水泥土挤密桩工艺性试验专项方案.docx
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水泥土挤密桩工艺性试验专项方案
水泥土挤密桩工艺性试验专项方案
一、编制依据
（1）《铁路路基地基处理技术规程》TB10106-2010；
（2）《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003；
（3）《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004；
（4）《铁路路基工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；
（5）蒙华铁路MHTJ-14标段路基工点设计图及隧道设计图；
（6）中铁七局集团有限公司拥有的科技成果、工法成果、机械设备的装备、施工技术与管理水平及多年来在铁路施工中积累的施工经验。
二、工程概况
2.1工程简介
新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标DK680+969.45～DK691+361.53段，起自灵宝市川口乡阎谢村，先平行于三淅高速南行，再两跨三淅高速和G209国道后终于川口乡小蒜庄，正线全长10.392公里。
标段内水泥挤密桩地基处理共计83216.6延米，其中路基段19092延米、隧道段64124.6延米。
路基地层多为Ⅲ级自重湿陷性黄土和部分Ⅱ级自重湿陷性黄土，隧道基底位于湿陷性黄土地层段、黄土层厚大于6m地段采用水泥土挤密桩加固。
根据项目部施工总体安排选择在13号路基工点DK682+288.46～DK682+311段附近进行工艺性试桩试验。
标段范围内路基段水泥土挤密桩桩长为6-10m，其中8m桩长的比例占的到路基所有挤密桩的60%以上；隧道段水泥土挤密桩桩长为6-12m，其中12m桩长的比例占的到隧道所有挤密桩的50%以上；现场拟采用桩长为8m、12m做工艺性试桩试验。
工艺性试验地段位于灵宝市南沟村境内，阶面平坦开阔，地表已辟为耕地及果园。
2.2工程地质条件
工艺性试验地段地层为砂质新黄土（Q3al）：
浅黄色，稍密，稍湿，厚3～15m。
黄土具中等湿陷性，湿陷厚度为14m，湿陷系数δs=0.057，场地为Ⅲ级（严重）自重湿陷性场地，σ0=150kPa。
2.3水文地质特征
1、地下水地表水不发育，地下水弱发育。
2、地表水及地下水均无侵蚀性、冻融破坏环境作用等级为D1，炭化环境作用等级为T2。
3、年平均降雨量622.2mm，降雨主要集中在5～9月份，其中7月份单月降雨量最大。
三、试桩目的
1.通过试桩确定水泥土挤密桩施工工艺及参数：
确定掺水量、混合料分层回填厚度、夯击次数及水泥土配合比是否满足水泥土挤密桩要求，通过试桩确定最佳配合比；确定的轻型动力触探锤击数N10与压实系数的关系。
四、试桩计划
1.根据设计文件地质资料，试桩机械类型选择：
成孔机械采用电动洛阳铲打桩机；回填夯实采用自动夯填机。
2.水泥土中水泥掺量为18kg/m及土体质量的12%、16%、20%四种。
3.试桩根数
在DK682+288.46～DK682+311段路基附近设试桩，共计64根，具体情况如下：
（1）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长8m段16根；水泥掺量为18kg/m；采用正三角形布置。
（2）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为12%；采用正三角形布置。
（3）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为16%；采用正三角形布置。
（4）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为20%；采用正三角形布置。
（5）四种型号水泥掺量试桩各设置四组。
第一组4根，混合料回填厚度0.05m，锤击3次，提锤高度60cm。
第二组4根，混合料回填厚度0.10m，锤击8次，提锤高度60cm。
第三组4根，混合料回填厚度0.15m，锤击10次，提锤高度60cm。
第四组4根，混合料回填厚度0.20m，锤击12次，提锤高度60cm。
水泥土挤密桩布置图见下图：
图1水泥土挤密桩布桩图
4.试桩时间：
2016年7月1日～2016年7月5日
五、现场准备情况
（1）作业前对相关人员进行相关安全培训及三级技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。
（2）挤密桩试桩前查明场地范围内地下构造物、管线、电线及地上架空电线的位置及标高。
（3）通过挖掘机、装载机、推土机等机械使施工现场平整,两侧挖设临时排水沟。
（4）采用GPS定位仪对桩位放样、复核准确无误，进行桩位编号。
（5）原材料进场经检验合格并备料充足。
（6）机械设备进场安装与调试完毕，可以投入使用。
（7）施工现场有各类施工标识牌。
六、施工组织及施工安排
6.1施工组织机构
1.领导小组
序号
职务
姓名
工作职责
1
项目部总工
房会彬
负责总体策划施工技术工作
2
项目部生产副经理
刘树清
负责指挥推进工作
3
项目部工程部长
李文亮
负责技术指导和进度督导工作
4
四工区经理
刘劲松
负责现场施工组织
2.现场人员安排
序号
职务
姓名
工作职责
1
四工区经理
刘劲松
负责现场施工组织
