水泥土搅拌桩施工方案(最新)

新建蒙西至中华地区铁路煤运通道土建工程

MHTJ-19标段

水泥搅拌桩施工方案

中铁八局集团有限公司蒙华铁路MHTJ-19标项目部

二〇一六年三月一日

目录

1、编制依据.......................................... - 6 -

2、工程概述.......................................... - 6 -2.1工程概况 (6)

2.2工程地质条件 (6)

2.3地形地貌 (6)

2.4设计参数 (6)

2.5工程数量 (7)

2.6主控项目 (7)

3、施工方案.......................................... - 7 -3.1施工准备 (7)

3.1.1 一般准备...................................... - 7 -

3.1.2 测量准备...................................... - 7 -

3.1.3场地准备 ...................................... - 8 -

3.1.4材料准备 ...................................... - 8 -

3.1.5人员准备 ...................................... - 8 -

3.1.6机械准备 ...................................... - 9 -

3.1.7成桩实验 ...................................... - 9 -

3.1.8工期计划 ..................................... - 10 - 3.2施工流程.. (10)

3.3施工步骤 (11)

3.3.1场地平整 ..................................... - 11 -

3.3.2钻机就位 ..................................... - 12 -

3.3.3预搅下沉 ..................................... - 12 -

3.3.4拌制水泥浆.................................... - 12 -

3.3.5提升喷浆搅拌.................................. - 13 -

3.3.6重复预搅下沉、提升喷浆搅拌.................... - 13 -

3.3.7钻机移位，进行下一循环作业。.................. - 13 -3.4质量控制和质量检验. (13)

3.4.1质量控制 ..................................... - 13 -

3.4.2质量检验 ..................................... - 14 -3.5施工中问题分析及处理措施. (14)

3.6施工注意事项 (15)

4、质量保证措施 ..................................... - 16 -

5、安全保证措施 ..................................... - 17 -

6、文明施工及环境保护措施............................ - 17 -

1、编制依据

1、蒙华铁路设计技术交底文件和设计图纸；

2、施工作业指导书和实施性施工组织设计；

3、《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB10113-96）;

4、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；

5、《铁路路基工程质量验收标准》（TB10414-2003）；

6、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）;

7、《铁路混凝土施工技术指南》（铁建设【2010】241号）

8、《高速铁路工程测量规范》(2009)

9、施工前的施工调查；

2、工程概述

2.1工程概况

蒙华铁路DK953+460～DK955+767.15段路基后接张沟水库北干渠中桥，长度为2307.15米，均为路堤地段，段内多为软土路基和水塘路基。线路左右侧边坡设计采用脚墙、拱型截水骨架及双向土工格栅支护。

本工程DK954+210～+340、+480~+565段设置水泥搅拌桩总数为10442根，长度为64776m。

2.2工程地质条件

根据施工图勘测资料得知，本段均为黏土，具有中等膨胀性。自有膨胀率41~64%，蒙脱石含量20.7~27.1%，阳离子交换量为247.63~319.87mol/Kg。上层为褐红色可塑性黏土，下伏红褐色硬塑性黏土。

2.3地形地貌

本段属垄岗地貌，地势平坦开阔，略有起伏，地面标高126m~141m，相对高差3~5m，整体呈现北高南低。地表多被辟为农田及道路，农作物以小麦、玉米为主，。道路交错，交通较为便利。

2.4设计参数

本工程DK954+210～+340、+480~+565段地基采用水泥搅拌桩加固，桩径为0.5mm，

采用正三角形布置，桩间间距分别为1.0m、0.9m，桩长4.0~7.4m（一般桩端嵌入（1）16-4层硬塑性黏土内不小于0.5m，且桩长不小于4.0m）。桩顶面设0.5m后碎石+0.1m 中粗砂垫层，内铺一层双向高强土工格栅，七极限抗拉强度不小于110Kn/m，两段回折不小于 2.0m。两端单桩承载力均为77.75Kn，复合地基承载力分别为136kPa、154kPa。

