柱锤冲扩桩施工工艺

柱锤冲扩法是采用柱状锤(简称柱锤)，通过自行杆式起重机或其他专用设备，将柱锤 提升至距地面一定高度后下落，在地基土中冲击成孔，并重复冲击至设计深度，在孔内分层 填料、 分层 夯实形 成桩 体，同 时对 桩间土 进行 挤密， 形成 复合地 基。 在桩顶 部也 设置

300~600mm 厚砂石垫层或 500~1000mm 灰土、水泥土垫层。适用于处理杂填土、粉土、粘 性土、素填土和黄土等地基，对地下水位以下饱和松软土层，应通过现场试验确定其适用性。

对地下水位以上杂填土、素填土、粉土及可塑状态黏性土、黄土等，在冲孔过程中成 孔质量较好，无坍孔及缩颈现象，孔内无积水，成桩过程中地面不隆起甚至下沉，经检测孔 底及桩间土在成孔及成桩过程中得到挤密，试验表明挤密土影响范围为 2~3 倍桩径。而对地 下水位以下饱和松软土层冲孔时塌孔严重，有时甚至无法成孔，在成桩过程中地面隆起严重， 经检测桩底及桩间土挤密效果不明显，桩身质量也较难保证，因此对上述土层应慎用。 2.16.2 作业内容

1.平整场地；2.施工准备；3.孔井口加固；4.冲扩成孔；5.终孔检查处理；6.分层填筑、 分层夯实。

2.16.3 质量标准及验收方法

一、原材料的检测项目、方法及频次见表 2.16.3-1。

表 2.16.3-1 原材料的检测项目、方法及频次

序号 项 目 方 法 频 次 1 2 活性 CaO、 MgO 含量 按《建筑石灰试验 方法》（JC/T 478） 规粒径大于 定 5mm 含量 同一厂家、同一产地的石灰，每 200t 为一批， 不足 200t 也按一批计；监理单位按施工单位抽 样数量的 20%见证检验，且每检查批不少于 1 次 同一取土地点、相同土性的土，每 1000m为一 3 批，不足 1000m也按一批计。施工单位每批抽 样检测 1 次。监理单位按施工单位抽样数量的 20%见证检验或 10%平行检验，且每检验批不少 于 1 次 施工单位同厂家、同批号、同品种、同强度等 级、同出厂日期的散装水泥 500t（袋装水泥 3 有机质 《铁路工 3 200t）检验 1 次，当不足 500t 或 200t 时，也 需检验 1 次。监理单位按施工单位抽样数量的 20%见证检验，且每检验批不少于 1 组 二、桩的数量、布桩形式、填料的配合比、最优含水率、桩孔的直径和深度应符合设计 要求，检验方方法、频次见表 2.16.3-2

4 强度、安定 《通用硅酸盐水 性、凝结时 泥》（GB175-2007） 间等 1

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表 2.16.3-2 检验方法、频次

序号 项目 数量、布桩形式 填料的配合比、最 优含水率 桩孔直径 桩孔深度 方法 观察、现场清点 检查配料计量，轻型标准 击实试验报告 频次 全部检验 全部检验 1 2 3 4 孔底夯实后尺量 全部检验 三、桩内填料的夯实后压实系数不小于 0.97（轻型击实），桩间土处理效果、复合地基 承载力应符合设计要求，检验要求见表 2.16.3-3

表 2.16.3-3 桩身质量检验项目、方法、频次 序号 项目 方法 频次 通长取芯、无侧抗压 1 夯实密度 抽样检验桩总数的 3‰，且每 台班不少于 1 根。 沿线路纵向连续每 50m 抽样 检验 3 点。 总桩数的 2‰，且每检验批不 少于 3 根。 2 桩间土处理效果 静力触探、标准灌入试验 3 复合地基承载力 平板荷载试验、 四、桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合表 2.16.3-4 表 2.16.3-4 桩位、垂直度、有效直径的允许偏差

