水泥搅拌桩试桩方案.docx
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水泥搅拌桩试桩方案
一、编制依据
1、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212-2005）；
2、《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003、J285-2004）；
3、《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）；
4、《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010J1078-2010）；
4、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；
5、国家及广西区相关法律、法规及条例；
6、枢纽指导性施工组织设计、设计文件、图纸等；
7、业主指导性施工组织设计；
8、现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料；
9、本公司的施工能力、近年来铁路、高速公路等类似工程施工经验、施工方法及科技成果；
10、本公司经质量体系认证中心认定的质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系；
二、编制原则
（1）、遵循设计文件的原则。
在编制方案时，认真阅读核对所获得的技术设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料和设计原则编制，满足设计标准和要求。
（2）、遵循指导性施工组织设计的原则。
按照指导性施工组织设计要求的工期、质量、安全等目标编制试桩方案，使建设单位的各项要求均得到有效保证。
（3）、遵循“安全第一、预防为主”的原则。
严格按照铁路施工安全操作规程，从制度、管理、方案、资源方面编制切实可行的施工方案和措施，确保施工安全。
（4）、选择合理的施工方案、工艺，合理配置资源的原则。
（5）、遵循贯标机制的原则。
确保质量、安全、环境三体系在本项目工程施工中自始至终得到有效运行。
三、编制范围及目的
1、编制范围：
D3K745+660～D3K745+755段长95m；D3K745+855～D3K745+995段长140m；NGDK745+725～NGDK746+146段长421m；路基地基处理水泥搅拌试验桩。
2、编制目的：
（1）确定每根搅拌桩水泥用量。
（2）确定搅拌下沉、提升的速度和重复搅拌下沉、提升速度。
（3）根据不同掺和比确定技术参数。
（4）检验施工设备及选定的施工工艺。
（5）校核单桩、复合地基承载力。
（6）根据单桩承载力试验确定施工掺和比，取得可靠的、符合设计要求的工艺控制数据，以便指导本段水泥搅拌桩大面积施工。
四、工程概况
D3K745+660～D3K745+755段；D3K745+855～D3K745+995段；NGDK745+725～NGDK746+146段；这三段均为南湖弃淤段，表层主要分布5～15m厚左右黑色坡洪积淤泥质粉质黏土；下伏为持力层，持力层为厚20m以上的泥岩、泥质粉砂岩互层，夹少量细砂岩。
这三段设计采用水泥搅拌桩对地基进行加固处理，桩直径为φ50cm，按正三角形布置，其中D3K745+660～D3K745+755段，桩间距为1.2m，桩长为3.5～8.5m；D3K745+855～D3K745+995段，桩间距为1.1m，桩长为3.3～13.4m；NGDK745+725～NGDK746+146段中NGDK745+725～NGDK745+810桩间距为1.2m，NGDK745+810～NGDK746+146桩间距为1.1m，桩长为6.1～18.4m；在水泥搅拌桩质量检测合格后，在桩顶铺设0.4m厚的碎石垫层夹一层≥80kn/m土工格栅加固。
设计桩间距1.1m地段要求复合地基承载力不小于180Kpa，其余地段要求复合地基承载力不小于150Kpa，单桩承载力不小于100KN。
五、试桩方案：
1>试桩位置
拟选NGDK745+725～NGDK746+146段长421m，总面积为13207㎡，这段中大里程即NGDK746+100左右进行试桩，试桩面积为15㎡，即9根。
2>室内配合比试验
为确定本标段地基处理水泥搅拌桩采用合适的水泥掺入比，特在工程现场钻孔，分别采集最软弱层土样二组到屯里中心实验室做水泥搅拌桩掺入比室内配比试验，所取土样主要为黑色坡洪积淤泥质粉质黏土。
根据《柳南施路专-08-1》设计要求，水泥采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，掺灰量为被加固土湿质量的15～20%；地下水具有侵蚀性时，采用水泥+粉煤灰，粉煤灰掺入量拟为水泥重量的20%。
