4标水泥搅拌桩试桩方案142.docx
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4标水泥搅拌桩试桩方案142
普陀至开化公路舟山朱家尖段工程
第Ⅳ合同段
双向水泥搅拌桩试桩方案
湖南路桥建设集团有限责任公司
普陀至开化公路舟山朱家尖段第Ⅳ合同段项目经理部
二0一七年
八月
双向水泥搅拌桩试桩方案
1、编制依据、范围
1.1、编制依据
（1）两阶段设计施工图、工程地质勘察报告。
（2）《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/TD31-02-2013）
（3）《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
（4）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
（5）相关施工经验及作业指导书
1.2、编制范围
本方案编制范围为本标段水泥搅拌桩施工，里程范围为支线2
K0+225~K2+150，包括桥头路段、过渡段、一般路基段水泥搅拌桩施工。
水泥搅拌桩大范围施工前应先进行试打，本次试桩选取K0+905～K0+975段路基试打。
2、工程概况
普陀至开化公路舟山朱家尖段第Ⅳ合同段项目分为两条支线。
支线1实施长度1.6km，桩号为K0+800-K2+400段范围内路基、路面、桥涵（老桥利用73米/3座），路线交叉、交通工程及沿线设施、绿化等工程的施工及缺陷责任期缺陷修复。
支线2实施长度2.466km，桩号为K0+000-K2+466.33段范围内的路基、路面、桥涵（大小桥125米/2座），隧道（160米/1座）、路线交叉、交通工程及沿线设施等工程的施工及缺陷责任期缺陷修复。
合同总造价7002.0506万元，合同工期：
14个月。
软土地基处理方案主要为双向水泥搅拌桩（桥头路段采用钉型双向水泥搅拌桩），施工范围为支线2K0+225~K2+150。
双向水泥搅拌桩桩径为50cm，桩长为6-15m，间距均为1.5m，梅花桩形布置；桥头路段钉型水泥搅拌桩桩径100cm，扩大头直径1m，长度3m。
全线共有Ф50cm双向水泥搅拌桩161319m，Ф100cm双向水泥搅拌桩8925m。
3、试桩目的
通过试桩施工，验证室内配合比，确定施工工艺指标。
具体如下：
1、确定满足设计喷浆量（由水泥掺量及水泥浆水灰比换算得出）的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等。
2、确定下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施；确定钻头进入硬土层电流变化程度。
3、确定水泥浆比重；
4、确定输浆泵的输浆量；
5、掌握水泥浆经浆泵到达搅拌机喷浆口的时间。
4、试桩准备工作
（1）、试桩的准备工作
①、现场设备准备
双向搅拌桩机计划于8月7日进场，通过维护保养，8月9日完成桩机安装竖立调试等工作。
②、施工材料准备
水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级为P.O42.5，厂家为宁海强蛟海螺，拟用水泥已送检。
水采用清洁河水，河水满足工程需要，现场河水验收合格。
③、技术准备工作
项目部组织技术人员学习了双向搅拌桩施工工艺，试桩前将召开交底会，向一线施工人员交底双向水泥搅拌桩的技术参数和工艺流程及试桩的相关要求和注意事项。
（2）、室内配合比试验
①、试验目的：
了解42.5级普通硅酸盐水泥掺量、水灰比对双向水泥搅拌桩强度的影响，求得龄期与强度的关系，从而为大面积施工提供参考依据。
②、选取K0+905～K0+975段作为试桩路段，该段双向水泥搅拌桩设计桩径为0.5m，设计桩长6~15m，桩距为1.5m，设计水泥用量为60kg/m。
现场质量检测要求：
28d取芯强度：
R28平均值≥1.0MPa，桩身8m以下≥0.6MPa；90d取芯强度：
R90平均值≥1.4MPa。
设计图纸推荐水灰比为0.45~0.55，我部选取0.45、0.5、0.55三种水灰比各试桩5根，后根据试桩结果确定合理施工水灰比。
根据计算，水灰比与水泥浆比重之间的关系为：
水灰比为0.45、0.5、0.55时水泥浆比重分别为1.85g/cm³、1.80g/cm³、1.75g/cm³，具体关系详见下附图：
水灰比与水泥浆比重关系图
施工过程中严格控制每延米喷浆量（段浆量），段浆量按公式计算：
段浆量＝每延米水泥用量×〔1+水灰比〕÷泥浆比重
