陇南车站站场路基地基处理施工方案.docx
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陇南车站站场路基地基处理施工方案
陇南车站站场路基地基处理施工方案
1.编制依据
1.1.DK366+102～DK373+681地基处理及坡面防护工程设计图纸
1.2.《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003）
1.3.《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）
2.工程概况及地质情况
陇南车站设计位于陇南市武都区东江镇，起讫桩号为DK366+102～DK373+681,先后穿越东江镇、胡家坪、上郭家、下郭家、新庄村、赵家坪。
根据设计资料地基属软弱地基，《陇南车站DK366+102～DK373+681地基处理及坡面防护工程》中地基处理设计如下表：
陇南车站地基处理工程数量
序号
桩号
长度
处理方式
桩长
桩间距
1
DK366+102~DK372+040
120.665
重型碾压
2
DK372+095~DK372+245
325.665
重型碾压
3
DK372+040~DK372+075
35
粉喷桩
10m
1.4m
4
DK372+245~DK372+500
255
粉喷桩
8m
1.4m/1.6m
5
DK372+500~DK372+600
100
粉喷桩
5m
1.4m/1.6m
6
DK372+600~DK372+740
140
粉喷桩
6m
1.4m/1.6m
7
DK372+740~DK373+350
610
粉喷桩
10m
1.4m/1.6m
3.施工方案
车站占地多属村庄房屋密集处，拆迁难度大，根据总体施工工期及现场实际情况，车站路基施工原则以现场征迁情况分段进行施工，具备施工的段落立即组织清表及地基处理施工。
3.1.重型碾压
根据图纸中设计及现场地质情况，两段重型碾压施工段落均位于挖方路堑内，处理土质均为砂质黄土。
施工时先开挖路堑边坡至设计深度。
路堑开挖至设计标高时，应进行检测，基床范围内土层贯入阻力PS＜1.5MPa或基本承载力σ0＜0.18MPa时进行按设计进行重型碾压处理，否则不再处理。
碾压前，对开挖底面按设计纵横坡度用平地机整平并略高于设计标高2～5cm（考虑工后沉降前设计标高）。
先采
用yct25冲击碾进行深层冲击碾压（根据冲击效果实际确定碾压遍数），再用平地机平整，振动压路机浅层振动压实，最后平地机精确按照设计纵横坡进行平整，振动压路机静压封顶（根据实际含水量补洒水）。
施工机械：
序号
机械名称
机械型号
数量
备注
1
装载机
ZL50
1
2
平地机
D850B
1
3
冲击式压路机
25T
1
4
振动压路机
25T
1
5
水车
1
3.2.粉喷桩
粉喷桩是以水泥为固化剂，利用深层搅拌机械对原状软土进行强制搅拌，经水泥与软弱土之间的离子交换作用、凝结作用、化学作用等一系列作用，而生成一种特殊的具有较高强度、较好特性和水稳定性的混合柱状体。
它与原位软土层组合成复合地基，对提高软土地基承载力，减少地基沉降具有明显效果。
3.2.1.施工前期准备
3.2.1.1.技术资料准备
粉喷桩施工前准备下列施工技术资料：
施工现场的工程土质报告、土工试验报告、室内配方试验报告（7d期龄），粉喷桩设计桩位图，原地面高程，加固深度与停灰面高程以及测量资料。
3.2.1.2.材料准备
按照设计水泥选用P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为17%。
要求新鲜无结块，入灌最大粒度不超过5mm，不含有纸屑塑料布垃圾等杂物。
3.2.1.3.施工机具
主要机具设备包括喷粉桩机及配套水泥灌、储灰灌及喷粉系统空气压缩机等。
喷粉桩机有液压步履式底架井架和导向加减压机构钻机传动系统、钻具液压系统、喷粉系统电气系统等部分组成，规格技术性能要求。
3.2.1.4.室内配比试验
粉喷桩处理软基效果如何，很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件。
在施工前，应根据设计单位提供的《工程地质详细勘察报告》，选取有代表性的土质，水泥用量一般按土样天然湿重的15%～20%掺入，按50kg/m、55kg/m水泥用量分别做配比试验，求得R、RR无侧限抗压强度。
根据设计强度要求，确定施工时水泥用量为不小于50kg/m，同时要求满足强度和喷粉量双控指标。
3.2.1.5.现场工艺性试桩
根据室内配比进行工艺性试桩，试桩应达到以下要求：
①钻进速度V≤1.5m/min；平均提升速度Vp≤0.8m/min；搅拌速度R≈30r/min；钻进、复搅与提升时管道压力：
