铁路标段多向水泥搅拌桩试桩施工方案

多向水泥搅拌桩试桩方案新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-23标段中铁十四局集团有限公司蒙华铁路MHTJ-23标段项目经理部蒙西华中铁路煤运通道MHTJ-23标段多向水泥搅拌桩试桩方案1.概述1.1工程概况新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程MHTJ-23标起讫里程DK1213+800～DK1287+298.9，正线长度70.65公里。本标段地处湖北省荆门市和荆州市，由北向南依次经过荆门市沙洋县，荆州市沙市区、荆州开发区、江北农场、江陵县。标段内软土路基按照设计要求需进行地基加固处理，地基处理方式有单向水泥搅拌桩、多向水泥搅拌桩、CFG桩、钢筋(预应力)混凝土管桩、螺纹桩、塑料排水板等。其中多向水泥搅拌桩108879根、146.349万延米，其分布里程统计见表1.1-1。表1.1-1多向水泥搅拌桩里程分布统计表序号里程长度多向水泥搅拌桩00.5m起点～终点根数平均桩长合计桩长m根mm1DK1264+3359.266～DK1264+8803.9444.641094713.81512362DK1265+4414.911～DK1267+4464.3552049.44556214779363DK1269+4498.433～DK1270+0048.8550.371275013.21675974DK1270+1119.888～DK1270+6663.266543.3812936131690615DK1270+7775.5～DK1271+1107.988332.48807614.91207316DK1272+9939.066～DK1273+9952.11013.04727012872407DK1283+7727.599～DK1284+2200472.41548515.1827648DK1284+2200～DK1286+2200.00020004014813.2531248合计1088791463491多向水泥搅拌桩试桩工点及位置选定见表1.1-2。表1.1-2多向水泥搅拌桩工点及位置表序号试桩名称试桩位置试桩数量试桩参数1多向水泥搅拌桩DK1264+33809根桩径φ0.5m，桩长113m2多向水泥搅拌桩DK1270+88009根桩径φ0.5m，桩长114.5m3多向水泥搅拌桩DK1284+77009根桩径φ0.5m，桩长113m1.2地质情况(1)DK1264+380工点多向水泥搅拌桩试桩位置DK1264+380参考地质钻孔为D2J-472，孔口高程+28.15m；地质情况详见表1.2-1多向水泥搅拌桩设计参数统计表。表1.2-1多向水泥搅拌桩试桩1设计参数统计表土层名称层底标高工程地质特性基本承载力fa00(m)（kpa）⑵-2：淤泥质粉质黏土17.85流塑-软塑70⑵-3：粉质黏土15.65软塑100(2)DK1270+800工点多向水泥搅拌桩试桩位置DK1270+800参考地质钻孔为D2J-534，孔口高程+30.53m；地质情况详见表1.2-2多向水泥搅拌桩设计参数统计表。表1.2-2多向水泥搅拌桩试桩2设计参数统计表土层名称层底标高工程地质特性基本承载力fa00(m)（kpa）⑵-3：粉质黏土28.03软塑100⑵-2：淤泥质粉质黏土26.43软塑80⑵-3：粉质黏土23.03软塑100⑶-1：粉细砂夹淤泥质土土19.33松散-稍密90⑵-2：粉质黏土16.83软塑80⑵-4：粉质黏土15.43硬塑150(3)DK1284+700工点多向水泥搅拌桩试桩位置DK1284+700参考地质钻孔为DZ-99，孔口高程+29.63m；地质情况详见表1.2-3多向水泥搅拌桩设计参数统计表。表1.2-3多向水泥搅拌桩试桩3设计参数统计表土层名称累计钻进深度工程地质特性基本承载力fa00(m)（kpa）⑵-3：粉质黏土2.4软塑100⑶-2：淤泥质粉质黏土7.9稍密-中密120⑷-1：细砂22.40稍密，饱和150⑸-2：粗圆砂砾25.10中密3501.3水文情况(1)DK1264+380工点①地下水地下水主要为第四系孔隙潜水，埋深1.5～15.0m，主要受大气降水、地表径流补给。