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本作業指導書適用于新建路基施工中，對涵基、地基松散沙土或軟粘土進行加固處理，以防止砂基液化，提高地基承載力，減少工后沉降和不均勻沉降；也可用于加固天然邊坡或土石壩坡，提高邊坡穩定性。2 作業準備2.1 組裝調試設備在適當的位置布置操作控制室、施工集水箱和高壓清水泵。在布置場地的同時組裝調試振沖設備，安裝現場照明系統，安裝上水泵和排水泵，連接管線，連接集水箱和高壓清水泵。吊機到位，連接振沖器和導管，確定振沖標尺，連接控制電路，吊起振沖器，接通電源，啟動上水，開啟振沖器，記錄空載運行參數，按試樁確定的各項施工技術參數，調整電控系統、上水系統到正式開工狀態，請監理單5、位驗收后，填寫設備調試記錄，報送開工報告，等待開工令。2.2 布置現場供排水系統2.2.1 上水系統 涵基的施工點用水，可直接在池塘或河溝取水至水箱。隨著施工的進度，待排污沉淀池的清水可滿足施工使用時，工點的施工用水可直接在沉淀池中取。 排污 用裝載機和人工挖設主、干排水溝，滿足泥漿順溝排走的施工要求，并沿排污方向，挖設12個小排污坑，安裝泥漿泵接管將泥漿抽送到排污沉淀池。2.3 布置料場 若各加固點所需的碎石方量有數百方，需各工點布置一個堆料場，各個料場備足碎石骨料。2.4 測量放線布置樁位基土開挖后，采用經緯儀進行現場測量，請業主和監理單位驗收確定樁位，用水泥砂漿固定木樁，固定標準控制點，6、再根據控制點，嚴格按照設計圖紙用鋼尺放線布樁，請監理單位復核驗收，確定設計施工樁位,樁位偏差不大于3cm。用樁釬將樁點固定，標以醒目標記，編制樁號、樁深，填寫布置記錄。2.5 施工順序的確定 振沖碎石樁若采用“由外向里”的施工順序，即由涵洞出口到進口，則中心區制樁很困難。若采用“由里向外”的順序施工，易擠走部分軟土，便于制樁，但對于強度較低的軟土地基，為減少制樁過程對樁間土的擾動，我們采用間隔振沖的方式施工，振沖順序見圖2。2.6 施工工藝碎石樁施工工藝流程如圖3：3 操作方法3.1 指揮對樁待準備工作完成及樁位布置好后，在孔口指揮人員的指揮下，吊車司機徐徐吊起振沖器，使其豎直懸空，讓振沖器圖7、3： 振沖碎石樁施工順序圖尖端豎直對準布好的樁位。必須保證施工時振沖器尖端噴水中心與孔徑中心的偏差不得大于50mm。3.2 打樁造孔3.2.1 造孔電流的確定造孔電流是造孔階段的電流值，它關系到造孔的速度和振沖器的使用壽命。如果造孔電流過小，造孔速度緩慢，延誤工期；如果造孔電流過大，將燒壞振沖器的潛水電機。應根據實際情況取定造孔電流大小。3.2.2 造孔水壓的確定造孔水壓是造孔階段的水壓值，它關系到造孔的速度、供水系統和污水處理系統的規模。造孔水壓愈低，造孔時所生成的泥漿愈濃，振沖器壁與泥漿的摩擦力愈大，造孔的速度就愈慢，且無形中增加了排漿泵的負荷，導致泥漿的排出十分困難。過高的造孔水壓，雖然8、消除了上述不良現象，但泥水濃度的偏低將帶走大量的泥土，從而削弱泥漿護壁的功能，還可能引起孔內坍方現象的發生。大量的圖2：碎石樁施工工藝流程泥漿水不僅增加了供水電機的負荷，而且也增加了排污泵的負荷，污水處理費用也相應增加。通過現場試驗，不斷調整，確定適當的造孔水壓。3.2.3 振沖器下放速度的控制 在造孔過程中，若吊機卷揚機的下放速度過快，電流很容易超過電機的額定電流，致使電機燒壞，此時，采取的措施為暫停振沖器的下沉，或減速下沉，或上提一段距離，借助高壓水沖松土層后再繼續下沉造孔。