水泥搅拌桩试桩方案.docx
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水泥搅拌桩试桩方案
目录
1.编制依据-1-
2.工程概况及设计要求-1-
3.施工组织机构-1-
4.试桩总体计划及要求-2-
5.试桩设计施工参数及施工配备机具-4-
6.水泥搅拌桩的施工工艺及主要施工方法-5-
6.1主要施工方法-5-
6.2试桩效果检验-8-
6.3试桩注意事项-8-
6.4搅拌桩试桩施工质量检验-9-
6.5质量保证体系、措施-9-
7.安全、环保及文明施工措施-12-
7.1安全施工体系、措施-12-
7.2环境保护措施-13-
7.3现场文明施工及相关措施-14-
8.1编制试桩总结-15-
水泥搅拌桩试桩施工方案
1.编制依据
(1)《铁路路基工程施工施工技术指南》(TZ202—2008)。
(2)《铁路工程地基处理技术规程》(TB10106—2010)。
(3)《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414—2003)。
(4)《广通至大理扩能改造工程区间路基设计图》。
(5)《广通至大理扩能改造工程路基工程设计专用图-19》。
2.工程概况及设计要求
本工程铁路等级:
Ⅰ级;正线数目:
双线;路段旅客列车最高行车速度:
200公里/小时;到发线有效长度:
850米,双机地段880米;牵引种类:
电力;牵引质量:
4000吨;闭塞类型:
自动闭塞。
广通至大理铁路扩能改造工程站前工程六标段第一架子队软基处理里程范围为D1K125+470-D1K134+637,其中需水泥搅拌桩加固地基的长度为4458.5m。
本段铁路水泥搅拌桩共685671m长,约344715根,桩径均为0.5m间距为1.1m-1.3m,三角形布置。
本工程地质较为复杂,上覆第四系全新统洪积软粘土、淤泥质粘土、松软土、粘土、中砂;更新统松毛坡组粘土(膨胀土)、细砂、粗角砾土、细圆砾土等。
下伏基岩为侏罗系下统冯家河组下段页岩、砂岩夹碳质页岩。
地基均须采用水泥搅拌桩加固处理。
为了使本段水泥搅拌桩规范、有序、高质量的展开全面施工,我项目部计划先进行试桩施工。
通过试桩将进一步探明地质情况,确定合理的灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间,确定搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度,确定水泥掺量、灰浆稠度(水灰比)、工作压力,检验施工设备及选定的施工工艺。
通过试桩熟练掌握水泥搅拌桩施工方法、工艺流程、技术参数、质量检测等作业要求并为全标段水泥搅拌桩施工提供指导,积累管理经验。
3.施工组织机构
为了优质高效地完成本次试桩的施工,加强对试桩施工技术的控制和安全保障,我项目部组织相关部门及技术人员对本试桩施工方案进行了专题研究,确保
试桩能达到预期的效果。
我项目部为加强建设项目管理、全面履行合同、控制施工成本、确保工程建设工期、质量、安全、生态环境保护等建设目标全面实现,针对该试桩工程特点,成立试桩工程临时指挥小组,负责水泥搅拌桩试桩的总体组织管理与对外协调。
图3-1总体施工管理组织
4.试桩总体计划及要求
根据设计及施工规范要求,水泥搅拌桩正式施工前先作试桩试验。
计划在现场取原状土样,按照《铁路工程地基处理技术规程》,针对软弱土层、设计水泥搅拌桩水泥标号采用P.O42.5R的普通硅酸盐水泥,确定以下技术参数:
①水灰比;②水泥掺量;③注浆流量;④喷嘴直径;⑤转速;⑥搅拌下沉、提升速度;⑦注浆压力;⑧水泥浆比重;⑨测28天龄期无侧限抗压强度。
试桩监测完成后写出试桩总结报告,报总监办审批通过后,作为水泥搅拌桩施工控制数据和操作规程,并按此严格认真执行,最终保证水泥搅拌桩的施工质量。
试桩位置确定:
本段试桩选在D1K126+878.4路基处,水泥搅拌桩长度12米。
此处基底地质情况为:
第四系冲洪积松软土、软黏土,化学环境等级为H1、L1。
水泥搅拌桩设计情况为:
D1K126+390-D1K127+339.24段共计桩长189096米,D1K126+627处最短桩长为:
9.4米,最长桩长为12米,桩径为0.5m,间距1.1m。
注:
除里程外单位均为cm
图4-1水泥搅拌桩试桩位置平面示意图
本段水泥搅拌桩计划试桩6根,试桩直径500mm,长度12米。
试桩过程中业主、设计、监理与施工单位一同到施工现场。
根据相关施工定额要求,试桩水泥掺量拟掺加粉煤灰15%(52kg/m)、16%(55.5kg/m)、18%(62.5kg/m)和不掺加粉煤灰15%(52.6kg/m)、16%(56.2kg/m)、18%(63.2kg/m)来调整最佳施工参数。
待试验合格,共同确定最佳参数后,方可正式进行大面积水泥搅拌桩的施工。
施工前进行成桩工艺试验,确保各项技术参数,检验成桩效果。
试桩数量6根。
试桩施工拟采用的施工参数如下:
(1)掺加粉煤灰的水泥搅拌桩
1#每延米桩身用水泥:
水泥:
粉煤灰:
天然土体:
水(质量比)=52.0kg:
10.4kg:
347kg:
28.1kg
2#每延米桩身中水泥:
水泥:
粉煤灰:
天然土体:
水(质量比)=55.5kg:
11.1kg:
347kg:
30.0kg
3#每延米桩身中水泥:
水泥:
粉煤灰:
天然土体:
水(质量比)=62.5kg:
12.5kg:
347kg:
34.1kg
(2)不掺加粉煤灰的水泥搅拌桩
1#每延米桩身用水泥:
水泥:
天然土体:
水(质量比)=52.6kg:
351kg:
23.7kg
2#每延米桩身用水泥:
水泥:
天然土体:
水(质量比)=56.2kg:
351kg:
25.3kg
3#每延米桩身用水泥:
水泥:
天然土体:
水(质量比)=63.2kg:
351kg:
28.4kg
5.试桩设计施工参数及施工配备机具
本段水泥搅拌桩的施工设计图中,没有给定相应的施工参数。
目前,结合设计要求、相关施工技术规范、试验室试验的配比参数,水泥搅拌桩桩暂定施工参数如下:
表5-1试桩设计参数表
序号
项目
掺加粉煤灰
不掺加粉煤灰
1
水灰比(水胶比)
0.45
0.45
2
水泥掺量
15%、16%、18%
15%、16%、18%
3
桩径
500mm
500mm
4
单桩承载力
117KN
117KN
5
试桩根数
3根
3根
6
桩长
6m
6m
表5-2试桩施工机具
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
深层搅拌机
SP-5A
台
1
动力30KW
2
空压机
2V-6/8
台
1
动力40KW
3
灰浆泵
XPB-10
台
1
动力22KW
4
灰浆搅拌机
台
1
动力3KW
6.水泥搅拌桩的施工工艺及主要施工方法
6.1主要施工方法
选用配带自动喷浆记录仪等配套设备的SP-5A型深层搅拌机施工,水泥浆用桶式灰浆搅拌机拌制,过滤后用压浆机在钻进和提升搅拌全过程中按规定量注浆,搅拌头将浆液与土体搅拌均匀,从而形成水泥搅拌桩。
1、配比试验
采集该工点的土样,当存在成层土时采集各层土样,至少采集最软弱层土样,进行室内配比试验,测定各种水泥土石块不同龄期、不同水泥掺入量,不同外加剂的抗压强度,找到满足设计的最佳水胶比、水泥掺入量及外加剂品种、掺量。
要求28d龄期桩身无侧限抗压强度不小于1.35MPa,90d龄期桩身无侧限抗压强度不小于1.8MPa。
2、施工工艺流程
3、施工准备
(1)场地平整
水田地段排水疏干后挖除地表0.3m厚种植土,旱地及旱田地段挖除地表植物根系,并用土回填至原地面。
对需要报废水塘排水疏干、对不报废水塘围堰抽水后挖除表层0.5m厚淤泥,用土填回至水塘坎高程(原地面)处。
然后整平、夯实。
合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置,确保施工场地的“三通一平”。
(2)桩位放样
施工前用全站仪测定水泥搅拌桩施工的控制点,埋石标记,经过复测验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,保证桩孔中心移位偏差小于50mm
(3)修建排污和灰浆拌制系统
水泥搅拌桩施工过程中会产生返浆,将废浆液引入沉淀池中,沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放,沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。
