路基水泥砂浆桩施工工艺实验方案.docx
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路基水泥砂浆桩施工工艺实验方案
郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽
相关工程ZXZH-Ⅱ
路基水泥砂浆桩施工
工艺性试验方案
中铁十局集团有限公司
郑徐客专徐州枢纽项目经理部
二〇一三年十一月
中铁十局集团有限公司
郑徐客专徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标段
路基水泥砂浆桩施工
工艺性试验方案
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中铁十局集团有限公司郑徐客专徐州枢纽项目经理部
二O一三年十一月
江苏·徐州
目录
1、工程概况1
1.1工程简介1
1.2工程地质条件1
1.2.1.1软土和松软土：
1
1.2.1.2地震液化：
1
1.3水文地质特征2
2、编制依据2
3、试桩目的及位置3
3.1试桩目的3
3.2试桩位置3
4、施工组织及施工安排3
4.1施工组织机构3
4.4主要人员计划6
5、施工方案及方法7
5.1水泥砂浆桩设计参数7
5.2设计配合比参数7
5.3施工准备7
5.4施工工艺流程8
5.4．1主要施工工序及工艺要求（章节序号）8
5.5操作要点及施工注意事项9
6、试验成果10
7、技术要求指标11
8、质量控制措施11
9、施工安全措施13
9.1施工现场安全措施13
9.2冬季施工安全措施14
9.3夜间施工安全防护措施14
9.4大型机械施工安全措施15
9.5防止挖断光电缆措施15
10、环保、水保措施16
11、文明施工措施16
12、试桩资料收集汇总17
郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标
水泥砂浆桩施工工艺性试验方案
1、工程概况
1.1工程简介
郑州至徐州客运专线铜山联络线工程Ⅱ标施工范围内含两段路基：
（1）铜山下行联络线路基LXDK4+033.887～LXDK6+059.08长2025m；并行既有杨铜联络线、站内六股及东走行线，对应既有陇海线里程为K231+856.33～K233+881.52。
（2）既有陇海上行线改线路基GLHDK0+000.00～GLHDK2+523.50长2523.5m；并行既有煤专线1及既有陇海线，对应既有陇海线里程为K229+006.04～K231+560.00。
K229+006.04～K233+881.52段路基共计水泥砂浆桩72105根，直径0.5m，桩间距1.1m,正三角形布置，桩长8.0~18.9m。
1.2工程地质条件
工点范围地层为第四系全新统冲积层及上更新统冲洪积形成的黏性土、粉土及砂类土。
1.2.1.1软土和松软土：
在本路基范围内，
（2）3-2层软塑粉质粘土、
（2）4-2、
（2）5-2层稍密状粉土、粉砂层，均为松软土层，结构松软，压缩性高、强度低，工程特性差。
1.2.1.2地震液化：
地震动峰值加速度为0.10g，动反映谱周期为0.40s，且地下水较发育，根据《铁路工程抗震设计规范》，采用标准贯入试验方法对上部粉土及粉细砂层进行液化判别，该路基范围内上部饱和粉土、粉细砂层为可液化土，当发生Ⅶ级地震时会发生液化，液化深度2.45m~14.85m，液化指数16.764~74.064，抗液化指数0.443~0.998。
1.3水文地质特征
地下水类型为第四系孔隙潜水和岩溶水，第四系孔隙潜水局部略具承压性，透水性好的粉土、砂土为主要含水层，主要接受地下径流及大气降水、地表水入渗补给，水量较小；岩溶水主要赋存于灰岩节理裂隙、溶隙、岩溶管道中，主要接受第四系孔隙潜水和地下径流的补给，水量丰富。
地下水具有明显的动态变化特征，随季节、降水量变化而变化，测时地下水埋深2.8~3.7m，标高35.88~40.39m。
