水泥深层搅拌桩施工方案

机场路景观改造及机场南干道

改扩建工程

水泥搅拌桩施工方案

编制单位：中铁二局股份有限公司

编制人：

审批人：

编制日期：2009年2月

水泥搅拌桩施工方案

机场南干道F0+829.391～F3+360段，根据地质勘查资料显示，主要地层自上而下为：人工填土层、第四系海相沉积层、第四系冲洪积层、第四系残积层、下伏基岩为震旦系云开群花岗片麻岩。其中人工填土层厚度1.0～7.2m，F0+829.391～F3+360段全线分布。海相沉积淤泥层厚度1.0～7.2m，全线分布。因此，需要对地基进行处理，方能作为拟建设道路的持力层。

设计对机场南干道F0+829.391～F3+360段及其各个交叉路口，采用水泥深层搅拌桩法对基底人工填筑土、淤泥等软弱土和薄层的松散状含有机质砾砂进行加固处理组成人工复合地基。搅拌桩径55cm，中心间距1.2m，呈正三角形分布，处理深度为进入持力层不小于1m。

一、工程特点

本工程搅拌桩施工面积约112388㎡，共904695m。桩长5.9—7.5m，设计为两喷四搅。搅拌桩处理交工面高程为路床顶面下90cm。因此根据现地面标高及地面现状，需要对现状地面开挖至设计桩顶面以上60cm高度。

1、该项工程实施首先要进行大面积、大工作量的土石方开挖运输工作，需开工后尽快安排，准备实施。

2、本工程工期要求紧，搅拌桩工作量大，同时又是控制后续工作的关键工序，因此要重点安排，加大工料机投入，合理组织工序，尽可能利用时间和工作面，争取早日完工。

3、该区域海拔较低，经过土石方开挖后，靠近机场二道至机场一道路段，设计道路西侧现有一条机场排洪河流，若地势过低，在雨季可能造成水流漫上路槽，因此要尽量争取早日完成，并做好防洪、排水准备工作。

二、施工计划

本根据交通疏解方案，第一期施工南干道东侧新建道路部分，第二期施工西侧现有道路改建部分。根据业主要求，该段道路需要在2009年9月25日前机动车道具备行车条件。根据工期要求及交通疏解需要，计划安排该段搅拌桩施工时间为：

南干道东侧水泥深层搅拌桩施工2009年2月20日～2009年4月20日

南干道西侧水泥深层搅拌桩施工2009年6月1日～2009年8月1日

由于工期要求紧，施工时将施工范围根据现场地形划分为若干作业区，同时进行搅拌桩作业。优先安排施工各桥头过渡段及箱涵位置，为桥梁及箱涵施工提供工作面，然后再施工各相交路口，最后再进行其余路段的搅拌桩施工。在过路箱涵的位置，进行水泥搅拌桩施工时，水泥浆只灌注至箱涵底面标高上50cm，其上部分不注入水泥浆，只空搅，避免箱涵位置开挖困难。

三、工料机配置

1、机械设备

根据搅拌桩机的工作效率，综合考虑各种因素，每台桩机24小时生产效率暂按150m计算，按照工期和工作量需要，需安排SIJ-1型深层搅拌机50台，双搅拌轴、中心管喷浆式，叶片直径根据孔径选定；HB6-3型灰浆泵50台；

2、材料要求

材料按设计要求选定。水泥采用强度等级为32.5级的硅酸盐水泥，水采用饮用水，不使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。固化剂浆液严格按预定的配合比拌制，制备好的浆液不离析，不停置时间过长，超过2小时的浆液不得使用，浆液倒入集料斗时加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。现场拌制设专人记录固化剂、外加剂用量。