沉淀和排污统一纳入现场污水处理系统。
灰浆拌制系统主要设置在水泥附近,便于作业,其主要由灰浆拌制设备、储存设备、输送设备组成。
4、钻机就位
钻机就位后,对桩机进行调平、对中,调整桩机的垂直度,保证钻杆与桩位偏差在±50mm以内,钻杆垂直度误差小于1%。
钻孔前应调试空压机、泥浆泵,使设备运转正常。
校验钻杆长度,并用红油漆在钻塔旁标注深度线,保证钻进后孔底标高满足设计深度。
5、钻进、提升、喷浆搅拌
钻机就位并试运转正常后,开始引孔钻进。
钻孔过程中详细记录好钻杆节数,保证钻孔深度的准确。
低速钻进,确保钻机不晃动。
喷浆预搅下沉时按照24%总浆量喷浆,达到标高后按照30%总浆量喷浆提升搅拌至桩头,再按照规定的下钻速度使钻头正转复搅下沉,同时按照30%总浆量喷浆至桩底,最后反转提升搅拌并均匀喷完余浆至停灰面。
桩头部位原位复搅第四次喷浆结束后对桩头约80cm部位再增加一次搅拌,提高桩端质量,最后打印浆喷记录。
6、取样,做好样品标志
保存养护好样品,备检。
整理好桩头。
7、钻机移位
施工完一根桩后,清洗注浆泵和输送管道,移动桩机至下一桩位,重复以上步骤进行施工。
6.2试桩效果检验
1、通过试桩确定水泥搅拌桩在工程范围地层内的适用情况。
2、确定施工技术参数,包括选择合理的搅拌时间、制浆工艺、水灰比、注浆压力、搅拌钻具下沉速度、提升速度、提升时钻头反转速度、搅拌遍数、单位时间注浆量、每延米注浆量(水泥掺量)等数据,以确定大面积水泥搅拌桩施工的施工方法。
3、试桩完成后进行相关质量检验工作,检验包括成桩质量检查,主要为桩身完整性检测。
4、根据试桩参数出具完整的试桩报告,上报监理、设计及建设单位。
6.3试桩注意事项
1、施工前应水泥加固土室内试验,根据被加固土的性质及单桩承载力要求确定水泥掺入量。
2、按试桩确定的配比制备水泥浆,并存放在集料中。
水泥浆的水灰比宜为0.45~0.55。
搅拌头预搅下沉时电机的工作不得超过60A。
如果下沉速度太慢,阻力太大,可通过输浆管适当送水泥稀释土体以利钻进。
施工中应采用流量泵控制喷浆速度,注浆泵出口压力应保持在0.2~0.4MPa
3、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%。
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。
钻机桩位对中偏差不得大于5cm。
制备好的水泥浆不得有离析现象,停滞时间不得超过2小时,若停滞时间过长,应降低等级使用。
严格按照试桩确定的参数控制喷浆量和搅拌速度。
为保证施工质量、提高工作效率、减小水泥浪费,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,应浆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3小时以上,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
4、严格控制搅拌机的下沉和提升速度,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及设计人员,以便及时采取补桩措施。
另外还应定期检查搅拌叶的大小,如因磨损使叶片直径小于设计桩径时应更换叶片。
6.4搅拌桩试桩施工质量检验
1、喷射注浆所用的水泥和外加剂品种、规格及质量符合设计要求。
2、浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制,制备好的浆液应均匀,不得离析。
每根桩施工过程中检验2次,观察并用浆液比重计检测浆液密度。
3、试桩布桩形式见图4-1。
4、试桩长度符合设计,通过测量钻杆长度进行检查。
5、试桩桩体的完整性、均匀性、无侧限抗压强度应满足设计要求。
水泥搅拌桩完成桩7d,可采用浅部开挖桩头、深度宜超过停浆面下0.5m,目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径。
