沉管水泥土挤密桩作业指导书.docx
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沉管水泥土挤密桩作业指导书
质量体系作业文件
沉管水泥土挤密桩施工
作业指导书
实施日期：
2013年7月8日
受控状态：
（盖章受控）
发放编号：
20130708-1
发送：
中铁大桥局中川机场铁路工程ZCTL-SG3标项目经理部
编制概况
编制部门：
工程管理部编制人：
彭伟力日期：
2013年7月8日
审核人职务：
项目总工程师姓名：
雷斌日期：
2013年7月8日
批准人职务：
项目经理姓名：
张皓月日期：
2013年7月8日
序号
会签部门
职务
姓名
日期
1
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作业文件修改记录单
修改
日期
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号
条款
修改内容
修改单号
批准人
修改人
沉管水泥土挤密桩作业指导书
1适用范围
沉管水泥土挤密桩的适用范围很广,因其施工器具简单,施工速度快,灵活性高,不受水、电、场地的限制且造价低廉的特点。
所以,沉管水泥土挤密桩是一种较为理想的治理铁路路基沉降的加固方式。
本文适用于沉管水泥土挤密桩施工。
2施工准备
2.1技术准备
⑴编制实施性施工组织设计，内容包括桩孔位施工顺序，施工工艺设计与主要技术措施，安全质量保证措施，劳动、物流组织和材料保障等。
⑵施工范围内的所有地上、地下障碍物已经拆除或拆迁，对不能拆除的已采取防护措施。
查清有无地下管线埋设，高空电线有无影响。
⑶测量放线，定出控制轴线、施工场地边线，桩位放线一般可在地面上洒白灰线，在桩位处插上一根系有红布条的小竹签或用短钢钎击深200mm，然后灌入白灰，以保证桩位准确。
在不受施工影响的处所，设置若干个水准基点。
2.2材料准备
水泥土挤密桩：
土料选用取土场黄土，水泥可选用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水泥土按设计配合比应在拌和站集中拌和，并且根据回填要求随拌随用，经试验确定土料合理含水率，该含水率能使经拌合后的灰土基本达到最佳含水率的要求。
每天施工前核定土的含水率是否为合理值，以保证拌和后灰土的含水量接近最佳含水量。
2.3场地准备
⑴场地平整，基坑开挖到标高以后，按设计修整好坑壁，认真检查场地土情况，对于松软及浅层洞穴要进行处理，并对基坑底平整到设计标高。
⑵对场地土含水率进行测定，以确定最佳含水率。
2.4主要人员配置
根据工艺流程及各道工序的劳动强度，对施工人员进行分组。
每个施工段设指挥和副指挥各1名，安排3个作业工班和1个拌合组。
每作业工班9人，其中桩孔定位2人、机长1人、桩基操作手1人、起重工3人、材料填装2人；拌合小组6人，其中筛分2人、计量1人、填料拌合3人。
2.5主要机械设备配置
⑴成孔设备：
2.5t柴油打桩机，桩管直径400mm，长4～10m。
⑵夯实设备：
提升式夯实机。
⑶回填设备：
铁锹、量斗、铁筛、手推车等。
2.6工艺试验
施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，并确定分层填料的厚度和相应的夯击次数。
只有当试桩的各项技术参数经监理工程师批准后，方可进行规模施工。
3技术要求
⑴遇下雨天应采取防雨措施（现场准备棚布），防止土料和水泥土受雨水淋湿；下雨天、大风天禁止施工；
⑵完成的桩孔必须及时回填夯实；
⑶施工过程中，设专人监理成孔及回填夯实质量，并做好施工记录，进行严格检查。
⑷施工中如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，待查明情况或采取措施处理后方可继续施工。
4施工工艺及操作要点
4.1施工工艺流程
沉管水泥土挤密桩桩径0.4m,桩间距0.95m采用正三角形布置。
施做隔排隔行，间隔1～2孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或振动坍塌。
当整片处理时宜由内向外进行，局部处理宜由外向内进行。
施工工艺流程见下图：
水泥土挤密桩施工工艺流程图
4.2操作要点
⑴基坑开挖
基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，桩顶标高以上应预留约500mm厚的土层，待地基处理完后再挖至设计标高，整平场地。
⑵放线定位及测量高程
施工前，根据基础平面布置图及桩位图，通过坐标控制点，准确定出每个施工桩位点，并做好标识（小石灰柱或插上一根系有红布条的小竹签），经检验无误后，再进行施工，并做好记录。
⑶成孔
成孔采用柴油锤锤击，沉管法成孔，其施工要求是：