由此计算试桩每米水泥浆含量如下：
喷灰量60kg/m，水灰比0.45时浆液每米为47.03升；喷灰量60kg/m，水灰比0.50时浆液每米为50升；喷灰量60kg/m，水灰比0.55时浆液每米为53.14升。
（3）、室外试桩
①、根据地质资料条件结合现场的施工条件，我们选择在桩号为K0+905～K0+975段进行双向水泥搅拌桩的试桩施工，试桩施工桩号约在K0+950段，试桩共选15根，桩位编号为35-11、35-12、35-13、35-14、35-15、36-11、36-12、36-13、36-14、36-15、37-11、37-12、37-13、37-14、37-15。
试桩主要技术参数以及试桩参数对应桩基编号见下表：
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）
≤1.0
6
叶片间距/mm
150～300
2
提升速度/（m/min）
≤1.0
7
叶片宽度/mm
80～100
3
内钻杆转速/（r/min）
≥60
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
≥0.5
试桩参数对应桩基编号表
首件参数
水灰比
0.45
0.5
0.55
下沉速度:
Vtc=1m/分钟
提升速度：
Vt=1m/分钟
V内钻=60转/分钟V外钻=70转/分钟，喷浆压力≥0.5MPa
35-11、35-12、35-13、35-14、35-15共5根桩
36-11、36-12、36-13、36-14、36-15共5根桩
37-11、37-12、37-13、37-14、37-15共5根桩
②、仪器和机械设备组织
a、试验检测仪器设备：
铅垂一个、水平仪一个、泥浆比重计1台，水准仪1台，全站仪1台，50米钢卷尺一把，所有仪器均经检验合格。
b、施工机械设备：
双向水泥搅拌桩设备参数见下表。
施工设备
功能型号
钻机
钻机型号为SJB-ⅠⅡ，具有匀速提升、均匀搅拌、匀速喷浆等功能。
钻头直径与浆喷桩的处理直径相同，为0.5m。
灰浆搅拌机
配备1只1.0m3的灰浆搅拌机。
计量装置
配备流量计、压力表、电流表、电压表、称重系统等。
电脑记录仪
型号为MLF-1D型，具备现场打印施工过程和成桩资料的功能，不具备存储功能。
动力设备
配备了120KW发电机供电。
储浆池
配备1处1.5m3储浆池
③、人员配置
彭文耀为项目总负责，王永旗负责现场总体指挥与调度工作，王弢为技术总负责，兵岳为现场质检负责，黄康为测量负责人，俞登伟负责现场检查、指导试桩的各种技术工作、确保按施工方案进行；王书槐负责试桩中记录各种技术参数，确保其真实准确；闫鹏鹏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。
前台桩机操作工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；后台制浆、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。
其余各操作工及工人配备4人。
5、水泥搅拌桩施工工艺及方法
（1）、施工工艺流程
双向水泥土双向搅拌桩施工流程图
施工准备
除草皮、杂物
挖沟排水
场地平整
测量放线确定桩位
钻机就位对中
水泥浆拌制
喷浆搅拌下沉
底部搅拌并喷浆
喷浆提升搅拌
提升出孔，移机就位、继续施工
桩头掺水泥处治并压实
养生报验，经批准后进行后续施工
（2）、测量定位
双向水泥搅拌桩施工场地应事先平整，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）。
在施工现场用钢尺定出每根双搅桩的桩位，用竹签插入土层做好标记，并用石灰清晰标出桩位的位置。
每根桩的单桩桩位偏差控制在5cm以内。
（3）、桩机定位
将搅拌机移到指定桩位，对中、调平，并用垂线检查双向调整桩机的垂直度。
确保孔位偏差符合规范要求，平面位置偏差不超过±5cm。
钻机平台水平，导向架及钻杆竖直，竖直度偏差不大于1.0%。
（4）、浆液配置
严格控制水灰比，水泥采用电脑称重装置控制，加水使用经过核准的定量容器。
以桩长10m计：
水灰比0.45、水泥含量60kg/m的双向水泥搅拌桩每根桩需要搅拌两盘，每盘水泥300kg、水135kg；水灰比0.50、水泥含量60kg/m的双向水泥搅拌桩每根桩需要搅拌两盘，每盘水泥300kg、水150kg；水灰比0.55、水泥含量60kg/m的双向水泥搅拌桩每根桩需要搅拌两盘，每盘水泥300kg、水165kg。
