航道3标水泥搅拌桩.docx

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航道3标水泥搅拌桩

杭平申线（浙江段）航道改造工程五长段

施工第WCHD-03标段

水泥搅拌桩

专项施工方案

浙江海洋工程有限公司

杭平申线（浙江段）航道改造工程五长段

施工第WCHD-03标段项目经理部

2015年5月29日

一、编制依据.……………………………………………………………1

二、工程概况……………………………………………………………1

三、施工部署……………………………………………………………2

四、施工前期准备………………………………………………………5

五、试桩施工工艺及施工方法…………………………………………7

六、试桩过程……………………………………………………………10

七、试桩试验数据及结论………………………………………………12

八、质量保证措施………………………………………………………14

九、安全保证措施及安全保证体系……………………………………19

十、环境保护及消防安全措施…………………………………………23

十一、雨季施工安排……………………………………………………25

十二、施工计划…………………………………………………………26

十三、附件………………………………………………………………28

一、编制依据

1、《港口及航道护岸工程设计与施工规范》（JTJ300-2000）；

2、《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）；

3、《水运工程混凝土施工规范》JTS202-2011；

4、《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》（JTJ218-2005）；

5、《水运工程质量检验标准》JTS257-2008；

6、《工程测量规范》（GB50026-2007）；

7、《软土地基搅拌桩加固法技术规程》（YBJ225-91）；

8、《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）；

9、《内河航道工程质量检验规范》（DB33/T386-2013）；

10、《粉体搅拌法加固软弱土层技术规范》（TB10113-96）

11、水泥搅拌桩施工质量控制要点

12、《杭平申线（浙江段）航道改造工程（五星桥~长生桥段）WCHD-03标段施工招、投标文件》；

13、《杭平申线（浙江段）航道改造工程（五星桥~长生桥段）WCHD-03标段施工图》。

为确保实际施工方案的可行性，在地基水泥搅拌桩加固处理施工前，首先根据设计要求进行工艺试验桩，以确定施工参数，并以此指导地基水泥搅拌桩加固处理施工。

二、工程概况

本工程为杭平申线五星桥-长生桥段，工程涉及海宁、桐乡、秀洲、海盐四个县市，航道里程16.48km，其中桐乡境内1.0km，秀洲境内折算里程3.05Km,海盐境内折算里程2.49km，海宁境内折算里程9.94KM。

根据《上海铁路局关于杭平申线（浙江段）航道改造工程配套项目沪昆铁路马王塘至海宁段改建工程可行性研究审查意见的函》（上铁师函【2013】588号），桩号K6+547—K6+695之间的航道工程纳入沪昆铁路工程实施。

本工程采用限制性三级航道标准，通航1000吨级船舶（队），主要建设规模：

扩建航道16.48km，改建桥梁12座（其中5座由地方政府另行立项，拼盘建设：

扩建航道16.48km，故本次施工7座），新建双山服务区1处，标志标牌、信息化及绿化工程等。

航道年设计通过能力为9000万吨，其中往上海方向4800万吨，杭州方向4200万吨。

WCHD-03标段起点桩号为K4+675，终点桩号为K6+547。

航道设计断面为复式梯形断面，设计最小通航水深3.2米，航道底宽45米。

新建跨航桥梁Bm≥60.0米，Hm≥7.0米的标准。

航道两侧进行护岸工程，新建护岸后方高程不低于现状地面及防洪堤高程，如新建护岸后方低于现状地面及防洪提高程则修建防洪堤或防洪墙确保不降低现有防洪标准。

本工程防洪标准为50年一遇。

杭平申线（浙江段）航道改造工程五长段第WCHD-03标段水泥搅拌桩主要内容包括C1（Ⅲ）1897根、C3（Ⅳ）85根、J型718根，共计2700根。

根据图纸设计要求及施工要求，护岸底加固涉及的施工内容主要为双轴水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩具体分部工程如下；护岸底加固的水泥土搅拌桩均采用700双轴水泥土搅拌桩，桩长为5-15米不等。

三、施工部署

根据试桩代表性，集合本工程特点，项目部安排试桩为锚泊区J型护岸，并且挑选了施工处土质最差的1-46#~1-55#水泥搅拌桩，另根据工程水泥搅拌桩桩长设计，将在航道左岸施工时，根据施工计划在K5+000附近选取5米桩长的搅拌桩进行试桩，并增加相应配合比。