然而卷揚機的下放速度過慢，不僅機械磨損較嚴重，而且施工進度也緩慢。因此，一般以0.52.0m/min的下放速度為宜，9、并始終保持振沖器處于懸掛狀態，以免造成斜孔。3.2.4 造孔孔口指揮下開機令，由控制室人員確定造孔控制參數。將振沖器緩慢、穩妥地吊起，對準樁位緩慢下降振沖器至離地面30cm以內，開啟高壓清水泵，待振沖器下端射水口出水的水壓、水量達到工藝要求時，方開動振沖器，待振沖器內的偏心塊達到額定轉速時，下沉振沖器貫入土層進行造孔，直至設計深度。3.3 清孔 造孔完畢將振沖器全部吊出后再對準孔位，保持豎直狀態放入孔底，進行一次清孔排漿（清孔過程中可視打樁的實際成孔排漿情況，確定清孔深度和次數），保證填料暢通，減少樁體含泥量。3.4 碎石樁體填料的選擇3.4.1 材料質地的確定樁體回填料的質地不僅影響成樁的速10、度，關鍵在于影響成樁效果和質量，易風化、質軟或含泥量超過10%的材料在振沖器的水平振動力下極易破壞，致使制樁質量難以滿足設計要求、進度緩慢、泥水濃度增加，給排污及污水處理系統帶來諸多不便，污水處理費用也相應增加。因此選用質地堅硬、含泥量不超過10%的級配碎石。3.4.2 碎石粒徑的選擇碎石粒徑的大小直接關系到制樁的難易程度和成樁的效果。粒徑過小的碎石在振沖器的振動下極易擠入軟土中，造成制樁十分困難，是不是填料粒徑愈粗，振密和成樁效果愈好，其實也不是，填料粒徑過大，易卡死在振沖樁孔中，致使無法制樁。通常振沖器頭部直徑31.5cm和造孔直徑4550cm，選用28cm的級配碎石。3.4.3 填料方式11、的確定碎石樁加固的區域基本上為粘土時，在造孔和清孔過程中不易發生坍孔堵塞，且清孔除泥很方便。若采用間斷填料法，人工推車填料，不僅操作較為煩瑣，進度也緩慢，而且造成振沖器和吊車作無謂的消耗。為此采用操作方便，適合機械化作業的連續填料法，即振沖器不提出孔口，僅上提3050cm，離開原已振動密實的樁段，立即向孔內連續不斷地回填石料，直至該段樁體振沖密實達設計要求，再上提一段距離，連續填料振沖密實，重復上述步驟，自下而上逐段制樁直至孔口。3.5 逐段加密成樁3.5.1 加密電流的確定加密電流是碎石樁加密碎石所采用的電流值，這將直接影響到制樁的質量。加密電流過小，振沖器的水平振動力也相應地小，致使樁孔內12、的碎石向周圍土中擠入的量較小，樁的擴散半徑也較小，樁的密實程度無法達到設計要求；加密電流過大，水平振動力增大，碎石大量向外擴散，使樁的直徑遠遠超出碎石樁的設計直徑，造成碎石的大量浪費，從而增加工程成本。因此應現場試樁確定加密電流。3.5.2 加密水壓的確定加密水壓是碎石樁加密碎石所采用的水壓值，這將直接影響到制樁的效果。加密水壓過小，在填料過程中，有大量濃泥漿積存于填料的下方，造成樁不密實，甚至可能出現斷樁的現象；加密水壓過大，將泥漿幾乎全部洗出樁孔，使樁內的碎石間失去粘結力，從而影響樁的穩定性，也增加了排污處理的費用。應經過現場試樁確定加密水壓的適當值。3.5.3 加密段長度的確定加密段的長13、度直接關系到振沖密實的程度，過長的加密段，填料過多，在水平振動力一定的情況下，難以保證各處都能達到振沖密實的效果，較容易產生漏振部分，達不到要求的密實程度；過短的加密段，單次上料的數量減少，使得操作頻繁，從而影響施工進度。