水泥土挤密桩施工组织设计.docx
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水泥土挤密桩施工组织设计
陇海线宝天段上行改线工程BTSG标
水泥土挤密桩施工组织设计
编制：
复核：
审批：
中铁七集团有限公司陇海线宝天段上行改线工程项目部
二〇一七年五月
水泥土挤密桩施工组织设计
一、编制依据
1、改建铁路陇海上行线地址灾害隐患地段BTSG标施工承包合同、设计图纸等；
2、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；
3、《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）；
4、《铁路工程地基处理技术规范》（TB10106-2010）；
5、《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2010）；
6、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ 46-2005）；
7、《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB10302-2009）；
8、《铁路路基工程施工机械配置技术规程》（Q/CR9224-2015）；
9、中铁七局集团有限公司拥有的科技成果、工法成果、机械设备的装备、施工技术与管理水平及多年来在铁路施工中积累的施工经验。
二、工程概况
1、工程简介
陇海上行线地质灾害隐患地段改线工程宝天段主要包括：
建河至元龙区间（K1359～K1362），既有线线路长度2.70km，新建线路长度2.24km；其中DK1360+640～DK1360+722段湿陷性黄土地基处理方式采用水泥土挤密桩，共计974根，4565延米，因本工程为邻近既有线施工，施工机械采用洛阳铲+夯锤。
2、工程地质条件
本管段内地层主要包括第四系全新统人工填筑土，上更新统冲积砂质黄土及细砾土，其工程地质特征如下：
1）人工填筑土：
为基友陇海上行线路堤，厚度约1～2m，以黏质黄土及细圆砾土为主。
2）粗角砾土：
分布与人工填筑土下，厚度大约8m，浅黄、青灰色，成分以片岩为主，磨圆度较好，粒径2～20mm的约占20%～30%，20～60mm的约占50%，砂土质充填，饱和，中密，
级普通土。
3、水文地质特征
水文地质：
渭河常年流水，水量较大，水位受季节性降雨控制，涨落迅速，水流浑浊，水质较好。
地下水：
渭河阶地水位埋深大于30m。
土壤最大冻结深度：
0.66m。
三、水泥土挤密桩设计要求
1、设计要求：
（1）挤密桩按梅花型布置，桩间距采用1.0m，挤密孔直径为0.4m，挤密桩桩身平均压实系数不小于0.97。
（2）湿陷性黄土地段，DK1360+640～712段加固深度4.5m，DK1360+712～722段加固深度6m。
（3）水泥土挤密桩桩顶铺设厚1.0m水泥改良土垫层。
（4）水泥土挤密桩加固地基指标：
桩间土消除湿陷性，桩间土平均挤密系数不小于0.93，地基承载力不小于180kpa。
（5）水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，掺量为土体质量的10%。
四、现场准备情况
（1）作业前对相关人员进行相关安全培训及三级技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。
（2）挤密桩试桩前查明场地范围内地下构造物、管线、电线及地上架空电线的位置及标高。
（3）通过挖掘机、装载机、平地机、压路机等机械使施工现场平整,两侧挖设临时排水沟。
（4）采用全站仪对桩位放样、复核准确无误，进行桩位编号。
（5）原材料进场经检验合格并备料充足。
（6）机械设备进场安装与调试完毕，可以投入使用。
（7）施工现场有各类施工标识牌。
五、施工组织与安排
5.1施工组织机构设置
水泥挤密桩施工以工区为主要管理机构，工区对现场全程监控，具体组织机构如下：
5.2人员配置
主要施工人员表
序号
职务
计划人数
备注
1
施工负责人
1
2
试验工程师
1
3
试验员
2
4
测量工程师
1
5
测量员
2
6
现场技术负责人
1
7
质检工程师
1
8
施工员
2
9
作业人员
10
10
安全员
1
5.3机械设备配置
序号
设备名称
数量
设备状态
备注
1
电动洛阳铲
3
良好
2
夯填机
1
良好
锤重250kg
3
发电机
1
良好
50KW
3
手推车
2
全新
4
