 28 后进行单桩或复合地基载荷试验。其中对方案一试验区域选取一根桩进行单桩承载力荷载试验;对方案二试验区域进行群桩荷载试验检测复合地基承载力。以检测试桩承载力数据能否达到设计要求。六、试桩工艺总结- 7 -根据试验过程中累积的经验,采集的数据、参数,以及成桩检查结果,进一步验证施工工艺、施工顺序按正方形应“隔孔隔排跳打” 的原则。混合料配合比、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数,以及成桩质量,形成水泥土挤密桩施工工艺试验报告并报监理审批,为水泥土挤密桩全面展开施工提供依据。