为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比，试桩按水泥浆配比试桩和水泥+粉煤灰试桩二组做配合比，灰掺量为15%、18%、20%的各试配三组，共6组。
分别检验了龄期为7天、28天、90天的水泥试块抗压强度（90天后采用双管单动取样器钻取水泥搅拌桩桩芯，直观地检验桩体强度和搅拌的均匀性，并取芯样做无侧限抗压强度检验，要求90天龄期桩身无侧限抗压强度不小于1.6mpa，28天龄期桩身无侧限抗压强度不小于1.2mpa）。
根据搅拌桩掺入比室内加固试验结果，采用满足设计要求的最佳水灰比、土入量、水泥掺入量的配合比进行现场试桩。
从试桩结果中得出以下参数为最佳：
（1）水泥搅拌桩桩身胶凝剂采用水泥、粉煤灰和土，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比定为0.50。
（2）地下水具有侵蚀性时（H2），采用水泥+粉煤灰，掺灰量为18%，水灰比定为0.50。
（3）土：
水泥：
粉煤灰：
水1：
0.14：
0.04：
0.09（该配合比为28天的报告）。
3>试桩布置
为了确定水泥搅拌桩的施工工艺，根据中心试验室试验的结果，本次选试验桩9根，桩排成3行，桩与桩成正三角形布置，间距为110cm，依次编号为1～9＃桩（见下图）。
相关参数如下：
试验桩布置图
1）水泥土搅拌桩的桩径为500mm，掺灰量为18％。
2）水泥土搅拌桩支承于持力层，要求进入该层0.5m以上，预计桩长约18.0米。
3）施工过程中，认真记录施工中的各种操作参数，下钻及提升的阻力情况等。
以便根据试验结果，确定正式施工参数。
试桩施工中，严格控制机头的钻进速度（1.8m/min）及提升速度（0.9m/min），注意保证桩头的质量（采用停留喷粉或喷浆30秒的方法），用电子秤或电子自动记录仪来记录每米喷粉量（湿法则记录总喷浆量及平均喷浆量），如发现喷粉量或喷浆量不足，则采用复搅复喷的方法来保证桩身质量（试桩时未发生）。
本段水泥搅拌桩的施工采用湿喷法施工。
水泥搅拌桩复合地基：
水泥搅拌桩施工28天后，经检测合格，铺设桩顶0.4m厚的碎石垫层夹一层80KN/m土工格栅。
六、试桩技术标准
单桩竖向承载力不小于100KN，复合地基载荷试验承载力不小于180kpa。
七、施工组织架构
针对本工程的工期要求和工程特点，确保工期、质量、安全、环保等全面实现建设目标，按“项目部—施工架子队”二级管理模式，由第一项目部负责施工管理，组建架子队进行施工，架子队设置专职队长、技术负责人，配置技术、质量、安全、试验、材料等人员，人员配备见下。
项目实施组织机构图
架子队组织机构图
架子队主要人员一览表
职务
姓名
出生年月
学历
专业
专业年限
项目经理
罗亮江
1975.05
专科
铁道工程
15
副经理
蒋立恒
1973.9
大专
铁道工程
16
总工程师
潘善华
1973.01
本科
建筑管理
13
安质部长
刘刚
1952.03
专科
汽车工程
24
副总工程师
韦维
1980.10
本科
道桥工程
7
工程部部长
文少军
1980.12
专科
建筑工程
10
物设部部长
王高哲
1983.02
中专
铁道桥梁
6
搅拌站站长
彭英稷
1978.10
专科
土木工程
5
队长
蒋燕春
1969.01
大专
铁道工程
20
技术主管
谢平胜
1983.05
本科
道路与桥梁
5
技术员
易奇
1984.09
大专
工程测量
5
安质员
陈海醒
1984.05
大专
铁道工程
6
材料员
赵耀
1984.10
中专
土木工程
5
实验员
覃建顺
1987.06
大专
土木工程
4
质量员
钟春红
1978.12
大专
铁道工程
7
领工员
聂明伟
1986.07
大专
道路与桥梁
4
工班长
石磊
1987.03
大专
铁道工程
3
架子队作业人员配备表
序号
砼工人
电工
测量工
架子工
司机工
修理工
其它
合计
1
2
1
4
6
5
1
15
35
八、施工机械设备使用主要施工机械及进场计划
序号
机械设备名称
单位
数量
进场计划
备注
1
自卸汽车
台
12
2010年11月15日
2
挖掘机
台
5
2010年11月15日
3
推土机
台
3
2010年11月15日
4
振动压路机
台
2
2010年11月15日
5
装载机
台
1
2010年11月15日
6
洒水车
台
1
2010年11月15日
7
油罐车
台
1
2010年11月15日
8
平地机
台
2
2010年11月15日
9
搅拌桩机
台
2
2011年1月11日
10
灰浆拌和机
台
1
2011年1月11日
11
灰浆泵
台
1
2011年1月11日
12
电磁调速电动机
台
1
2011年1月11日
13
搅拌记录机
台
1
2011年1月11日
检验、试验、测量仪器设备
序号
设备、仪器名称