②环境水侵蚀性评价依据勘察水质分析结果，按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）判定，试桩区区地下水与地表水对普通混凝土均无侵蚀性。(2)DK1270+800工点①地下水地表水、地下水丰富，地表水、地下水对普通混凝土一般无侵蚀性。②环境水侵蚀性评价依据勘察水质分析结果，按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）判定，试桩区区地下水与地表水对普通混凝土均无侵蚀性。(3)DK1284+700工点①地下水地下水主要为第四系孔隙潜水，埋深2.0～3.3m，主要受大气降水、地表径流补给。②环境水侵蚀性评价依据勘察水质分析结果，按《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）判定，试桩区区地下水与地表水对普通混凝土均无侵蚀性。2.试桩内容、要求、目的及依据2.1试桩内容和要求本次试桩根据室内配合比试验确定的3种配合比，每个试桩点试桩分3组，每组3根进行试桩。其中，每组选取1根桩进行取芯试验，1根进行单桩承载力试验，1根进行复核地基承载力试验。施工完成后，根据检测单位检测结果，选取能够满足设计参数，同时水泥用量最少的一组配合比，并结合施工过程中的形成的工艺参数记录，最终确定满足设计要求的施工工艺和施工参数，指导后续大面积多向水泥搅拌桩施工。试桩区1到试桩区3试桩参数见表2.1-1、2、3。表2.1-1试桩1多向水泥搅拌桩试桩参数表序号分组桩位编号桩长(m)桩径(m)桩间距（m)水泥掺量（%）加固土层密度(KKg/m3))浆液密度(g/ccm3)用浆量(L/m))水灰比水泥用量(kg//m)11S1130.51.314%18511.7346.850.650.792S2130.51.314%18511.7346.850.650.793S3130.51.314%18511.7346.850.650.7942S4130.51.316%18511.7354.290.658.055S5130.51.316%18511.7354.290.658.056S6130.51.316%18511.7354.290.658.0573S7130.51.318%18511.7360.240.665.308S8130.51.318%18511.7360.240.665.309S9130.51.318%18511.7360.240.665.30表2.1-2试桩2多向水泥搅拌桩试桩参数表序号分组桩位编号桩长(m)桩径(m)桩间距（m)水泥掺量（%）加固土层密度(KKg/m3))浆液密度(g/ccm3)用浆量(L/m))水灰比水泥用量(kg//m)11S114.50.51.114%19221.7348.720.652.812S214.50.51.114%19221.7348.720.652.813S314.50.51.114%19221.7348.720.652.8142S414.50.51.116%19221.7355.680.660.355S514.50.51.116%19221.7355.680.660.356S614.50.51.116%19221.7355.680.660.3573S714.50.51.118%19221.7362.630.667.898S814.50.51.118%19221.7362.630.667.899S914.50.51.118%19221.7362.630.667.89表2.1-3试桩3多向水泥搅拌桩试桩参数表序号分组桩位编号桩长(m)桩径(m)桩间距（m)水泥掺量（%）加固土层密度(KKg/m3))浆液密度(g/ccm3)用浆量(L/m))水灰比水泥用量(kg//m)11S1130.51.214%19341.7349.030.653.142S2130.51