北岸水泥土搅拌桩试桩施工方案

PAGEPAGE1广州南沙新区明珠湾区起步区灵山岛尖区域城市开发与建设项目—广州市南沙区灵山岛尖北段海岸及滨海景观带建设工程（绿化景观工程）水泥搅拌桩试桩施工方案版本编号：Ⅰ-201601009编制：审核：审批：中交南沙新区明珠湾区工程总承包项目经理部2016年10月27日目录TOC\o"1-2"\h\z\u1、工程概况 22、编制依据 23、试桩目的 24、试桩方案 21、试桩设计参数 32、水泥土搅拌桩施工作业条件 53、水泥土搅拌桩施工工艺 65、试桩效果检验 86、施工注意事项 97、施工人员安排和机械配置情况 91、施工队伍安排 92、机械配置 108、质量保证措施 111、人员 112、设备 113、材料 114、施工过程质量控制 129、安全保证措施 1210、文明施工及环境保护 131、工程概况本工程于广州市南沙区灵山岛尖北段海岸及滨海景观带建设工程钟楼灯塔附近，其基础地层复杂，为加强新渔人码头附近广场的地基稳定性，在其地段采用水泥土搅拌桩格栅状布置施工。根据施工图设计说明要求，在搅拌桩正式施工前15天，施工单位应在监理人审批后在工程临近地基相似的地层完成搅拌桩的施工工艺试验，来检验设计参数和施工工艺是否合理。施工单位须将所有试验结果汇总后报监理人审批，通过监理人的审批后才能开始搅拌桩的正式施工。2、编制依据1、《深层搅拌法技术规范》（DL/T5425-2009）;2、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）;3、《软土地基深层搅拌加固技术规范》（YBJ225-91）4、《广州市南沙区灵山岛尖北段海岸及滨海景观带建设工程（绿化景观工程）施工图》。3、试桩目的根据施工图设计说明要求，在搅拌桩正式施工前28天，施工单位应在监理人审批后在工程临近地基相似的地层完成搅拌桩的施工工艺试验，通过试验确定以下施工参数：制浆工艺、水灰比、注浆压力、搅拌钻具下沉速度、提升速度、搅拌遍数、单位时间注浆量、每延米注浆量（水泥掺量）等数据，施工单位须将所有试验结果汇总后报监理人审批，通过监理人的审批后才能开始搅拌桩的正式施工。试验结果将作为水泥土搅拌桩施工控制依据和操作规程，并按此严格认真执行，最终保证水泥土搅拌桩的施工质量。4、试桩方案根据水泥土搅拌桩施工技术试桩要求，本次水泥土搅拌桩试桩采用三种不同的水泥掺入比来确定最佳的每延米水泥用量，水泥掺入比分别为15%、17%、18%。水泥土搅拌桩水泥等级采用P.O42.5R的普通硅酸盐水泥，水灰比采用0.45～0.55。水泥土搅拌桩采用四搅四喷喷浆法施工。根据地质情况分析，淤泥、淤泥质细砂及淤泥质粘土等原状土体密度平均值取1900Kg/m3，根据计算公式：M水泥=3.14×式中：M水泥r为搅拌桩半径，根据设计图纸r=0.25m；ρ土为土体密度，根据岩土勘察报告取1.90g/cm3K为水泥掺量，分别取15%、16%、18%。可计算出水泥掺入比分别为15%、16%、18%的水泥土搅拌桩每延米的水泥重量分别为55.93Kg、59.66Kg、67.11Kg。4.1、试桩设计参数（1）设计桩长(m)：16m，根据现场地质情况，以确定水泥土搅拌桩长度是否符合设计长度。（2）采用复搅复喷（即4喷4搅）工艺施工试验根数：本次试桩共做3组。试验根数安排为水泥掺入比为15%（即水泥重量为55.93Kg/m）的试桩根数：3根；水泥掺入比为16%（即水泥重量为59.66Kg/m）的试桩根数：3根；水泥掺入比为18%（即水泥重量为67.11Kg/m）的试桩根数：3根。（3）施工方法：采用单搅拌轴式喷浆深层搅拌机。（4）单桩承载力(kN)：单桩竖向承载力特征值不小于100KN。（5）地基荷载力特征值（Pa）：处理后地基荷载力特征值不小于100KPa（6）试桩位置（标详见附件）、试验桩布置图及试桩技术指标如下表：图一水泥土搅拌桩每组试桩布置图表4.1水泥土搅拌桩试桩技术指标表序号组号试桩编号坐标深度（m）水泥用量(Kg/m)备注XY1第一组11655.93221659.66331667.114第二组41655.93551659.66661667.117第三组71655.93881659.66991667.11（7）试桩配合比：根据设计要求，本次水泥浆水胶比控制在0.55。（8）水泥土搅拌桩桩径Φ500。4.2、水泥土搅拌桩施工作业条件（1）一般规定①现场应“三通一平”，满足桩机承重、运输和施工要求，施工前应清除表层块石、建筑垃圾等杂物。②施工前，应查清施工场地工程地质情况及水文地质情况，施工前必须清除地上地下一切障碍物。