南水北调中线工程素土挤密桩施工方案

郑州1段工程第一施工标段

素土挤密桩试验方案

批准： 审核： 编制：

河南省水利第一工程局

南水北调中线工程郑州1-1标项目部

二〇一一年二月二十四日

南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）郑州1段第一施工标段 素土挤密桩试验方案

挤密土桩试验方案

1、工程概况

南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）

郑州1段第1施工标段设计桩号SH(3)201+000~SH(3)206+000，标段长度5km。标段内共有各种建筑物12座，包括贾鲁河倒虹吸、贾峪河倒虹吸、中原西路分水口门、贾峪河退水闸、大李庄沟排水渡槽；路渠交叉建筑物7座，其中交通桥5座，分别是郑湾南公路桥、常庄北公路桥、朱庄西南公路桥、马凉寨北公路桥、白家庄南公路桥，生产桥2座，分别是小河村桥、大李庄北桥。

根据土层的结构类型和渠坡土体的组合关系，将干渠划分为2个工

程地质段：桩号SH201+000~SH201+815段、桩号SH201+815~SH206+000。

①SH201+000~SH201+815段：根据挖填关系，可分为挖方段、半挖半填段、填方段。桩号 SH201＋000～SH201+177、SH201＋475～SH201+550 为挖方段，地面高程124.00～132.92m，渠底高程 112.87m。当开挖至设计高程时，坡高 11.13～20.05m，渠底板及渠坡土体均为灰黄色中粉质壤土，存在边坡稳定问题。中粉质壤土具非自重轻微～中等湿陷性，湿陷深度2～6m。 桩号SH201＋177～SH201+475为半挖半填段，地面高程109.30～117.32m，渠底高程112.87m，挖深0.94m～4.45m，填方高度3.57m。渠底地层岩性以砂壤土为主，厚2.5～10m，局部为轻粉质壤土、卵石。 桩号SH201＋550～SH201+815为填方段，地面高程106.65～112.57m，渠底板高程112.79～112.87m，填方高度0.3～6.22m。填方段

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地基土为砂壤土，砂壤土具中等压缩性和地震液化潜势。

②桩号SH201＋815～SH206+000

桩号SH202＋129.5～SH202+347.0为填方段，其余段为挖方段。 填方段位于贾峪河河谷段，地面高程107.196～112.3m，渠底板高程112.87m，填方高度0.57～5.674m。填方段地基土为轻粉质壤土，具非自重轻微～中等湿陷性，最大湿陷深度8m。且具地震液化潜势，液化深度4m。

挖方段地面高程128.2～131.9m，挖深15.44～19.14m。组成渠坡的土层为灰黄色轻粉质壤土，具非自重中等湿陷性，最大湿陷深度8m。

在半挖半填及填方段因在地层增加了荷载，设计要求对具有湿陷性的黄土状轻粉质壤土做素土挤密桩的地基处理，消除湿陷性确保渠的稳定性。

大李庄沟排水渡槽场区地层为粘性土均一结构，第①层黄土状砂壤土和第②层黄土状轻粉质壤土湿陷性为轻微～中等，湿陷深度一般8m，湿陷起始压力31～183kPa，设计要求做素土挤密桩处理。

设计参数：素土挤密桩采用等边三角形布置，桩径0.450m，桩中心距为1.35m，桩内回填土的压实系数应不小于0.97，桩间土的最小挤密系数不低于0.88，干渠基础为7 m，大李庄沟排水渡槽为8 m。通过挤密土桩处理，消除黄土的湿陷性，增强基础的承载力。挤密土桩施工通过挤密土桩试验确定最终的挤密土桩施工参数。

2、试验

2.1试验目的

依据设计的挤密土桩施工技术参数进行现场试验，以消除地表以下黄土状轻粉质壤土层的湿陷性，确定具体的挤密土桩施工参数，得出最佳的

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施工技术参数和施工工艺，指导进行大面积施工，满足设计及规范要求。 2.2编制依据

(1)《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）、《建筑地基处理

技术规范》（JGJ79-2002）

(2)招标图纸 NZZⅡ (ZZ2)-X009-1-14

(3)招标文件《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）郑州1段第一施工标段技术条款》

(4)我局投标文件中技术文件 2.3试验前的准备工作

(1)确定现场素土挤密桩试验区

在干渠SH(3)202+129.5～SH(3)202+773段E区基础素土挤密桩处理范围内选取素土挤密桩试验区，试验施工分两个施工区。

试验区平面布置图详见附图。 (2)试验区整理

在挤密土桩试验前，先用推土机将试验区域表层腐质土（不小于30cm厚）推至试验区之外，并拢成堆，然后再将试验区整平。清除场地内障碍物，并标记处理场地范围内地下构造物及管线等。

（3）相关试验

在桩号SH(3)198+310、SH(3)198+320、SH(3)198+330、SH(3)198+360、SH(3)198+370、SH(3)198+380断面取原状土样进行检测。原状土采用取芯机取样，密封送试验室检测含水率、颗粒分析、湿陷性、干密度等。

进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关技术参数（如：最大干密度、最优含水量等）。

复核地基土的含水率、饱和度，当地基土的含水率小于12%或大于24%、饱和度大于65%时，应及时通知设计单位予以确认。

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2.4试验参数选择

试验区参数选择

试验区编号 夯实机锤重 夯实落距 每层夯实次数 虚铺厚度 检验间隔日期 I区 3.5t 2.5m 8 35cm 7d II区 3.5t 2.5m 8 40cm 7d 2.5挤密土桩施工机具的选择

