钉型双向水泥搅拌桩试桩方案.docx
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钉型双向水泥搅拌桩试桩方案
钉形双向水泥搅拌桩试桩施工方案
一、编制依据
1、武汉市武金堤（三环线-江国路）道路排水工程合同文件；
2、武汉市武金堤（三环线-江国路）道路排水工程施工图图纸及地质勘察报告；
3、《公路工程技术标准》（JTJB01-2003）
4、《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；
5、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）；
6、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ076-95）；
7、《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1-2004）；
8、现行国家和安徽省相关设计、施工规范及质量标准。
二、工程概况
1、工程简介
本项目沿线属长江水系，地表水系较发育。
主要河流为白石天河。
区内主要为新构造运动的沉降地带，松散堆积物厚度较大。
在软土分布区和现代河流发育地段，上部主要为河漫滩相沉积的粘性土等细粒土及粉细砂透镜体，下部为河床的砂层、砾卵石层等粗粒物质，含细粒土，具有典型的二元结构，从而构成了双层含水的水文地质结构。
其中上部主要为细粒土组成，厚度15-30米不等，构成了潜水含水层，富水性差，地下水位埋深1米左右。
下部粗粒土厚度较大，空隙大，连通性好，富水性好，为承压水，主要接受上部潜水含水层中的地下水补给，为本区主要含水层。
本标段沿线软土主要分布于K25+984-K27+250段，软土厚度不等。
K25+984-K26+670段软土厚度为8-11m，上腹有较薄的硬壳层为粉质粘土，下伏粉质粘土，可塑状。
K26+670-K27+250段软土厚度为3-8m，软土分布较均匀，软土上腹有粉质粘土硬壳层，下伏粉质粘土，可塑状。
本段设计采用的钉形桩，具体设计参数如下:
桩长:
10－14M，其中扩大头直径1.0M，长度5M，下部桩体直径0.5M，长度5－9M，桩间距1.8-2.2M，正三角形布置。
钉型双向水泥搅拌桩设计采用固化剂为32.5级以上复合水泥，水灰比不大于0.5，水泥掺量为13%。
按照设计及相关施工要求规定，在钉型搅拌桩正式施工前应进行施工工艺参数的试桩试验，且在同一工程地质条件下试验桩数不小于10根，试验桩与工程桩一致。
根据成桩后的复合地基承载力、成桩质量及强度检测要求，本次共计划安排试桩10根。
本项目水泥搅拌桩处理主要应用于软土路基和涵洞基底、沟塘地基。
主要工程量有水泥搅拌桩38966m，碎石垫层10683m3,双向土工格栅66090m2，土工格室20980m2。
三、试验段选择及目的
1、试验段选择
水泥搅拌桩试验段选于K26+720～K26+750全长30米。
本路段为耕地，地势平坦，机械进场便利，受干扰小，能在短期内完成试验，对后续施工有较好的指导作用，此路段地质分层明显，是本项目软基路段的典型路段，可以作为水泥搅拌桩的试验段。
2、具体试桩目的
（1）、提供满足设计和施工要求的各种操作参数，确定搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度；
（2）、确定该地质条件下，符合质量要求的各合理掺量和水灰比；
（3）、检验施工设备，确定该地质条件下合理的工艺流程；
（4）、确定进入设计地质层的判别方法；
（5）、确定工作压力，单位时间喷入量及喷搅次数；
（6）、验证搅拌均匀程度和成桩直径；
四、试桩准备工作
1、施工技术准备
（1）、认真阅读设计文件及工程地质勘察报告，进行施工图会审，有问题预先解决。
（2）、根据本工程相关施工图、技术规范、操作规范组织施工人员学习，切实掌握施工工艺。
（3）、在技术质量部门的组织下，进行工程质量策划，并在施工方案的编制及施工过程中体现质量策划结果。
（4）、核对工程技术资料表格，根据公司质量体系程序要求，严把质量关。