根據經驗及現場試樁，普遍情況把加密段的長度確定為3050cm。3.6振沖密實3.6.1 留振時間的確定為保證加密段的碎石密實確實達到設計要求，防止由于振沖器瞬時較快地進入石料并產生瞬時的電流高峰，從而出現達到密實要求的假象，再者，對于振擠密實砂土來講，當達到規定的加密電流后，還需一定的留振時間，使地基中的砂土于振沖下形成足夠的液化區，停振后砂土將重新排列密實。至于振沖碎石樁也14、需在達到規定的加密電流后，再留振一定的時間方能使樁體石料振擠密實。因此獲得加密電流達到規定數值的信號后，仍將振沖器停留原位繼續加密一段時間，經現場試樁實驗確定留振時間。3.6.2 振密清孔后將振沖器提離孔底3050cm，由裝載機向孔內連續填入碎石料，依靠振沖器的水平振動力不僅將孔內的石料振密，還不斷地將填料擠入孔壁中，使樁徑擴大。一旦樁周上的約束力與振沖器的振動力相等，樁徑就不再擴大，此時振沖器電機的電流值迅速增大，當電流達到規定值時，控制系統則及時發出信號，這時樁仍繼續加密，當達到留振時間8s，時間繼電器又發出信號，標志該段次的填料加密過程完成。再將振沖器提起，循環上段工序，進行下一段樁體的15、加密工作直到樁頂（作好打樁記錄，記錄加密過程和填料情況）方完成了一根樁體的制樁過程。3.7 樁體頂部處理方案的確定樁頂部1.0m范圍內，由于地基土的上覆壓力小，施工時樁體的密實度難以達到要求，如果在其上直接修建路基或涵洞基礎，勢必留有一定的工程隱患，造成工后沉降量大為增加，為此必須采取措施另行處理。采用挖出和碾壓兩種方法均可處理，但挖出必須預留樁頭，這就要求施工前的地面高程、設計樁頂高程和預留待挖的樁頂高程均需計劃好，這種方法一方面使得打樁的實際深度遠遠超過設計深度，從而影響了施工進度，另一方面造成碎石的大量浪費和機械設備的無形損耗，從而提高了施工成本。選用既省時又省料的碾壓方法，對碎石樁頂的16、松散層進行碾壓密實。3.8 樁頂墊層處理方案的確定振沖碎石樁在造孔和制樁過程中，都有高壓水的參與，又由于軟粘土粒間具有粘聚力，屬非松散土體，加以土的透水性差，土的空隙水不易流動排除，因此在振沖碎石樁的施工中，樁周圍的土體往往會出現超空隙水壓力，致使在制樁后的短期內，原土的含水量增長約10%。軟粘土經過碎石樁加固處理后，因其中含有排水暢通的碎石樁，使樁間土產生的振動空隙水壓力的水由碎石樁體排出，土中空隙水壓力亦隨之減少。但這一過程是十分緩慢的，而且基礎的建設不可能等到土體中的水排盡才開始進行。為此應采取一定的措施既能保證排水管路的暢通，又能使基礎的建設及時進行。于是在經樁頂部處理后的復合地基上面17、鋪設一層厚度為40cm的碎石振動碾壓墊層。這樣還可使基底壓力比較均勻地作用于復合地基上，改善基礎與復合地基的接觸狀況，防止“脫空”現象，也可構成基底排水層，加速復合地基的排水固結。3.9 碎石樁試驗方案的選擇3.9.1 檢測方法的確定對于碎石樁加固的涵基或路基，由于數量較多，若每根樁都進行檢驗，且必然耗資大，為時過長，因此得選擇一種最可靠、最實際的求復合地基承載力的方法。振沖碎石樁加固效果的檢測方法較多，但是，目前最能反映實際結果的檢測方法為靜荷載試驗法。荷載試驗可直接測定復合地基的承載力，其中包括多樁復合地基荷載試驗和單樁復合地基荷載試驗：多樁復合地基荷載試驗 涵洞基礎的加固采用三角形布樁方18、式，承壓板則采用矩形壓板，壓板下壓25根樁及其加固面積。