成孔、夯实设备：采用电动卷扬机提升式夯实机，锤重3.5t。 辅助设施：铁锹、铁筛、手推车、小型装载机等。 2.6测量放样

首先采用GPS或全站仪放出试验区的四周边线，在挤密土桩处理范围内沿渠道轴线方向放出左右边桩，撒石灰线作出标识。在试验区域，根据中心线定出各挤密土桩的中心线，并对桩点进行编号、记录。在处理范围外10m设置标高基准点，并测试各桩点的标高，用于控制挤密土桩的设计高程。 2.7试验施工

(1)桩位布置

桩位按设计要求等边三角形布置，桩径0.45m，桩长7m，桩中心距为1.35m。

(2)成孔施工

成孔顺序：由先外后里，隔排隔行，间隔1孔跳打，既从整片挤密地基的外边线向里成孔，间隔1孔施工，打后立即回填。同时观察对邻孔的影响，如果对邻孔影响较大，可间隔2孔或数孔跳打。

采用沉管法成孔。桩机就位，并使桩管对正桩孔，调平桩机架，使桩管保持垂直，开始应轻击慢沉，待桩管方向稳定后再按正常速度沉管。当桩管沉至设计深度后应及时拨出，当拨管困难时可用水浸润桩管周围土层，以防孔口破坏。成孔后若发生缩颈、回淤、塌孔等不能满足设计要求时，应填入干砂，重新成孔。

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(3)土料回填

挤密土桩的填料采用Ip=14.3的低液限粘土，土料的轻型击实最大干密度为1.71g/cm3，最优含水量为15%。土料中有机质含量不得超过5%，也不得含有冻土和膨胀土，土块的粒径不宜大于15mm。

回填时应使桩机保持平稳，使夯锤对中桩孔，能够自由落入孔底。桩孔内有杂物和积水应清除干净。人工填料时指定专人按规定数量均匀填入。夯填的次序是先底夯，保证有效处理深度，然后开始填料夯实，每次分层填料厚度35~40cm，夯锤提高1.5~2.5m，一般5击以上，当听到清脆锤声，方可进行上一层填料夯实。桩孔的夯填高度高出设计桩顶30cm。桩顶以上预留0.5m厚的土层，待施工结束后，将表层挤松的土挖出。 2.8质量检测

2.8.1检测依据的规范标准

《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ50025-2004） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002） 《建筑安装工程质量检验评定标准》（GBJ301-88） 2.8.2试验检测项目

在试验区应进行挤密处理前、后的物理力学性质测试。包括： （1）分层检测土的容重、含水量、孔隙比、颗分、相对密度和击实最大干密度等，压缩系数、压缩模量、湿陷系数；

（2）挤密土桩的数量、布桩形式应符合设计要求。 检验数量：全部检验。 检验方法：观察、现场清点。 （3）桩身密度检测

①孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于0.97。

②检测方法：在全部孔深内，每1m取土样测定干密度，检测点的位

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置应在距孔心2/3孔半径处。

（4）桩间土处理效果的检测

在孔之间形心点附近、成孔挤密深度内，每1m取土样测定干密度、进行湿陷性试验，计算干密度与其最大干密度的比值（最小挤密系数）、湿陷系数和压缩系数、压缩模量；桩间土的干密度，并将其换算为平均压实系数和平均挤密系数。

挤密土桩检测项目表

检测项 序号 1 主 控 项 目 一 般 项 目 2 3 4 1 2 3 检查项目 桩体干密度 桩间土平均干密度 桩长 桩径 土料有机物含量 桩位偏差 垂直度 允许偏差值 单位 g/cm3 g/cm3 mm mm % % 数值 现场试验确定 现场试验确定 +500 -300 +100 -50 ≤5 ≤50mm ≤1.5 检查方法 现场取样 现场取样 测桩管长度或垂球测孔深 尺量 实验室焙烧法 尺量 用经纬仪测桩管 注：桩径允许偏差负值是指个别断面。

2.9合格标准判定

消除湿陷性，桩间土最小挤密系数不小于0.88，填料的压实系数不小于0.97。

2.10试验资料的整理

所有试验项目完成后，及时编制试验成果并上报监理工程师，试验成果包括试验报告、施工检测、测量原始记录、土样室内试验成果等内容。经监理工程师认可后作为控制挤密土桩大面积施工的技术参数。 2.11拟投入的主要人员和仪器、设备

为确保挤密土桩试验顺利进行，计划成立挤密土桩试验小组，由项目总工程师孙福全任现场总指挥，小组成员由各相关人员组成。

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拟投入的主要人员表 序号 1 2 3 4 5 工种 管理人员 技术人员 机械工 技术工人 普工 数量 2 4 6 6 8 拟投入的主要测量仪器、机械设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 GPS 全站仪 水准仪 柴油锤打桩机 铁锹 手推车 铁筛 设备名称 规 格 中海达 莱卡S02 NAL232 锤重3.5t 20 40 单 位 套 套 套 台 把 辆 个 数 量 1 1 1 2 20 4 4 2.12进度计划安排

试验区施工计划安排如下：

挤密土桩试验计划安排：2011年02月26日～2011年03月10日 2.13挤密土桩试验中应注意的问题

(1)挤密土桩开始成孔前应检验打桩机桩管是否应对桩孔。确保垂直度偏差不大于1.5%。

(2)成孔后若发生桩孔严重缩颈和回淤，应填入干砂等，重新成孔。 (3)填料夯实时落锤高度及锤击次数严格按要求施工，以免出现夹层、松散等情况，确保桩身质量。土料干湿适度，严格控制虚铺厚度。

(4)对不合格桩采取加桩或者设计要求的补救措施进行处理。 2.14附件

（1）挤密土桩试验区平面布置图 （2）现场试验记录表

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