地下水主要以地下径流及人工开采为主要排泄方式。
根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）判定，该段碳化环境为T2，冻融破坏环境为D1。
地表水具化学侵蚀，环境作用等级为H1，具盐类结晶破坏，环境作用等级为Y1。
2、编制依据
1、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003；
2、《铁路工程桩基检测技术规程》TB10218-2008；
3、工地现场调查、采集、咨询所获取的资料；
4、《新建铁路郑州至徐州客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-Ⅱ标施工图》；
5、《关于公布<上海铁路局建设工程工艺试验管理办法>的通知》（上铁建发（2011）28号文）；
3、试桩目的及位置
3.1试桩目的
1、通过试验确定相关设备的组合模式及配备数量，如搅拌桩的钻头形式、砂浆泵的类型、送浆管类型等，为以后大面积施工进行设备选型、配置提供依据。
2、通过试验确定相关工艺性参数，如：
浆液的配合比、泵送时间、压力、搅拌机提升、下钻的速度及旋转速度等。
3、了解下钻及提升的阻力情况，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。
4、验证搅拌均匀程度及成桩直径。
5、通过试验为施工提供相关参数，如桩体无侧限抗压强度、复合地基承载力，确定水泥砂浆经输浆管到达搅拌机喷浆口时间和提升速度等施工参数。
6、通过试桩确定施工工艺和参数，为大面积施工提供依据。
3.2试桩位置
在铜山下行联络线路基段（陇海里程K233+750处）取三根桩，试桩位置采用距离营业线最外侧的水泥砂浆桩，距营业线中心均大于30m。
4、施工组织及施工安排
4.1施工组织机构
1、领导小组
序号
职务
姓名
工作职责
1
项目部常务副经理
丁永君
负责施工领导组织
2
二分部经理
牛兆银
负责现场施工组织
3
项目部总工
刘顺端
负责总体施工技术工作
4
项目部工程部长
司书新
负责现场技术监督工作
2、现场人员安排
序号
职务
姓名
工作职责
1
二分部经理
牛兆银
负责现场施工组织
2
副经理
侯立海
负责现场的施工生产工作
3
总工
郭鹏
负责现场的施工技术工作
4
安质部长
于红丽
全面负责施工中的安全
5
质检员
蒋茹
全面负责施工中的质量
6
试验人员
卢学州
负责现场的试验工作
7
测量
柴立璞
全面负责施工中的量测工作
8
桩机操作工
4人
9
修理工
2人
10
普工
5人
4.2施工总体安排
根据本工程特点，分专业设置施工队伍，设1个专业桩基施工队。
工期目标：
2013年1月15日水泥砂浆试桩施工准备
2013年1月20日开始水泥砂浆试桩施工
2014年4月19日进行试桩检查桩体强度、桩体直径及地基承载力
安全目标：
杜绝责任伤亡事故；杜绝重伤、死亡事故，轻伤率控制在3‰以内，杜绝责任机械设备事故。
环境目标：
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：
杜绝一般及以上工程质量事故以及严重影响企业声誉的质量事故。
4.3机械设备计划
根据工程实际情况，我方拟投入本工程的主要施工设备见表2，拟配备本工程的试验和检测仪器设备表3。
拟投入的施工机械设备表表2
名称
型号
数量
额定功率
备注
专用水泥砂浆搅拌桩机
PH-5
1
63.5KW
转盘最大扭矩55KN·m，链条进提力≤156KN，接地地压0.03MPa
砂浆泵
UB-4
1
5KW
出浆量1.3-4m3/h，最大工作压力4MPa，输送距离400m
水泥砂浆搅拌桶
1
7.5KW
用于拌和水泥砂浆
发电机
100GF2
1
100kw
作为备用电源，保证正常施工
投入的检测实验仪器设备表表3
序号
仪器设备名称
厂家
规格型号
数量
备注
1.
水准仪
天津
DSA320
2
全新
2.
全站仪
日本拓普康
GTS-102N
2
全新
3.