0.1MPa≤P≤0.2MPa；喷灰时管道压力：
0.25MPa≤p≤0.40MPa。
②确定合适的技术处理措施，掌握水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，成桩试验的桩数不少于2根。
3.2.2.施工工艺流程
粉喷桩采用二次复搅施工工艺，复搅长度确定为桩底到桩顶的整个长度。
图2.2.2粉喷桩施工流程图
3.2.2.1.检查作业条件是否完备
做好前期准备后，对作业条件是否完备做好检查，具体包括：
①具备工程地质勘察报告基础施工图和施工组织设计；②施工场地内的地上和地下障碍物已清除或拆迁；③平整场地挖好排浆沟排水沟设置临时设施；④测量放线并设置桩位标志；⑤根据地质资料，通过原位测试及室内试验取得地基土、灰土物理力学及化学指标，选取最佳含灰量，作为设计掺灰量，决定设置搅拌范围，选择桩长、截面及根数；⑥机具设备已配齐进场并进行维修安装就位、进行试运转，进行现场试桩已确定成桩施工的各项施工参数和工艺。
3.2.2.2.钻机就位
根据桩的平面位置布桩并编号，桩机按施工放样对准桩位，调整钻机机身，保证钻机钻杆垂直度不大于1.5%。
3.2.2.3.钻进
启动钻机，钻头正转，待搅拌钻头接近地面，启动自动记录仪，空压机送气，正转预搅下沉。
钻至接近设计深度时，应用低速慢钻。
钻机钻进土层，一般钻机显示电流值I=60A时，如果此时钻探与设计深度基本相同，认为钻机钻入设计深度。
如果此时钻探与设计深度相差较大，则应在监理工程师在场的情况下，通过试桩确定合理的深度，按变更设计程序报业主批准。
3.2.2.4.喷粉、搅拌、提升
下沉钻进至设计深度后关闭送气阀门，打开送料阀门，喷送加固粉料至钻头。
在确认加固料已喷至孔底时，钻头反转提升，同时喷粉。
当提升到桩顶或设计停灰标高后，停止喷粉，关闭自动记录仪。
3.2.2.5.复搅
当喷粉停止后，将钻头拉出地面或抬高不少于50cm，然后钻机继续下钻至设计桩底标高，桩长且不小于5m的范围内，然后钻机中速提升，桩体形成，移机下一桩位。
3.2.3.施工质量控制
3.2.3.1.钻机就位时、垂直偏差不能大于1.5％，孔位偏差不能大于50mm。
3.2.3.2.钻进至设计深度后，严禁在没有喷粉的情况下进行提升钻头作业，并严格控制钻进速度、提升速度、喷粉量及空气压力，确保成桩质量。
3.2.3.3.成桩过程中，应保证边喷粉、边提升连续作业。
当因故缺粉或停工时，第二次喷粉必须重叠接桩，接桩重叠长度应大于1m。
3.2.3.4.随时检查加固料用量、桩长、复搅长度，评定成桩质量。
如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其他处理措施。
3.2.3.5.搅拌钻头直径磨耗量不得大于10mm。
3.2.3.6.粉喷桩桩体无侧限抗压强度、桩顶标高、桩长应符合设计要求。
3.2.3.7.粉喷桩处理后的复合地基承载力应符合设计要求。
3.2.3.8.为防止污染空气，在提升喷粉距地面0.5m处应减压或停止喷粉。
施工中，孔口应设喷粉防护装置。
3.2.3.9.喷粉桩施工时质检人员必须全过程旁站，检查。
3.2.3.10.粉喷桩施工允许偏差应按下表要求控制：
表2.2.3粉喷桩施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距（纵横向）
±100mm
2
直径
不小于设计值
3
垂直度
1.5%
4
桩长
不小于设计值
3.2.4.粉喷桩施工工艺优点
3.2.4.1.机械设备少，工作场地简单
粉喷桩施工所用机械主要是：
钻机、粉体发送器、空气压缩机和搅拌钻头。
钻机本身带液压步履，移动方便。
钻机具有正向钻进、反转提升的功能。
同时其动力大、扭矩大，适合于大直径成桩。
粉喷桩施工场地较简单，只要场地平整不下陷即可。
水泥存放有两种方法：
一是采用散装水泥，可存放在水泥罐中；二是采用袋装水泥，按要求采取防潮措施，根据施工需要决定其场地大小及位置。
3.2.4.2.操作人员少，工作效率高
每台机械需要3～4名工人即可。
具体分工如下：
司钻手一名、粉体发送器操作工一名、水泥倒送工1～2名。
提前将桩位用小竹签插在需加固的地面上。
竹签上用红漆或红塑料袋标识，以方便查找。
开钻后，二、三名工作人员各负其责，相互配合。
每根桩施工桩长、复搅深度、每米喷粉量等数据自动记录在粉体发送器上安装的一台喷粉记录仪上，并可通过打印机打印出来。
3.2.4.3.工序单一，外界干扰少
粉喷桩开工后，主要解决的问题是：
材料供应和机械保养问题。
每台钻机要确保工地随时有约40t/台的水泥。
如果水泥供应不及时将直接影响钻机的正常、高效工作。
每台粉喷桩施工机械的用电负荷量为50kW。
为防止停电，可在工地上安装一台发电机。
零配件的供应主要包括钻头磨损的修补、备用钻杆及必要的小型配件。