单位
数量
备注
1
全站仪
台
1
2
水准仪
台
1
3
K30平板载荷仪
套
1
4
轻型触探仪
套
1
九、工期安排
为了保证施工质量及工程进度试桩拟在室内配合比确定14天后进行。
即室内配合比有关的检验和现场试桩同时进行，如最终试桩结果不符合设计要求，采取在试桩范围内补桩的措施，提高地基承载力。
计划2010年12月18日现场取样及进行相关实验工作，2011年1月2日前完成室内配合比选定，2011年1月10日前完成平整场地；2011年1月11日机械到达现场，并组装机械并对机械进行标定，2011年1月14日开始做试桩。
十、施工工艺流程
1、清理场地，由于这三段搅拌桩均在南湖弃淤段，上面覆盖着十几米的淤泥，为了桩机能平稳立在上面，需要换填；把水泥搅拌桩桩顶下3米淤泥挖掉，再把D3K745+700～D3K745+900左侧路堑所挖出的土填进来，并用压路机碾压平整，以利于桩机移位。
2、根据设计的总平面图，先放出施工段内轴线，再根据轴线定出1～9#桩位。
基础轴线及标高测量完毕，基础的轴线和高程的控制桩，应设置在不受打桩影响的地点，并应妥善加以保护。
3、根据桩位，钻机对准桩位对位，机身垂直。
4、在确认浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，方可启动搅拌机，以60r/min的转速和1m/min的钻进速度，顺时针方向边钻边注浆，直至设计桩长，再继续喷浆15min后停泵，改逆时针方向搅拌提升至设计桩顶。
5、为使软土和水泥浆液搅拌均匀，再次将搅拌机钻进下沉，直至设计深度，再将搅拌机按规定速度反转提升出地面。
6、成桩后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。
7、移位：
桩机移至下一个桩位，重复进行上述步骤的施工。
8、水泥搅拌桩的施工工艺流程如下图：
十一、施工技术控制
1>现场条件
试桩之前要做好场地的三通（路通、水通、电通）一平（清除施工现场的障碍物），查清地下管线的位置及确定架空电线的位置、高度；同时要保证排水系统通畅，搞好施工场地的排水，路基两侧要挖临时的排水沟，并保证路基有4%的横向排水坡，保证软基处理地段没有积水。
2>机械设备
本次试桩选用ZGA-A型桩机，主电机功率为45Kw。
试桩前所有用于试桩的机械必须完成以下工作：
（1）每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷浆量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定操作时间、深度、喷浆量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数。
（2）桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。
（3）每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的吊线锤，并画上垂直线。
（4）在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。
（5）钻头直径的磨损量不得大于1cm。
3>技术措施
（1）施工前现场地面应予平整，必须清除地上地下一切障碍物。
场地低洼应回填粘性土或细粒渗水土，（最大块径不大于100mm）,不得回填杂填土。
地表过软时，应采取防止施工机械失稳的措施，如铺设砂垫层。
（2）开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。
（3）施工时，设计停浆面应高出操作面标高0.5米，在开挖时应将该施工质量较差段挖去。
（4）保证垂直度：
设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。
要注意保证机架和钻杆的垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。
施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况，如发现偏差过大，及时调整；
（5）水泥搅拌桩应打入硬层不少于0.5米，判别是否打入硬层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来确定，一般是下钻速度0.5m/min，电流值是额定电流值的125%以上。
（6）当成桩过程中，当因故停浆继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于0.5米，若停机超过3h，应在原桩位旁边进行补桩处理。
（7）施工前确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。