水泥搅拌桩一般采用PO42.5级及以上普通硅酸盐水泥，桩身28天水泥无侧限抗压强度不小于1.2MPa；施工前应通过工艺性试桩，掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数并进行室内配方试验，确定固化剂最佳用量、水灰比和外加剂用量，要求拌合的灰土早期强度高、龄期强度满足设计要求，并了解强度增长和龄期的关系；配置的灰浆应流动性好、便于泵送、喷搅，搅拌桩的水泥掺入比不小于15%，每米搅拌桩水泥用量不小于50kg；搅拌桩施工完成后，龄期达到28天并检测合格后方可进行上部填筑工作。

2.5工程数量

本工程水泥搅拌桩总桩数为10442根，设计桩长均为4～8米，工程量64776米。

2.6主控项目

本工程施工的主控项目及关键部位为水泥搅拌桩搅拌过程。搅拌过程的施工质量，直接关系到成桩后的桩基质量。

3、施工方案

3.1施工准备

3.1.1 一般准备

（1)现场踏勘，熟悉场地条件和周围环境，收集有关勘测资料。参加图纸会审和技术交底。

（2)搞好“三通一平”查明并记录好场地内的地下建筑物和各种地下管线的位置和标高，采取必要措施，以免因施工而破坏。

（3)现场布设临建设施，对施工范围内的管线、房屋、坟墓现场调查核实迁改。

3.1.2 测量准备

根据设计，用全站仪放出路基处理段起讫位置及边桩，再根据设计桩距，用全站仪和钢尺定出每排桩轴线和桩中心，并用白灰和木桩做醒目标记。并做好临时排水设

施，修筑好水泥进场的临时便道。放样偏距小于5㎝，搅拌机就位垂直偏差小于1.0%。

3.1.3场地准备

首先把地基表面的青苗杂草清除，并在设计提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘察，进一步了解土的性质，在有代表性的地段必须钻探土样，作室内配方试验，了解最适宜加固的水泥品种掺入量，水灰比及最佳的外掺剂，了解水泥土强度增长期与强度的关键，以便核对试验所给配方是否合适选出最佳配方方案。

3.1.4材料准备

开工前，对水泥等原材料报监理工程师见证取样检验，检验合格后方可进场，进场后按规定的检验频率再进行抽检，合格后方可用于本工程中。水泥进场后采取防雨防潮措施，要下垫上盖。本工程水泥搅拌桩主要使用水泥约3300吨。

3.1.5人员准备

施工现场配备质检员和施工员、工班长等，负责路基施工现场管理。施工前，进行二级交底，即先由项目总工对现场负责人进行交底，再由现场负责人对参与施工人员进行细致的技术交底，两级交底同样做到明确施工要点及注意事项，并对交底内容进行详细的记录。具体人员配备组织机构框图详见下图。

作业队负责人：刘富荣

技术负责人：董豪杰

技术员： 龙雷质检工程师：

郭连生

安全员：

蒋以双

材料员：

徐勇

试验员：

王胤

领工员：

李道全

工班长：

唐继民

施工班组人力资源分配

3.1.6机械准备

本工程所有进场机械设备必须报监理工程师检查验收。根据设计桩长，确定桩机架的高度。本工区内水泥搅拌桩的最大深度为8米，其次为7.5米、4米。水泥搅拌桩桩机的高度为18米，钻杆的长度为15米。水泥搅拌桩喷浆量及搅拌深度电磁流量计进行自动记录，且电磁流量计必须是经国家计量部门认证的检测仪器。所用机械在施工前均需进行检修，以确保施工过程中能正常运转。（具体机械见表1机械设备情况一览表）

表1施工机械设备一览表

3.1.7成桩实验

水泥搅拌桩施工前，应根据现场实际情况，进行成桩实验，取得各种机械参数，以确保大面积施工质量，在每个工点工程桩施工前，打5根工艺试验桩，以检验机具性能，确定施工工艺水泥掺量等各项指标，根据试桩确定和调整好技术参数，编制质量控制措施及施工工艺，以及打桩的顺序（一般采用横移退打或自一侧向单一方向进行），经监理工程师认可后进行工程桩的施工。成桩工艺试验应达到下列要求：