多樁復合地基荷載試驗的樁數愈多，壓板面積愈大，更能反映復合地基受荷的工作特性，所獲得的結果更為真實、可靠。但隨著壓板面積的增大，在同樣的地基承載力要求下，施加的總荷載亦隨之劇增，操作困難、危險，更費錢費時。單樁復合地基荷載試驗 單樁復合地基荷載試驗的壓板面積僅為1根碎石樁及其加固面積，采用正方形或圓形壓板。涵洞基礎加固采用三角形布樁方式，采用正方形壓板b=0.93s（s為樁距，b為正方形壓板邊長）建筑地基處理技術規范。此荷載試驗壓板面積較多樁復合地基荷載試驗小得多，加載量大為減少，操作方便，耗時、耗資等都有較大的節省。同時單樁復合地基荷載19、試驗亦具有相當的原型性。通過上述單樁、多樁復合地基荷載試驗的比較，我們通常選用單樁復合地基荷載試驗作為檢測碎石樁加固效果的方法。荷載板為正方形。3.9.2 承壓板尺寸的確定單樁復合地基荷載試驗的承壓板由于承受數十噸的荷載壓力，若所使用的鋼板剛度不夠，隨著荷載的增加，鋼板的變形越明顯，這將給試驗帶來很大的誤差，致使試驗數據無效。為此，采用厚度為20mm的鋼板作為承壓板 。承壓板尺寸的大小由1根碎石樁及其加固面積共同確定： 即b=0.93s式中b承壓板的寬度 m；S碎石樁的樁距 m。3.9.3 荷載的確定若荷載太高，租用專用荷載試驗的載荷，租金太貴，運輸也不便，可采用堆碼條石作為荷載供施工之用，且20、加載和卸載都很容易。荷載試驗見圖4：圖4： 荷載試驗布置圖序號名稱規格單位數量1振沖器ZCQ-30臺12吊車QY8臺13清水泵ISO80-50-200臺14排污泵臺25裝載機臺16電控系統套17經緯儀臺18鋼卷尺把13.10 碎石樁施工的主要機械設備配置如表一：表一 主要機械設備配置表3.11 碎石樁施工的勞動力組織如表二：序 號工 種人 數職 責1項 目負責人1負責施工的組織指揮、勞動力安排2測量工2施工放樣，技術觀測，整理資料3吊 車司 機1操作吊車，負責振沖器的升、降4指 揮人 員1負責現場的指揮對樁5控 制人 員1負責控制電控系統6裝載機司 機1負責碎石料的轉運7普 工10配合施工表二21、 勞動力組織表4 質量標準及要求4.1 加強工程質量的管理4.1.1加強對職工、民工的質量意識教育，牢固樹立“質量第一”的觀念。按照已批準的施工方案作好技術措施交底工作。4.1.2認真接受由建設單位、監理單位和有關質檢部門的監督檢查和工程監理，積極配合建設、監理單位、設計單位復核工程質量。4.1.3認真作好施工記錄，建立健全工程技術檔案。4.2 保證工程質量要求4.2.1施工前，必須熟悉本工程的設計，工程水文地質資料及工程質量評定標準等有關文件。4.2.2施工隊伍一進場，測量人員應馬上熟悉圖紙和施工現場情況，根據實際地形，布設放樣控制點。4.2.3把好布樁質量關，作到布樁要檢查，復核要統一，作22、到樁位布置要醒目。4.2.4加強施工環節的質量管理，經常檢查振沖器具的運轉情況，定時保養振沖器，使之正常運轉施工，檢查有關質量的電控系統，保證其良好的自控狀態，發現問題及時處理，隨時檢查各機組的造孔、清孔、加密的施工環節，檢查加密電流，加密水壓、留振時間、加密段等質量控制參數，使之在規定的參數下運轉施工，嚴把材料關，嚴格按碎石骨料的規格驗收使用碎石。4.2.5加強對成樁質量跟蹤檢查，對已完成的樁體進行隨機抽樣檢查樁位、樁長、單樁進料量、成樁樁徑和樁體密實度，落實自檢報告。發現問題，及時解決。