.214%19341.7349.030.653.143S3130.51.214%19341.7349.030.653.1442S4130.51.216%19341.7356.030.660.735S5130.51.216%19341.7356.030.660.736S6130.51.216%19341.7356.030.660.7373S7130.51.218%19341.7363.030.668.328S8130.51.218%19341.7363.030.668.329S9130.51.218%19341.7363.030.668.322.2试桩目的⑴验证桩体搅拌的均匀性；⑵试验桩竖向全长钻孔取芯，取不同深度试样作无侧限抗压强度，验证桩身强度；⑶确定每根多向水泥搅拌桩的水泥用量；⑷校核单桩承载力及复合地基承载力；⑸确定桩长达到设计深度时的电流值：一般情况下处理深度以进入相对硬层50cm为原则。现场采用双控，即按设计桩长和施工电流双向控制。现场需记录钻头到达桩底时电流表的电流值，以保证成桩达到持力层。⑹确定成桩效果最好的钻进和提升速度，指导后续大面积施工。2.3试桩依据(1)《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003）；(2)《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）；(3)《铁路路基工程施工安全技术规程》（TB1032-2009）；(4)《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218-2008）;(5)《新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程区间路基设计图》；(6)《新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程站场路基设计图》；(7)《路基设计大样图》。3.施工准备3.1主要人员配备计划设一名副经理负责施工现场管理，并配备专门技术负责人、质量主管、技术员、质检员、安全员，试验员、测量工，物资、设备均配有专人负责。每个试桩点搅拌桩处理班组6人负责桩基的试桩工作，综合工班6人配合做好试桩其他工作。3.2主要机具设备每个工点多向水泥搅拌桩试桩试验设备见表3.2-1。表3.2-1多向水泥搅拌桩试桩设备表序号机械设备名称规格型号数量用途1深层搅拌桩机SJB-Ⅰ1台成桩2水泥浆拌合机1台水泥浆拌制3水泥浆输送泵1台水泥浆输送4自动记录仪JD1A-401台参数记录5发电机200KW1台6全站仪莱卡TS061台测量7精密水准仪LeicaNA221台测量8钢卷尺50m2把测量9桩头切割机QZ-4001台桩头切割3.3施工用电施工现场采用200KW自备柴油发电机进行供电。3.4材料供应水泥采用葛洲坝三峡水泥有限公司生产的P.O42.5水泥。3.5内业资料开工报告、工程材料进场报验、安全技术交底、试桩记录表、检验批等内业资料在稳步推进中。试桩完成后收集施工过程中的各种资料，及时总结成果报告。3.6室内配合比试验3.6.1室内配合比试验要求采集试桩工点土样，进行室内配比试验，测定各水泥试块不同龄期、不同水泥掺入量的抗压强度值，寻求满足设计要求的水泥掺入量，试块（7.07cm立方体）标准养护28天立方体无侧限抗压强度不小于2.5MPa。配制的灰浆应流动性好、便于喷搅。水泥采用P.O42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥掺入量不小于被加固湿土重量的12%-20%，水泥浆水灰比为0.6。3.6.2室内配合比试验结果在试桩工点现场取样，试桩点1、2、3天然含水率分别为9.42%、26.32%和28.13%，湿密度分别为1.85g/cm3、1.92g/cm3和1.93g/cm3；水泥采用葛洲坝三峡水泥有限公司生产的P.O42.5水泥。经室内配比试验确定如下配合比，详见表3.6-1。