（5）、根据已审查批准的施工方案编制技术质量及安全交底书，并对全体施工人员进行详细交底。
（6）、室内配合比试验
①、试验目的：
了解固化剂为32.5级以上复合水泥掺量水灰比对钉型水泥搅拌桩强度的影响，求得龄期与强度的关系，从而为试桩施工提供参考依据。
②、试验结论和建议：
水泥掺量13％等的试件经28天龄期后的无侧限抗压强度
应符合≥1.6MPa的设计要求。
根据设计和施工现场的要求，钉型水泥搅拌桩的实验室初步配合比确定为：
根据多年的施工经验水灰比取规范中值完全符合要求，即0.5；水泥掺量为天然土重量的13%，15%两种（图纸要求不低于13%，因此没有配置小于13%的掺量）
（7）、施工主要技术参数
施工主要技术参数表
序号
名称
技术参数
序号
名称
技术参数
1
钻进速度/（m/min）
0.5～0.8
6
叶片间距/mm
150～250
2
提升速度/（m/min）
0.7～1.0
7
叶片宽度/mm
80～100
3
内钻杆转速/（r/min）
≥50
8
叶片厚度/mm
25～40
4
外钻杆转速/（r/min）
≥70
9
叶片倾角/o
10～20
5
喷浆压力/MPa
0.2-0.4
2、工、料、机准备
（1）、人员配置
配备管理及主要施工人员表
序号
人员类别
人员数量
姓名
1
施工总负责
1人
石祚国
2
技术总负责
1人
孙继国
3
现场总负责
1人
张德才
4
试验工程师
1人
舒峰
5
安全工程师
1人
于亚州
6
测量工程师
1人
邹美兴
7
材料员
1人
秦宗圣
8
记录员
1人
姚淼淼
9
质检员
1人
孙建峰
10
电工
1人
11
前场
4人
12
后场
2人
13
机长
2人
石祚国负责现场总体指挥与调度工作；
孙继国为技术总负责，张德才负责现场检查、指导试桩的各种技术工作、确保按施工方案进行；
舒峰负责试桩中各种技术参数的采集并验证工作，确保其真实准确；
于亚洲负责试桩过程中各种安全、文明检查与指导工作，确保高空、地下及工作场面无障碍物和危险隐患，保证桩机施工环境安全、文明；
前场桩机操作工2名，负责搅拌桩机的操作并及时维护，保证其平稳运行，确保桩机能准确定位、钻进、提升搅拌及移位工作；
后场制浆、注浆工2人，负责制浆、输浆工作，确保水泥浆的水灰比准确、输浆压力满足要求、供浆量能与桩机搅拌协调同步。
（2）、机械设备配备
试桩主要设备配备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
钉形双向水泥搅拌桩机
SJB-2
台
1
2
灰浆拌制机
JW180
套
1
3
输浆泵
BW200-4
台
1
4
电焊机
BX-200
台
1
5
发电机
台
1
6
磅秤
1000Kg
台
1
7
钢卷尺
50m
把
1
8
水准仪
DSZ2
台
1
9
全站仪
GTS-332N
台
1
除以上主要设备外，还配备手推车、小水泵、30～50T水泥储存桶、挖机等。
（3）、材料准备
按照施工进度计划，备足充分的水泥，加强水泥的保管储存，对每批进场材料进行自检、报检。
施工现场水源丰富，有很多河流及池塘，水质清澈洁净，符合拌合用水要求。
3、施工现场准备
（1）、施工道路使用白山镇境内县道X067作为材料运输、机械设备进出的主便道，对袁家山山脚的土石道路进行拓宽、加固、涵管埋设等处理措施后作为软基段施工的辅道，同时新建临时岔道至各软基施工段落范围内。
（2）、在软基施工附近安装临时变压器、架设线路，确保施工用电完备。
施工用水就近使用附近清澈的河水。
（3）、对施工现场进行必要的平整、碾压等工作，确保地耐力满足桩基施工要求。
（4）、完成场地临近道路、管线、高压输电线、构筑物、边坡、环境等保护措施。
五、施工方法及工艺流程
1、施工方法
水泥搅拌桩采用湿喷法，双向搅拌。
具体施工工序为：
①平整场地至设计高度，按施工图设计桩位放样；②桩机运至工地，先行安装调试，往内外钻杆旋转、浆泵及计量设施一切调试正常后，桩机移至桩位；③将搅拌头对准桩位，先启动内钻杆电机并下沉钻杆，当喷浆口至地下0.3m后时，启动浆泵开始喷浆；④当反向叶片至地面时启动外钻杆电机，待转速正常后，边旋转边切土下沉边喷浆直至加固深度；⑤在桩底持续喷浆搅拌10秒以上后关闭浆泵，边旋转搅拌土体边提升钻杆至地面；⑥地面下2m范围内，因上履土压力较小，进行二次喷浆搅拌，并采用叶片反压搅拌，桩体上部0.5m以内进行捣实；⑦关闭电源，移动设备。
