2016-001 挤密砂桩专项施工方案

 挤密砂桩专项施工方案

1.工程概况

xxxxx是淮河干流上的大型防洪控制工程，位于河南省信阳市境内，是一座以防洪为主、结合供水、灌溉、兼顾发电等综合利用的大型水利枢纽工程，水库总库容12.51亿m3。

1.1坝基挤密砂桩工程概况    

xxxxx大坝土坝段坝基二级阶地存在的低液限粘土厚度为9～11m，压缩性较大，排水固结条件差，尤其是小泥河段（1+036.9～1+219.34）坝基属极软土层，工程地质条件更差；一级阶地坝基液化等级为中等～严重，液化深度7.0～10m，初设批复的基础处理方案为挤密砂桩。施工图阶段，设计单位在原批复方案的基础上，优化了桩径和桩的布置。鉴于坝基处理范围较广且较为复杂，设计单位要求施工前开展挤密砂桩处理的现场试验研究工作。2015年9月～10月，我部按照有关要求开展了二级阶地段第一阶段的试验研究工作。该阶段采用振动沉管法（桩径500mm、桩间距1.5m～2.5m）生产性试验和振冲法（桩径800mm、桩间距3.0m）成桩工艺试验，并委托xxxxx对坝基处理效果进行了载荷试验和室内分析研究。生产性试验及振冲法工艺试验完成后，检测单位和勘测单位对桩体采用重型动力触探和桩间土采用静力触探进行了检测，检测结果表明：

（1）挤密砂桩桩体局部松散，桩体密实度上下差别较大；

（2）桩间土的锥尖阻力和侧壁摩阻力均比试验前有所减小 ；

（3）成桩过程中桩周地面一定深度内出现隆起和开裂现象。

为了解决上述问题，xxxxx建设管理局邀请专家和相关单位在xxxxx施工现场召开会议，对xxxxx工程坝基挤密砂桩试验方案进行技术讨论。会后要求开展二级阶地段第二阶段的试验研究工作。第二阶段的试验研究工作增加了静压法和螺旋钻配合锤击法两种成桩工艺。第二阶段的试验研究工作由xxxxx、xxxxx共同实施，xxxxx和xxxxx分别对桩体和桩间土进行检测，第二阶段的试验于2016年1月底结束。2016年2月2日收到设计变更通知（HWPC-CSD-SJBG-2016-01)xxxxx对原设计方案进行了优化调整：

⑴坝基二级阶地段挤密砂桩处理范围由桩号0+980～2+140.3调整为桩号0+850～2+140.3；

⑵采用振动沉管法施工，桩径为500mm，在0+850～0+900段桩间距由4.0m过渡到2.0m，在0+900～2+140.3段桩间距为2.0m，均采用梅花形布设；

⑶施工工艺参数：采用行间跳打，有效加密电流35～70A，留振时间15s/m；

⑷桩体密实度要求：重型动力触探击数现状地面以下2m范围内不小于5击，2m以下不小于7击。一级阶地基础处理后的砂层标贯击数实测值不得低于规范规定的液化临界标贯击数。

⑸桩体填料要求：采用级配良好的中粗砂，细粒含量小于5%，不均匀系数Cu≥5，曲率系数1≤Cc≤3。

⑹桩底控制高程按照xxxxx的地质通知（2015-03）和xxxxx的设计通知单（HWPC-CSD-SJTZ-ZTGC -2015-02)进行确定。

2.方案编制依据

1、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）

2、《水利水电工程振冲法地基处理技术规范》（DL/T 5214-2005）

3、施工图纸、设计通知单（HWPC-CSD-SJTZ-2015-02)、设计通知单（HWPC-CSD-SJTZ-2015-03)、设计变更通知单（HWPC-CSD-SJBG-2016-01)