（1）满足设计要求的喷浆量和工艺要求各种参数；

（2）搅拌的均匀程度；

（3）掌握各种土质条件下钻头下沉和钻杆提升的困难程度及喷浆情况，以确定合适的技术措施。

（4）成桩工艺试验桩数不少于5根；

（5）成桩7天后进行开挖检查，用目测法检查桩体成型情况，搅拌均匀程度，开挖深度≥1.5m。

（6）及时将成桩工艺试验结果报监理工程师审批并认可，以此指导工程桩施工。

3.1.8工期计划

每台深搅钻机每天钻进300余米，本工程计划工期2016年3月10日开始，至2015年5月20日完成，总日历天数70天。遇极端气候或其它不可抗力因素，工期顺延。

在施工过程中考虑到机械保养等因素影响，应注意合理安排时间，确保计划进度按时完成，力争缩短工期。

3.2施工流程

水泥搅拌桩施工顺序从中间向外围进行，由一边推向另一边的施工方式。水泥搅拌桩施工流程图见下：

图1水泥搅拌桩工艺流程图

在整个施工过程中，每道工序完成后报请监理工程师检查验收后方可以进行下一道工序。工序要连续进行，直到达到设计要求的桩长，即完成该桩的施工。

3.3施工步骤

3.3.1场地平整

现场及时平整，清除地上和地下一切障碍物。明洪、暗塘及场地低洼时应抽水和清淤，分层夯实回填粘性土料。场地平整标高宜比设计确定的基底标高再高出0.3～0.5m，以保证桩头的施工质量。场地清理完成后对场地标高进行核查，与设计图纸进行比较，确保处理施工桩长能够达到设计处理深度。对施工放样桩位、数量进行检查，

保证施工准确性，采用明显标志物做出施工桩位标识。 3.3.2钻机就位

应用钻机塔身前后左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻机垂直对准桩位中心，钻孔控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。

图2水泥搅拌桩施工试验图

3.3.3预搅下沉

先将搅拌桩机用钢丝绳挂在起重机上，用输浆胶管将贮料罐砂浆泵与搅拌桩机接通，开动搅拌机电动机，搅拌机叶片相向而转，放松起重机钢丝绳，借设备自重，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉至要求加固深度，下沉的速度可由电机的电流监测表控制。正常控制在0.38～0.75m/min 。如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给浆液以利钻进。在下沉过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。 3.3.4拌制水泥浆

待搅拌机下沉到一定深度时，即开始按试桩确定的配合比拌制水泥浆，将水泥浆存放在集料斗中。

6完毕

拌搅5重复上升

沉

下复重4搅拌升

上浆喷3搅拌沉

下2预搅位

定1

3.3.5提升喷浆搅拌

搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，以0.3～0.5m/min 的均匀速度提起搅拌机，边喷浆边搅拌，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，直到提至地面，即完成一次搅拌过程。

3.3.6重复预搅下沉、提升喷浆搅拌

为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边搅拌边沉入土中，桩端原位搅拌时间约２min，至设计加固深度后再将搅拌机提升喷浆搅拌出地面，即完成一根柱状加固体。

3.3.7钻机移位，进行下一循环作业。

3.4质量控制和质量检验

3.4.1质量控制

（1）所用固化剂、外掺剂的品种、规格、性能应符合设计，必须通过抽检合格方能进场使用。固化剂、外掺剂等材料的现场存放应严格防水、防潮，符合其存放要求。

（2）所有使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。

（3）搅拌机械必须配置自动记录仪，施工前对其进行标定；宜用流量泵控制输浆速度，根据试桩工艺使注浆泵出口压力保持在合适的值，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。

（4）供浆必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。固化剂浆液应根据单桩理论需浆量，严格按设计的配合比搅拌，制备好的浆液应均匀，不得离析。

（5）施工过程中随时检查施工记录，对每根桩进行质量评定。搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌机每米下沉和提升的时间。深度记录误差不得大于100mm，时间记录误差不得大于5s。

（6）为保证桩端施工质量，应在预计浆液达到钻头出浆口后，应喷浆座底超过30s，才可开始提升钻头，保证浆液完全到达桩端。

（7）成桩过程中若因故停浆，继续施工时应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3h，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩，并报监理和设计确认。