由于粉喷桩是深层搅拌，所以钻头的磨损很大。
工地上可用0.5cm厚的汽车钢板加工成3cm～5cm宽，直接焊接在钻头的螺旋叶片上。
粉喷桩钻机在场地上行走的接地压力约为34kPa。
当场地较差时，应铺设砂砾垫层或硬土层。
3.2.4.4.加固效果明显、经济效益显著
软土地基加固3天后即可看出明显的效果。
桩体基本形成，由于水泥的水化作用，桩体土中含水量明显减少，出现固结。
用此法治理土层较厚的地段效果更加明显。
相对于其他处理方法，如换填、抛石挤淤、挤密桩等，粉体桩具有见效快、投资省等特点。
3.2.5.施工中应注意的质量异常情况：
施工中注意喷粉机，空压机的运转情况，压力表的显示变化，送灰情况，如出现异常情况，应立即判明原因，停止提升，原地搅拌，为保证成桩质量，必要时给予复打。
3.2.5.1.因故停止喷粉：
成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处，待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。
3.2.5.2.搭接的桩体：
设计上要求搭接的桩体，须连续施工，一般相邻桩的施工间隔时间不超过8h。
3.2.5.3.成品保护
基础底面以上应预留0.7～1.0m土层，施工结束后，将表层挤松的土挖除，或分层夯压密实后，立即进行下道工序施工。
雨期或冬季施工，应采取防雨，防冻措施，防止水泥受雨水淋湿或冻结。
3.2.6.安全健康与环境管理:
3.2.6.1.施工过程危害及控制措施
施工过程危害及控制措施
序号
作业活动
危险源
控制措施
1
现场管理
人员伤害
禁止无关人员进入现场，打沉套管应有专人指挥
2
桩机操作
机械损坏
施工机械，电气设备、仪表仪器及机具等在确认完好后方准使用，并由专人负责使用
3
桩架装拆
高空坠落
在桩架上装拆维修机件进行高空作业时，必须系安全带
4
桩机行走
触电
桩机行走时，应先清理地面上的障碍物和挪动电缆，挪动电缆应戴绝缘手套，注意防止电缆磨损漏电
5
预搅下沉和提升搅拌
卡钻或停钻
深层搅拌机的入土切削和提升搅拌，当载荷太大及工作电流超过预定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能启动电机
6
桩机安装
桩机倾倒
施工过程中如遇大风，应将桩管插入地下嵌固，以确保桩机安全
7
现场施工
人员伤害
所有施工人员均戴安全帽，并进行安全教育
3.2.6.2.环境因素辩识及控制措施
环境因素辩识及控制措施
序号
作业活动
环境因素
控制措施
1
水泥进场、垃圾出场
扬尘
水泥运输表面覆盖
建筑垃圾运输表面覆盖
道路要经常维护和洒水，防止造成粉尘污染
2
现场清理
建筑垃圾
施工现场应设合格的卫生环保设施，施工垃圾集中分类堆放，严禁垃圾随意堆放和抛撒
3
机械使用
废油
施工现场使用和维修机械时，应有防滴漏措施，严禁将机油等滴漏于地表，造成土地污染
3.3.水泥搅拌桩
3.3.1.施工准备
3.3.1.1.材料准备
水泥：
选用P·O42.5普通硅酸盐水泥，要求新鲜无结块。
外加剂：
塑化剂采用木质素磺酸钙，促凝剂采用硫酸钠、石膏；应有产品出厂合格证，掺量通过试验确定。
3.3.1.2.配合比准备
在施工现场根据地质情况分段取样，按设计要求进行室内配比试验，确定浆液配比。
施工前应根据地质情况和室内配合比分段进行成桩工艺试验，并经取芯和承载力等检验，确定固化剂掺入比、钻进速度、提升速度、喷气压力、单位时间喷入量及喷搅次数等工艺参数，分段试桩不少于3根。
水泥掺入量一般为加固土重的7%～20%，每加固1m3的土体掺入水泥约110～160Kg，当用水泥浆作固化剂，配合比为1：
1～2（水泥：
砂）。
为增加流动性，可掺入水泥重量0.2～0.25%的木质素磺酸钙减水剂与1%的硫酸钠和2%的石膏，水灰比为0.43～0.50。
3.3.1.3.施工机具
3.3.1.3.1.机具设备
深层搅拌机、履带式起重机、灰浆搅拌机、灰浆泵、冷却泵及其配套设备。
3.3.1.3.2.主要工具
导向架、集料斗、磅秤、提速度测定仪、电气控制柜、手锤胶轮车等。
3.3.1.4.现场作业条件
现场符合“三通一平”的施工条件，地下以及高空的障碍物清除完毕。
绘制各工点的桩位平面布置图并编号，注明工点加固深度，交监理审核，在现场进行放样定位，并对行、排位置线在施工范围处设固定桩。
调查了解各工点施工范围内的地上、地下的各种管线及其它设施并绘于平面布置图上，及早办理拆迁，以免因施工造成严重后果。
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。
根据轴线放出桩位线，用木橛钉好桩位，并用白灰作标识，以便于施打。
施工前必须打试验桩，确定打桩设备、施工工艺及技术措施是否适宜。
