路基双向水泥搅拌桩施工方案.docx
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路基双向水泥搅拌桩施工方案
武汉城市圈环线高速公路仙桃段
第二合同段
水泥搅拌桩专项施工方案
编制：
______________
复核：
______________
审批：
______________
武汉城市圈环线高速仙桃段第二合同段
中建五局项目经理部
年月
一．工程概况………………………………………………………………………1
二．施工准备………………………………………………………………………3
三．施工工艺及方法………………………………………………………………6
四．搅拌桩质量控制措施…………………………………………………………8
五．施工管理及注意事项…………………………………………………………9
六．搅拌桩质量检测………………………………………………………………10
七．双向水泥搅拌桩施工工艺框图………………………………………………11
八．试验段方案……………………………………………………………………11
九.安全保证措施…………………………………………………………………14
十.雨季施工保证措施……………………………………………………………17
武汉城市圈环线高速公路仙桃市境段第二合同段
水泥搅拌桩专项施工方案
一、工程概况
本合同段属于仙桃市西流河镇、沙湖镇范围内，起于仙桃市西流河镇金桥村，止于沙湖镇滩湖村，与武汉城市圈环线高速公路孝感市境段对接，终点与武汉城市圈环线高速公路荆州段对接，桩号为K153+000～K175+938，全长22.938Km。
本合同段不良地质为软土地基，路线全线为软土，池塘、小湖泊较为发育。
主要为流塑状淤泥和软塑—流塑状淤泥土。
为保证路基的稳定和满足工后沉降的要求，对软土深度22m以下的桥头路基段落（台后30m，台前10m范围）和涵洞基础采取水泥搅拌桩复合地基处理措施。
本工程设计为双向水泥搅拌桩，桩长有10m、14m、15m、16m、18m、19m、22m，桩间距有1.2m、1.3m、1.5m，共计83840根，共计1471755m，采用等边三角形布置。
本工程水泥搅拌桩施工计划及工程量情况见下表：
表1水泥搅拌桩工程量表
起讫桩号
处理面积
桩间距（m）
桩径（m）
桩长（m）
根数
总长（m）
K153+140～K153+163
1173
1.3
0.5
10
800
8000
K153+284～K153+326
1674
1.3
0.5
10
1141
11410
K153+299～K153+311
670.8
1.3
0.5
10
506
5060
K153+411～K153+450
2113.8
1.3
0.5
10
1457
14570
K159+933～K159+969
1699.2
1.3
0.5
14
1159
16226
K159+100～K159+700
42540
1.5
0.5
22
18911
416042
K159+700～K159+900
8920
1.5
0.5
18
4575
82350
仙桃南服务区场坪A
25186.8
1.5
0.5
18
12920
232560
仙桃南服务区场坪B
26365.5
1.5
0.5
18
13535
243630
K163+974～K164+120
7383.4
1.5
0.5
15
3788
56820
K164+094～K164+106
658.8
1.2
0.5
15
528
7920
DK0+295～K0+305
331
1.2
0.5
15
268
4020
EK0+207～K0+217
306
1.2
0.5
15
248
3720
K164+500～K164+869
21069.9
1.5
0.5
15
10944
164160
K164+605.5～K164+618.5
835.9
1.2
0.5
15
670
10050
K164+759.5～K164+772.5
773.5
1.2
0.5
15
619
9285
CK0+030～CK0+126
6723.6
1.5
0.5
15
3491
52365
CK0+129～CK0+139
276
1.2
0.5
15
224
3360
BK0+246～BK0+256
287
1.2
0.5
15
233
3495
AK0+281～CK0+400
7842.1
1.5
0.5
15