投料顺序按照先添加水后添加水泥投入到灰浆搅拌机中，对水泥浆液充分搅拌均匀，每次投料后拌和时间不少于4分钟。
采用泥浆比重计随时检测每盘水泥浆的比重，并作好记录。
制备好的浆液倒入储浆池并持续搅拌保证浆液均匀，不得离析。
储浆池至钻机距离小于60m。
倒入集料时应加筛过滤，以免结块，损坏泵体，泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆及时检测水泥浆密度是否符合要求并记录。
灰浆控制泵操作人员与桩机现场人员采用无线电对讲通讯，实时联系保障施工。
（5）、喷浆搅拌下沉
启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，钻头入土后开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正反向旋转（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，直至设计深度。
本项目采用深度仪及在钻杆上用红漆按照入土深度格式表标识出入土深度线两种方式控制钻杆入土深度。
下沉喷浆按设计拟用的两次喷浆量分配控制。
达到预定的设计深度后，在桩端就地持续喷浆10—30秒以上，使桩端水泥土充分搅拌均匀。
（6）、搅拌提升
搅拌桩机提升，搅拌机桩机钻杆两组叶片正反向旋转，继续搅拌水泥土。
（7）、喷浆时间控制
严格控制钻机下钻和提升速度，保证单根钻机成孔持续时间。
（8）、搅拌完毕
搅拌提升至地表标高以上30cm处，完成单桩施工。
（9）、资料打印
成桩后，在钻机移动前立即打印施工过程的资料，并交现场旁站监理签认施工记录小票，决不允许移机后再补打资料。
（10）、移机
清理好搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，安全移动桩机至下一个桩位施工。
（11）、施工顺序
水泥土双向搅拌桩属于非挤土桩，正常施工顺序为由内侧到外侧进行。
（12）、成品与半成品保护：
双向水泥搅拌桩施工时，应调整好打桩顺序，以免桩机碾压已施工完成的桩头。
6、施工质量控制及检验
（1）、施工质量控制
①、几何尺寸
桩位偏差不大于50mm；桩径、桩长不小于设计要求；垂直度偏差小于1％；停浆面标高宜高出桩顶标高300mm。
搅拌头直径应每天检查一次，其磨损量不得大于10mm。
②、强度及完整性
采用钻芯法对桩身强度及完整性进行检验，对出现不合格的施工段应加大检测频率。
③、质量控制要点
a、水泥浆液严格按照预定的配比拌制。
备好的浆液不得离析，停滞时间不超过2小时，浆液倒入时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。
b、泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆。
c、为保证双向水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
d、为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，现场水泥浆比重不小于1.75g/cm³，每桩检测1次。
要求每台机均应配备电脑控制器，同时应配备专人记录。
同时现场配备两台水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
施工过程多拍摄施工照片及记录好隐蔽原始数据，在项目部备存。
e、水泥浆应严格按设计的水灰比控制，采用砂浆拌和机拌合，每次拌和时间不得小于4分钟。
制备好的浆液必须均匀，不得离析，并随时用比重计测定浆液比重。
送浆必须连续，拌和必须均匀。
一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应使喷浆机下沉至停浆面以下1米，待恢复供浆后再喷浆提升。
浆液不得停置时间过长，超过2小时的浆液不得使用，浆液倒入集料斗时应加筛过滤，以免浆液结块，损坏泵体。
如因故停机超过2小时，为防止浆液硬堵管，应先拆卸输浆管路，清洗后备用。
f、施工过程中若发现喷浆量不足，由监理选择在该桩位的附近位置进行补桩。
g、施工时必须严格控制喷浆时间和停浆时间；严格控制喷浆标高和停浆标高，不得中断喷浆，确保桩的长度；严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业；双向水泥搅拌桩施工时，为确保双向水泥搅拌桩的成桩质量，必须在双向水泥搅拌桩的桩身全长范围内进行复搅；施工过程中必须注意灰浆泵的运行情况，防止管道堵塞，一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，必须使钻机下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。
