水泥搅拌桩干法试桩工程施工组织设计方案.docx
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水泥搅拌桩干法试桩工程施工组织设计方案
第1章编制依据及目的
第1节编制依据
1、《建筑桩基技术规》（JGJ94-2008）；
2、《建筑地基处理技术规》（JGJ79-2012）；
3、《建筑基桩检测技术规》（JGJ106-2014）；
4、《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）；
5、本项目施工图纸道路工程中软土路基处理方案设计图；
6、施工组织设计；
7、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；
8、本公司的施工能力、近年来桥梁两端地基处理等类似工程施工经验、施工方法及科技成果；
9、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；
第2节编制原则
（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、综合治理”的原则。
严格按照城市道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。
第3节编制围及目的
3.1编制围
XXXXXXXX工程中水泥搅拌桩施工。
3.2编制目的
（1）复核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）校核掺和比确定技术参数。
（4）检验施工设备及选定的施工工艺即PH-5A机械，采用干法两喷四搅方法。
（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。
第2章工程概况
根据地质钻探资料（初步勘察），本工程沿线的软土分布围广、厚度大，为了减少因路基产生的不均匀沉降，提高车辆行驶的舒适性，对该路基的填筑需进行水泥搅拌桩地基处理。
水泥搅拌桩桩径0.5m，采用正三角形布置，桩间距1.2m，桩长15m，采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥掺入量12%。
桩顶需设置300mm厚褥垫层，材料级配砂石，最大粒径不得大于20mm。
褥垫层的夯填度不大于0.9.
第3章试桩容及目的
第4节试桩容
依据设计图纸和施工现场的实际情况，按照水泥掺入量43kg/m、48kg/m、53kg/m控制，其中43kg/m标准试桩2根，48kg/m标准试桩2根，53kg/m试桩1根，试桩数量5根，待试桩成功后方可进行工程搅拌桩的正式施工。
成桩28d后在桩径的1/4处用双管单动取样器在桩长的围取芯，检验桩体的完整性和均匀性。
第5节试桩的目的
1）试验所确定的配合比是否合适，同时合理选择喷粉口的位置及大小，
2）掌握下钻、提升的困难程度，确定下钻、提升速度；
3）掌握钻头进入硬土层电流变化情况
4）确定合适的输粉量；
5）掌握水泥到达粉喷口的时间，搅拌机提升、下沉、复搅提升速度等参数；
6）验证钻头叶片的角度设置
7）验证成桩的均匀度及桩径大小。
第4章试桩方案
第6节试桩位置
根据施工安排。
水泥搅拌桩施工分为13个施工段，甲方要求L2和L7需尽快完善。
因此试桩部位优先选择在以上2个施工段。
根据图纸要求，需设置不少于5根。
因此，根据地质条件，在L2与L7、L9中间部位设置5根试桩。
即开始施工的工程桩设置为试桩。
第7节室配合比试验
为确定本施工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中心实验室做水泥搅拌桩掺入比室配比试验，所取土样主要为淤泥质粉质黏土。
根据设计图纸要求，水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥，掺灰量12%。
为选择经济、可靠、合理的水泥掺梁，分别按照43kg/m、48kg/m、53kg/m控制。
根据室配合比试验结果和天然含水量情况确定实际施工时的水泥用量。
分别检验龄期为7天、28天的水泥试块抗压强度（28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28天龄期桩身无侧限抗压强度大于1.0mpa）。
根据搅拌桩掺入比室加固试验结果，采用满足设计要求的最佳土入量、水泥掺入量的配合比进行现场试桩。
试桩配比如下：
序号
水泥掺入量（%）
水泥每米掺入量（kg）
备注
1#试桩
12
43
2#试桩
13.59
48
3#试桩
15
53
4#试桩
16.42
58
5#试桩
17.83
63
第8节主要技术参数
钻进速度：
＜1.5m/min
平均提升速度：
0.8--1.2m/min
搅拌速度：
30--50转/min
钻进喷灰、复搅时管道压力：
0.4--0.6Mpa
第9节施工机械、人员配置及材料逐步
4.1施工机械
施工采用PH-5A型深层搅拌桩基，施工时与其配套的机具有储料罐1台，容量1.3m³，设计压力0.6N/平方毫米，带灰罐架、旋转供料器、电子计量系统，用于储存粉料和加压输送。
空气压缩机1台，XK0.6-0.10型，工作压力1.0N/平方毫米，排量1.6m³/min，电机功率13kw，输送、喷固化剂、供气。
钻机开转之前由监理工程师和项目组织检查验收合格后方可开转
表1PH-5A型深层搅拌机主要参数
项目
技术参数
参数
1
搅拌电机功率（KW）
45
2
钻杆规格（mm）
125*125
3
钻机转速：
正（r/min）
7-52
4
钻机转速：
反（r/min）
8-62
5
成桩直径（mm）
Φ500
6
地基加固深度（m）
20
7
最大扭矩（KN·M）
55
8
提升速度（m/min）
0.116-1.497
表2施工机械配备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
水泥搅拌桩机
DM-2
台
1
2
水泥储存罐
个
1
3
发电机
台
1
4
钢卷尺
50m
把
1
5
水准仪
一光DSZ2
台
1
6
全站仪
莱卡TCR802
台
1
除以上主要设备外，还需要配备手推车、挖机、铁锹等
4.2人员配备