4075
61125
AK0+374～CK0+386
505.2
1.2
0.5
15
404
6060
LK0+800～LK0+816.5
427.35
1.5
0.5
15
219
3285
LK0+816.5～LK0+825.6
226.8
1.3
0.5
15
155
2325
LK0+825.5～LK0+842
427.35
1.5
0.5
15
219
3285
LK1+139～LK1+156
436.9
1.5
0.5
18
224
4032
LK1+156～LK1+162
175.2
1.3
0.5
18
119
2142
LK1+162～LK1+178.5
437.25
1.5
0.5
18
224
4032
LK1+560.5～LK1+576
410.75
1.5
0.5
20
210
4200
LK1+576～LK1+582
171
1.3
0.5
20
116
2320
LK1+582～LK1+598
430.4
1.5
0.5
20
221
4420
LK2+277～LK2+292
406.5
1.5
0.5
19
208
3952
LK2+292～LK2+298
163.8
1.3
0.5
19
112
2128
LK2+298～LK2+313
412.5
1.5
0.5
19
211
4009
LK3+004.5～LK3+020
413.85
1.5
0.5
16
212
3392
LK3+020～LK3+026
166.2
1.3
0.5
16
113
1808
LK3+026～LK3+041.5
416.95
1.5
0.5
16
214
3424
LK3+521.5～LK3+537
434
1.5
0.5
19
222
4218
LK3+537～LK3+543
175.8
1.3
0.5
19
120
2280
LK3+543～LK3+558
439.5
1.5
0.5
19
225
4275
合计：
163507
83840
1471755
表2施工计划表
起讫桩号
处理面积
总长（m）
机械安排（台）
开始时间
完成时间
K153+140～K153+450
5651.6
39040
1
2013.4.15
2013.5.30
K159+100～K159+969
53159.2
514618
5
2013.4.15
2013.8.01
仙桃南服务区场坪AB
51552.3
476190
5
2013.4.20
2013.7.30
K163+974～K164+120
8042.2
64740
1
2013.5.01
2013.7.20
K164+500～K164+869
22679.3
183495
2
2013.5.10
2013.8.20
匝道ABCDE
16270.9
134145
2
2013.7.01
2013.9.20
LK0+800～LK3+558
6182.1
59527
1
2013.7.01
2013.8.30
二、施工准备
1、场地布置
进行水泥搅拌桩施工的场地，根据实际情况，实地测量放样，提前进行场地平整和现场布置，抽出地表明水，清除桩位处地面、地下的一切障碍物，如石块、树根等，并进行清表处理。
场地低洼时，应用土填筑。
合理布置机械设备、水泥储料罐。
2、施工前的准备
（1）、组织施工人员学习和掌握有关设计图纸和公路工程桥涵施工技术规范的有关规定。
结合本合同段的工程地质和水文气象条件，制定符合实际的施工组织设计，落实岗位责任制，确保工程质量安全和进度。
（2）测量准备
首先清除施工范围内的地表积水及各种附着杂物，根据设计，用全站仪放出路基处理段起讫位置及边桩，再根据设计桩距，用全站仪（或GPS）和钢尺定出每排桩轴线和桩中心，并用白灰和木桩做醒目标记。
并做好临时排水设施，修筑好水泥进场的临时便道。
放样偏距小于5㎝，搅拌机就位垂直偏差小于1.5%。
（3）试验准备
在设计提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘察，进一步了解土的性质，在有代表性的地段必须钻探土样，作室内配方试验，了解最适宜加固的水泥品种掺入量，水灰比及最佳的外掺剂，了解水泥土强度增长期与强度的关键，以便核对试验所给配方是否合适选出最佳配方方案。
及时对现场土样进行取样检测，掌握现场实际含水量，根据含水量情况指导选择采用干喷和湿喷工艺。
（4）材料准备