（8）回收处理施工中溢出的浆液，防止污染环境。

3.4.2质量检验

（1）水泥搅拌桩成桩7天后采用浅部开挖桩头，深度宜超过停浆面0.5m，目测检查搅拌桩的均匀性，量测成桩直径，抽检率为总桩数的0.2%，且每个工点不少于3根。

水泥搅拌桩施工允许偏差和检查方法

表2水泥搅拌桩施工允许偏差和检查方法

（2）搅拌桩成桩后28d按设计或者验收标准要求对桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度进行抽检，在每根检测桩桩径方向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，取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。抽检率为总桩数的0.2%，且每个工点不少于3根。

（3）成桩后28天通过载荷试验，对单桩或复合地基承载力进行检验，应满足设计指标要求。抽检率为总桩数的0.2%，且每个工点不少于3根。

3.5 施工中问题分析及处理措施

1、清桩或其他过程造成桩头破损严重。处理措施：将桩头表面清理干净，然后用1:2水泥砂浆修补桩头至设计标高。

2、喷浆堵塞。原因可能是水泥受潮结块、制浆池滤网破损或者清浆不彻底。处理措施：改善现场水泥存储环境，及时清渣并时常检查滤网的泼水情况。

3、喷浆不足。原因可能是输浆管弯折、外压、泄漏或输浆管道过长，沿程压力损失大。处理措施：及时检查、维护管道并选择适当的位置开挖制浆池。当场地条件不具备时，可适当调整泵送压力。

4、施工中出现停浆。原因可能是喷浆孔堵塞、清除地层障碍等原因。处理措施：将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，等恢复供浆时再喷浆提升继续制浆。

3.6 施工注意事项

1、场地整平

进入搅拌桩施工的现场，要事先清除桩位处地表、地下及空中的一切障碍物(包括石块、树根和垃圾等)，在场地低洼处，分层回填粘性土(不得回填杂土)，在场地内设置袋装水泥场地及搅拌机，并对该处地基进行特殊处理。

2、测量放样

根据设计图纸进行桩位放样，用经纬仪、钢尺定出每排桩位轴线和逐桩中心，并用白灰和木桩作醒目标记。搅拌桩桩径0.5m，呈三角形布置，搅拌桩位定位平面偏差不得大于5cm。并认真填写放样复核记录。

3、为保证搅拌桩垂直度，应将钻机底座调平以使钻杆导向架对地面保持垂直，使其垂直度偏差＜1.0％。

4、搅拌桩所用的固化料和外掺剂品种、规格及质量应符合设计。应对购入材料产品质量证明进行检查并抽样检验。根据抽验批每批抽样检验1组。同一产地、品种、规格、批号的固化剂和外掺剂，袋装水泥每200t（散装为500t）为一批，当不足200t （散装为500t）时也按一批计。

5、在搅拌桩施工时必须严格按照以下措施施工，以确保桩体强度和均匀性。

（1）施工时应有专人负责成桩记录，详细记录每根桩位置、编号、搅拌深度、停浆面标高、钻进速度、提升速度、管道压力、浆体喷入量、搅拌罐内粉体加入量、剩余量等，原始记录应详细、完善，并及时报监理工程师检查验收。

（2）搅拌桩机械必须配有可显示喷浆量的计量装置以及显示压力的压力装置，喷浆压力应不小于0.4Mpa，以保证喷浆顺利。

（3）发送水泥浆时杜绝发生断灰现象，在进灰口设置网筛，防止水泥硬块堵塞输浆管道。

（4）严格控制喷浆量和提升速度，以确保桩体内每一深度都得到充分拌合，每延米平均水泥用量与设计值误差不得大于±5kg。搅拌桩施工记录应及时报送监理工程师签认。

（5）严格控制搅拌时间和停钻时间。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提升钻杆，以确保搅拌桩的有效长度和成桩质量。

（6）当钻头提升到离地面30cm时，停止喷浆以待复搅，为保证强度，在设计桩长范围内复搅。搅拌桩桩顶30cm的地面全部采用5%石灰土回填压实。

6、施工中发现喷浆量不足，应按要求整桩复搅复喷。复喷的喷浆量仍应不少于设计用量。如遇停电、机械故障等原因施工中断时，应及时记录中断深度，在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠孔段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