施工过程汇总应及时对每根桩做好施工记录，及时办理汇总、验收、签证等手续。
人员配备如下表：
表3人员配备表
序号
工种或岗位
正常施工人数
备注
1
项目经理
1
2
项目技术负责人
1
3
项目生产负责人
1
4
技术员
1
5
材料员
1
6
测量员
1
7
机长
1
每机正副机长各1名
8
水泥工
2
每机2名
9
普工
3
每机3名
10
电工
1
11
合计
13
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—各专业劳务班组”二级管理模式，由项目部负责施工管理，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
XXX
4.3材料准备
按照试桩数量，备足充分的水泥，加强水泥的保管存储，对每批次进场的材料进行自检、报备。
第10节施工方法
1、清理场地。
由于工程地表覆盖一层回填土，承载力不足，为了桩机能平稳立在上面，需要换填或放置钢板；如换填，需把水泥搅拌桩桩顶下2米淤泥挖掉，再利用硬质土填进来，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，先放出施工段轴线，再根据轴线定出桩位。
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、桩基运到工地，先安装调试，外杆旋转、喷粉及计量设施一切调试正常后，桩基移到桩位。
4、根据桩位，钻机对准桩位对位，机身垂直。
5、将搅拌头对准桩位，先启动钻杆电机并下沉钻杆，当粉喷口到标高后，启动粉喷开始喷粉。
6、当反向叶片到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粉直到加固深度。
7、在桩底持续喷粉搅拌10秒以上关闭喷粉，旋转搅拌土体边提升钻杆至地面。
8、桩头二次喷粉
9、关闭电源，移动设备，施工下一根桩。
第11节工艺流程
施工工艺流程
1）整平场地；
2）双向搅拌机定位：
双向搅拌机移动，将钻头对准桩位；
3）下钻：
先启动钻杆钻头（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外钻杆加压，使外钻杆沿导向架向下，钻头先切土入土，外钻头后入土搅拌
4）喷灰、搅拌：
开启喷粉装置，在转头（反向）入土后喷灰，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；直到设计深度，停止喷灰；
5）提升、搅拌：
在达到设计深度时，先将外钻杆钻头换向（反向），后对钻杆钻头换向（正向），同时对加压装置换向，链条将钻头提升至设计桩顶标高，完成双向搅拌桩施工。
第12节注意事项和常见问题处理措施
对于桩周边土质不满足要求时，如软土层，应增加搅拌次数或增加掺灰量。
双向水泥土搅拌桩的施工与常规水泥土搅拌桩的施工在水泥掺入量、场地要求、地址适用围等许多方面是一致的，但在桩身受力、搅拌均匀、施工工艺流程等方面存在一定的差别。
现将注意事项和常见问题的处理措施简要说明：
7.1注意事项
1）搅拌均匀性
搅拌的均匀性是影响桩身质量的一个重要因素。
它主要指两方面：
1、机械在桩身任意一点的搅拌次数‘2、固化剂在任意一点的掺入量。
通过实践证明，任意一点的搅拌次数在20次为最佳搅拌次数。
固化剂在桩身任意一点的掺入量除应满足设计的要求外，还应根据地质条件调整每一段的掺入量，以保证桩身强度和桩体受力的一致性。
调整的原则：
桩身上部灰量多、下部少；土层好的少、差的多；含水量高的多、底的少。
2）顶部处理
搅拌桩施工完毕后，桩的顶部0.3-0.5m围捏，因上覆土压力较小，使土层变成蜂窝状，应对桩顶进行处理。
处理的方法有2种：
1、将桩顶质量较差的部位人工挖除；2、在桩顶1.0--1.5m围进行二次喷灰搅拌并人工修整。
本方案中采用第一种处理措施。
7.2常见问题处理措施
双向搅拌桩施工中常见问题及处理方法
常见问题
发生原因
处理方法
下沉困难、电流值高、电机跳闸
电流偏低
调高电压
土质硬、阻力大
适量冲水或粉液稀释
遇个别少量大块石等障碍物
挖除障碍物
下沉困难、电流正常
土质粘性大，箱体自重小
增加自重或提高转速
土体与转头同步旋转
灰土浓度大
重新设定灰土比例
搅拌叶片角度设置不当
调整钻头叶片角度
事故桩
机械故障及电路故障
24h，钻杆重复钻进0.5m
24h外，联系监理、设计重新补桩
第5章工期安排
为了保证施工质量及工程进度试桩拟在室配合比确定后进行。
即室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，采取在试桩围补桩的措施，提高地基承载力。
计划2018年5月7日前完成平整场地；2018年5月10日机械到达现场，并组装机械并对机械进行标定，受电力问题，计划2018年5月15日开始做试桩。
第6章施工技术控制
第13节现场条件
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。
第14节机械设备
本次试桩选用PH-5A型桩机，主电机功率为11Kw。
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粉量的记录器，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、喷粉量、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。
第15节技术措施
（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，如铺设砂垫层或钢板。
（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，设计停粉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）当成桩过程中，当因故停粉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。
（6）施工前确定搅拌机械的输粉量、经输粉管到达搅拌机喷粉口的时间。
用流量泵控制输粉速度，使注粉泵出口压力保持在0.8MPa，并使搅拌提升速度与输粉速度同步进行。