试模
济南
20
4.4主要人员计划
序号
姓名
性别
职务
1
牛兆银
男
二部项目经理
2
郭鹏
男
二部技术负责人
3
邵长光
男
二部副经理
4
侯立海
男
二部副经理
5
张国庆
男
二部领工员
6
于红丽
女
二部安质部长
7
张学森
男
二部物资部长
8
崔月琳
女
二部财务部长
9
高勇
男
二部技术部长
10
卢学洲
男
二部试验主任
5、施工方案及方法
5.1水泥砂浆桩设计参数
1、水泥砂浆桩桩径采用0.5m，桩间距1.1m，等三角布置。
2、桩数619根，有效桩长8-16m不等，其中试桩为3颗，桩长均为11.99m。
3、水泥砂浆桩桩身90天龄期无侧限抗压强度不小于1.5MPa。
5.2设计配合比参数
1、设计建议灰砂比采用1:
0.3～0.5，水灰比可选用0.45～0.6。
即水泥：
砂：
水=1：
0.3～0.5：
0.45～0.6。
试验桩拟用数据一览表
序号
灰砂比
水灰比
桩长
桩数
1
1:
0.3
1:
0.45
11.99m
1
2
1:
0.4
1:
0.5
11.99m
1
3
1:
0.5
1:
0.55
11.99m
1
5.3施工准备
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。
根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。
依据桩基中心轴线坐标值，用坐标法放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩，中心线的放样误差控制在2cm范围内，并设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。
5.4施工工艺流程
5.4．1主要施工工序及工艺要求
1、桩机就位检查：
钻杆长度，钻头直径，连接好输浆管路，将桩机移到指定位置对好桩位，经现场技术人员检查无误后开始开机作业。
2、搅拌、喷浆下沉至设计深度：
开启深层搅拌机主电机桩机钻杆下沉，下沉速度根据实际地层决定一般为0.6-2.2m/min。
3、搅拌、喷浆提升至桩顶：
深层搅拌机下沉到达设计深度后，一边搅拌一边匀速提升。
4、关闭搅拌机械：
搅拌、喷浆提升至桩顶原位搅拌不少于2min后关闭搅拌机械。
5、为确保桩体的均匀性，压浆阶段不允许出现断浆现象，输浆管道，不能发生堵塞，并严格控制搅拌机的提升、下降速度。
6、桩底应原位搅拌不少于30s，桩头应原位搅拌不少于2min。
5.5操作要点及施工注意事项
1、桩机操作者与搅浆施工员保持密切联系，保证搅拌机喷浆时连续供浆。
因故需暂停时，为防止断桩等恢复供浆时应在断浆面上重复搭接0.5m喷浆施工。
因故停机超过3小时，拆卸管道清洗。
第二次压灌接桩时其重叠长度不得小于1.0m。
接桩间隔时间不大于24小时，否则应重打该桩。
浆液达到浆口后，应喷浆搅拌至少30s,使其充分与桩端土拌和后再升降搅拌头。
2、搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺要求。
施工记录要有专人负责，必须详细记录搅拌机每米下沉或提升的时间，记录来浆与喷浆时间，施工中发生的问题及处理情况均要在备注栏注明。
3、桩长不小于设计规定，搅拌桩的垂直试验偏差不得超过1.5%应保持导向架的垂直度。
4、桩位偏差不大于50mm。
5、施工注意事项
1）检查机械的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头应复核检查，其直径磨耗量不得大于10mm。
2）根据地基加固深度选择合适的水泥砂浆搅拌机、浆液发送器及配套设备。
3）桩体搅拌应均匀、连续，机具下沉搅拌中遇有土阻力较大，应增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压边搅拌边钻进。
4）浆液制备应采用二次搅拌工艺，喷浆过程中浆液应连续搅动，防止浆液发生离析，确保成桩质量，保证桩检合格率100%。
6、试验成果
本次试验完成后及时对以下试验资料进行整理并分析：
1）通过试验确定相关设备的组合模式及配备数量。
2）通过试验确定相关工艺性参数，如：
浆液的配合比、泵送时间、压力、搅拌机提升、下钻的速度及旋转速度等。
3）了解下钻及提升的阻力情况，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。