要选择和确定打桩机进出路线和打桩顺序，制定具体施工方案，作好技术交底。
3.3.1.5.作业人员
施工机具应由专人负责使用和维护，大、中型机械特殊机具需执证上岗，操作者须经培训后，执有效的合格证书可操作。
主要作业人员已经过安全培训，并接受了施工技术交底（作业指导书）。
3.3.2.施工工艺流程
水泥搅拌桩采用二次复搅施工工艺，复搅长度确定为桩底到桩顶的整个长度。
图3.3.2水泥搅拌桩施工流程图
3.3.2.1.检查作业条件是否完备
做好前期准备后，对作业条件是否完备做好检查，具体包括：
①具备工程地质勘察报告基础施工图和施工组织设计；②施工场地内的地上和地下障碍物已清除或拆迁；③平整场地挖好排浆沟排水沟设置临时设施；④测量放线并设置桩位标志；⑤根据地质资料，通过原位测试及室内试验取得地基土、灰土物理力学及化学指标，选取最佳含灰量，作为设计掺灰量，决定设置搅拌范围，选择桩长、截面及根数；⑥机具设备已配齐进场并进行维修安装就位、进行试运转，进行现场试桩已确定成桩施工的各项施工参数和工艺。
3.3.2.2.钻机就位
根据桩的平面位置布桩并编号，桩机按施工放样对准桩位，调整钻机机身，保证钻机钻杆垂直度不大于1.5%。
3.3.2.3.钻进
启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面，启动自动记录仪，空压机送气，开始钻进。
3.3.2.4.喷浆、搅拌、提升
钻至设计深度时，关闭送气阀门，开启灰浆泵，喷送浆液。
确认浆液已到桩底时，再均匀搅拌提升钻头至设计桩顶标高，并停止喷浆。
3.3.2.5.复搅
重复搅拌至设计复搅深度，重复搅拌提升至桩顶，停止主电机、空压机，移机下一桩位。
3.3.3.施工质量控制
3.3.3.1.钻机就位时、垂直偏差不能大于1.5％，孔位偏差不能大于50mm。
3.3.3.2.浆液应严格按试验确定的配合比拌制。
配备好的浆液不得离析，做到随配随用。
泵送浆液前，管路应保持湿润，以利输浆。
现场拌制浆液，应有专人记录固化剂用量，并记录泵送开始及结束时间。
3.3.3.3.严格控制钻进速度、提升速度、供浆与停浆时间，控制下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保成桩质量。
3.3.3.4.必须连续供浆，拌和均匀，一旦因故停浆，为防止断桩和缺桩，应使搅拌机下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。
如间歇时间过长，无法接续时，应在原桩位旁边进行补桩处理。
3.3.3.5.搅拌机提升至地面以下1m后宜用慢速；当喷浆口即将出地面时，应停止提升，喷浆搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
3.3.3.6.成桩过程中，应严格按照试桩确定的工艺参数进行施工。
3.3.3.7.当钻进搅拌中遇有阻力较大、钻进太慢时，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。
3.3.3.8.随时检查施工记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其他处理措施。
3.3.3.9.水泥搅拌桩处理后的复合地基承载力应符合设计要求。
3.3.3.10.钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止污染环境。
3.3.3.11.水泥搅拌桩施工允许偏差应按下表要求控制：
表2.2.3粉喷桩施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距（纵横向）
±100mm
2
直径
不小于设计值
3
垂直度
1.5%
4
桩长
不小于设计值
3.3.4.施工中注意的质量问题
3.3.4.1.断桩：
搅拌提升速度与输浆速度同步，制备的浆液不得离析，泵送要连续。
3.3.4.2.桩端质量差：
为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口时，喷浆座底30s，使浆液完全达到桩端。
3.3.4.3.桩体不均匀：
通过复喷的方法达到提高桩身强度的目的，搅拌次数1次喷浆2次搅拌或2次喷浆3次搅拌为宜，且最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。
3.3.4.4.因故停浆：
施工中因故停浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m。
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