序号 检查项目 桩位（纵横向） 桩垂直度 桩体有效直径 允许偏差 桩距设计值的 5% 1.5% 不小于设计值 检查方法 经纬仪或钢尺丈量 成孔夯实孔底后吊垂球测量垂 直度 开挖 50~100cm 深后，钢尺丈 量 1 2 3

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2.16.4 工艺流程图 柱锤冲扩桩施工工艺流

程见图 2.16.4。

图 2.16.4 柱锤冲扩桩施工工艺流程图

2.16.5 工艺步骤及质量控制说

明 一、施工准备

施工前应清除路基范围原地面表层植被，挖除树根，做好临时排水设施。原地面松、软 表土及腐殖土应清除干净，翻挖回填压实质量应符合设计要求，基底应密实、平整。

技术人员根据设计图纸用全站仪精确放出桩处理范围边线，中间桩位拉钢尺定位，插木 桩、竹片桩或点白灰点标识。自检合格后及时向监理工程师报验。

二、钻机就位

钻机就位必须平整、稳固，确保在施工中不会发生倾斜、移动。应使钻杆垂直对准桩位 中心，桩位偏差应控制在设计桩间距的 5%以内；钻杆垂直度控制采用在钻架上两个相互垂 直的方向上挂垂球的方法测量。每根桩施工前均要由旁站人员进行桩位对中及垂直度检查， 确保桩垂直度偏差不大于 1.5%，检查合格后方可开钻，并记录好桩位偏差和垂直度。

三、成孔

根据土质及地下水情况可分别采用下述三种成孔方式： 1.冲击成孔。将柱锤提升一定高度，自动脱钩下落冲击土层，如此反复冲击至设计成孔 深度时，可在孔内填少量粗骨料继续冲击，直到孔底被夯密实。

2.填料冲击成孔。成孔时出现缩颈或坍孔时，可分次填入碎砖和生石灰块，边冲击边将 填料挤入孔壁及孔底，当孔底接近设计成孔深度时，夯入部分碎砖形成扩大端。

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3.复打成孔。当坍孔严重难以成孔时，可提锤反复冲击至设计孔深，然后分次填入碎砖 和生石灰块，待孔内生石灰吸水膨胀、桩间土性质有所改善后，再进行二次冲击复打成孔。 当采用上述方法仍难以成孔时，也可以采用套管成孔，即用柱锤边冲孔边将套管压入土中， 直至桩底设计标高。

四、孔内填料、成桩 用标准料斗或运料车将拌和好的填料分层填入桩孔夯实。当采用套管成孔时，边分层填

料夯实，边将套管拔出。锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯实厚度、夯击次数、 总填料量等应根据试验确定。每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少 0.5m，其上部桩孔 宜用原槽土夯封。施工中应做好记录，并对发现的问题及时进行处理。

五、移位 施工机具移位，重复上述步骤进行下一根桩施工。柱锤冲扩法施工夯击能量大，易发生 地面隆起，造成表层桩和桩间土出现松动，从而降低处理效果，因此成孔及填料夯实的施工 顺序宜间隔进行。

六、质量控制

1.桩点位置及场地标高应与施工图相符。 2.把好材料关，施工材料应符合质量要求，配合比要准确，每米桩长灌入量应符合要求。 3.按设计要求，填料采用石灰土或水泥土，填料的配合比按设计要求进行配置。桩间土 经成孔挤密后的平均挤密系数不宜小于 0.95。桩体内的平均压实系数不应小于 0.98。

4.柱锤冲扩桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。 2.16.6 施工机械及工艺装备

1．主要设备：柱锤、起重设备、自动脱钩装置。 2. 辅助设备：斗车、铁锨等。 2.16.7 作业组织

柱锤冲扩桩施工人员配备见表 2.16.7

表 2.16.7 柱锤冲扩桩施工劳动力组织

序号 工种 人数 职责 1 机长 1 负责机组管理和施工技术 2 起重机司机 2 负责起重机操作 3 电焊工 1 负责补焊，兼做电工 负责工作测量及施工过程记录 4 测量工 2 工作 2.16.8 材料消耗 桩体材料可采用级配砂石、灰土、水泥混合土等，根据桩径及配合比的不同，计算出消