成桩28d后,应采用双管单动取样器在每根试桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。
取芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。
6、试桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。
表6-2试桩施工的允许偏差、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)
50mm
6根试桩
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50~100cm深后,钢尺丈量
6.5质量保证体系、措施
1、组织保证体系
(1)项目部将推行全面质量管理方法,按《铁路工程地基处理技术规程》要求进行各项质量检测。
(2)项目经理部成立质量管理领导小组,质量领导小组由项目经理挂帅,项目总工程师主管,成员由项目经理部、技术、质检、测量、物资、供应等职能部门人员、作业班组长组成。
(3)三检制:
严格执行“三检制”,层层把关,做到质量不达标准不
交验收,上道工序未经验收不得进行下一步工序的施工。
图6-3质量管理组织结构图
(4)严把材料关:
工程质量的优劣,原材料的质量是关键,为确保整个工程质量达到优良,在保证材料合格率方面应严格把关。
(5)认真做好原始记录及资料整理工作,做到资料齐全、准确、工整。
对质量事故应及时上报监理工程师,不合格工程坚决返工,不留隐患。
(6)对连续作业的工作,实行交接班制度,并做好交接班记录。
(7)制定切实可行的质量奖罚制度,并按各项工程验收情况,每月考核兑现,责任到人,奖罚分明。
2、技术保证措施
(1)放注浆管前,先在地表进行射水实验,待气、浆压正常后,才能下注浆管施工。
(2)采用标号P·O42.5R的普通硅酸盐水泥作加固材料,每批水泥进场必须出具合格证明,并按每批次现场抽样外检,合格后才能投入使用。
施工中所有计量工具均应进行鉴定。
水泥进场后,应垫高水泥台,覆防雨彩布,防止水泥受潮结块。
(3)水泥搅拌桩成桩试验,最终由设计、业主、监理、施工单位共同确定水泥搅拌桩施工参数。
(4)严格控制喷浆提升速度。
搅拌过程应连续均匀,若搅拌过程中出现压力骤然上升或下降、大量冒浆、串浆等异常情况时,应及时提钻出地表排除故障,恢复供浆时应加深0.5米重复喷射接桩,防止出现断桩。
(5)搅拌成桩结束后,应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌,防止因浆液凝固后体积收缩、桩顶面下降,从而保证桩顶标高满足设计要求。
(6)因地下孔隙等原因造成返浆不正常,漏浆时,应停止提升,用水泥浆灌注,直至返浆正常后才能提升。
(7)施工时应及时调整桩机水平,防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。
(8)实行技术人员随班作业制,技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求,及时发现和处理施工中的质量隐患。
当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时,应详细记录,认真如实填写施工报表,反映施工实际情况。
(9)根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数,以确保桩的施工质量。
调整参数前应及时向业主、监理、设计报告,经同意后调整。
(10)配备一台备用发电机组。
水泥搅拌桩施工,进入喷浆搅拌作业则应连续施工,若施工过程中停电时间过长,则启用备用发电机,保证施工正常进行。
(11)施工现场配备常用机械设备配件,保证机械设备发生故障时,能够及时抢修。
7.安全、环保及文明施工措施
7.1安全施工体系、措施
1、建立以项目经理为第一责任人,以岗位责任制为中心的安全生产责任制。
项目经理部设安全领导小组,各作业队设一名专职安全员,作业班组设兼职安全员,构成覆盖整个工程的安全管理体系。