搅拌桩提升至地面以下2m时宜用慢速；当喷浆口即将提出地面时，应停止提升，搅拌数秒以保证桩头均匀密实。
h、机具下沉搅拌中遇有硬土阻力较大，应增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压，或边输入浆液边搅拌钻进。
i、现场施工人员认真填写施工原始记录，根据成桩试验确定的技术参数施工。
操作人员应记录每米下沉时间、提升时间、记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。
时间误差不大于5秒；浆液储量不得少于一根桩的用浆量，否则不得进行下一根桩的施工。
j、搅拌桩施工结束28天并检验合格后，方可以填筑路基，期间严禁在施工完成的路段通车。
k、桩位偏差不得大于5cm，深度不得小于设计值。
l、施工现场每台桩基设进场水泥台账，每日统计每班施工根数及水泥总用量。
m、每车水泥进场向监理及业主报验重量。
（2）、施工质量检验
①、质量检验与评定标准见下表
水泥搅拌桩施工质量检验项目
项目
序号
项目内容
允许偏差
检查方法
检查频率
保证项目
1
桩径
不小于设计值
钢卷尺量测
总桩数3%，并不少于3根
2
桩长（mm）
不小于设计值
喷浆前测钻杆，成桩28d后钻孔取芯
总桩数3%，并不少于3根
3
扩大头高度（mm）
不小于设计值
喷浆前测钻杆，成桩28d后钻孔取芯
总桩数3%，并不少于3根
4
单桩每延米喷浆（粉）量（%）
不小于设计值
查施工记录
100%
5
桩体无侧限抗压强度
不小于设计值
成桩28d后钻孔取芯，在桩体三等分段各取芯样一个
总桩数3%，并不少于3根
6
单桩或复合地基承载力
不小于设计值
载荷试验
总桩数0.2%，并不少于3根
7
水泥质量
符合国家标准
送检
2000m3且每单项不少于一次
一般项目
1
提升和下沉速度（m/s）
±0.05
测单桩下沉和提升时间
10%
2
水灰比（g/cm3）
±0.05
测水泥浆比重
每台班不少于1次
3
外加剂
±1%
按水泥重量比计量
每台班不少于1次
4
喷浆量
±1%
标定
每台泵一次
允许偏差项目
1
桩距（mm）
±100
钢卷尺量测
总桩数3%，并不少于3根
2
垂直度
≤1.5%
经纬仪测量
总桩数3%，并不少于3根
3
桩顶标高（mm）
+30,-50
扣除桩顶松散体
2%
②、具体验收要求：
a、成桩七天内，应进行挖桩头检查（开挖深度不小于1.5m），观察桩体成型情况及搅拌均匀程度，量测成桩直径，如实做好记录，检查数量为总桩数的3％，如发现凝体不良情况，应报废补桩。
b、成桩28天后，钻孔取芯，抽检频率为总桩数的5‰，在桩体三等分段各取芯样一个。
并将代表芯样加工成直径50mm×高100mm的圆柱体，进行无侧限抗压强度检验。
c、成桩28天及90天后，进行单桩或复合地基承载力检测，承载力检验采用单桩地基载荷试验。
抽检频率为总桩数的0.2%，且不少于3处。
水泥搅拌桩单桩承载力检测标准
项目
带扩大头
不带扩大头
承载力值（KN）
200
120
③、水泥搅拌桩试桩施工注意事项:
a、双向水泥搅拌桩施工场地应事先平整，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）。
b、施工中应采用流量泵控制喷浆速度，注浆泵出口压力应不小于0.5MPa。
c、设备就位后必须平整，确保施工过程中不发生倾斜和移动，机架和钻杆的垂直度偏差不大于1.0%,施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度，如发现偏差过大，必须及时调整。
d、钻机桩位对中偏差不得大于20mm。
e、制备好的水泥浆不得有离析现象，停置时间不得超过2小时，若停置时间过长，不得使用。
f、严格按照试验桩确定的参数控制喷浆量和搅拌提升速度。
为保证施工质量、提升工作效率、减少水泥浪费，应尽量连续施工，输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。
如因故短时间停浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌。
如停浆40分钟以上，必须对输浆管路全面清洗，防止水泥浆在管路中凝结影响施工。