3、劳动组织

每机组配备施工人员7人，其中：现场指挥1人，负责现场安全、质量及深层拌制施工指挥、协调各工序间操作关系；司机2人，按指挥发出的信号，操纵搅拌机下沉、提升、喷浆、停浆，观察和检查打桩机械运转情况；司泵工1人，负责灰浆制备、运转泵送系统，清洗输浆管路；记录1人，负责测定搅拌桩每米的灌浆量，发现断浆及时报告，记录各种数据，复查桩位、水泥配合比等；起重工1人，负责移动起重设备，清除搅拌头附着的泥团；钳工1人，负责全套深层搅拌机械的修理、维护。进度指标：55—70m/台班。

四、施工方法

1、工艺流程

施工准备→成桩试验→确定工艺参数→搅拌机定位→预搅下沉→提升→喷浆搅拌→重复上下搅拌→清洗→移位→质量检验→加固效果评价

本工程搅拌桩设计为两喷四搅，下图为施工过程图：

2、主要施工方法

（1）准备工作：清理地下、地面及空中障碍物，在检测合格的场地内，测定搅拌桩桩位。布置现场，布置水泥浆制备及泵送系统，现场安装施工机具，调试到运转正常。进行水泥加固土的室内试验，根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入比。

（2）成桩试验：试验桩不少于5根，经试验确定技术参数，如每米下沉时间，提升时间、送浆时间、停浆时间、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等。根据地层、地质情况

确定覆喷范围、掌握下钻、提升的阻力等情况，确定搅拌均匀性，选择合理的技术措施。试验桩达到设计要求标准。

本工程面积较大，根据设计图纸，拟按搅拌桩长度分区及面积进行分区段成桩试验，原

（3）施工：

A、按照试桩确定的配合比制备水泥浆，并存放在集料中，水泥浆水灰比宜为0.45～0.55；

B、吊机就位后，悬吊深层搅拌机到指定位置，对正桩位，保持起吊架垂直。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%，桩位对中偏差不得大于20mm。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。

C、待深层搅拌机冷却水循环正常后，启动搅拌机，缓慢放松起吊钢丝绳，使深层搅拌机沿导向架边搅拌边切土下沉。

D、下沉速度由电机电流监测表控制，搅拌头预搅下沉时电机的工作电流不得超过60A，如果下沉速度太慢，阻力太大，可通过输浆管适当送水稀释土体，减少摩擦力以利钻进。

E、下沉到一定深度时将按设计配合比拌制水泥浆，倒入集料斗中。深层搅拌机下沉至设计深度，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆、边旋转，按设计要求的提升速度均匀提升深层搅拌机。施工中采用流量泵控制喷浆速度，注浆泵出口压力保持在0.4～0.6MPa。

F、施工中要严格控制搅拌机的上升和下沉速度，提升和下沉速度不得超过1m/min。提升至地面以下1m时，放慢提升和旋转速度，将出地面时，停止提升，搅拌30s，以保证桩头密实。如因故障短时间停浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下，待回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、为使软土与水泥浆搅拌均匀，在旋喷完成后，关闭灰浆泵，再次将深层搅拌机下沉至设计要求深度，边搅拌边提升至地面，进行重复搅拌。

H、施工中因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时应及时通知监理和设计人员，以便及时采取补桩措施。

I、再次提升出来以后向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，将管道中残存的水泥浆清洗干净，钻机移位于下一个桩位施工。

（4）土方开挖

搅拌桩完成后，进行养护，强度达到设计要求后，开始设计桩顶标高上层的土方开挖，先采用机械开挖，最后30cm采用人工挖土，防止机械施工对已完桩体的扰动和破坏。

（5）桩头处理

土方清理到桩顶位置后，开始人工进行多余部分的桩头凿除，采用小锤、短钎进行施工，不得用机械进行挖掘。

（6）桩顶垫层

桩头处理完毕后，开始进行桩顶位置以上60公分厚的碎石垫层填筑工作，碎石填筑分两层进行，每层厚度30cm；垫层应采用级配良好的碎石及砂砾石，最大粒径不得超过30mm，

