水泥搅拌桩专项施工方案100929.docx
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水泥搅拌桩专项施工方案100929
佛山市顺德区乐龙路第LL-02施工合同段
K2+160~K5+600路基
水泥搅拌桩处理软基
专项施工方案
编制：
审核：
批准：
中交第二公路工程局有限公司
佛山市顺德区乐龙路第LL-02施工合同段项目经理部
二0一一年三月
水泥搅拌桩处理软基专项施工方案
一、工程概况
1.1线路位置及范围
顺德乐龙公路02合同段由苏地至迳口河公路工程和大闸至东风公路工程两部份组成，起点桩号K2+160，终点桩号K5+600，全长3.44km。
项目位于顺德乐从镇境内。
1.2自然地貌
本区地形以平原为主，偶有微丘地貌。
海拔高度一般在1.6～3.8米之间，地势平坦，沿线渠涌纵横，鱼塘密布。
公路沿线除河流堤坝、鱼塘塘埂、道路路基及村镇附近表层覆盖有厚度不等的第四系人工杂填土外，其余地段表层多分布有亚粘土、淤泥质亚粘土、淤泥质粉土、淤泥质粘性土、淤泥等软塑、流塑状不良地质，在其上填筑路基或修建桥涵构造物必须进行地基处理。
1.3地层岩性及分布
本区地形以平原为主，偶有微丘地貌。
海拔高度一般在1.6～3.8米之间，地势平坦，沿线渠涌纵横，鱼塘密布。
公路沿线除河流堤坝、鱼塘塘埂、道路路基及村镇附近表层覆盖有厚度不等的第四系人工杂填土外，其余地段表层多分布有亚粘土、淤泥质亚粘土、淤泥质粉土、淤泥质粘性土、淤泥等软塑、流塑状不良地质，在其上填筑路基或修建桥涵构造物必须进行地基处理。
根据软土分布情况软基处理方法有三种，即在一般软基地段采用袋装砂井+等载预压方式处理；涵洞位置采用袋装砂井+水泥搅拌桩+等载预压方式处理；桥头引道采用预制管桩+袋装砂井+等载预压方式进行处理。
1.4软基处理设计
本项目一般路段路基宽度设计为58.5m，具体布置为：
0.5m（土路肩）+3.0m（人行道）+8.0m（辅路）+4.0m（侧分带）+12.25m（主路）+3.0m（中央分隔带）+12.25m（主路）+4.0m（侧分隔）+8.0m（辅路）+3.0m（人行道）+0.5m（土路肩）=58.5m。
本项目无挖方，均为填方路基，因全线普遍分布软土，所以路基路段均需进行软基处理。
软基处理设计时综合考虑本项目所在场地的地质情况、施工工期、施工工艺、取材、工程造价等因素，并充分吸取珠三角地区软基处理的成功经验，进行多方案的经济技术比较后确定。
根据本项目的工期、具体软土分布情况，如下地段软土路基处理采用水泥搅拌桩处理措施：
箱涵涵洞采用“水泥搅拌桩”二次加固处理，水泥搅拌桩桩径50cm，正三角形布置，桩间距1.3～1.5m，砂垫层厚80cm，上铺一层双向土工格栅。
具体结构见“涵洞软基处理设计图”。
水泥搅拌桩处理的纵向范围一般为涵洞宽+4m控制，横向处理范围为涵洞出口坡脚线外1m，具体按分区平面图实施。
软土地段路基填筑速度由施工观测控制：
填筑期及等载期填土速率按路基中心沉降小于1.0cm/d，边桩水平位移不大于0.5cm/d控制；超载期填土速率按路基中心沉降小于0.8cm/d、边桩水平位移不大于0.5cm/d控制；综合孔压系数小于0.6。
一般加载速度以20～30cm/周控制。
对于复合地基处理的路段也可以采用分级填筑预压，分级填土时间间隔也必须满足上述沉降和稳定的要求。
软基处理按照24个月总工期控制。
设计预压期按2~3个月考虑，但实际预压时间应根据沉降观测及稳定要求确定，并考虑各种影响因素。
具体时间分配为：
软基处理2～3个月，填筑期控制时间2～3个月，预压期2～3个月，卸载1个月，路面施工工期不少于8个月。
1.4软基处理的主要工程数量
见“软基处理主要工程数量表”。
软基处理主要工程数量表
序号
项目
单位
数量
1
水泥搅拌桩（φ50cm）
m
60288
二、施工组织及部署
2.1、施工队伍安排
软基处理施工专业性较强，所以安排三个专业的施工队进场分别进行袋装砂井、PHC管桩以及水泥搅拌桩的施工，各队人员配置情况如下表。
施工队人员配置表
序号
工种
水泥搅拌桩施工队
备注
1
管理人员
3
2
机长
4
3
操作员
6
7
司泵
4
8
记录员
2
9
安全员
2
10
电工
1
11
合计
22
注：
本表按目前施工配置，未按高峰期施工配置。
2.2、工程进度计划
2.2.1目前征地情况及存在的问题
1）目前已征地的范围如下：
（1）K4+800~K5+600段；
（2）K3+920~K4+400段；
（3）K3+400~K3+800段；
（4）还有零星三段，位于藤湖路跨线桥位置。
2）存在的问题
从前期原地面测量来看，现状原地面线与原设计地面线差别较大，为此确定进行四方联测，目前仅完成K5+058~K5+600段的原地面四方联测。
其他段尚未开始。
3）工程进度计划
综合以上情况和总体进度计划的安排，合同段内软基处理的施工进度安排计划如下：
（1）K3+400~K5+600段水泥搅拌桩：
2011-2-10~2011-4-10.