7、在钻杆钻进下沉时不应冲水下沉，当遇到较硬土层下沉困难时，在报请监工程师批准后，方可适量冲水，凡经冲水下沉的桩体，应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。

8、随施工进展，应随时恢复桩位位置，以防由于人为、机械震动等因素造成桩位偏移，并对使用的钻头直径定期检查，其磨损量不得大于1cm。

4、质量保证措施

4.1 搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，实施全程的施工监理。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录。并对照规定的施工工艺，对每根桩都要进行质量评定。

4.2 组织水泥、外加剂和其他加固料的采购、运输和贮备工作,对购进的原材料要按规定频度、方法取样进行进场试验，以确认其品种、规格、质量是否符合设计要求,检验不合格的不得投入使用;

4.3 成桩3天内应采用轻便触探仪（N10）检测桩的均匀性，抽检率为总桩数的0.2%，且每个工点不少于3根；成桩28天后应进行复合地基单桩载荷试验，Ra≥100KN，抽检率为总桩数的0.2%，且每个工点不少于3根。对试验桩进行质量检验，对桩身质量有怀疑时，应进行钻探取芯作抗压强度试验。

5、安全保证措施

5.1 安全生产贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，安全、高效、优质地建成本工程;

5.2 对特殊工种，电焊工、机动车司机、电工等需经培训考试合格后，持证上岗操作;

5.3 进行定期和不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥现象.

5.4 架空线应采用绝缘导线，并架设在专用电杆上，不得挂在树木、脚手架上,导线的选用应根据负荷大小、允许电压损失、机械强度等确定,架空线路之间及各种设施之间最小安全距离应满足规定要求；

5.5 用电设备应实行一机一闸一漏一箱；漏电保护装置应与设备相匹配。不得用一个开关直接控制二台及以上的用电设备。配电箱及开关箱应安装在干燥、通风及常温场所，严禁设在有瓦斯、烟气、蒸汽及其他介质中；

5.6 生活照明用电，不得擅自拉线、装插座。不得私自使用电炉及其他功率较大的电器；

5.7 在冬季要采取防滑和防冻措施保证人身安全、机械正常运转；

5.8 做好施工现场排水措施，防止生产材料、设备和临时设施被淹。危险区施工要做好防汛措施，如施工机械转移路线、材料防护以及工程建筑防止浸水的措施。

6、文明施工及环境保护措施

6.1 合理地布置建筑垃圾、材料、设备的堆放场地，定点堆放标识，施工场地及驻地须及时清扫整理；

6.2 施工中的建筑垃圾、施工废水、机械油污、生活污水均应事先合理规划排放处理地点，在取得当地环保部门的同意后，在指定地点摆放、堆码、掩埋或销毁，不得污染当地水源与环境；

6.3 做好当地植被的保护工作，在施工时对路基边坡及时进行防护与植被绿化，施工车辆不得越界行驶，以免碾坏植被、庄稼等。在桥涵施工时各种材料、机械不得随意堆放，破坏植被,严禁超范围砍伐；

6.4 靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，避免污染生活水源。现场施工污水、泥浆等须经沉淀池沉淀后，方可排放。现场生活污水、生活垃圾、粪便要集中处理，不得直接排入水体；

6.5 施工机械的废油，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。施工材料如油料、化学品等应保存在合适的安全容器中，不要堆放在民用水井及河流附近，防止暴雨冲刷而进入水体；

6.6 浆体搅拌桩施工工点应有符合环保要求的废浆隔离与回收设施；

6.7 在运输石灰、水泥等易飞扬物料时采取篷布覆盖措施防止扬散，并装量适中，不得超限运输；

6.8 施工场地必须配备专用洒水车，对施工现场和运输道路进行洒水湿润，减少扬尘；

6.9 尽量减少现场施工粉尘、噪声及生活垃圾对周边环境造成的影响；

6.10 施工营地及施工现场设固定的垃圾桶或垃圾池盛放垃圾，所有人员均应在指定地点倾倒、堆放生活、建筑垃圾，不得随意扔撒或者堆放，垃圾定期收集，运至指定的垃圾处理场或废品回收利用。