2
四工区副经理
张虎
负责现场施工生产工作
3
四工区总工
贺敏刚
负责现场施工技术工作
4
安全人员
李平
全面负责施工中的安全
5
质量人员
刘同彬
全面负责施工中的质量
6
试验人员
张中强
负责现场的试验工作
7
测量人员
高科峰
负责施工中的量测工作
8
工班长
1人
9
施工作业人员
10人
6.2施工总体安排
工期目标：
2016年7月1日～2016年7月5日水泥土挤密桩试桩施工。
安全目标：
杜绝生产安全特别重大和重大事故；遏制较大生产安全事故；减少一般生产安全事故；杜绝因建设引起的特别重大和重大交通事故；遏制因建设引起的较大交通事故；减少因建设引起的一般交通事故。
环境目标：
做到现场布局合理，施工组织有序，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净，实现施工现场标准化、规范化管理，保持良好的作业环境、卫生环境和工作秩序，严格控制各种粉尘、废水、固体污染物、噪音对周围环境的污染和危害，节能降耗，杜绝环境事故。
质量目标：
一次验收合格率100%；杜绝工程质量事故。
6.3机械设备配置
序号
设备名称
数量
设备状态
备注
1
电动洛阳铲打桩机
3
良好
2
夯填机
3
良好
锤重250kg
3
发电机
1
良好
50KW
4
GPS
1
良好
5
全站仪
1
良好
6
量斗
1
全新
7
手推车
6
全新
8
装载机
1
良好
50型
9
推土机
1
良好
SD16型
10
挖掘机
1
良好
PC300
6.4材料
水泥采用普通硅酸盐水泥（PO42.5），土采用较纯净的黄土且有机质含量不应大于5%，水采用地下水，经检测材料的各项指标均符合设计要求。
土源自DIIK670+210-DIIK670+410段挖方段路基取土，水泥土在2#集料拌和站集中拌制，自卸汽车运输至施工现场。
七、施工工艺及控制要点
水泥土挤密桩施工工艺流程图（图7-1）。
7.1施工准备
（1）施工前核查地质资料，复核地基土的含水率。
（2）进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关参数，如最佳干密度、最佳含水量、配合比等。
（3）施工前清除地表耕植土，平整场地，清除障碍物，做好排水横坡，标记处理场地范围内地下构造物及管线。
（4）测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。
（5）成孔机械表面标识出进尺标记，以此来控制成孔深度。
7.2施工顺序
隔排隔行，间隔1孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或坍塌。
图7-1水泥土挤密桩施工工艺流程图
7.3施工工艺
（1）桩机就位，使铲头对准桩位，调平三脚架，使铲头中心对准桩孔中心。
（2）成孔工艺：
钻机开始时，先慢后快，这样既能减少洛阳铲头摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。
在成孔过程中，如发现钢丝绳摇晃过大或难钻时，应放慢进尺，否则较容易导致桩孔偏斜、位移，当铲头达到设计桩长预定标高时，铲头底面停留在孔底，在孔口位置所对应的钢丝绳处作醒目标记，作为其它桩孔施工时控制孔深的依据，深度接近时，以测绳量测为准。
当铲头底面达到标记处桩长即满足设计要求。
施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。
（3）填料的拌制与运输
水泥土中水泥掺拌量由试验室确定，混合料外观颜色均一、拌和均匀，混合料中不应含有大于20mm的土块，土料中有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过10-20mm筛，混合料含水量应满足最优含水量，其允许偏差不得大于±2％。
混合料拌和后现场可根据“手捏成团、落地散花”判断其含水量是否合适。
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、浸泡过的水泥土严禁使用，按作废处理。
（4）水泥土回填夯实
成孔后及时夯填，回填过程中不宜间隔停顿或隔日施工。
在向孔内填料前先夯实孔底。
水泥土分层回填夯实，逐层定量向桩孔内下料，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。
夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。
八、质量检测
（1）水泥土挤密桩的质量检验要求：
挤密桩桩身平均压实系数不小于0.95；桩身28天水泥土无侧限抗压强度不低于0.6MPa
桩间土平均挤密系数：
不小于0.9～0.93；
桩间土自重湿陷性系数小于0.015；
单桩承载力18.85KN，复合地基承载力210KPa；（隧道内水泥土挤密桩加固后复合地基承载力不小于200KPa）
（2）桩身质量检验：
可采用成桩7-14天后采用轻型动力触探钻孔取样方法进行干密度测定，在全桩长范围内，在桩心2/3孔半径处采用钻机取样，每2m采取试样测定干密度。
（3）桩间土处理效果检验：
在桩间形心点、成孔挤密深度内采用钻机取样，每2米取土样测定干密度，进行湿陷性试验，计算最小挤密系数、平均挤密系数和湿陷系数并满足设计要求。
（4）承载力检验在成桩28天后采用平板载荷试验。
（5）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。