其他未征地路段待征地后再具体确定施工进度计划。
2.3、主要施工机械设备配置
见下表。
主要施工机械设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
深层搅拌机
SJB-II
台
5
搅拌桩施工
2
灰浆泵
HB6-3
台
5
搅拌桩施工
3
灰浆搅拌机
台
5
搅拌桩施工
4
集料斗
5m3
个
5
搅拌桩施工
5
电脑记录仪
台
5
搅拌桩施工
6
汽车吊
25t
台
2
起重作业
7
装载机
ZL50D
台
2
现场转运
8
水准仪
S3
台
4
高程测量
9
全站仪
TOPCON301
台
2
定位放样
10
变压器
630kVA
台
2
施工用电
11
发电机组
120kW
台
1
备用电源
2.4、主要材料供应
见下表。
主要材料数量表
序号
材料名称
规格
单位
数量
备注
1
水泥
42.5R
t
3015
注：
材料随施工进度需要及时进场。
三、水泥搅拌桩施工方案、方法及工艺
3.1、施工方案
3.1.1施工顺序
涵洞路段袋装砂井处理完毕→路基填筑及预压土方加载→路基预压期，并监测路基变形→达到卸载标准，进行预压土方的卸载→涵洞路段反开挖→进行水泥搅拌桩施工→涵洞施工→回填。
3.1.2队伍安排
安排一个专业水泥搅拌桩施工队负责全合同段内水泥搅拌桩的施工。
安排2~3台机进场施工，每台机按5~6人配备施工人员。
3.1.3主要施工方案
涵洞路段水泥搅拌桩二次地基处理在该路段袋装砂井处理完成，而且路基及预压土方填筑完毕并经过预压期，达到卸载标准后，将该路段反开挖以后再进行施工。
因此，水泥搅拌桩施工期较晚，对涵洞施工影响较大。
因水泥搅拌桩桩顶标高较低，施工前应做好工作面的防排水设施，并应选择在非雨季节进行施工。
水泥搅拌桩正式施工前应进行试桩，试桩数量不少于5根，以确定最佳的工艺参数。
考虑到水泥搅拌桩为反开挖后二次处理地基，试桩不选择在永久桩位处进行，以免影响正式施工。
水泥搅拌桩采用2喷4搅工艺进行施工，采用双搅拌轴式喷浆深层搅拌机。
根据每个作业面，做好现场平面布置，安排好打桩施工流水。
布置水泥浆制备系统和泵送系统，泵送距离不宜大于100m。
要因地制宜搭设灰浆拌制操作棚。
涵洞基础底面（设计高程）以上应预留50cm厚的土层，开挖基坑时将上部质量较差桩段挖去。
水泥搅拌桩的施工顺序可从路基横向一侧向另一侧顺序进行。
涵洞路段水泥搅拌桩的施工工期控制在2个月以内，据此配置足够的施工设备进场施工。
3.2、施工方法及工艺
3.2.1、工艺流程
采用2喷4搅法施工，施工工艺流程见图。
3.2.2操作要点
3.2.2.1施工准备
1）技术准备
（1）做好技术交底、安全交底，熟悉施工图纸及设计说明和相关设计文件、施工规范，熟知质量要求，满足《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）和《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-2004）的要求。
（2）高程控制点、平面控制点布设完毕，导线、水准测设资料齐全且经过审批。
对每一根桩进行编号，计算出桩位坐标，测出桩位处施工前地面高程。
（3）现场技术员及钻机操作手、其他作业人员要熟知施工步骤，特别是工序间的衔接要顺畅。
根据技术交底、安全交底进行各项施工准备。
（4）施工前应检查水泥及外掺剂的质量，桩位、搅拌机工作性能、各种计量设备（主要是水泥流量计及其他计量设备）完好程度。
2）作业条件
（1）先平整场地，做好水泥储存场地，在作业区域两侧开挖排水边沟，保证雨季场地不积水。
清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）。
场地低洼时应回填土砂，基础底面（设计高程）以上宜预留500mm厚的土层；开挖基坑时，将上部质量较差桩段挖去。
（2）施工前在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置以确保水泥浆配合比。
标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管送达搅拌机喷浆口的时间和钻杆提升速度等施工参数。
（3）根据设计要求通过成桩试验，确定最佳的搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