3 耗的材料，每个台班约消耗 70m左右。 2.16.9 生产效率

在桩体材料供应充足的情况，每个台班可以完成约 300m，实际生产效率因桩径尺寸不 同而略有不同。

2.16.10 安全生产及环境保护

一、施工安全

1.施工、操作人员必须经过技术安全培训后持证上岗。 2.所有机械、电气设备必须达到安全防护标准。

3.桩机周围 5m 范围内应无高压线路，作业区应有明显标志或围栏，严禁闲人入内。 4.电缆应尽量架空设置；不能架起的电缆当钻机行走时一定要专人提起电缆同行，通过 道路时应采取防护措施。

5.登高检查时挺杆下严禁站人。 6.施工过程中应经常检查钢丝绳的磨损情况，卡扣的紧固程度以及转向装置灵活性，防 止发生事故。

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2.17 桩帽施工工艺 2.17.1 工艺概述

桩帽可采用现场浇筑或预制安装，适用于刚性桩复合地基处理的松软土地基，一般用于 打入桩、压入桩、灌注桩等刚性桩体桩顶，以增大桩体顶部的受力面积，增强复合地基承载 力。 2.17.2 作业内容

1.桩帽基坑开挖、护壁设置；2.模板制作、安装、拆除；3.钢筋及预埋件制作、安装； 4.桩帽混凝土浇筑 2.17.3 质量标准及验收方法

一、构成桩帽的钢筋、水泥、粗细集料、矿粉、外加剂、拌合用水等要符合设计图纸及 施工规范要求。 二、桩帽板原材

料质量要求

1.水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，掺加宜为矿渣和粉煤灰。有耐久性侵蚀要 求的混凝土也可选用中抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥，不宜使用早强水泥。水泥到场后不 得露天堆放，水泥应分类存放。水泥由于受潮或其他原因而变质时，应及时运出场外。

2.矿粉掺加料应选用品质稳定的产品。在运输和存储过程中应明显标志，严禁与水泥等 其他粉状材料混淆。

3.细骨料选用级配合理、质地均匀坚固的洁净天然河沙，也可选用专门机组生产的机制 砂，不宜使用山砂，不得使用海砂。

4.粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可选 用碎石或卵石，不宜采用砂岩碎石。混凝土采用二级或三级级配粗骨料，粗骨料应分级采购、 分级运输、分级堆放、分级计量。

5.外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性 能的产品。当将不同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂和水泥之间应有 良好的适应性。宜选用多功能复合外加剂。

三、原材料存放及试验要求 混凝土所用的原材料应按品种、规格和检验状态分别标识存放。混凝土中宜适量掺加符 合技术要求的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅粉等矿物掺加料。不同矿物掺加料的掺量应根据混凝 土的施工环境条件特点、拌制物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。

四、桩帽施工前桩的处理要求

1.桩帽施工应在桩检验合格后进行。

2.桩帽施工前必须将桩顶锤击面破损部分去除，全部凿除至新鲜混凝土面，桩体埋入 桩帽长度及桩顶主筋锚入桩帽的长度应符合设计要求。

3．绑扎桩帽钢筋前应核实每根桩体埋入桩帽长度，并将基底压密至设计要求。 五、桩帽施工质量标准

1.模板及支架安装和拆除的检验，钢筋原材料、加工、连接和安装的检验，混凝土原 材料、混凝土施工和表面质量、配合比设计和施工的检验必须符合铁道部现行《铁路混凝 土工程施工质量验收标准》的要求。

2.桩头与桩帽连接必须符合设计要求。当设计对桩帽边缘与桩外缘净距无要求时，应 符合下列规定：

（1）桩径≤1m 时，桩帽边缘与桩外净距不小于 0.5 倍桩径，且不小于 250mm。 （2）桩径＞1m 时，桩帽边缘与桩外缘净距不小于 0.3 倍桩径，且不小于 500mm。 3.桩帽的允许偏差、检验数量及检验方法见表 2.17.3。

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