开工前（材料部负责进料，试验室进行检验），对水泥等原材料进行取样检验，检验合格后方可进场，进场后按规定的检验频率再进行抽检，合格后方可用于本工程中。
水泥进场后采取防雨防潮措施，要下垫上盖。
搅拌桩采用的粉体加固剂为42.5普通硅酸盐水泥，要求新鲜无结块，入罐时经筛网过筛，最大粒度不超过5mm，不含有纸屑、塑料布石子等杂质。
（5）人员准备
施工现场配备分部经理、分部技术负责人、施工技术员和工班长，负责施工现场管理。
施工前，进行三级交底，即先由项目总工对项目技术人员进行交底，再由责任工程师对劳务队管理人员或班组长进行交底，再由劳务队管理人员对参与施工劳务人员进行现场交底，三级交底同样做到明确施工要点及注意事项，并对交底内容进行详细的记录。
施工组织机构及施工人员配备如下：
图1施工组织机构
图2施工人员配备
岗位
分部经理
分部技术负责人
责任工程师
施工员
质量员
测量员
人数
1
1
1
3
2
2
岗位
安全员
资料员
电工
钻机操作手
焊工
指挥
配合工人
人数
2
1
2
34
5
2
6
对焊工，桩机操作手，电工等特种作业人员要求持证上岗。
施工前，认真核查人员是否符合要求。
（6）机械准备
根据设计要求，确定深层搅拌桩机及辅助设备。
所用机械在施工前均需进行检修，以确保施工过程中能正常运转。
（具体机械见机械设备情况一览表）
施工机械设备一览表
序号
机械设备名称
规格型号
数量
性能
备注
1
钻机
SJB-Ⅱ
17台
良好
2
制浆机
JBJ-300
17台
良好
3
灰浆泵
HB3
17台
良好
4
电磁流量计型号
LD8111-A
17台
良好
每一台钻机配一部
2001电磁流量计
17台
良好
5
电焊机
BX#-500-1
5台
良好
6
发电机
200KVA
4台
良好
备用
（7）成桩实验
水泥搅拌桩施工前，应根据现场实际情况，进行试验桩施工，取得各种机械参数，确定施工工艺水泥掺量等各项指标，根据试桩确定和调整好技术参数，编制质量控制措施及施工工艺，以及打桩的顺序（一般采用横移退打或自一侧向单一方向进行），以确保大面积施工质量，经监理工程师认可后进行工程桩的施工。
三、施工工艺及方法
1、施工准备及测量放样
搅拌桩施工前，备齐施工机械机具和材料，接通电力，施工劳力进场，进行需施作喷浆作业地点的地面表皮清除，查明地下线路管道情况后进行场地平整，桩位放线，一切准备就绪后，进行搅拌桩作业。
（1）场地清理：
施工前，应按技术规范要求进行场地清理。
场地平整，填写报验单，经监理工程师验收合格签字确认后，方可进行下道工序施工。
（2）布桩图：
开工前，根据施工设计图按各分段里程画出布桩图。
布桩图上应标明线路中心、里程、路基底宽线、每个桩应编号、量出设计桩长，布桩图报设计单位，监理工程师，确定验收确认后，方可施工。
（3）测量放样：
对设计单位移交的导线点，水准点，施工前会同业主和监理工程师进行复核，确认无误后使用。
测量人员按施工设计图，进行搅拌桩桩位、原地面标高、孔口标高等有关测量放样工作，测量放样记录及布桩图等，应报请业主和监理工程师复核抽查，并填写测量放样报验单，经甲方和监理工程师审查签认。
（4）材料：
搅拌桩施工采用加固料为水泥，其质量、规格应符合设计要求，并具有出厂质保单及出厂试验报告，确保在有效期内使用，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。
运到工地的加固料（水泥），应对水泥质量进行抽样检验，抽样试验频率根据规范要求及监理工程师意见定，一般要求每批量100吨最少抽检1组。
试验结果报监理工程师签认后方可投入使用。
（5）水泥土强度试验：
施工前应详细了解各施工现场的地质情况，选取有代表性的土层位置，钻孔取出一定数量的试样土进行必要的软土物理性质、含水量、有机质含量试验和水泥土配合比强度试验，以验证软土的性质和设计的水泥土（搅拌桩）强度能否达到要求。
试验结果均应及时以书面报告形式提交业主及监理工程师审查核实，如与原地质钻探资料和设计要求不符，应通知设计方。
（6）施工工艺试桩
搅拌桩施工前必须分区段进行工艺试桩，以掌握适用该区段的成桩经验及各种操作技术参数。
成桩工艺试验桩不宜小于3根。
工艺试桩前，书面通知监理部门派员参加。
工艺试桩结束后，提交工艺试桩成果报告，并经监理工程师审查批准后，作为该区段搅拌桩施工的依据，无监理工程师的指令，不得任意更改。
工地技术主管在搅拌桩施工时应向机组下达操作指令，并负责监督执行。
工艺试桩应达到如下目的：
a、获取操作参数：