目前试桩水泥掺入量分别为1-46#、1-49#、1-50#为10%，配合比设计用量69.8kg/m；1-47#、1-51#、1-52#、1-53#为15%，配合比用量104.2kg/m；1-48#、1-54#、1-55#为18%，配合比设计用量124.6kg/m。

本次施工地点

1、采用海盐南方42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.5

2、桩位水平允许偏差≤50mm，

3、桩身垂直允许偏差≤1%。

4、试桩设计搅拌桩长为13.7m,桩与桩间距2000mm。

5、超喷长度皆为500mm。

试桩目的

按照试验确定的水泥掺量和水灰比进行工艺性试桩。

根据试桩的质量检验情况确定合理的施工工艺。

试桩要求满足设计水泥浆喷入量的各种技术参数。

①钻进速度：

V≤1.0m/分钟

②平均提升速度：

喷浆时　Vp≤0.4～0.7m/分钟

复搅时　Vp≤0.8m/分钟

③搅拌速度：

　V=30～50转/分钟

④喷浆时泵内泵送能力30～50L/分钟，并按机械类型及管道长度调整。

通过试桩，要求能够掌握下钻、提升的困难程度;确定钻头进入硬土层电流变化程度；确定水泥浆液密度；确定合适的输浆泵的输浆量；掌握水泥浆经浆泵到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等施工参数。

施工组织机构框架

项目经理

（任宗炜）

技术负责人

（刘青杭）

试验室（李景锋）

安全科（岑铭）

工程科（顾海强）

机料科（汤阿明）

挖机

水泥班组

钻机操作班组

2、进场机械设备一览表

序号

设备名称

规格型号

数量

进场日期

技术状况

备注

深层水泥搅拌机

SJB-2

1台

2014.12

良好

灰浆搅拌机

Y112M-6

1台

2014.12

良好

泵浆机

UB-34KW、33L/min

1台

2014.12

良好

全站仪

拓普康332N

1台

2014.10

良好

水准仪

苏一光DSZ2

1台

2014.10

良好

泥浆比重计

NB-1

1台

2014.12

良好

磅秤

500kg

1台

2014.12

良好

翻斗车

2台

2014.12

良好

3、施工人员一览表

序号

人员名称

人数

备注

班组长

现场负责人

技术员

质检员

安全员

电工

机械操作员

普工

四、施工前期准备

　1、清除施工场地的地上、地下障碍物，对有水的地方进行抽水和清淤，将施工地段基本整平至同一标高，根据桩机转杆有效长度20m，设计桩底标高-17.14m，桩顶标高-3.44m，钻机平台与原地面之间距离为0.7m，搅拌桩桩头需超设计桩顶0.5m，再预留备用长度，原地面整平至高程1.0m。

　2、进场道路畅通，将施工用水、用电接至施工现场。

　　3、组织材料进场，进场水泥具备出厂合格证，并经现场取样送试验室检验合格，存放场地要充分满足施工需要，合理布局。

4、在现场选取合理的位置布设制浆站，制浆站到施工地点不超过300m，泵送浆液前管理保持湿润，以利输送。

5、制浆站储浆池大小要适中，既要保证使用过程中有一定的余量，又要防止浆液过多造成沉淀。

储浆池大小定位2000L。

6、采购一只800L有刻度的水桶，利用水桶在制浆池内量出300L位置，并制作明显标记，已备在制浆过程中的数量控制。

7、在平整好的场地上，先放置枕木，再在枕木上放置固定钢管，然后搭设机器，对机器搭设的安全性自查后，报安全监理工程师验收，验收合格后，进行桩机的单机空转运行，运行正常后，与灰浆搅拌机和泵浆机进行联合试机，试机运行正常后，整套设备方可投入使用。

8、根据原地面到设计桩底之间的长度，确定下钻深度为18.14m，利用桩机机架的桁架结构为75cm一节控制下钻深度，与钻杆有效长度对应的桁架结构有26节，共计19.5m，加上平台与原地面之间的0.7m，以钻杆电机设备下沿为基准，计算后在平台以上的第二节桁架往下量取14cm做标记，在下钻过程中钻杆电机下沿下降至标记位置为达到设计桩底，实际施工中钻杆电机下沿不能高于标记。