5 職業安全注意事項5.1配備專門培訓的有證駕駛員，并要求定位定員，非駕駛員不得亂動車輛。5.2嚴格按崗23、位責任制和操作規程辦事。5.3所有機電設備，均應制定切實可行符合要求的操作規程，每個崗位值班人員，均應具有上崗證。5.4各種機電設備檢修、維護時應停電、停運轉，如要試運轉，應有針對性保護措施。5.5所有電氣設備按規定設置漏電保護裝置。5.6對現場各種提升設備，必須進行經常性的安全檢查，尤其對垂直提升設備的鋼絲繩等易磨提升部位更應注意維護檢修。5.7作靜荷載試驗的過程中，應將枕木、工字鋼、條石堆放平穩，防止掉下傷人。6 環境保護、水土保持注意事項6.1 環境保護、水土保持的技術保證措施及方案1）加強施工人員對建設項目環境保護管理條例及中華人民共和國水土保持法實施條例學習，樹立良好環保意識，自覺遵24、守“環?！?、“水土保持”規定。2）制定“環保”、“水土保持”責任制，簽訂責任書，避免和減少對環境的污染和破壞。3）嚴格執行GB/T14001-1996環境管理體系標準和集團公司質量、環境、職業健康安全管理體系文件，嚴格遵守中華人民共和國環境保護法、中華人民共和國水污染防治法、中華人民共和國環境影響評價法等國家、行業及地方相關法律法規和規定，制定環境管理目標(指標)，制定并實施環境管理措施(方案)，減少或消除施工生產對環境造成的不利影響，以實現環境管理目標(指標)。 環境保護做到“三同時”?？傮w原則為：采取合理措施，避免因施工方法不當而引起的環境污染和其它原因造成對公眾財產和居民生活環境的破壞和25、損害；減少施工引起的揚塵等；工程建筑垃圾、生活垃圾按規定排放、處理；在路基本體完成后及時完成路基的附屬工程；施工完畢后的取(棄)土場及時平整，并做必要的防護，避免水土流失；施工營地、場地、便道在使用完畢后立即恢復。保護生態環境，確保不因鐵路施工擴大生態環境的惡化；保護好植被，防止因施工造成的水土流失，防止因施工造成的地表水、地下水污染；路基擋護結構及路基填筑及路塹開挖及棄土場均在施工完畢后進行噴播植草或栽樹綠化。6.1.1 生態環境保護路基土方工程施工時，隨施工，隨按設計進行防護和綠化，減少水土流失，美化環境。路基工程施工的取棄土場邊坡按設計防護方案隨施工隨防護，對取土場、棄土場的裸露面，按國26、家水土保持法或設計進行整治和綠化，并作好排水設施，確保排洪暢通，為復耕或其他用途創造條件。6.1.2 水環境保護作好施工駐地及施工場地的布置和排水系統設施，保證生活污水、生產廢水不污染水源；合理布置大型臨時設施，不壓縮、不侵占既有水利設施，保證排洪暢通。生活廢水、機械排放的含油污水按規定處理后排入指定區域；施工廢水集中沉淀處理后排放。生活駐地、生產場地離池塘較近時，在生活駐地、生產場地與池塘間挖截水溝或筑堤壩，防止生活和施工廢水污染水源6.1.3 固體廢物處理措施生產生活垃圾集中堆放,按地方政府環保部門要求處理.施工棄土、棄渣按設計或當地環保部門要求，運至指定地點堆棄，并按設計及時修建防護設施，水土保持設施與主體工程同等質量、同時施工。加強廢舊料、報廢材料的回收和管理，減少污染，保護環境。盡量少破壞既有植被，在租用作為施工駐地及施工場地的土地前，首先征得地方政府環保部門的同意，施工期間破壞的植被，施工完成后，種草、植樹予以恢復，防止水土流失，保持環境綠化。工程施工完成后，占用場地按原樣恢復或植樹種草；取土場、開挖面和廢棄砂石土存放地的裸露土地植樹種草，防止水土流失。