水泥土挤密桩施工允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检测项目
允许偏差
检测方法
1
桩位（纵横向）
50mm
尺量
2
桩体垂直度
1.5%
吊垂球测量垂直度
3
桩径和孔深
不小于设计值
尺量
九、质量保证体系和质量保证措施
9.1质量保证体系
工区成立保障施工建设质量领导小组，工区经理任组长，技术负责人和质量总监任副组长，成员由各部门负责人组成。
质量管理领导组织机构图见下页。
9.2质量保证措施
（1）水泥土挤密桩用土料中有机质含量得超过5%，土块粒径不应大于20mm，不得含有杂土、冻土或膨胀土及砖、瓦和石块等。
（2）混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于±2%,土料与水泥拌合均匀，水泥用量不得小于设计及试验确定的用量。
混合料不得暴晒、受冻，以免影响成桩质量。
（3）夯机就位后要保持平稳，沉管垂直，夯锤对中桩孔，确保夯锤能自由落入孔底。
（4）保证施工场地排水畅通，以免下雨积水造成地基土层含水量增大，增加缩孔可能性。
（5）成孔时地基应接近最佳含水量，当土的含水量低于10%时应对处理范围内地基土进行增湿处理。
（6）向孔内填料前孔底必须夯实，并检查桩位、桩孔直径、深度、垂直度，经检验合格后，按照设计要求向孔内分层填入筛好的水泥土。
（7）成孔后应及时回填，回填过程不得间隔停顿或隔日回填，以免缩孔和雨水及异物等进入孔内。
（8）填料时按要求均匀投料，必须计量准确，不得随意直接用铁锹回填。
（9）严格操作工艺，确保水泥土在6小时内完成拌和及回填，否则按作废处理。
（10）施工中应有专人监测成孔及回填夯实质量，并如实做好施工记录。
如发现地基地质与勘察资料不符时，应查明情况，并向设计单位提出采取相应处理措施的建议。
质量管理领导组织机构图
工区经理：
刘劲松
总工程师：
贺敏刚
质量总监：
刘同斌
物
资
设
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部
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科
施工负责人：
张虎
十、施工安全及环保措施
10.1安全保证体系
成立以工区经理和技术负责人和安检负责人等人员组成的工区安全领导小组，领导和组织安全生产。
安全管理组织机构见《安全管理组织机构图》见下页。
10.2施工现场安全措施
（1）作业前对作业人员进行相关安全培训及技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。
安全管理领导组织机构图
工区经理：
刘劲松
总工程师：
贺敏刚
安全总监：
李平
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施工负责人：
张虎
（2）现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；
（3）施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；
（4）人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具，不得酒后作业；
（5）严格执行安全用电制度
使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地；
移动式发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，应与发电机电源的接地装置有可靠的电气连接；
各种型号的电动设备必须按使用说明书的规定接地或接零，传动部位按设计要求安装防护装置；
维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，专人防护，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故；
所有线路规范架设，做到一机一闸一漏，严禁“一闸多用”。
（6）机械作业
严格执行国家颁布的《建筑机械使用安全技术规程》，严禁违章指挥、违章操作。
各种专用机械必须有可靠的安全防护装置，由使用者专门负责。
各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须经过培训并考试取得操作合格证，对机械操作人员建立档案，专人管理。
机械作业前须进行详细检查和能力鉴定，严禁机械设备带病作业，超荷载作业。
定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“四不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
10.3环保要求
（1）使用低噪音设备进行施工，必要时采取消音、隔音设施以降低噪音。
（2）使用的各种机械设备和运输车辆的废气排放量符合《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501）或地方政府的有关规定。
（3）施工现场产生的污水和废水应集中处理，符合排放标准是才能排放。
（4）水泥土运输车辆车厢应封闭或覆盖，避免散落。
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