重复以上步骤下一根桩施工。
2、施工工艺流程
钉形双向水泥搅拌桩施工工艺流程图
A、搅拌机就位：
搅拌机到指定桩位并居中；
B、喷浆下沉：
启动搅拌机，使搅拌机沿导线架向下切土，同时开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时反、正向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到扩大头设计深度；
C、施工下部桩体：
改变内、外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片收缩到下部桩体直径；喷浆切土下沉：
两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到设计深度，在桩端应就地持续喷浆搅拌10秒以上；
D、提升搅拌：
搅拌机提升、关闭送浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥，直至扩大头底面标高；
E、伸展叶片：
改变内外钻杆的旋转方向，将搅拌叶片伸展至扩大头径；提升搅拌：
提升钻杆，两组叶片同时正反方向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm；
F、切土下沉：
搅拌机沿导线架向下切土，同时开启送浆泵，向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直到桩底设计标高；
G、提升搅拌：
关闭送浆泵，两组叶片同时正反方向旋转搅拌水泥土，直到地表或设计桩顶标高以上50cm，完成单桩施工。
H、机具移位：
上一根桩施工完毕，清除叶片及钻杆上泥浆，钻机移位，进行下一根桩施工。
六、施工质量检查与检测
1、成桩质量检查
钉形搅拌桩质量检查应贯穿施工全过程，施工过程中应随时检查现场施工和计量记录，并按规定的施工工艺对每根桩进行质量检查。
检查的重点是：
搅拌机提升和下沉速度，内外钻杆转速，停浆处理方法，桩长和单桩施工时间，以及水泥用量等。
2、承载力、桩身质量及强度检验
钉型水泥搅拌桩将结合设计要求进行质量检查验收，对本次10根试桩桩身取样检验作如下安排：
（1）、钉型搅拌桩试桩成桩7天后任意选择3根进行浅部开挖观察桩体成型情况和搅拌均匀程度，并检验桩身直径。
并对这3根桩桩顶下0.5、1.0、1.5m钻取芯样进行桩身抗压强度试验，由设计提供的7天参考强度作为最小强度值。
（2）、成桩28天后对试桩区域进行复合地基承载力检测，检测以一处计，一处包括3个点。
（3）、成桩28天后，再任意取3根进行小应变动测试验以检验成桩质量。
成桩7天后进行N10标准贯入触探检测，以触探击数用对比法判断桩身强度。
（4）、成桩28天后，任意取3根在桩顶下0.5、1.0、1.5m处钻孔取样制成试件，进行28天、90天（取28天试件标养至90天后试验）桩身无侧限抗压强度试验，为保证试样尺寸，钻孔直径不小于108mm，取样数量为每组3件，要求桩体28天抗压强度≥1.6MPa。
对扩大头部分，宜在小直径桩外取芯，通过芯样对桩长、扩大头长度、强度、均匀性等综合评价。
（5）、评定检测标准：
钉形双向水泥搅拌桩质量检验标准参见
序号
检查项目
质量要求和允许偏差
检查规定
备注
检查频率
检查方法
1
桩位
+50mm
2%
全站仪
2
垂直度
1%
5%
测机架垂直度
3
桩顶标高
+30，-50mm
2%
水准仪
扣除桩顶松散体
4
桩径
≥设计值
2%
卷尺测量
浅层开挖
5
桩长
≥设计值
100%
施工记录
6
扩大头高度
≥设计值
≥0.5%
钻芯取样
7
桩身强度
≥设计值
≥0.5%
标贯和强度试验
8
承载力检测
≥设计值
0.1%（单项工程不少于三点）
复合地基静载试验和单桩载荷试验
成桩28天后进行
七、质量保证措施