包括钻机钻进与提升速度，钻进持力层时孔底电流值，送浆时管道压力、搅拌的叶片旋转速度、喷停浆时间等。
b、喷浆和搅拌的均匀性。
c、钻进、提升阻力情况及特殊情况施工处理措施等。
在施工过程中若需要更换电流表、喷浆计量仪等影响施工技术参数的设备时，必须以书面报告形式提交甲方和监理工程师。
并在监理工程师的监督下试桩，重新确定施工技术参数，指导下阶段施工。
2、钻机就位及调直
组装架立搅拌桩机。
检查主机各部的连接，液压系统、电气系统、粉喷系统各部分安装试调情况及浆罐、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后，方可进行操作。
浆罐装满料后，进料口加盖密封。
安装钻机时，将钻机对准桩位，调平桩机机身以保证桩的垂直度。
3、钻进
桩机调正后，启动主电机钻进，先启动内钻杆钻头（反向），后启动外钻杆钻头（正向），然后启动加压装置，加压装置中的链条同时对内外钻杆加压，使内外钻杆沿导向架向下，内钻头先切土、入土，外钻头后入土、搅拌。
4、喷灰（浆）、搅拌
开启喷粉（浆）装置，在内钻头（反向）入土后喷灰（浆），其二层旋转叶片作用为：
下面一层是破土，上面一层为搅拌；外钻头（正向）入土后，其二层旋转叶片作用为搅拌、压灰（浆）；直到设计深度，桩端应就地持续喷灰（浆）搅拌10秒以上。
5、提升、搅拌
在达到设计深度时，搅拌机提升、关闭送灰（浆）泵，先将外钻杆钻头换向（反向），后对内钻杆钻头换向（正向），同时对加压装置换向，链条将钻头提升直到地表或设计桩顶标高以上50cm，完成单桩施工。
6、停机
将搅拌钻头提升到地面以上，停止主电机，停止空压机，填写施工记录。
7、桩机移位：
利用桩机液压系统，将桩机移到下一个桩位施工。
8、搅拌施工完成后，在搅拌桩顶按照设计铺填30cm砂垫层。
四、搅拌桩施工质量控制
1、严格控制水泥等材料质量
按照设计要求选用水泥的品种标号，并采取防潮、防雨淋措施，坚持先进库的水泥先用，后进库的水泥后用，避免水泥因放置时间长使标号降低。
2、加强管理工作
制定具体的施工管理措施和适用的施工方法，对施工人员进行技术培训、技术交底、使作业人员心中有数。
指派技术水平高、精通地基加固知识的技术人员作技术指导或现场负责，使施工全过程处于规范化、规程化控制状态。
配备完整的制桩设备，具有可靠性和配套性机械，满足设计要求。
电脑自动记录仪要定时检校，保证其完好性。
3、确保加固桩体强度和均匀性。
施工时派人做好成桩记录，详细记录每根桩的位置、编号、喷灰（浆）量及喷灰（浆）深度等，发现问题及时纠正或采取补救措施。
成桩过程派专人监视发送设备，避免输浆管道发生堵塞。
严格按要求控制喷灰（浆）量和钻进提升速度，以保证桩体内每一深度均得到充分拌合。
为保证成桩直径及搅拌均匀性程度，对使用的钻头定期复核检查，对直径磨耗过大的钻头进行维修和更换。
4、加固效果检查
在桩的不同部位切取试块，送至试验室分割成与室内试块相同尺寸的试件，比较相同龄期室内外试块强度。
做复合地基荷载试验，实测加固后的复合地基是否符合设计要求。
五、施工管理及注意事项
1、施工过程中必须作好施工记录和计量记录，检查重点有：
加固料质量和用量、桩长、制桩过程有无断桩，桩体均匀、搅拌的转速、提升时间、复搅长度、补桩和补搅等。
搅拌桩施工质量监理应符合《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TBl0113-96）附录B的要求。
2、搅拌桩施工应有自动记录桩身长度、单位桩长水泥用量并能监测水泥是否到达喷浆孔底的自动记量装置。
试桩过程中应对该自动装置进行校核，正式施工过程中应不定期检查。
3、施工环保及安全：
必须采取有效的措施，防止搅拌桩施工对环境的污染（粉尘、污水、噪音等）和干扰附近既有道路上的车辆正常行驶。
4、搅拌桩施工根据施工工艺及工艺性试验确定的操作参数进行，并随时注意记录压力、喷浆量、钻机钻进与提升速度、孔底电流等有关参数。
5、施工中应严格控制喷浆、停浆时间、钻进深度、钻机垂直度及水平位置、停浆面标高等。
终钻提升的确定，应以达到设计标高为原则。
水泥损耗量不得大于1kg／m。
6、施工中不得中途中断喷灰（浆），确保桩长。
在尚未到达设计桩底标高和尚未喷灰（浆）的情况下进行钻杆提升作业；若因停电或机械故障等原因而中断喷浆时，应将钻机下钻至断灰（浆）点下不小于1米的位置，待恢复供灰（浆）时再喷灰（浆）提升。