18.14m

标记位置

电机设备下沿

五、试桩施工工艺及施工方法

（一）水泥搅拌桩试桩施工工艺技术

水泥搅拌桩施工工艺流程图

平整场地

施工放样

设备进场

定桩位

桩机对位调平

浆液配制

搅拌下沉

提升搅拌喷浆

再次搅拌下沉

再次提升搅拌喷浆

清洗

移位

1、定位

将深层搅拌机移到指定桩位，对中，双向调整桩机垂直度。

2、浆液制备：

1）本工程所采用的水泥品种根据设计为42.5普通硅酸盐水泥。

2）水泥必须符合质量标准，并按批量收集出厂合格证和抽样检验，未经复检水泥不得使用，不合格水泥不得进场，不得使用受潮结块的水泥，严格做好贮存防潮工作，以严密及时的供货计划来保证正常施工和缩短存放时间。

本工程采用海盐南方水泥。

3）用水使用自来水。

4）制浆材料必须称量，误差不大于5%。

水泥等固定材料采用重量称量法。

浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。

施工中随时对现场水泥进行计量，严格按配合比制浆。

5）水泥浆液的搅拌时间不少于3min，浆液在使用前过筛，自制备至用完的时间不大于2h。

6）制浆站严格按配合比配制水泥浆，制浆站每盘测定浆液比重一次，并对制浆量及比重作详细记录。

3、钻孔搅拌

将制备好的水泥浆经筛过滤后，倒入贮浆桶，开动灰浆泵，将浆液送至搅拌头。

2）搅拌

启动供浆泵开始供浆，同时开启搅拌桩机搅拌下沉至设计深度后提升，在钻进过程中不喷浆，钻进至设计桩长后，开动灰浆泵，并根据喷浆量调整灰浆泵压力档次，保证喷浆量满足要求。

在桩底持续搅拌喷浆30s后将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并连续喷入水泥浆液，直至设计桩顶上50CM处。

如局部位置存在喷浆不足的情况时，应在复搅的过程中进行补浆。

3）复搅

钻头提升至地面后，应立即反向钻进，钻进深度为桩身全长，然后再次提升搅拌喷浆，如无法进行全程复搅，应报监理工程师批准。

在复搅过程中，应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆，并防止喷浆口堵塞。

4）资料打印

成桩后，在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料。

成桩资料打印必须报旁站监理监督，打印完成后交旁站监理签认。

5）检测

水泥搅拌桩成桩28d后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。

每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送试验室做（3个一组）28d龄期的无侧限抗压强度试验，以测定桩身强度。

对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

外观鉴定:

桩体均匀圆顺，搅拌均匀，凝体无松散，群桩桩顶齐，间距均匀。

6）特殊情况处理

a）在沙砾或砂层吃浆量大属正常情况，但如吃浆量急剧增加并经初步灌注无效时，应考虑存在架空现象，宜作好记录。

b）施工中如遇有石块等杂物时，注意调节搅拌下沉速度，以避免损坏钻具及影响搅拌质量；或者在水泥搅拌桩搭接的情况下经监理工程师认可后改变前进路线，并及时做好有关记录。

5、清孔

向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。

并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

6、移位

桩机移至进行下一桩位，重复进行上述步骤的施工。

7、资料收集和整理

现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括:

施工桩编号、施工时间、天气情况、设计喷浆深度、实际喷浆深度、停浆标高及灰浆泵压力、管道压力钻机转速钻进速度、提升速度浆液流量每米喷浆量和复搅深度和次数。

（二）技术措施

⑴严格控制下钻和提升速度，保证喷浆量，确保成桩质量。

⑵用电脑仪控制钻孔深度，确保停浆面搅拌时间。

⑶配制好的水泥浆不得离析，供浆必须连续。

因故停浆时必须重叠不小于0.5ｍ接桩，若停机3小时配制的浆液就不能使用。

管路清洗干净。

⑷随时检查施工记录和浆液配料浓度。

六、试桩过程

本工程于2014年12月17日进行试桩施工，事先在室内根据0.5的水灰比拌制水泥浆，用泥浆比重计确定泥浆比重为1.75。

首先对1-46#桩进行施工。

1、桩机就位

将桩机移至指定桩位，项目部再对机器钻头直径，钻杆长度，垂直度，钻头对中，钻头离地不超过10cm等进行自检合格后，报监理工程师验收。

由现场质检员和现场监理进行复查，确认无误后开机作业。

2、制浆

先在制浆池内根据预先留好的标记放入300L水，再边搅拌边加入水泥，水灰比0.5，加入600kg水泥，搅拌2min，然后测量泥浆比重，为1.76，然后放入储浆池。

反复操作，制出足够量的水泥浆。

3、送浆

采用34KW泵浆机将水泥浆通过输送管送至喷浆嘴，工作压力为0.1~0.4MPa，将泵浆机吸浆口放在储浆池内，吸浆口用砂网隔开，防止结块的水泥和杂志吸入，堵塞泵浆机和管道。