表3.6-1室内配比试验结果配合比编号每延米水泥掺量（%）每延米水泥质量（kg）水灰比试桩1试桩2试桩311450.7952.8153.140.621658.0560.3560.730.631865.3067.8968.320.63.7试桩工点布置经现场调查，结合设计及现场机械进入难易情况。本次多向水泥搅拌桩试桩工点有3处。分别选在DK1264+380处(试桩1)、DK1270+800处（试桩2）和DK1284+700处（试桩3）。3.7.1试桩1桩位布置DK1264+380工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距1.3m，正三角形布置，加固深度13.0m。试桩桩位布置及试桩编号见图3.7-1。图3.7-1试桩1编号及桩位布置图3.7.2试桩2桩位布置DK1270+800工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距1.1m，正三角形布置，加固深度14.5m。试桩桩位布置及试桩编号见图3.7-2。图3.7-2试桩2编号及桩位布置图3.7.3试桩3桩位布置DK1284+700工点处设计情况为：桩径0.5m，桩间距1.2m，正三角形布置，加固深度13m。试桩桩位布置及试桩编号见图3.7-3。图3.7-3试桩3编号及桩位布置图3.8试桩检测准备(1)本试桩方案检测机构为山东铁证工程试验检测中心有限公司。(2)试桩检测要求：①成桩7天后，采用浅部开挖桩头至停浆面以下0.5m，目测检查搅拌桩的均匀性，量测成桩直径。编号为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9共计9根试桩全部检查。②成桩28天后，采用双管单动取样器在桩径方向1/4处，对编号为S1、S4、S7桩的桩长范围内垂直钻孔取芯，观察桩体完整性、均匀性，桩顶以下1m每隔2m取样做无侧限抗压强度，桩身强度不小于1500KPa。③成桩28天后，对编号为S2、S5、S8号桩进行单桩承载力试验，单桩承载力不小于80KN。④成桩28天后，对编号S3、S6、S9桩进行复合地基承载力试验，复合地基承载力试桩1不小于180.0KPa、试桩2不小于150.0KPa、试桩3不小于130.0KPa。(3)检测方案详见附件：多向水泥搅拌桩试桩检测方案。4.工期安排4.1本施工计划编制主要遵循原则(1)严格按照招标文件规定的预期工期，科学、合理地安排施工程序及进度，确保业主规定的预期工期目标，并有所提前。(2)紧紧围绕施工关键线路组织施工，综合分析各种施工条件，实现工程整体协调推进。同时尽可能创造条件，组织多工作面、多工序平行交叉作业，安排施工尽可能做到工日服从工序，时间服从工期，以缩短总工期，加快实现施工进度目标。(3)充分评估考虑工程当地自然环境、工程地质、物资设备条件等因素对工程进度的影响，强调安全生产、重视文明施工，确保万无一失。(4)发挥公司所有的技术及装备优势，并根据施工需要引进新的精良设备和技术人员以进一步强化施工装备和技术力量，提高施工生产效率，加快工程施工进度。(5)采用适中的施工强度指标和可作业时间安排施工进度，对于各相关环节的协调和不可预见因素留有充分的工期回旋余地，并在施工中注意均衡生产。4.2工期安排试桩时间根据征地拆迁进展情况安排，预计2015年11月2日前完成试桩工作。4.3试桩主要工序进度计划(1)DK1264+380工点施工准备：2015年9月17日成桩：2015年9月18日开挖桩头：2015年9月25日钻孔取芯试验：2015年10月15日静载荷试验：2015年10月21日(2)DK1270+800工点施工准备：2015年9月20日成桩：2015年9月21日开挖桩头：2015年9月28日钻孔取芯试验：2015年10月26日静载荷试验：20015年11月2日(3)DK12884+7000工点施工准备：20115年9月22日成桩：2015年年9月23日开挖桩头：20115年9月29日钻孔取芯试验：22015年9月29日静载荷试验：20015年11月2日5.