用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4MPa，并使搅拌提升速度与输浆速度同步进行。
（8）严格按设计确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度。
为保证施工质量、提高工作效率和减少水泥浪费，应尽量连续工作。
输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。
一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5米以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌；如停工3h以上，必须立即进行全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工；
（9）严格控制搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌；确保桩身强度和均匀性：
（10）深层搅拌施工中采用少量多次喷浆的方法，保证四次搅拌，搅拌过程中均喷水泥浆；
（11）施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，应及时通知监理、设计人员，以便及时采取补桩措施，以保证施工质量；
（12）严格按照设计的水灰比配制浆液，配制好的浆液必须过滤；
（13）水灰比控制：
根据水泥用量计算每槽用水量，在储水罐上做好标志，在施工中严格做好计量工作。
（14）制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数固化剂和外加剂的用量以及泵送浆液时间等应有专人记录。
（15）施工记录必须详尽完善：
施工记录必须有专人负责，深度记录误差不得大于10cm，时间记录误差不得大于10秒钟。
施工中发生的问题和处理情况，均须如实记录，以便汇总分析；
（16）施工中应经常检查施工用电及机械情况，发现问题及时修理。
（17）桩的施工允许差：
水泥搅拌桩施工允许偏差
项次
项目
单位
允许偏差
检查方法和频率
1
桩位容许差
mm
≤50
全部自检，10%抽样
2
桩径容许差
mm
不小于设计
全部自检，10%抽样
3
桩长容许差
mm
不小于设计
全部自检，10%抽样
4
竖直度容许差
%
≤1
全部自检，10%抽样
十二、质量检验
水泥搅拌桩的质量控制应贯穿于施工的全过程，施工质检人员、现场监理人员必须严格控制施工工艺质量。
施工中随时检查施工记录和计量记录，并依照施工工艺对每根桩进行质量评价。
检查重点是：
水泥用量、水泥浆稠度及比重、桩长、搅拌头转数和提升速度、喷浆压力、喷浆时间、复搅次数和复搅深度及停浆处理方法等。
水泥搅拌桩施工质量检验:
1>在成桩3天内，用轻便动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性。
2>成桩7天后，采用浅层开挖1～3#桩头目测检查搅拌均匀性、整体性及外观质量，并测量成桩直径。
开挖深度为停浆面0.5m以下。
3>在成桩28d后，在1～3#根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。
钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。
4>经检测满足设计要求后，人工挖除搅拌桩顶端施工质量较差的桩段，然后填筑0.4m厚碎石垫层夹两层土工格栅加固。
碎石垫层碾压满足地基系数K30≥130MPa/m，孔隙率小于31%的要求。
铺设土工格栅时必须拉直拉平，幅与幅之间要对齐对好。
土工格栅为聚丙烯双向土工格栅，幅宽大于5m，网孔直径80～120mm，纵横向每米屈服抗拉强度≥80kN/m，对应纵横向拉伸长率≤10%。
为保证桩网复合地基结构质量，土工格栅必须耐碎石挤压，不得在填筑碾压垫层时出现折断。
十三、质量保证措施
1>施工现场事先予以平整，不得回填杂填土或生活垃圾。
施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，并进行实际标定，有关技术参数及时提供现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量的依据。
2>根据设计要求进行工艺性试验，确定出各项施工参数，施工过程中严格按设计及工艺要求进行。
当桩周为成层土时，应对相对软弱土层增加搅拌次数或增加水泥掺量。
3>搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度相互匹配，确保加固深度范围内土体的搅拌次数满足规范要求。