工艺采用的为四搅两喷，即下钻时不喷浆，提升时喷浆，复搅时下钻不喷浆，提升时喷浆。

第一次下钻达到设计桩底标高时，先原地喷浆30s，做好桩底。

喷浆时随时注意送浆压力。

4、第一次不喷浆下钻，边提升边喷浆搅拌

钻机下钻，不喷浆钻至设计桩底（根据在桩机，开启喷浆头，在原地边喷边钻30s，将持力层做好。

然后再反循环缓慢边喷浆边提升，提升至距离设计桩顶1m时，放慢速度，直到超过设计桩顶50cm为止。

5、再次下钻复搅，提升喷浆搅拌

钻头提升至超过桩顶50cm时，再次停止喷浆，再次下钻。

不喷浆钻至设计桩底，开启喷浆头，再反循环缓慢边喷浆边提升，提升至距离设计桩顶1m时，放慢速度，直到超过设计桩顶50cm为止，停止喷浆，将钻头提升到原地面以上。

6、清洗和移位

钻头提升完毕后，向储浆池中注入适量清水，进行低压抽水，清洗管路和喷浆嘴，清洗完毕后将桩机移至1-47#位。

重复以上步骤，进行接下来的搅拌桩施工。

7、试桩工艺参数的收集

桩号

1-46

1-47

1-48

1-49

1-50

1-51

1-52

1-53

1-54

1-55

第一次下钻时间（min）

第一次下钻速度（m/min）

0.96

0.91

0.96

0.91

0.96

0.91

第一次提升时间（min）

第一次提升速度（m/min）

0.7

0.67

0.65

0.7

0.65

0.67

0.7

第二次下钻时间（min）

第二次下钻速度（m/min）

0.79

0.73

0.76

0.73

0.76

0.79

0.73

0.76

第二次提升时间（min）

第二次提升速度（m/min）

0.67

0.65

0.7

0.65

0.67

0.65

0.67

0.65

0.67

0.7

第一次平均下钻时间：

19.3min

第一次平均下钻速度：

0.95m/min，转速46r/min

第一次平均提升时间：

26.9min

第一次平均提升速度：

0.68m/min，转速47r/min

第二次平均下钻时间：

24.1min

第二次平均下钻速度：

0.76m/min，转速47r/min

第二次平均提升时间：

27.2min

第二次平均提升速度：

0.67m/min，转速48r/min

每桩喷浆量：

桩号

1-46（10%）

1-47（15%）

1-48（18%）

1-49（10%）

1-50（10%）

1-51（15%）

1-52（15%）

1-53（15%）

1-54（18%）

1-55（18%）

喷浆量（L）

2103

2689

3277

2101

2102

2689

2691

2690

3279

3278

七、试桩试验数据及结论

试桩7天开挖测量直径和目测均匀性皆为情况良好，见下图

28天无侧限强度数据

桩号

上部强度

中部强度

下部强度

平均强度

设计强度

1-46

0.76

0.68

0.51

0.65

1-47

0.82

0.73

0.60

0.71

0.65

1-48

0.84

0.74

0.63

0.73

0.65

设计强度

0.7

0.65

0.4

结论：

1、采用SJB-ⅠⅡ深层搅拌钻机施工，符合设计要求。

在该地质条件下，采用SJB-Ⅱ深层搅拌钻机施工。

按“二喷四搅”施工工艺及试桩施工参数施工的水泥搅拌桩，符合设计要求，可按试桩的施工机具、施工工艺及参数、水泥掺量进行的搅拌桩施工。

2、施工工艺

水泥搅拌桩施工机具采用SJB-Ⅱ深层搅拌钻机；施工工艺为“四搅二喷”；施工流程为：

施工工艺流程地面处理→桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→钻进至设计深度→打开高压注浆泵停留30秒→反循环提钻喷浆至设计桩顶标高以上0.5m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆至设计桩顶标高以上0.5m→提钻至原地面以上→成桩结束→施工下一根桩。