（7）严格按设计确定的参数控制喷粉量和搅拌提升速度。
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。
输粉阶段必须保证足够的输粉压力，连续供水泥粉。
一旦因故停粉，为防止断桩和缺粉，应将搅拌头下沉到停粉点0.5米以下，待恢复供粉后再喷粉搅拌；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；
（8）严格控制搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固围每一深度得以充分搅拌；确保桩身强度和均匀性：
（9）深层搅拌施工中采用少量多次喷粉的方法，保证四次搅拌，搅拌过程中均喷粉；
（10）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；
（11）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；
（12）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。
（13）桩的施工允许差：
水泥搅拌桩施工质量标准
序号
项目
允许偏差
检查方法和频率
1
桩距（mm）
±100
抽查桩数5%
2
桩径
不小于设计值
抽查桩数5%
3
桩长
不小于设计值
喷粉前检查钻杆长度，成桩28天后钻孔取芯3%
4
竖直度（%）
不大于1.5
查施工记录
5
单桩每延米喷粉量（%）
不小于设计值
查施工记录
6
桩体无侧限抗压强度
不小于设计值
成桩28d后钻孔取芯，抽检总桩数的0.5%且每工点不少于5根，对抽芯桩每隔2m取芯样。
7
单桩承载力和复合地基承载力
不小于设计值
成桩28d或90d之后，抽检成桩数的0.1%，并不少于3根
第7章质量保证措施及检验
第16节质量检验方法
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、桩长、搅拌头转数和提升速度、喷粉压力、喷粉时间、复搅次数和复搅深度及停粉处理方法等。
水泥搅拌桩施工质量检验:
1>在成桩3天，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1～5#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。
开挖深度为停粉面0.5m以下。
3>在成桩28d后，在检测桩桩径方向1/4处、桩长围钻孔取芯，取芯采用双管单动取样器抽芯，每根抽芯的桩，每隔2m选一组芯样进行室无侧限抗压强度试验。
要求28d桩身无侧限抗压强度达到1.0MPa以上。
在成桩28d或90d后，进行静载试验和轻型动力触探试验，要求单桩容许承载力和复合地基承载力达到设计要求值。
钻芯后的孔洞采用水泥砂粉灌注封闭。
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30cm厚级配砂石褥垫层+20cm厚碎石垫层+1层双向土工格栅。
铺设土工格栅时必须拉直拉平，幅与幅之间要对齐对好。
铺设时应尽量用人工拉紧，纵、横向搭接重叠宽度均不小于20cm，同时每1m的间距用铅丝进行缠绕绑扎，绑扎强度应不小于主筋材强度,接缝应尽可能靠近路基中部，尽量不设在路堤边坡围，上下层间接缝应错开不少于0.5m。
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。
第17节质量保证措施
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，确保加固深度围土体的搅拌次数满足规要求。
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>确保水泥粉不因天气等原因导致硬化、板化。
6>前台操作与后台供粉应密切配合，前台搅拌机喷粉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>后台供粉停机时，及时通知前台以防止断桩和缺粉。
使搅拌桩机下沉至停粉点以下0.5m，待恢复供粉时再喷粉提升。
停机后3小时，将输粉管拆下，妥为清洗。
喷粉搅拌提升的速度和搅拌次数符合设计及施工工艺要求，喷粉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米围增加喷粉搅拌一次。
同时搅拌自地面以下1m喷粉搅拌提升出地面时，宜应慢速，当喷粉口至桩顶标高时，宜停止提升，搅拌10秒-20秒，以保证桩头密实均匀。
9>当输粉管有弯折、外压或漏粉情况时要及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏粉点应进行补漏，严重时停机换管。
当输粉管道过长，沿程压力损失增大时可使加压机械布置靠近桩位，以缩短送粉管道。
当场地条件不具备时，可适当调增泵送压。
10>成品保护：
水泥搅拌桩未达到规定强度时不得在桩顶上大量堆载或让挖土机、推土机等大型设备在其上面行驶以防使桩产生断桩等质量问题。
第8章安全、环保及文明施工
第18节安全保证措施
1>项目部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”。
第19节环保措施
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>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。
4>施工机械不得有滴漏油现象，维修时要采取接油漏措施，禁止油污直接滴漏在地表上，以防造成土壤污染。
5>在施工过程中应防止噪声污染，在施工噪声敏感区域宜选择低噪声设备，也可采取其他降低噪声的措施。
即在桥东侧水泥搅拌桩施工时。
第20节现场文明施工
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。
第9章试桩总结
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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