4）验证搅拌均匀程度及成桩直径。
5）通过试验为施工提供相关参数，如桩体无侧限抗压强度、复合地基承载力，确定水泥砂浆经输浆管到达搅拌机喷浆口时间和提升速度等施工参数。
6）通过试桩确定施工工艺和参数，为大面积施工提供依据。
7）原材料合格证及试验报告；
8）试桩施工方案；
9）试桩施工记录；
10）试桩隐蔽工程验收记录；
11）设计变更通知书,事故处理记录及有关文件（没有出现变更和事故不上报）；
12）试桩检测报告。
整理完毕后将以上试验成果报监理工程师审批。
根据监理审批意见改进桩基施工工艺、施工方法，作为本工区后续桩基施工的指导依据。
7、技术要求指标
水泥砂浆桩桩身90天龄期无侧限抗压强度不小于1.5MPa。
水泥砂浆搅拌桩工艺试验施工技术指标如下表所示：
项目
单位
允许偏差
检查方法
桩距
mm
±100
钢尺丈量
桩径
mm
≥500
挖深50-100cm后钢尺丈量
竖直度
%
1.5（前后不一致）
经纬仪量测钻杆垂直度
8、质量控制措施
1、钻机就位必须正确，其孔位偏差不得大于50mm，钻杆垂直度偏差不得大于1.5%。
钻机开钻前，现场施工员必须进行检查，及时调整。
2、施工前应认真检查相关设备及管路系统。
设备的性能应满足设计要求。
管路系统的密封必须良好，管道必须畅通。
3、浆液的拌制
施工现场按标准化要求制作水泥砂浆配合比牌子，施工时严格按配合比拌制砂浆。
试桩施工前用磅秤标定一只水桶用以量测施工用水和细砂，投料顺序为：
水—水泥—砂，搅拌时间必须达到60s以上，浆液的密度采用浆液比重计检测，不得采用一只桶边拌边抽的方式施工，在喷浆过程中搅浆机应连续搅动，防止浆液发生离析，确保成桩质量。
4、搅拌机钻头下沉和提升速度、供浆与停浆时间
钻机对准桩位，记录仪器置零下钻，操作手同时通知后台送浆，下钻达到设计深度时（电子记录仪上显示深度与每米浆量），应原位喷浆搅拌10～30s以上，桩底水泥砂浆与土体充分搅拌均匀，再开始提升搅拌头，确保成桩质量。
深度、喷浆高程及停浆面、单桩喷浆量应符合施工工艺的要求，并应有专人记录。
5、成桩过程中，如因故停浆，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度停浆面以下不小于0.5m。
接桩时间不得大于24小时，否则应重打该桩。
6、施工中若发现喷浆量不足时，应按要求复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量（根据电子记录仪上显示每米浆量）。
7、现场各项原始记录必须真实、齐全。
8、对每批进场的水泥、外加剂等原材料，严格检查标号、出厂日期和出厂实验报告等材质证明文件并抽样检查，各项性能指标均符合设计要求才能使用，严禁使用不合格或过期硬化水泥。
除外加剂另委托相资质的试验室进行1～2次专门检验外，其余原材料抽样检查的主要要求如下：
（1）水泥：
工地试验室按每200t为一个抽样批次进行抽样送检，检验项目包括强度等级、凝结时间、安定性等指标。
取样与检验方法依据有关水泥标准。
（2）砂：
每日对拌和楼料场的砂进行抽样试验，试验项目包括筛分析和含泥量。
9、施工安全措施
9.1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。
2、严格执行安全用电制度，所有线路规范架设，做到一机一闸，按要求安装漏电保护装置；
3、现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；
4、施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；
5、人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具；
6、各种用电设备的安全措施
（1）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；
（2）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；
（3）手持电动工具和单机回路的照明开关箱内必须装设漏电保护器，照明灯具的金属壳必须做零保护；
（4）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；
（5）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；