1、双向搅拌机和灰浆制备系统开机前,必须进行调试,检查桩机运转和输料管畅通情况。
2、根据掺量设计配比进行施工，成桩采用两搅一喷的施工工艺，下降速度控制在0.5m/min～0.8m/min内，提升速度控制在0.7m/min～1.0m/min内,以确保桩身搅拌均匀，桩身无夹层、断层,若遇硬塑土可作为桩端持力层时,终止搅拌电流值控制在80A。
3、施工中采用水平靠尺、吊锤或全站仪校正桩架平整度和导向架的垂直度，确保双向搅拌桩施工中的垂直度。
4、采用流量仪控制输浆速度。
使注浆泵出口压力和试桩时所得压力差不多。
5、为保证桩端施工质量,施工完毕后，要进行桩顶整形，并养护。
6、水泥浆液应严格按设计要求配置,制备浆液不得离析,不得停止时间过长,浆液倒入集料斗时加以筛滤,以防止浆内结块损坏泵体,堵塞输浆管。
7、施工时因故停浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下1m待恢复供浆时再喷浆提升,若停机超过3小时,为防止浆液硬结堵管,宜先拆卸输浆管路,妥为清洗。
8、双向搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求,专人记录搅拌机每米下沉和提升的时间。
9、施工时各班长，机长必须严格按设计要求把好机架定位，下沉速度、灰浆配比、喷浆搅拌提升速度，单桩喷浆量等质量控制点。
10、定位放线需经现场监理验收、签证，才可进行下道工序施工。
11、施工中如发生卡钻或遇到地下障碍物,应立即切断电源,将钻具提升出地面,将障碍物排除后,再开始施工。
12、材料员应认真收发材料,发现不合格材料不得使用,水泥堆放场地需要垫高，临时堆放要搭设雨蓬。
13、自觉服从业主（监理）监督，确保工程质量符合要求。
14、双向搅拌桩的验收,严格按照常规桩的标准、规范进行。
八、施工安全防护措施
1、进入施工现场人员一律佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。
高空作业人员佩带并系好安全带，穿防滑鞋。
施工时严禁嬉戏、打闹。
2、各种机电设备的操作人员，都必须经过专业培训，考试合格具有上岗证书，懂得本机械的构造、性能、操作规程，能维护保养和排除一般故障。
3、所有电力线路和用电设备由持证电工安装。
由专职电工负责日常检查和维修保养，禁止其他人员私自乱接、乱拉电线。
4、现场施工用电线路一律采用绝缘导线，移动式线路使用胶皮电缆，使用时提前认真检查确保电缆无裸露现象，地上线路架空设置，以绝缘固定。
5、现场试桩主要机械设备按规定报验合格，所有电动机械设备使用前按规定进行检查、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。
九、环境保护措施
成立环境保护小组，专门负责环境保护工作，制定环境保护规划并严格执行。
1、粉尘控制措施
（1）、现场定期撒水，减少灰尘对周围环境的污染。
（2）、严禁在施工现场焚烧有毒、有害、有恶臭气味的物质。
（3）、装卸或清理有粉尘的材料时，提前在现场撒水。
（4）、严禁向现场周围抛掷垃圾。
2、噪声控制
（1）、加强机械设备的维修保养工作，确保机械运转正常，降低噪声。
（2）、夜间施工时，监督职工不得刻意产生不必要的噪音，尽量减小噪音，施工时严禁大声喧哗。
（3）、进出施工现场的所有车辆不得鸣号，出现场时不污染道路和环境。
3、污水控制
对于排除泥浆应全部集中于泥浆池中，做无害处理集中外运。
清洗机械时对于产生废水集中回收，杜绝排入巢湖及周边河流池塘之中，减少废水污染。
十、试桩总结
通过组织实施性钉形双向水泥搅拌桩试验，更深入了解水泥搅拌桩的施工工艺流程及注意问题，检验施工工艺的可行性，施工准备的可靠性，施工组织的合理性。
项目部将试桩过程收集的各种技术数据，进行统计比选，选择既能满足设计技术指标又经济的施工参数作为正式施工的指导依据，报监理审核。
为以后钉形双向水泥搅拌桩的大规模施工积累经验，提供良好铺垫。
中建五局土木工程有限公司
项目经理部
年月日
（注：
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