2、安全生产一票否决,坚持“三不放过”原则,实施安全生产奖惩制度做到层层落实。
3、坚持“安全第一,预防为主”的方针,加强全体施工人员的安全生产意识,做到人人对岗位安全心中有数,定期举行安全会议和安全检查,及时发现和处理安全隐患,把各种不安全因素消灭在萌芽状态。
4、加强各类机械设备的“管、用、修、养”,定人、定机、定责管理,禁止机械设备带病工作,防止意外事故发生。
5、机械设备操作运行人员、电工、焊工、起重工现场指挥人员等,必须持证上岗。
6、在施工过程中,施工人员必须戴好安全帽。
安全工程师及安全员及时观察施工现场情况,根据不安全苗头采取相应的措施,做到防患于未然。
7、安全保证体系
图7-1安全管理体系
7.2环境保护措施
在工程施工过程中,严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章以及监理人员制定的有关本工程环境保护的规则。
加强对噪声、粉尘、废气、废水的控制和治理,努力降低噪声,控制粉尘和废气浓度,做好废水和废油的治理的排放,遵守有关鱼类和野生动物、树木、文物保护、防火及废弃物处理的规章制度,随时接受业主、监理及当地政府环境机构的监督检查。
1、自然环境的保护
保护施工区外的场地及植被,未经允许不自行砍伐树木,合理设计开挖区的边坡,并采取防护措施,以免引起滑坡而破坏植被。
水泥等粉状建筑材料设专门库房堆放。
定期保养施工设备,减少噪音。
检查钻机、汽车、装载机、吊车等用油设备的废气排放量,不合格者不使用。
施工期间,不随意燃烧树木及废物,以免污染空气。
2、水源污染防治措施
采取措施防止任何污染物质直接或间接地进入河道、水源。
各种施工用的燃料、油料、化学品、酸等做到严格管理、特殊保管,储存地应远离地表水源。
3、防止水土流失措施
采取有效措施,对施工开挖的边坡及时进行保护,做好排水措施,避免由于施工造成的水土流失。
生活区、拌和楼的废水用排水沟排至指定地点。
生活垃圾集中堆放并定期运至场外指定地点。
施工平台区域设置排水沟、集水池,将施工废水、废浆排至指定点。
7.3现场文明施工及相关措施
1、成立文明工地施工领导小组,由管生产的项目副经理主持工作,由综合办公室指派一人专门负责文明工地建设,由值班工长负责落实施工现场的文明施工工作。
2、工地布置建设时,按安全文明标准工地进行。
3、开展文明工地、文明班组建设活动,按照各单位的施工范围进行分区卫生包干,将责任落实到人。
4、认真做好施工现场和生活区的规划。
现场材料、工具摆放整齐有序,电缆、水管分别架设,不乱扔垃圾和废弃材料,做到工完料尽场地清。
生活区定期进行卫生清洁和消毒杀菌,进行必要的文明礼貌宣传和文明共建活动,创建一流的卫生文明的生活环境和施工环境。
5、指派专人统一管理和协调工地的治安保卫、施工安全和环境保护等有关文明施工事宜,形成良好的生产、生活环境。
6、搞好现场施工道路的维修工作,做到路面平整、干净,保证道路畅通。
危险地段设置明显标志,及时清除路障,同时要求所有车辆驾驶员文明礼貌驾车,且对车辆经常进行维护、冲洗,保持良好车容、车貌。
7、教育现场全体人员遵纪守法,坚决杜绝打架斗殴、赌博等不良行为。
8、尊重当地民风民情和生活习惯,与当地政府、人民群众以及监理人员、设计代表等机构建立良好的关系,为文明施工创造良好的氛围。
9、全体上岗人员进入工作场地,身着统一的服装。
来往于工区的施工机械、车辆均涂刷醒目的标志。
10、工程竣工后,将迅速撤离施工现场并彻底清除施工临时建筑物和其它一切废弃物。
8.1编制试桩总结
1、施工过程中如实填写《水泥搅拌桩施工记录表》,对钻孔深度、搅拌时间、提升速度、搅拌速度、注浆压力、注浆量、冒浆量等数据应准确记录。
2、根据记录的土质情况,对照图纸检查土质是否与设计相符。
3、试桩完成7天后采用浅层开挖,检查桩径、桩体外观完整性。
在试桩完成28天后,依据《铁路工程地基处理技术规程》进行无侧限抗压强度试验。
根据6根桩的检测结果及现场施工记录资料的数据进行分析,对施工参数进行优化,并在以后施工中推广应用。
4、总结水泥搅拌桩施工过程的质量控制要点。
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