4.3、水泥土搅拌桩施工工艺（1）水泥土搅拌桩施工流程桩位平面测量放样→桩机定位→制备水泥浆→预搅喷浆下沉→提升喷浆和搅拌→重复上、下搅拌→桩机移位→取样、做好标记。（2）桩位控制①桩点施放应根据桩位平面图，采用全站仪坐标法测量放样。②钻进时桩机定位应准确、水平、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。（3）桩机定位①平面就位。放好桩位后,按桩的施工顺序移动搅拌桩机到达指定桩位，钻头对中。②调整桩机。双向控制导向架垂直度，在桩机井架的正面和侧面均应吊锤观测钻杆的两个方向垂直度，其垂直度偏差不得大于1%。用平水尺测量机架的调平情况。若发现偏差过大，及时调整。③桩位复测。桩机就位调整好后，根据控制桩检查钻头位置，桩位对中误差不大于5cm。④确定起钻点、终钻点。平面位置无误后，进行高程测量。在钻头落地的情况下，在桩机井架上准确画出每米的深度标识线，标识出“零起点”的位置，根据设计桩长资料，计算出终钻时钻杆长度，确定终钻位置。（4）拌制浆液单根桩所需的水泥浆尽量一次拌制完成。一次拌不完的，根据总量分次拌制完成。本试桩的拌制浆液操作如下：①确定每斗水泥浆水泥的用量：根据施工现场实际的水泥浆搅拌机体积容量（半径0.5m，高1m的圆筒），按每450Kg（9包）水泥搅拌一斗。②计算每斗水泥浆的用量：根据水泥的用量和水灰比，按计算公式求得水的重量：M水=M水泥×K=450Kg×0.55=247.5Kg（式3.式中：M水-表示水的重量，单位为Kg；M水泥-表示水泥的重量,单位为Kg；K-表示水灰比。已知水的重量，根据计算公式可换算成水的体积为：V水=M水÷ρ（式3.=247.5Kg÷1000Kg/m3=0.2475m式中：V水-表示体积，单位为m3；M水-表示重量,单位为Kg；ρ-表示密度,单位为Kg/m3。从而得0.2475m3的水放在半径为0.5m的圆筒里的高度：H水=V水÷（π×r2）（式3.=0.2475m3÷（3.14×0.5m×0.5m）=0.3153m式中：H水-表示高度，单位为m；V水-表示体积，单位为m3；π-表示圆周率，取值3.14；r-表示半径，单位为m。③测量每斗水泥浆的体积：根据现场试验得知450Kg（9包水泥）的水泥在半径为0.5m的圆筒里按水灰比为0.55搅拌成水泥浆后测量得水泥浆的高度为0.510m，根据计算公式可求得每斗水泥浆的体积:V水泥浆=π×r2×H水泥浆（式3.=3.14×0.52×0.510=0.4004m3式中：V水泥浆-表示体积，单位为m3；π-表示圆周率，取值3.14；r-表示半径，单位为m；H水泥浆-表示高度，单位为m。（5）预搅喷浆下沉开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆搅拌并连续喷入水泥浆液。下沉速度根据试桩时测定的喷浆流量后计算确定。钻进、复搅与提升时管道压力为0.4MP，注浆泵的额定压力不宜小于5.0MPa。钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后，原地喷浆半分钟，再反转匀速提升，深度误差不得超过5cm。下沉钻头钻进时，应根据土质软硬，选择合适的档位，并时时注意电流的变化及时换档。（6）喷浆反转搅拌提升下沉到达设计深度后，按设计确定的提升速度0.7m/min，边喷浆反转搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌合，第一次提钻喷浆应在桩底部停留30s，进行磨桩端，提钻至工作基准面下0.3m处，持喷30s后，停止搅拌和喷浆。（7）重复搅拌下沉启动搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开始喷浆，同时使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度同预搅喷浆速度一致，重复搅拌下沉至设计深度。下沉到达设计深度后，停止喷浆。（8）重复搅拌提升重复反转搅拌提升，一直提升至地面。（9）桩机移位施工完一根桩后，移动桩机至下一桩位，重复以上步骤进行施工。（10）取样，做好样品标志保存养护好样品，备检。整理好桩头。5、试桩效果检验1、通过试桩确定水泥土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，以确定大面积水泥土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，检测费用按照检测单位标准收费，检验包括成桩质量检查，主要为桩身完整性检测。