g、严格控制搅拌桩的下沉速度，提升和下沉速度不得超过1.0m/min，桩顶接近设计标高时，搅拌桩自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时应采用慢速以保证桩头施工质量。
当灰浆到达出口后应原位喷射搅拌30秒钟。
h、施工中如因地下障碍等原因使钻杆无法钻进时应及时通知监理及设计人员，以便及时采取补桩措施。
i、经常检查搅拌及钻头磨损情况，发现问题及时更换，搅拌桩直径不小于500㎜。
7、安全施工措施
（1）、组织保证
项目经理为工程第一安全责任者，各职能部门负责分管各自范围内的安全工作。
施工队队长是本队的第一安全责任人。
项目部安全科协助项目经理并全面负责施工中的安全管理工作，各施工队专职安全员协助施工队长做好施工现场的安全工作。
认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，严格执行国家和行业的相关法令法规、规章制度。
各施工作业点必须设安全监护人员，负责监督施工现场的安全作业。
（2）、技术保证
一切施工活动都必须有安全施工措施，并要在施工前进行技术交底和安全考试，未经交底、考试或考试不合格者严禁上岗。
施工中如不能执行原施工方案，需对原施工方案或技术措施进行修改时，必须经技术负责人同意，方可进行修改。
修改过程仍按编、审、批程序进行，修改后的施工方案或技术措施，必须对安全施工措施进行补充并进行交底。
（3）、安全管理
在安全施工管理上，做到思想到位、组织到位、责任到位、措施到位，并正确处理好安全、质量、进度、经济效益等相互之间的关系。
项目部每周召开一次安全例会，总结安全管理工作，研究解决现阶段施工中存在的安全问题；并进行一次安全检查，将安全隐患、事故苗子消除在萌芽之中：
建立健全各种安全台帐。
参加本工程施工的所有人员在工程开工前必须接受安全教育，合格后持证上岗；特种作业人员须持“特种作业操作合格证”上岗。
对参加本工程施工的临时工，必须按现行有关国家法规要求对其进行审查和管理，不得“以包代管”或“以罚代管”，安全上严格要求。
进入施工现场的工器具，严格按照《工器具安全检查试验制度》，定期进行检验，并在使用前进行外观检查，不符合要求严禁使用。
施工队按照有关安全管理规定要求，积极开展各项安全活动，建立健全各种安全台帐。
施工前需对所有参加施工人员进行安全技术交底及安全考试，不合格者不准上岗。
进入施工现场内的人员必须正确配戴安全帽及个人劳动防护用品，严禁酒后作业。
机电设备使用前必须全面检查，确认机电安全装置完整，绝缘良好，接地可靠。
施工用电源按规定接线，发电机外壳要可靠接地。
施工现场必须设安全围栏及安全警示牌；现场指挥必须使用信号旗，并经常检查安全措旅的执行情况。
对施工现场使用的工器具，要符合技术检验标准，使用前，必须进行外观检查，不合格者严禁使用；地锚埋设前必须由安全员验槽，合格后方可投入使用。
现场施工中，安全员要随时监督，检查现场操作的安全情况，对有违反《安规》等异常现象，要立即责令停止作业并予以纠正
驻地消防设施与器材齐全有效。
易燃、易爆物品单独存放，并有明显防火标志。
施工时做好防暑降温工作，对职工进行防中暑及防中暑急救的教育，配备必须的防暑药品和用具，防止中暑现象发生。
雷雨天气必须停止人员露天操作，避免雷击事故发生。
8、环境保护及文明施工措施
施工过程中必须遵纪守法，尊重当地民风民俗，搞好与地方群众的关系。
施工中如发掘出化石、硬币、有价值的物品、文物、结构物、有地质、考古价值的其他遗迹和物品。
应被视为国家的财产，要采取措施，防止其被移动、损害，并立即通知有关部门按要求进行处理。
生活区、加工区、施工现场用电应符合安全要求，并按有关规定提供照明、护栏、围墙、警告标志、守卫设施，设置消防器材等
项目部、施工队应按有关要求图表上墙，安全、质量台帐齐全，摆放整洁有序。
材料、机具库存放整齐、有序、标识明确；易燃、易爆物品应按有关规定存放、运输和领退；施工机械、设备应保养完好、清洁，操作人员持证上岗。
施工人员进入施工现场应衣着整齐，并配戴个人防护用品。
现场无“三违”现象。
施工现场材料、机具等堆放整齐，布局合理，并做到“工完、料尽、场地清”。
施工人员应有成品和半成品保护意识，严禁乱拆、乱拿、乱涂和乱抹。
9、试桩总结报告
项目部将通过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合理的施工参数作为正式施工的指导依据，并形成总结报告报监理、业主审核。
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