3、获得施工参数

通过“水泥搅拌桩施工原始记录”和“电脑小票”，我们可以得出：

1、钻机钻进搅拌速度和提升搅拌速度：

第一次平均下钻时间：

19.3min

第一次平均下钻速度：

0.95m/min，转速46r/min

第一次平均提升时间：

26.9min

第一次平均提升速度：

0.68m/min，转速47r/min

第二次平均下钻时间：

24.1min

第二次平均下钻速度：

0.76m/min，转速47r/min

第二次平均提升时间：

27.2min

第二次平均提升速度：

0.67m/min，转速48r/min

⑵、胶凝材料：

水泥采用海盐南方42.5级普通硅酸盐水泥

⑶、水灰比：

采用0.5

⑷、喷浆量：

平均每米喷浆量：

196L/m

⑸、喷浆压力：

采用喷浆压力为150kPa~200kPa

⑹、水泥掺量的确定

水泥掺量10%时虽能达到设计强度但太过接近，水泥掺量15%和18%时能较好的确保达到设计强度，考虑到施工时的误差和经济效益，我标段推荐使用15%的水泥掺量。

八、质量保证措施

1、质量控制措施

（1）水泥质量：

采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥必须有出厂合格证和品质试验报告单，采用水泥罐存储，并有防潮措施。

（2）灰量控制：

不得超过规定值的±5%。

水泥浆液应按预定的配比拌制，保证每根桩所需浆液一次单独拌制完成，并应有专人记录每根桩的水泥用量，制备好的浆液不得离析，倒入集料时应加筛过滤，以免结块，损坏泵体，泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆

（3）为保证浆（湿）喷桩的垂直度，应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.0%，桩位偏差不得大于5cm。

（4）桩径：

必须采用相应规格的钻头，因磨损达不到要求时应予更换，一旦发现桩径小于设计要求须按相同置换率在桩边补桩。

（5）水泥搅拌桩开钻前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

（6）为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

（7）第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。

第一次下钻和提升时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。

每根桩的正常成桩时间应不小于50分钟。

（8）为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。

（9）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。

每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。

严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。

（10）严格控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面，确保浆喷桩长度和水泥浆液喷入量达到设计要求，桩长不得短于设计桩长或监理工程师确认的施工桩长，全桩水泥用量不得小于试桩时确定的水泥用量。

每米用浆量误差不得大于5%。

（11）一般情况下，应在全桩长范围内重复搅拌一次，以增加水泥土的均匀性并且复搅宜一次完成。

如一次复搅确有困难，可在总监（或总监代表）同意的前提下，分段喷浆，分段复搅，但二次喷浆至少应重叠0.3～0.5m，二次复搅至少应重叠1.0m以上。

（12）为确保压浆时不发生断浆现象，严格控制喷浆和搅拌速度，控制重复下沉和提升速度。

供浆必须连续，拌和必须均匀，一旦因故停浆，应使搅拌钻头下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升，如因故停机超过3小时，应先拆卸输浆管清洗后备用，此根未完成桩应采取补喷措施或重新打设，所有接桩及补桩都必须报现场监理批准并做好记录。

（13）对输浆管要经常检查，不得泄漏及堵塞，对使用的钻头要定期检查，其直径磨耗量不得大于1cm，但也不宜采用直径过大的钻头（以不大于设计桩径30mm为宜，以免影响桩身成型质量）。

（14）浆液储量应不少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工。

（15）搅拌桩施工完并达到龄期后，人工凿除桩顶50cm的浮浆段才进行下道工序施工；桩体施工完成一个月并且经验收合格后，方可施加其他施工和进行吓到工序施工。

（16）由专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。

所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。

（17）现场施工人员应认真填写施工原始记录，记录内容应包括：

施工桩号、施工日期、天气情况；喷浆深度、停浆标高；灰浆泵压力、管道压力；钻机转速；钻进速度、提升速度；浆液流量；每米喷浆量和外掺剂用量；复搅深度。

（18）质量标准

　　A、主控项目：

　1.水泥及外掺剂质量：

满足规范要求

　2.水泥用量：

满足设计要求

3.电脑必须对每根桩的桩长，水泥浆用量，搅拌次数的记录

　　B、一般项目：

　a、桩长：

不小于设计

　b、桩位偏差：

50mm

　　c、桩径：

±0.4D　

　2、质量检验措施

⑴水泥试验内容：

细度

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