施工方案、方方法、工艺及及措施5.1施工方案结合本工程工程设设计情况、施施工现场条件件、场地周边边环境及地质质条件，采用用“二次喷浆二次搅拌”的施工工艺艺。见图5.1-1所示。原地面处理原地面处理测量放样钻机就位钻进喷浆搅拌至设计深度喷浆搅拌提升至停浆面关泵钻机移位泥浆排泄处理图5.1-1试桩工艺流流程图5.2施工方法及及工艺5.2.1施工准准备⑴试桩技术准备：试试桩前必须完完成试桩方案案、配合比，完完成试桩参加加人员的安全全、技术交底底。⑵管线处理：施工前前探明施工范范围内的地下下管线，对其其进行迁改和和保护。⑶设置临时排水沟，抽抽排或引排，场场地内排水疏疏干后，挖出出原地面种植植土。⑷合理规划现场。现现场水泥棚、机机械停放区、运运输线路、临临时用电线路路等要合理规规划。⑸测量准备:放线前前对各控制点点进行复核，确确认无误后，按按照设计图纸纸要求的布桩桩形式准备定定出桩位，插插入竹签并撒撒白灰定位，误误差要求小于于要求值。⑹材料准备：试桩前前水泥棚内储储备足够经检检测合格的袋袋装水泥，并并按照要求进进行上盖下垫垫，防止水泥泥受潮变质，设设置材料标识识牌。⑺水泥浆液制作：水水泥浆液严格格按照试验室室设计的配合合比配制。首首先将水加入入制浆容器内内，再将水泥泥倒入，开通通搅拌机搅拌拌均匀，时间间不小于3分钟，并经经过筛后放入入灰浆池备用用。制备好的的浆液不得离离析。配制水水泥浆液过程程中，有现场场专职试验人人员对原材料料计量、浆液液搅拌时间、水水泥浆比重进进行检验，确确保施工质量量。5.2.2钻机检检查定位预搅下沉前，先启启动压浆泵，检检查各管路是是否畅通，有有无泄漏，如如有异常，应应及时排除。依据放样点使钻机定位，钻头正对桩位中心，对准偏差不得大于5cm，多向水泥搅拌桩机就位后必须做水平校正，使钻头轴线垂直对准孔位中心位置，通过吊线锤校正机架垂直度，使垂直度偏差不小于1%。5.2.3钻进喷喷浆搅拌下沉沉启动搅拌桩机，钻钻头正向旋转转，实施钻进进作业，不同同地层，钻进进速度不同。5.2.4喷浆、搅搅拌提升钻进喷浆成桩至设设计桩长或层层位后，为保保证浆喷桩桩桩端质量，原原地喷浆不小小于0.5miin，再反转匀匀速提升。施施工时根据喷喷浆量和配合合比掺量可进进行适当调整整，并应注意意搅拌桩机提提升速度与输输浆速度同步步。当喷浆口口达到桩顶标标高时，喷浆浆搅拌2min，在水泥浆浆与桩端土充充分搅拌后再再提升钻头，保保证桩身质量量。5.2.5钻机移移位钻具提升地面后，钻钻机移位对孔孔，按上述步步骤进行下一一根桩的施工工。5.2.6清洗加入适量清水，清清洗管路中的的残浆和搅拌拌头上的软土土。5.2.7凿桩头头水泥搅拌桩成桩一一周后，开挖挖表土找出桩桩顶设计标高高，人工挖除除搅拌桩顶端端施工质量较较差的桩段，严严禁用挖掘机机抓斗触碰桩桩头，以免造造成浅层断桩桩。桩头的截除应采用用环切工艺，以以保证桩头平平整，不得造造成桩顶设计计标高以下的的桩体断裂和和扰动桩间土土。5.2.8成桩检检测详见附件：多向水水泥搅拌桩试试桩检测方案案。6.质量保证措施施(1)技术主管负负责按施工要要求提供材料料计划。物资资设备部根据据材料计划，组组织进料，水水泥等原材必必须有出厂水水泥应具备出出厂合格证或或出厂水泥检检验报告单。试试验室接到材材料室通知后后立即组织取取样试验工作作。(2)施工前根据据设计文件对对路基范围内内的管线进行行调查核实和和迁改，对无无法迁改而施施工中又可能能对其造成影影响的管线，须须注意加强施施工防护。(3)施工时应定定时检查机械械的成桩直径径及搅拌均匀匀程度，对使使用的钻头应应定期复核检检查，其直径径磨耗量不得得大于10mm。(4)“二次喷浆浆二次搅拌”施工中，单单次喷浆量控控制在总量的的1/2，保证每延延米水泥用量量不小于50kg。钻机钻进进速度应控制制在0.5~1.0m//min，提升速度度应控制在0.5~0.8m//min，搅拌速度度应控制在30~50r/mmin。(5)在成桩过程程中遇有故障障而停止喷浆浆，停机超过过3小时，应在在原桩位旁进进行补桩。(6)桩长控制采采用设计桩长长和施工电流流双向控制。