7、按设计的水泥用量喷灰（浆），施工中发现喷灰（浆）量不足时，应及时对原桩复钻复喷，复喷的喷灰（浆）量仍不应小于设计用量。
施工过程中应随时检查灰（浆）罐内的水泥加入量、剩余水泥量，复核每米喷灰（浆）量及成桩后喷灰（浆）总量。
8、钻头直径磨损量不得大于1cm。
9、水泥入浆罐之前经过4目／cm2筛网过筛，除杂除块。
10、对输浆管要经常检查，不得泄露及堵塞，管道长度以60m左右为宜，不得超过80m。
六、搅拌桩质量检测
1、开挖检查：
成桩7天后，在监理工程师和甲方监督下进行开挖自检，开挖深度0.5～2.0米，目测成桩情况及搅拌均匀程度、桩径、桩位偏差等，检测频率2％。
2、成桩7天内采用N10轻便触探检测。
检测频率2％。
搅拌桩施工质量容许偏差
项次
项目
单位
允许偏差
检查方法和频率
1
桩距
mm
±100
钢尺抽查2％
2
桩径
mm
不小于设计
钢尺抽查2％
3
桩长
m
不小于设计
喷浆前检查钻杆及刻度盘
4
竖直度
%
1.50%
垂球或经伟仪抽查
5
单桩喷浆量
%
不小于设计
查施工记录
6
桩体强度
KPa
不小于设计规定
N10或抽芯试验
3、桩体强度试验：
采用N10轻便触探检测。
七、双向水泥搅拌桩施工工艺流程图
双向水泥搅拌桩施工工艺流程图
八、试验段施工
1、试桩位置
试桩地点选择在沙湖互通连接线LK3+543～LK3+558段，总长15米，面积439.5㎡，桩间距1.5米，桩径0.5米，桩长19米。
选择中心部位试桩9根。
2、工期安排
计划2013年3月12日完成现场取样及进行相关实验工作，2013年3月15日前完成室内配合比选定，2013年3月20日前完成平整场地；2013年3月20日机械到达现场，并组装机械并对机械进行标定，2013年3月25日开始做试桩。
3、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，试验室将在工程现场钻孔，分别采集最软弱层土样二组到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淤泥质土。
根据设计要求，水泥采用P.C32.5级复合硅酸盐水泥，每延米掺量为55㎏，为选择经济、可靠、合理的水泥浆配比，试验室将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天的水泥试块抗压强度。
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。
4、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150cm，依次编号为1～9＃桩（见下图）。
相关参数如下：
试验桩布置图
5、试桩目的：
掌握满足设计单桩喷灰（浆）量（由水泥掺入量、水灰比计算）的各种技术参数，如钻进速度、钻杆提升和下沉速度、喷灰（浆）压力、搅拌机转速、进入持力层电流和钻进速度等（供参考的双搅桩机械参数：
钻进速度0.7～1.0m/min；提升速度0.7～1.0m/min；内钻杆转速≥50r/min；外钻杆转速≥70r/min；钻进时喷浆压力0.25～0.40MPa）；
掌握下沉和提升的阻力情况，选择合理的搅拌头形式、电机功率与搅拌叶片的宽度和倾角等（供参考的双搅桩机叶片宽度80～100mm；叶片厚度25～40mm；叶片倾角10～20度）；
检验室内试验所确定的配合比、水灰比是否便于施工，是否需要添加外加剂等。
6、试桩技术标准
水泥搅拌桩施工28天后，进行试验检测，要求28d桩身强度达到1Mpa，单桩容许承载力不小于120KN。
7、试桩质量保证措施
为确保工程质量，符合设计要求及有关规范的规定，实行过程控制为主，工后检测为辅的方法，从人员、设备、材料、施工前的准备、工程施工过程等方面对工程质量进行预控。
（1）人员
实行岗位责任制，做到定机、定人、定岗、定责。
每处施工现场确定一名机长，制定详细的操作手、机长、自检人员岗位责任制。
对现场施工和质检人员进行培训，从干部到职工都强化质量意识，凡参加浆体喷射搅拌桩施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。
充分发挥质检人员对工程质量的控制作用，对成型后的每根桩实行施工队、项目部全过程工地自检，全部合格后方可报请监理组抽检。
项目部质检人
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