装载机
1
良好
50型
5
推土机
1
良好
6
筛土机
1
良好
7
拌料机
1
良好
5.4材料
水泥采用普通硅酸盐水泥（PO42.5），土采用一般黏性土或粉土，砂料采用粒径在5mm以下的天然砂料，水采用饮用水，经检测材料的各项指标均符合设计要求。
土源自DK1360+640-DK1360+737段挖方段路基取土，
六、水泥土挤密桩施工工艺
水泥土挤密桩施工工艺流程图。
1、平整场地，清除障碍物：
采用挖掘机清除场地内的土层及杂物，人工将场地整平夯实，且整平面高于桩顶设计标高0.5m。
2、测量放样：
技术人员用全站仪和尺量确定出桩位相对位置，并用白灰标示出桩位中心点，自检合格后，通知现场监理，并做好施工记录。
3、成孔施工：
成孔采用40型电动洛阳铲，成孔机械表面标有明显的进尺标记，以此来控制成孔深度。
3.1设备安装调试
（1）先将三角架的双柱梯形架通过横棍与底座相连，再将三角架的两根单柱架与双柱梯形架相连并形成三角支撑形式至此三角架安装完毕。
（2）将卷扬机上缠绕的钢丝绳一端通过三角架顶部槽轮与铲头相连至此铲头安装完毕。
（3）通过调节卷扬机将铲头升至适当高度，然后松开离合杆，由此铲头便可扎入土中。
再次调节卷扬机将扎入土中的铲头升起并用一个装土的容器放置铲头正下方，通过抖动卷扬机的离合杆可使铲头放土至此一个使用周期完成。
3.2钻孔
（1）在洞外施工时将需要处理的地段地表进行清理，将地面整平压实以方便机械移动为准。
（2）根据技术人员在现场放出孔位施工时应从两侧向中间进行，按编号1-4隔桩隔排分批成孔，以免将已成孔挤压变形或塌孔。
（3）根据测放出的孔位将电动洛阳铲钻架固定牢固，铲头对准孔位。
在开孔时采用较小冲程20cm左右，并在铲头停止晃动处于静止状态时再进行冲击。
一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。
在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。
钻进的深度取决于设计桩长，当钻头到达设计桩长预定标高时应超钻10-20cm，保证提钻原土掉落导致孔深不足，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。
正式施工时，当动力头底面到达标记处桩长即满足设计要求。
（4）孔底夯实：
当一根桩成孔完毕后，检查孔深及孔径合格后钻机移位，进行下一根桩的施工。
成孔桩采用机械偏心轮夹杆式夯实机对孔底先进行夯实、夯平，测量成孔深度、孔径，并做好施工记录。
3.3防止缩孔措施
A、成孔采用隔桩跳打的方式，成孔后应及时夯填改良土料，以免缩孔或雨水进入孔内引起坍塌。
B、成孔后应及时回填，回填过程不得间隔停顿或隔日回填。
C、成孔后孔口木板进行封盖并做醒目标志，孔口10米范围内严禁大型机械、设备施工、行走，电动洛阳铲设备应远离孔位一侧安放。
4、确定夯填量与锤击数：
由于夯实机的功能与频率固定不变，各层土的压实系数将随下料速度的不同而变化。
成孔后，从孔底以不同的速度下料回填夯实。
每桩的填料用量可根据下式进行计算（TB10106-2010第10.2.10）：
式中G—填料总重（KN）；
n—桩总数；
d—桩直径；（m）
—平均桩深；
γ′max—桩体填料的最大干重度；
ωy—填料最优含水量（%），为填料干重度最大时的含水量，可由击实试验确定，也可按当地经验或ωy=ωp+2%来确定，ωp为塑限。
5、填料的拌制与运输
水泥土水泥计量根据试验室配比，输入拌合机控制系统保证每次拌制方量水泥用量。
根据试验室每天测得土含水量及水泥土运至现场后测得含水量损失值，调整配比，保证水泥土混合料外观颜色均一、拌和均匀，混合料中不应含有大于20mm的土块，土料中有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过10-20mm筛，混合料含水量应满足最优含水量，其允许偏差不得大于±2％。
混合料拌和后现场可根据“手捏成团、落地散花”判断其含水量是否合适。
已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡过的水泥土严禁使用，按作废处理。
运输过程进行车体覆盖防止水分散发，现场存放应下铺上盖塑料布，取料时翻开完后覆盖减少含水量损失。
6、水泥现场储存
水泥土挤密桩施工在隧道中施工，受场地限制，因此料仓选择为地面上平铺5mm厚钢板或竹胶板，并用帆布对水泥土进行覆盖。
7、水泥土回填夯实
成孔后合格后及时夯填，先用重锤将孔底进行夯实，后向孔内填料夯实，回填过程中不宜间隔停顿或隔日施工。