不含植物残体、垃圾等杂质。垫层的碾压方式和密实度要求，设计文件无明确要求，待施工时根据设计单位要求进行，避免振动过大，破坏搅拌桩体。

3、质量检验

（1）施工原始记录：详尽、完善、如实记录并及时汇总分析，发现不符合要求的立即纠正。

（2）开挖检验：可根据设计要求，选取一定数量的桩体进行开挖、检查加固柱体的外观质量、搭接质量、整体性等。

（3）取样检验：水泥搅拌桩在成桩7天内用轻型动力触探器钻取桩身水泥试样，观察搅拌均匀程度，判断桩身强度，检查的数量不小于总桩数的1.2%，经触探检验对桩身强度有怀疑的，在桩头截取试块或钻心取样做无侧限抗压强度试验，检验数量不小于总桩数的0.8%，其中0.4%施工中跟踪检测，另外0.4%用于28天龄期检测。

（4）水泥桩搅拌的质量检验用单桩或复合地基承载试验检验其承载力，载荷试验在成桩28后进行，检验点数不小于3处。

五、质量保证措施

1、施工过程中的质量控制措施：

（1）测量放线复核，重点对控制性轴线、桩位进行复查，满足要求后方可就位开机。开机前检查导向架的垂直度，开机后随时观察控制其垂直度满足规范要求(搅拌桩垂直度偏差不得超过1.5%，桩位偏差不大于4%)。

（2）水泥浆液须按设计(或试桩确定)配比拌制，搅拌均匀、输送连续，不得离析。水灰必须认真控制，可采用泥浆比重计对各台班进行随机抽样测试。喷浆时要注意控制喷浆量，保证桩体的均匀性，喷浆量主要用电流表来进行控制。

（3）在水泥搅拌桩开工前，施工现场应储备足量的水泥，同时在施工过程中应根据实际施工进度随时检查水泥的储备量，及时补充，保证施工的连续性。

（4）水泥搅拌桩开钻之前，首先用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。

（5）为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在搅拌机平台机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。

（6）第一次下钻和提钻时一律采用低档，以便保证桩体的垂直度及保护钻头，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0.4MPa。

（7）为保证水泥搅拌桩桩底、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，搅拌头继续旋转且连续喷浆，余浆在上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30s。

（8）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。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进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆量应不小于一根桩的用量另加50kg。施工中发现喷浆量不足，应进行整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。

（9）如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12h内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12h应采取补桩措施。

（10）为保证桩头质量，喷浆搅拌应高于设计桩基顶500mm，且当喷浆提升至设计桩顶时，应稍有停滞。

（11）制桩完成后，须达到要求的龄期后方可进行开挖，清理桩头时不得使用重锤或重型机械，宜用小锤、短钎等轻便工具操作，以免损坏桩头。

2、水泥搅拌桩质量检验

水泥搅拌桩成桩28d后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。钻芯取样采用双管单动取样器进行，每根样桩取3处芯样即距桩顶桩底各1m处和桩体中部每处取2个试件3个试件为一组做28d龄期无侧限抗压强度试验钻孔取芯频率为0.3%。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（3个一组）28d 龄期的无侧限抗压强度试验，以测定桩身强度。对搅拌桩取芯后留下的空间采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

如果某段水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10%，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10%小于20%时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30%，则该段水泥搅拌桩为不合格。

六、安全注意事项

（1）安全保证措施深层搅拌机的冷却循环水在施工过程中不中断，经常检查进水、回水的温度，回水温度不过高。

（2）搅拌机的入土切削和提升搅拌负荷不太大，当电机工作电流超过额定值时，减慢升降速度或补给清水。

（3）发生卡钻、停钻现象，立即切断电源，将搅拌机提起重新启动，电压低于360V时

暂停施工。泵送水泥浆前，管道保持湿润，输浆管道清洗干净，灰浆泵定期拆开清洗。（4）其余安全事项根据安全文明施工要求进行。