①桩机安装就位后，使其平整稳固，然后吊起桩管，对准桩位，并在桩管与桩锤间垫好缓冲材料，缓缓放下，使桩管、桩尖、桩锤于同一锤线上，借锤击力及桩管自重，将桩管压入土中。
②桩尖开始入土时，先低锤轻击（或低提重打），待沉入土中1—2m各方面正常后，再用预定的速度、落距、锤击沉管至设计深度。
采用锤击打桩机将与桩孔同直径钢管打入土中拔管成孔,桩管顶设桩帽,下端作成60°角度锥形活动桩尖,施工前在桩架或钢管上标出控制深度标记,以便施工中进行钢管深度观测。
③夯击沉管时，当桩的倾斜度超过1.5%，应拔管填孔重打，若出现桩孔斜移，桩靴损坏等情况，应及时回填挤密重打，每次成孔拔管后应及时检查桩尖。
④用柴油锤沉桩至设计深度后关闭油门，及时均速（≤1m/min，软弱层及软硬交界处0.8m/min）拔管，有困难时可采用旋活桩管后起拔，拔出桩管后立即进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查,合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落入。
桩孔直径允许偏差不超过设计值±50mm，桩长允许偏差+0.5m。
⑷填料的拌制与运输
水泥土要求采用厂拌，各种用料计量准确，配合比符合设计值，水泥土混合料外观颜色均一。
采用运输车覆盖运输。
水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用按作废处理。
下雨期间不进行水泥土拌制。
当地下水位较高时,桩身可能有部分浸在水下,这时可用掺入三七灰土或10%～20%（体积比）的水泥,以提高其早期强度和抗水性。
⑸水泥土回填夯实
成孔后及时夯填，在向孔内填料前先夯实孔底。
桩孔填料前,应清底并夯实,夯击次数一般不少于8次,然后根据确定的分层回填厚度和夯击次数逐次填料夯实。
水泥土分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填厚度250～300mm，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实,夯填桩体高度应高出桩顶设计高程150mm。
回填夯实，应针对施工机具（锤重、落距），在工艺试验中找出满足密实度要求的夯击次数，作为施工的参数。
夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。
水泥土回填夯实采用连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。
4.3施工中的其他问题
4.3.1提高土中含水量的方法
当土的天然含水量低于10%时,将使沉管困难。
这时可以预先加水浸润以提高土的含水量。
当需要浸水的土层深度小于6m时,宜采用表面浸水法,即在加固范围四周用土筑埂,高约30cm～60cm,往其中注水。
如浸水土层深度超过6m,表面浸水法所需时间太长,且不均匀。
这时可用洛阳铲按1.0m～1.5m间距掏尽水孔（孔径约8cm）,孔深达设计桩孔深度以上0.5m,孔中填入小石子,其深度为预计浸水的3/4,然后筑埂放水,浸水后1d～3d（冬季稍长）即可施工,每孔浸润影响半径约为1.25m。
4.3.2缩颈处理
当土层中含水量较高或存在软弱土层时,拔管或爆扩后,桩孔中常产生缩颈现象,缩颈将使桩孔面积减小,夯锤无法下落,甚至使填料中途堵塞。
如产生缩颈现象,应认真处理。
当缩颈不严重,或只在桩孔上部出现时,可用洛阳铲将孔壁凸出部分铲去。
如缩颈严重时,则应采取复打办法解决,即在孔中填入适量生石灰块、干砂和碎砖渣,稍停一段时间后,再将桩管重新打入,将干灰、砖渣挤向孔壁,以吸收土中水分,如此重复几次,缩颈现象即可消除。
桩管应铅直打入,如有倾斜,既使土层不能均匀挤密又造成拔管困难,一般要求桩管倾斜率不超过2%。
倾斜的主要原因是土质不均匀,桩两侧土一边软一边硬,沉管时向软土一侧倾斜。
当遇上空洞、墓穴或大块孤石、木材、石砌墓穴等障碍物时,更易造成桩管倾斜。
施工中应加强观察,一旦发现桩管倾斜率超过2%应及时停止沉管,并将管拔出,待孔中填入土料后再重新复打。
施工前应查清土质是否均匀以及地下障碍物的分布情况,浅障碍物可以挖除,深的不便挖除则可减小桩长,但要适当增加桩数以弥补承载力的不足。
地下墓穴、空洞应提前处理。
当土质不均时,可在平面上采取间隔跳打的方法。
5质量控制及检验
5.1质量控制
⑴施工前应先进行工艺试验性施工，确定施工控制参数，同时要严格操作工艺，确保水泥土在初凝时间内完成拌和及回填。
严禁使用过时、过夜水泥土。
对已成好的孔要及时回填夯实，不得长时间空孔放置。
⑵施工过程中，设专人监理成孔及回填夯实的质量。
如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，查明情况，待设计人员确认及采取有效措施（或变更设计）后，方可继续施工，并详细记录锤击次数和振动沉入时间、出现的问题和处理方法。