水泥土分层回填夯实，逐层定量向桩孔内下料，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。
夯实时电闸开启后不间断提锤落锤。
夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。
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、浸泡过的水泥土严禁使用，按作废处理。
桩孔填料夯实机采用梨型锤夯实机、人工填料、应分层回填夯实即可。
夯填成桩施工应符合下列技术要求：
A、夯锤形状采用梨形锤，锤重300kg，夯锤直径340mm；
B、向孔内填料前应测量孔深是否达到设计要求，填料前应夯实孔底，然后控制灰土含水量到接近最优含水量状态下分层回填夯实，填料时每层填料厚度和夯击次按严格试桩参数规定控制。
C、夯击时夯锤落距按严格试桩参数规定控制，填料、夯击交替进行时，必须做到均匀下料，均匀夯击。
D、桩孔夯实回填的高度宜超出基底20~50cm。
7、桩头处理
（1）找出桩顶标高位置，先用圆盘锯环向切割，深度2-3cm，按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。
严禁用钢钎向斜下方向击打或用一个钢钎单向击打桩身或虽双向击打但不同时，以致桩头承受一定的弯矩，使桩头断裂。
（2）桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高（桩顶标高允许偏差0～+20mm）。
（3）如果在基坑开挖或剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，则须用M10水泥砂浆补齐即可满足要求。
七、质量控制要点
1、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。
2、施工过程中，设专人管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。
3、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。
4、雨季施工，应采取防雨措施，防止水泥土淋湿后失效。
5、水泥土挤密桩和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。
6、桩位放样：
①严格执行工程测量标准规范要求，保证桩位放线误差小于20mm。
②根据场地情况，桩位放样工作最好一次完成，一次不能放完的，要引水泥保护桩，以减少系统误差。
放样采用钢钎打入地下200—300mm，然后灌入白灰的方法。
③放样结束后，经现场监理确认方可施工。
7、成孔：
①场地必须平整，高程误差小于200mm。
②钻机就位后，锤尖应对准灰点后方可开孔。
③为保证桩间土的挤密效果，采用隔排跳打法施工，并依次逐排由外向里进行。
8、桩孔检查：
成孔后要及时对桩孔进行检查。
检查的内容有：
桩径、孔深、垂直度、有无缩径、塌孔、回淤等现象。
局部桩径不够，可采用填碎砖、石灰渣、生石灰块、干土块等硬料回填复打处理。
9、夯填：
①清底夯：
水泥土或土原料夯填前，应先对桩孔清底夯实，使拔管过程中的回落得到充分夯实，直到听到清脆声为止。
②要按所确定的参数夯填，下料速度和锤击次数要相匹配，确保压实系数≥0.97。
③水泥土拌和均匀，颜色一致，严格控制好填料的含水量。
④夯锤要经常检查，确保落距，夯锤直径应比桩孔直径小90-120mm。
八、质量检测
1、水泥土挤密桩的质量检验要求：
挤密桩桩身平均压实系数不小于0.95；
桩间土挤密系数：
最小挤密系数不小于0.97，平均挤密系数不小于0.93；
复合地基承载力不小于180kpa。
2、桩身质量检验：
可采用成桩7-14天后采用轻型动力触探钻孔取样方法进行干密度测定，在全桩长范围内，在桩心2/3孔半径处采用钻机取样，每2m采取试样测定干密度。
3、桩间土处理效果检验：
在桩间形心点、成孔挤密深度内采用钻机取样，每2米取土样测定干密度，进行湿陷性试验，计算最小挤密系数、平均挤密系数和湿陷系数并满足设计要求。
4、承载力检验在成桩28天后试验。
5、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。
水泥土挤密桩施工允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检测项目
允许偏差