每个标段的试桩不少于5根，成桩后28d后必钻孔取芯检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度，桩身强度达到1MPa以上。
并作单桩载荷试验，要求单桩承载力标准值不小于120kN。
须待试桩成功（检验合格后）后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。
（4）施工使用的固化剂和外掺剂必须通过室内试验检验方能使用。
固化剂浆液应严格按照预定的配合比拌制。
制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂与外掺剂用量以及泵送浆液的时间等要有专人记录。
（5）施工时应严格控制喷浆和停浆时间。
每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。
严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg，若小于上述质量，不得进行下一根桩的施工。
3）施工技术参数
（1）钻进速度：
。
（2）提升喷浆速度：
0.5~0.8m/min。
（3）喷浆量：
根据设计要求和成桩试验确定。
（4）搅拌转数：
根据成桩试验确定。
（5）送灰管的长度应控制在60m内。
（6）送灰管内空气压力一般为0.2~0.4MPa，搅拌时P=0.3MPa，对含水率较大的软土压力应降低至0.25MPa。
（7）停浆面：
搅拌提升至距原地面30cm时，发送器（泵）停止向孔内喷浆。
3.2.2.2桩位放样
根据计算出的各个桩位坐标，用经纬仪或全站仪放出各个桩的中心桩，同时设立控制桩，以利于及时校核桩位，以及恢复被桩机移动所破坏的中心桩。
用石灰线从两个方向将中心桩连接，利于现场保护及确定桩位，控制桩机行走，避免漏桩。
3.2.2.3桩机定位
（1）平面就位。
放好桩位后,按桩的施工顺序移动搅拌桩机到达指定桩位，钻头对中。
（2）调整桩机。
双向控制导向架垂直度，在桩机井架的正面和侧面均应吊挂垂球，垂球质量不小于2kg。
根据导向架的吊锤偏移，用米尺测定搅拌轴垂直度，通过间接测定导向架垂直度来监测桩身垂直度，可及时发现施工时桩机是否倾斜。
调整导向架垂直度，按设计及规范要求，一般竖直度小于1.5%桩长。
（3）桩位复测。
桩机就位调整好后，根据控制桩检查钻头位置。
（4）确定起钻点、终钻点。
平面位置无误后，进行高程测量。
在钻头落地的情况下，在桩机井架上准确画出每米的深度标识线，标识出“零起点”的位置，根据设计桩长资料，计算出终钻时钻杆长度，确定终钻位置。
3.2.2.4预搅下沉
（1）水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
（2）启动搅拌机钻盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌。
下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。
3.2.2.5拌制浆液
（1）单根桩所需的水泥浆尽量一次拌制完成。
一次拌不完的，根据总量分次拌制完成。
深层搅拌桩预搅下沉的同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。
每根桩每次所使用的水泥浆量要均匀充足，使用时根据在水泥罐罐壁上焊接的每根桩（或每次）需用水泥浆的刻度线确定用浆量，确保水泥浆满足配合比要求。
通常水灰比控制在0.45~0.5范围，水泥浆相对密度要符合要求。
（2）确定每米喷浆量。
根据设计文件对水泥含量、桩径的要求，通过成桩试验，确定水泥浆的最佳水灰比、泵送时间和压力、搅拌机提升和下钻速度等参数，确定每米喷浆量。
3.2.2.6喷浆反转搅拌提升
下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度，边喷浆反转搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌合，第一次提钻喷浆应在桩底部停留30s，进行磨桩端，提钻至工作基准面下0.3m处，持喷30s后，停止搅拌和喷浆。
3.2.2.7重复搅拌下沉
启动搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开始喷浆，同时使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度按设计要求进行，重复搅拌下沉至设计深度。