⑶在成桩过程中，随时观察地面升降和桩顶上升，桩顶上升过大就意味着断桩，要调整成桩施工工艺。
⑷雨季或低温季节施工，应采取防雨或防冻措施，防止水泥土和土料淋湿后冻结。
⑸水泥土挤密桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。
5.2检验方法
⑴水泥土挤密桩所用的水泥品种、规格及质量应符合设计要求。
检验数量：
同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200t为一批，不足200t时也按一批计，散装水泥500t为一批，当袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计，每批抽样检验1组。
检验方法：
检查产品质量证明文件。
在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间。
⑵挤密桩所用土的质量应符合设计要求，采用较纯净的黄土且有机质含量不应大于5%。
检验数量：
同一取土地点、相同土性的土，每1000m3为一批，不足1000m3也按一批计。
每批抽样检验1次。
检验方法：
按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）规定的试验方法进行检验。
⑶水泥土挤密桩的数量、布桩形式应符合设计要求。
检验数量：
全部检验。
检验方法：
观察、现场清点。
⑷桩身密度检测方法、数量及标准参见《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003）4.9.7：
①孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于0.97。
②检测数量：
施工单位抽样检测总桩数的3%，且每台班不少于1根。
③检测方法：
在全部孔深内，每1m取土样测定干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处，轻型击实试验应符合《铁路工程土工试验规程》（TB10102－2004）的规定。
⑸桩间土处理效果的检测方法、数量及标准
在孔之间形心点附近、成孔挤密深度内，每1m取土洋测定干密度、进行湿陷性试验和压缩试验，计算干密度与其最大干密度的比值（最小挤密系数）、湿陷系数和压缩模量。
检验数量：
沿线路纵向连续每50m检验3处。
设计要求：
消除湿陷性，桩间土最小挤密系数不小于0.88，平均挤密系数不小于0.93。
⑹复合地基承载力检测方法、数量及标准参见《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003）4.9.8：
①检测数量：
总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。
②检测方法：
平板载荷试验。
③设计要求：
单桩复合地基承载力特征值及变形模量不小于设计值。
⑺水泥土挤密桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。
表1水泥土挤密桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位（纵横向）
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1.5%
成孔夯实孔底后吊垂球测量垂直度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50-100cm深后，钢尺丈量
6安全保证措施
⑴成孔时，距振动锤，落距，冲击锤6m范围内，不得有人员走动或进行其他作业。
⑵振动或锤击沉桩机，冲击机操作时，应安放平稳，防止成孔时，突然倾倒或锤头突然下落，造成人员伤亡或设备损坏。
⑶已成的孔尚未填夯灰土前，应加盖板，以免人员或物件掉入孔内。
7环保及文明施工
⑴噪音污染防治:
在设备选型时，对本工程使用的机械设备进行详细的声响评估，选择低污染或低噪声设备，并采取消音、隔音、护板等措施降低噪音。
⑵大气污染防治:
各种机械设备及运输车辆的废气排放量应符合《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501）或地方政府的有关规定。
⑶水污染防治:
施工现场产生的污水及废水，应集中处理，符合环保部门规定要求。
⑷合理进行施工现场的平面布置，做到计划用料，使现场材料堆放降到最低值，保证场内道路通畅。
⑸运输散装材料时，车厢后封闭，避免撒落，料车离场前，派人用水将料槽及车身、轮胎冲洗干净。
⑹搅拌机产生的污水必须排入沉淀池，保证现场和周围环境整洁文明。
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