检测方法
1
桩位（纵横向）
50mm
尺量
2
桩体垂直度
1.5%
吊垂球测量垂直度
3
桩径和孔深
不小于设计值
尺量
九、质量保证体系和质量保证措施
1、质量保证体系
工区成立保障施工建设质量领导小组，经理任组长，总工和质量总监任副组长，成员由各部门负责人组成。
2、质量保证措施
（1）水泥土挤密桩用土料中有机质含量得超过5%，土块粒径不应大于20mm，不得含有杂土、冻土或膨胀土及砖、瓦和石块等。
（2）混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于±2%,土料与水泥拌合均匀，水泥用量不得小于设计及试验确定的用量。
混合料不得暴晒、受冻，以免影响成桩质量。
（3）夯机就位后要保持平稳，沉管垂直，夯锤对中桩孔，确保夯锤能自由落入孔底。
（4）保证施工场地排水畅通，以免下雨积水造成地基土层含水量增大，增加缩孔可能性。
（5）成孔时地基应接近最佳含水量，当土的含水量低于10%时应对处理范围内地基土进行增湿处理。
（6）向孔内填料前孔底必须夯实，并检查桩位、桩孔直径、深度、垂直度，经检验合格后，按照设计要求向孔内分层填入筛好的水泥土。
（7）成孔后应及时回填，回填过程不得间隔停顿或隔日回填，以免缩孔和雨水及异物等进入孔内。
（8）填料时按要求均匀投料，必须计量准确，不得随意直接用铁锹回填。
（9）严格操作工艺，确保水泥土在6小时内完成拌和及回填，否则按作废处理。
（10）施工中应有专人监测成孔及回填夯实质量，并如实做好施工记录。
如发现地基地质与勘察资料不符时，应查明情况，并向设计单位提出采取相应处理措施的建议。
十、施工安全及环保措施
1、安全保证体系
成立以工区经理和技术负责人和安检负责人等人员组成的工区安全领导小组，领导和组织安全生产。
2、施工现场安全措施
（1）作业前对作业人员进行相关安全培训及技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。
（2）现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；
（3）施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；
（4）人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具，不得酒后作业；
（5）严格执行安全用电制度
使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地。
移动式发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，应与发电机电源的接地装置有可靠的电气连接。
各种型号的电动设备必须按使用说明书的规定接地或接零，传动部位按设计要求安装防护装置。
维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，专人防护，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故。
所有线路规范架设，做到一机一闸一漏，严禁“一闸多用”。
（6）机械作业
严格执行国家颁布的《建筑机械使用安全技术规程》，严禁违章指挥、违章操作。
各种专用机械必须有可靠的安全防护装置，由使用者专门负责。
各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须经过培训并考试取得操作合格证，对机械操作人员建立档案，专人管理。
机械作业前须进行详细检查和能力鉴定，严禁机械设备带病作业，超荷载作业。
定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“四不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
3、环保要求
（1）使用低噪音设备进行施工，必要时采取消音、隔音设施以降低噪音。
（2）使用的各种机械设备和运输车辆的废气排放量符合《铁路工程环境保护设计规范》（TB10501）或地方政府的有关规定。
（3）施工现场产生的污水和废水应集中处理，符合排放标准是才能排放。
（4）水泥土运输车辆车厢应封闭或覆盖，避免散落。
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）
桩间距*5%
3%
尺量
2
桩体垂直度
1.5%
测量
3
桩体有效直径
±50mm
尺量
升级会员 