下沉到达设计深度后，停止喷浆。
3.2.2.8重复搅拌提升
重复反转搅拌提升，一直提升至地面。
3.2.2.9取样，做好样品标志
保存养护好样品，备检。
整理好桩头。
3.2.2.10桩机移位
施工完一根桩后，移动桩机至下一桩位，重复以上步骤进行施工。
3.3、材料与设备
3.3.1材料性能
3.3.1.1水泥
满足设计要求（采用普通硅酸盐水泥，水泥等级42.5R，水灰比0.45~0.55，用量暂定为60kg/m，水泥用量具体值根据室内配比试验及现场试桩试验确定。
桩体施工完毕后，要求桩身强度达到1MPa，单桩允许承载力不小于120kN）。
应采用合格的R42.5级普通硅酸盐袋装水泥以便计量，出厂日期不超过三个月。
使用前，承包人应将水泥的样品送试验室检验。
3.3.2主要设备
深层搅拌机、灰浆搅拌机、集料斗、压浆泵、发电机（120kW）、电脑记录仪。
施工前应检查机械工作性能、各种计量设备（主要是水泥流量计及其他计量设备）完好程度，组织验收合格后方可开钻。
3.4、质量控制
3.4.1质量控制要点
1）钻机垂直度的控制
测量放线布桩时要重点对控制性轴线、桩位进行复查，满足要求后方可开钻。
根据5.2.2.3条双垂球调整导向架垂直度，将钻机平面调平以使钻杆相对地面保持垂直，按设计及规范要求，一般垂直度小于1.5%桩长。
2）桩长、桩位、桩径的控制
（1）桩长的控制。
要在桩机的井架上准确标示出“零”起点，根据起钻点、设计桩长资料，确定终钻位置。
（2）桩位控制。
放出各桩中心桩的同时设立控制桩，以利于校核，见前。
（3）桩径控制。
要求不小于设计直径，且直径磨损量小于1cm，经常检查钻头，发现磨损超限时及时焊补。
3）水泥剂量的控制
为确保桩体水泥每米掺入量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。
同时，现场拌制浆液应用比重计控制水泥浆稠度。
应做到一桩一配浆，一桩一清池；同时安排专人负责，全过程旁站。
4）桩头的复搅
为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，进行磨桩端，当提升至地面以下1m时宜用慢速；提钻并喷浆升至工作基准面以下30~50cm时，持喷30s水泥浆，保证桩的上部密实度和强度。
5）喷浆时间控制
施工时应严格控制喷浆时间，钻进速度、提升速度可以根据设计或地层的不同选用，但是不大于0.8m/min。
每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。
严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
6）工艺流程控制
根据成桩试验确定的技术参数，并严格2喷4搅法进行施工，并控制钻头下沉和提升速度以及喷浆和停浆时间，保证加固范围内每一深度都得到充分的搅拌，按要求进行复核。
7）施工原始记录
随时检查施工记录，对照施工工艺对每根桩进行质量控制。
现场施工人员填写记录内容应包括：
（1）施工桩号、施工日期、天气情况；
（2）喷浆深度、停浆高程；
（3）灰浆泵压力、管道压力；
（4）钻机钻速；
（5）钻进速度、提升速度；
（6）浆液流量；
（7）每米喷浆量和外掺剂用量；
（8）复搅深度。
3.4.2、质量验收
3.4.2.1主控项
（1）水泥和添加剂质量和水泥用量满足设计和施工规范要求。
（2）桩体强度和地基承载力满足设计要求。
3.4.2.2一般项目
桩底、桩顶高程、桩位偏差、桩径、竖直度等符合《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）和《公路路基施工技术规范》（JTGF10—2006）中规定。
见下表。
水泥搅拌桩施工质量标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩距（mm）
100
抽查桩数3%
2
桩径
不小于设计值
抽查桩数3%
3
桩长
不小于设计值
喷浆前检查钻杆长度，成桩28d后钻孔取芯3%
4
竖直度（%）
1.5
抽查桩数3%
5
单桩每延米喷浆量（%）
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，桩体三等分段各取芯样一个，成桩数3%
7
单桩或复合地基承载力