4、施工组织设计

5、招、投标文件

3.施工工艺

3.1工艺流程

软土地基地基挤密砂桩施工工艺流程见下图：

挤密砂桩施工工艺流程图

    为确保工程质量符合设计要求及相关规范规定，实行过程控制为主、工后检测为辅的方法，从人员、材料、设备、施工前准备及施工过程等方面进行质量预控。

3.2施工方法

3.2.1施工准备

⑴基础面准备

    对施工作业面的腐植土、生活垃圾、建筑垃圾进行清理，并运至弃渣场，其中腐植土单独堆放，做好水土保持措施。基础面清理边线超出设计处理边线5m。地基处理范围内若存在沟塘，根据情况，在将沟塘内的水排除后，清除塘底淤泥，将其回填形成满足施工需要的工作平台后开始进行挤密砂桩施工，回填材料和回填技术指标同与其相接触的坝体材料一致。

⑵布置场内运输道路、道路两边的排水盲沟、纵向排水沟、料场、准备好照明设施以便夜间施工。

⑶材料准备 

挤密砂桩桩体填料按照设计要求采用中、粗砂，细粒含量小于5%，不均匀系数Cu≥5，曲率系数1≤Cc≤3，会同现场监理做好材料进场检验。

⑷施工机械准备

砂桩机采用DZ-110KS/DZ-90KS型锤击振动沉管式机械，使用端部带钢制活瓣桩尖的钢管，活瓣在沉管时闭合状态，提升钢管时活瓣张开下料，机组配备驱动装置、振动锤、桩架等。其主要性能见下表：

振动沉管打桩机主要性能表

3.2.2移动振动沉管打桩机及塔架，合拢桩尖叶瓣，不得留有空隙，桩尖对准桩位标记，利用锤重及桩管自重缓慢静压1-2m 后开动振动锤振动下沉。

3.2.3启动振动锤，将桩管振动下沉，直至达到设计深度。沉管时，采用经纬仪或靠尺+塞尺进行垂直度测量，当桩管有倾斜时，停止沉管，振动纠偏后再沉管。当倾斜度超过要求时，拔出桩管，在桩位附近补打。为控制砂桩的入土深度，在桩管上每1.0m 划出标识，以确保桩入土深度符合设计要求。

3.2.4达到设计深度后，用料斗开始向管内灌砂，灌砂计量通过试验确定，施工时可采用“边振动边灌砂”的方法确保灌砂量满足设计要求（灌砂量充盈系数控制在1.2～1.4范围内）。开始灌砂时稍微提升桩管使桩尖打开，桩管内砂料开始流入孔内，方可拔管。边振动边匀速拔出桩管，每提升1m留振15s，如此反复直至桩管全部拔出。

3.2.５提升桩管高于地面，停止振动进行孔口投料直至设计桩顶标高以上。

3.2.６桩机移位，重复以上操作进行下一个挤密砂桩。

施工操作程序图

3.3质量控制要点

3.3.1挤密砂桩施工时，做好砂料的质量控制和储备。所用砂料都采用质地坚硬、具有一定的强度、级配良好的中粗砂，细粒含量小于5%，不均匀系数Cu≥5，曲率系数1≤Cc≤3；

3.3.2成桩施工采用行间跳打方式，并由外侧向中间施工；在既有建（构）筑物邻近施工时，背离建（构）筑物方向进行；

3.3.3施工时桩位水平偏差不应大于0.3倍套管外径，套管垂直度偏差不应大于1%；

3.3.4有效加密电流35～70A，留振时间15s/m；

3.3.5在施工过程中做好振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂料量等项施工记录；

3.3.6满足挤密砂桩长度深入下伏砂层不小于1m，桩径、桩间距、桩位偏差满足设计要求，成桩砂体密实度要求：重型动力触探击数现状地面以下2m范围内不小于5击，2m以下不小于7击。地震液化段挤密砂桩深入级配良好砾层1.0m。

4.质量保证措施

4.1在工程开工前，由项目部技术负责人组织有关人员对砂桩施工进行深入细致的技术交底。明确质量目标和控制措施，使全体施工人员清楚了解工程性质、内容、施工条件、施工计划和注意事项。使各项工作落实到人。