（6）必须实行“一机一闸一漏”制，严禁“一闸多用”。
9.2冬季施工安全措施
冬期施工具体措施如下:
（1）成立现场冬季施工领导小组，负责安排、检查冬施工作。
项目部成立的QC小组负责组织实施冬期施工的各项质量保证措施，进入冬期施工阶段，要以冬期施工方案为准，提前交底，围绕工程质量经济合理、减少能耗的原则进行。
（2）进入冬期施工前后，密切注意天气变化，重视天气预报，以防突然降温，并提前提出防寒材料、设备、劳保用品计划。
（3）组织参加冬季施工的工长、施工班组学习施工方案，以提高冬期施工的质量意识。
（4）对机械设备进行一次全面检查，及时更换防冻油液，防止受冻。
对机械传动部位应及时检查，如有缺陷，及时维修、调整。
9.3夜间施工安全防护措施
⑴夜间施工要有专人统一指挥，设专人盯班盯岗，确保施工机械及人员安全。
⑵加强对机具电器设备的检查维修，并有专人负责，夜间施工要有足够的照明，并配齐各种电器配件，遇雨天及时更换防爆灯具，保证工程顺利进行。
⑶施工作业区及运输路径，设置良好的照明设施，作业照明灯必须使用安全电压，工地运输交叉路口、转弯处设置慢行警示灯并设专人防护。
⑷夜间施工必须配置两路电源或自备发电设备，确保不间断照明。
⑸加强对施工地段道路的养护，保证夜间车辆顺畅通行。
⑹各种施工机械及车辆通过临近村庄时,要尽量减速慢行。
9.4大型机械施工安全措施
（1）水泥砂浆桩机必须严格按照操作规程进行操作。
（2）水泥砂浆桩机操作期间各监控人员必须到位。
（3）加强作业人员岗前培训工作，增强作业人员的安全意识。
（4）严格执行各个岗位安全操作规程，执行各项规章制度。
（5）加强起重设备的检查维护，坚决杜绝带病作业。
（6）在大风（超过六级）、大雨、大雾等恶劣天气下严禁作业。
9.5防止挖断光电缆措施
（1）施工前与通信、电务、供电、工务等设备管理部门联系，详细调查工点地下埋设的电力，通信光缆等地下管线情况。
查明准确位置并双方会签。
（2）地下管、线、电缆等隐蔽设施无法提供准确位置时必须采用“人工挖探”的方法，找出有光缆并按规定防护后，方可大面积开挖。
（3）管线地段开挖，采取人工开挖探槽,探清管线数量及线路走向,严禁盲目开挖。
（4）现场用白灰标出既有地下管线位置,在管线两侧设警示标示杆、牌。
积极与设备管理单位取得联系改移,在地下管线改移完成后方可进行对应段落的工程施工。
10、环保、水保措施
1、加强施工管理，实行文明施工，对可能造成环境污染的物质，经过有关部门同意后送到指定地点处理。
所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。
2、采取有效措施防止施工中的燃料、油料、废料等有害物质对周围环境的污染，指定专用存放区，专人保管和处理。
11、文明施工措施
1、对施工现场的文明施工进行监督、指导、检查，对违反文明施工的行为，有权责令限期整改或停工整顿，甚至处罚。
2、施工现场场地平整，道路坚实畅通，设置相应的安全防护设施和安全标志，周边设排水设施；人行通道的路径避开作业区，设置防护，保证行人安全。
3、施工现场的临时设施，包括施工机具设备、运输车辆等，严格按施工组织设计确定的位置布置整齐。
4、现场使用的机械设备，按平面布置规划固定定点存放，遵守机械安全规程，经常保持机身及周围环境的清洁；机械的标记、编号明显，安全装置可靠。
5、经常对工人进行法纪和文明教育，严禁在施工现场打架斗殴及进行黄、赌、毒等非法活动。
6、经常安排和组织以质量、安全为主要内容的健康向上的宣传活动。
在施工现场设置宣传标语、板报专栏等，及时报道安全、质量等方面的情况及知识。
7、现场施工和生活废水、废渣要集中堆入，及时处理，不得污染周围水体及环境卫生。
8、运输车辆采取遮盖措施，防止遗留。
出场车轮冲洗干净，不得带泥上路。
12、试桩资料收集汇总
完成上述工作后应确定相关技术参数，对取得的试验成果（浆液配比参数、钻机选型、施工过程控制数据等）及时进行试验桩技术总结编制，上报相关单位审批，作为后续工程桩施工技术指导。
附表：
试验桩基本参数监测数据记录表
桩号
成桩
日期
设计桩顶标高（m）
设计桩底标高（m）
桩径
（m）
水泥用量（kg）
河砂用量（kg）
拌制水用量（kg）
钻机下沉速度（m/min）
钻机提升速度（m/min）
来浆
时间
喷浆
时间
备注
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