即按设计桩长和施工电流双向控制,在钻杆与设计桩长等处喷涂红色标记，在钻头达到设计标高且进入相对硬层50cm时记录电流值。当发现实际施工桩长普遍大于设计桩长时，应及时反馈设计单位协调处理。(7)根据地基的的加固深度选选择合适的钻钻机、浆液发发送器及配套套设备，严禁禁没有计量装装置的机械投投入使用。采采用的材料应应具有质量合合格证，不得得使用受潮结结块、过期变变质的加固料料。(8)严格按照设设计桩位、桩桩长、桩数、喷喷浆量以及试试验确定的参参数施工。施施工设备配置置国家计量部部门确认的具具有瞬时检测测并记录喷浆浆量的计量装装置及搅拌深深度自动记录录仪器。多向向水泥搅拌桩桩施工中应保保持搅拌桩机机底盘的水平平和导向架的的竖直，搅拌拌桩的垂直偏偏差不得超过过1％，桩位的的偏差不得大大于50mm；喷浆量、桩桩体无侧限抗抗压强度、成成桩直径和桩桩长不得小于于设计值。(8)桩体搅拌应应均匀、连续续；机具下沉沉搅拌中遇有有土阻力较大大，应增加搅搅拌机自重，然然后启动加压压装置加压，边边搅拌边钻进进。(10)现场施工工人员认真填填写施工原始始记录，记录录内容应包括括：①施工桩号、施施工日期、天天气情况；②喷浆深度、停停浆标高；③灰浆泵压力力；④钻机转速；⑤钻进速度、提提升速度；⑥浆液流量；⑦每米喷浆量量；⑧复搅深度，⑨持力层作用用电流。(11)对多向水水泥搅拌桩按按照设计及规范要求进行行检查，多向向水泥搅拌桩桩施工允许偏偏差及检验方方法如表6-1。表6-1多向向水泥搅拌桩桩施工允许偏偏差和检验方方法序号允许偏差检验方法桩体直径不小于设计值挖深50-100cmm，钢尺丈量量桩体间距±100mm钢尺丈量垂直度1%全站仪测量桩位偏差50mm钢尺丈量7.施工安全保证证措施7.1安全保证证体系及技术术措施贯彻“安全第一，预防为为主”的方针，建建立以管区副副经理为首安安全保证体系系。管区设安安全质量科，配配备专职安全全检查工程师师，工班设兼兼职安全员，管管区和各班组组分级负责，以以加强施工作作业现场控制制和职工的安安全生产教育育为重点，确确保本工程施施工安全。7.2安全保证体体系及技术措措施做好施工前期准备备工作，结合合施工具体实实际正确选用用施工方法并并。⑴认真全面检查并清清洗设备，防防止泵体内有有残渣和铁屑屑，各类密封封圈必须完整整良好，无泄泄漏现象。⑵安全阀中的安全销销要经常进行行检查，确保保达到最大压压力时正常工工作。⑶定期检修压力表。⑷每班使用完后应将将泵内清洗干干净，清洗机机具时，喷头头严禁对人。⑸高压泵司机、钻机机司机和浆液液搅拌组等都都要密切配合合，一旦某部部发生故障，应应及时联系停停泵停机，及及时排除故障障，做好运转转情况的记录录。⑹高压胶管不应小于于规定的最小小弯曲半径。⑺作业人员按规定佩佩戴口罩和防防护镜等防护护用品。⑻现场施工用电采取取灵敏可靠的的漏电保护，动动力与照明的的保护器必须须分开。⑼施工现场的用电设设备和配电箱箱金属外壳都都必须连接专专用的保护零零线，工作零零线和保护零零线不可混用用。⑽进出电线整齐并从从箱底部进入入，严禁使用用绝缘差、老老化、破皮电电线，移动式式配电箱和开开关箱进出线线必须使用橡橡胶绝缘电缆缆。⑾配电箱要有防雨措措施，门锁齐齐全，有绝缘缘接地设置，严严禁使用木制制的配电箱。⑿施工现场内道路畅畅通、平坦、整整齐，不乱堆堆放，无散落落物，材料合合理堆放。⒀施工现场禁止饮用用含酒精饮料料。⒁施工现场必须配备备消防器材，并并有人监护。⒂做到文明施工，严严禁泥浆漫出出场地。8.环保水保措施施8.1临时工程环环保措施认真规划施工道路路，做到临时时施工场地布布置优化,加强临时防防护，要做好好施工便道排排水防护，加加强施工过程程中的临时防防护措施，避避免雨水冲刷刷，引起水土土流失。施工场地周围预先先开挖排水沟沟，做到排水水畅通，场内内不得积水、积积污，应充分分考虑其对原原地面排水的的影响，以免免阻挡地表径径流的排泄，影影响当地居民民的生产生活活。8.2废水、废渣渣处理措施加强施工管理，实实行文明施工工，对可能造造成环境污染染的物质，经经过有关部门门同意后送到到指定地点处处理。所有机机械废油回收收利用或妥善善处