4.2施工过程中，按有关管理规定，实行“一岗三制”以确保每个班组的施工质量。施工质量严格按技术条件要求进行。按桩底、桩顶标高和灌砂量三控。

4.3加强对管理和施工人员的质量教育，不断强化全员质量意识，牢固树立“百年大计，质量第一、”的思想，严格施工质量管理，按施工规范正规化、标准化作业，精心组织、精心施工。

4.4建立完善的质量责任制及质量奖罚制度，保证施工质量。

4.5在施工期间及施工结束后，检查砂桩的施工记录，检查桩管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂料量等项施工记录。

5.安全文明措施

5.1安全保证措施

5.1.1加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患；

5.1.2制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。严禁违规操作，不得违章指挥；

5.1.3定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚；

5.1.4每次运转机械设备时，必须妥善做好该设备的“三检查”工作，在确认各部分的性能良好后方可运转。爱护设备，做到勤检查、勤调整、勤保养。确保设备的润滑、清洁，外观以及联接良好。

5.1.5桩机工作时，除本机操作人员外，其他人员必须离开桩机一定距离，以免桩机部件坠落伤人；

5.1.6配电箱开关有操作指示和安全警示。电器一定要有接地装置，以免发生漏电现象。

5.1.7严禁人员在吊物下通过和停留

5.1.8检查、修理机械电气设备时，应停电并挂标志牌，标志牌应谁挂谁取。应在检查确认无人操作后方可合闸。严禁机械在运转时加油、擦拭或修理作业。

5.1.9 在钻塔上工作时，必须系安全带。

5.1.10 钻场设备安装之后，机长必须进行安全检查，确认安装合格，方可开钻。

5.2文明施工

5.2.1重视环境工作，加强环保教育。认真贯彻各级的有关水土保护、环境保护方针、和法令；

5.2.2开工前应对所有的施工机械进行严格检查，发现有可能泄露污染物的必须修复后才能施工。在施工过程中应密切注意有无污染物的现象，如有发生应立即采取措施；

5.2.3施工中废弃的材料不得随意抛洒，应及时收集，存放于指定地点，定期集中进行处理；

5.2.4桩机、发电机使用的油料严格按规定存放，废油不得随意排放，集中回收后定点处理。

6.节点工期保证措施

6.1施工进度计划

6.1.1  1+400～2+700坝段 ：2016年2月20日～2016年6月10日完成挤密砂桩施工；

6.1.2  0+850～1+400坝段 ：2016年2月20日～2016年2月29日抽排水，2016年3月1日～2016年4月30日清淤、坝基开挖，2016年5月1日～2016年6月30日完成挤密砂桩施工。

6.2进度计划保证措施

6.2.1采取科学方法，编制施工计划，根据各工序施工周期，形成各分部、分项工程在时间、空间上的充分利用与紧凑搭接。加强全体施工人员的紧迫感和责任心，合理安排交叉作业，确保各控制点目标按期实现。

6.2.2发挥计划管理的龙头作用，采用施工进度总计划与周计划相结合的多级网络计划进行施工进度计划的控制与管理，并利用计算机技术进行动态管理。在施工生产中抓主导工序，找关键矛盾，组织交叉作业，安排合理的施工程序，做好劳动力组织和协调工作，通过施工网络节点控制目标的实现保证各控制点工期目标的实现，从而进一步通过各控制点工期目标的实现确保总工期进度计划的实现。

6.2.3以实际进度为控制目标，按计划完成或加速进程，根据工程计划和实际条件。采取切实可行的流水作业和施工作业计划，扩大开辟同时作业的工作面，采用新工艺、新技术、缩短工艺过程间歇和工序间的技术间歇时间。

6.2.4在工程施工过程中，通过应用成熟的施工经验和施工措施加强过程控制，减少或杜绝返工现象。

7资源投入情况

7.1机械设备投入

设备投入情况

人员投入情况