不小于设计值
成桩数的0.2%，并不少于3根
四、质量保证措施
1）、保证垂直度
为使搅拌桩基本垂直于地面，要特别注意深层搅拌机的平整度和导向架对地面的垂直度，应控制机械的垂直度偏斜不超过1%。
2）、保证桩位准确度
布桩位置与设计误差不得大于2cm，而成桩桩位偏差不应超过5cm。
3）、水泥应符合要求
对于喷浆搅拌工艺所使用的水泥浆要严格按设计的配合比控制，制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不宜过长。
为防止水泥浆发生离析，应将水泥浆留在灰浆拌制机中进行不断搅动，直至送浆前才缓慢倒入集料斗中。
对停置时间超过2小时的水泥浆应降低标号使用。
4）、确保搅拌施工的均匀性
（1）搅拌机械预搅下沉时应使土体充分搅碎。
对遇到硬土，搅拌机下沉速度过慢时，对于喷浆搅拌可采用冲水下沉，但在喷浆提升前必须将输浆管中的存水排净。
（2）严格按设计确定的参数控制水泥浆的喷出量和搅拌提升速度。
水泥的供应量必须连续；一旦因故中断，必须将搅拌头下沉到停浆面以下0.5m处，待恢复供浆后再搅拌提升，以防断桩。
（3）应控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固深度范围内每一深度均得到充分搅拌。
5）、施工记录应详尽完善
施工记录必须有专人负责，深度记录偏差不得大于5cm；时间记录误差不得大于2s。
施工中发生的问题和处理情况，均应如实记录，以便汇总分析。
五、安全保证措施
（1）建立以项目经理为主的安全保证体系和以项目经理为组长、包括项目技术负责、安全负责人、专职安全员及各施工班组安全员为主的项目部安全领导小组组织机构。
（2）开工前，必须做好安全技术交底工作，把安全责任落实到人；施工必须按照安全操作规程做好安全工作，特殊工种必须持证上岗。
（3）施工现场采用封闭施工，禁止非施工人员进入施工现场，并在显眼位置设置安全、文明施工标牌、条幅。
施工人员进入施工现场必须佩戴安全帽，特种作业人员在施工作业时，应正确佩戴和使用劳动防护用品。
（4）施工机械的使用必须严格遵守《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）的有关规定，并按各种机械的使用要求和有关规定进行保养及维修。
所有机电设备实行专人负责操作。
拆卸机械须在白天进行。
由于桩机比较高，现场必须时时检查机组的垂直度，发现偏斜，及时调整。
（5）所有用电设备必须安装漏电保护装置，保证一机一闸一漏电开关，漏电开关采用两级以上设置，实行三相五线制。
电箱和机具采用黄绿双色线进行接零保护。
禁止随意接电缆或电线，电缆必须埋设，电线架空。
（6）起重作业时要有专人统一指挥密切配合，操作前对各种工具、设备、钢丝绳等进行仔细检查，并进行试运转。
起吊驾驶员应根据指挥人员的指挥作业，严禁在起重作业半径内站人，并应注意保持与周围建筑物、管线等有足够的安全距离。
（7）桩机进场组装时，必须按照说明书中进行，操作必须按规范操作。
桩机工作时，非工作人员禁止进入桩机工作半径范围之内。
六、环保措施
（1）成立环境保护组织管理机构，并制定相应的措施，做到切实优化施工作业工艺及程序，达到保护环境的目的。
（2）严格执行《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-1990）规定，最大化地控制和降低施工机械和运输车辆造成的噪声污染。
（3）施工前，应尽可能的获知相关的地下管线及附近建筑物的地下基础布置图及其他资料，在施工中尽量避开这些管线等设施；如无法避开时，应经由有关单位将管线等设施迁移后再进行施工作业。
（4）施工中产生的废弃油料、固体垃圾等，应按照有关的规定采取相应的处理措施。
对于项目部日常生活产生的生活垃圾，则应采取交由环卫工人处理或焚烧后掩埋等处理措施。
（5）对出入施工场地的运输车辆采取冲洗或清理等措施，防止车辆夹带的泥、尘等污染环境。
施工便道经常洒水，防止车辆通过时尘土飞扬。
（6）施工中应做好地表的排水工作，通过设置排水沟及积水坑等，防止雨水冲刷施工场地。
（7）必须工完场清。
设专人洒水、打扫，不能让水泥灰尘飞扬污染环境。
（8）施工机械不得有滴漏油现象，禁止油污直接滴漏地表，污染土壤。
（9）材料堆放整齐，废弃物及时清运，注重施工现场的卫生。
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