4>施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位的偏差不大于50mm，成桩直径及桩长满足设计要求。
5>制备好的浆液不得离析，不得停放时间过长，泵送必须连续。
灰浆泵输浆量，灰浆经输浆管到达喷浆口时间以及钻头起吊提升速度按试验标定参数进行。
6>前台操作与后台供浆应密切配合，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度与试验桩已标定的施工工艺参数相吻合。
7>后台供浆停机时，及时通知前台以防止断桩和缺浆。
使搅拌桩机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。
停机后3小时，将输浆管拆下，妥为清洗。
喷浆搅拌提升的速度和搅拌次数符合设计及施工工艺要求，喷浆量及提升速度等由流量计控制并有专人记录。
8>当搅拌桩桩顶接近设计标高时，应特别注意桩头的施工质量，桩顶1－1.5米范围内增加喷浆搅拌一次。
同时搅拌自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时，宜应慢速，当喷浆口至桩顶标高时，宜停止提升，搅拌10秒-20秒，以保证桩头密实均匀。
9>当输浆管有弯折、外压或漏浆情况时要及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时停机换管当输浆管道过长，沿程压力损失增大时可使制浆池布置靠近桩位，以缩短送浆管道。
当场地条件不具备时，可适当调增泵送压。
十四、安全保证措施
1>项目部安质环保部派专职安全员负责现场安全管理工作，每班组设兼职安全员1名，兼职安全员一般由班组负责人担任。
2>加强安全教育，开工前要对职工进行全面的系统的安全教育，加强全体职工的安全意识；
3>加强安全宣传工作；利用工地简报、标语牌进行广泛宣传安全的重要性。
4>认真落实业主单位提出的有关安全生产指令和要求，加强事前预防，严格过程控制，落实各级各部门安全生产责任制，将安全工作落实到架子队、工班组、个人，即安全与生产效益挂钩。
5>编制施工方案和安排施工计划时，首先要考虑从技术上和时间上以及设备技术状况上保障施工作业的安全；
6>加强施工过程的安全技术交底，使操作者熟悉、理解施工过程中的危险因素和安全操作规程，提高作者的安全应变能力；
7>加强天气预报、水文预报等的接收和监测，合理安排施工进度和相关的作业内容，特别加强防汛抗洪安全工作，加强灾后的工程检查、修复工作。
8>钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。
9>钻孔中如遇卡钻，应立即切断电源、停止下钻，在未查明问题前不得强行启动。
钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。
10>钻机作业中，施工人员必须佩戴安全帽。
11>钻机作业中，应有专人负责电缆的收放。
12>钻孔时，严禁用手清除螺旋片上的泥土。
13>各种电气设备和线路不超负荷工作，做到接点牢靠，绝缘良好；设备安装配备合格的保险装置。
14>电气设备在工作结束后及时切断电源。
15>配备充足的照明灯具，确保施工现场有足够的照明，为夜间施工生产和车辆行驶创造条件。
16>各种电气设备、管线做到绝缘可靠、连接牢固，移动电缆避免拖拉，设备安装可靠的接地设施，做到“一机、一闸、一漏保”。
十五、环水保措施
1>在场地清理过程中，各种材料、设备按规定堆放整齐，不得占用便道和已有的道路；
2>清洗施工经处理后再排放到指定地点，以防止污染水质和土壤；
3>临时用地使用完毕后及时复耕，防止水土流失；
4>施工所产生的垃圾和废弃物质，严禁乱排乱机械、设备及机具废水、废油等有害物质及生活用水不得随意排放，必须放，废钢材归放到指定地点。
十六、现场文明施工
施工中积极开展文明施工活动，实行标准化、规范化文明施工。
施工队伍进入现场后，要进行动员和教育，要求所有人员自觉维护工地周围居民的正常生产、生活秩序，搞好工民关系，以保证工程施工顺利进行。
1>做好施工现场规划，设置施工便道，提供足够的照明、看守设施，设置必要的指示牌、警告牌。
2>切实做好现场环境的保护工作，尽可能减少环境污染。
3>对于施工废料要及时清理，并堆放到指定地点。
4>物料堆放，整洁有序。
5>加强机具的维护保养、清洗检修工作。
十七、试桩总结
1>根据检测结果确定水泥搅拌桩的每延米水泥掺入量。
2>通过试桩确定搅拌桩的最佳钻进速度，加快水泥搅拌桩的施工进度。
3>将各种施工工艺进行经济比较，做到既能保证施工质量又经济。
4>将水泥搅拌桩的试桩记录和检测数据归纳总结，写成试桩总结报告，报监理单位审批，以便在本标段开始大面积的展开施工。
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