成桩后3天内，采用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性；成桩后7天内，采用浅部开挖桩头（深度为停浆面以下0.5m）目测检查搅拌桩的均匀性，测量成桩直径；成桩28天后，采用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验，要求28d桩身水泥土无侧压抗压强度平均fcu=960Kpa。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、施工注意事项1、按试桩确定的配比制备水泥浆，并存放在集料中。水泥浆的水灰比为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。2、先平整场地，做好水泥储存场地，在作业区域两侧开挖排水边沟，保证雨季场地不积水。清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和生活垃圾等）。3、施工前在水泥浆罐的罐壁上用稍大的铁块或螺丝帽焊接出用水面和水泥浆面的准确位置以确保水泥浆配合比。标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管送达搅拌机喷浆口的时间和钻杆提升速度等施工参数。4、根据设计要求通过成桩试验，确定最佳的搅拌次数、水泥浆的水灰比、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥土搅拌桩的大规模施工。5、制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、泵送浆液的时间等要有专人记录，制拌好的水泥浆不得停置时间过长，超过40分钟时不得使用。浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌，直到送泵前。6、施工时应严格控制喷浆和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5米以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg，若小于上述质量，不得进行下一根桩的施工。7、停浆面：施工时，设计停浆面应高出操作面标高不小于0.5米。8、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，水泥土搅拌桩搅拌头磨损量不得大于10mm。7、施工人员安排和机械配置情况7.1、施工队伍安排本次水泥土搅拌桩试桩施工人员配置情况如下表。表7.1施工人员配置表序号施工人员人数备注1分项主管12分项技术主管13管理人员14质监员15测量员26机长17操作员28司泵19记录员110安全员111电工112合计137.2、机械配置表7.2主要施工机械设备表序号设备名称规格型号单位数量备注1深层搅拌机SP-5台1搅拌桩施工2灰浆泵150台1搅拌桩施工3灰浆搅拌机2.2蜗轮台1搅拌桩施工4集料斗600升个1搅拌桩施工5压力机Mpa2.5台1搅拌桩施工6汽车吊25t台1起重作业7水准仪欧津波台1高程测量8全站仪三鼎STS-752台1测量放样9柴油发电机200KW台1施工用电8、质量保证措施为确保工程质量，符合设计要求及有关规范的规定，实行过程控制为主，工后检测为辅的方法，从人员、设备、材料、施工前的准备、工程施工过程等方面对工程质量进行预控。8.1、人员①实行岗位责任制，做到定机、定人、定岗、定责。每处施工现场确定一名机长，制定详细的操作手、机长、自检人员岗位责任制。对现场施工和质检人员进行培训，从干部到职工都强化质量意识，凡参加浆体喷射搅拌桩施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。②充分发挥质检人员对工程质量的控制作用，对成型后的每根桩实行施工队、项目部全过程工地自检，全部合格后方可报请监理组抽检。8.2、设备①浆体喷射搅拌桩机必须采用专用浆体喷射搅拌桩机，严禁采用粉喷桩机改装。钻头应为双十字钻头，严禁使用利用自重下沉和无位直接利用卷扬机进行提升的钻机。输送管长度一般不大于60ｍ，摆放平顺，管道最大长度不得大于80ｍ，接头最多不超过2个。每台湿喷桩必须配备能够自动记录，打印处理深度，单位长度水泥浆用量，复搅深度、水泥浆比重的电脑记录装置，即能打印每根桩施工中钻头各次下钻深度及提高高度的全过程记录和水泥浆段浆量、水泥浆用量曲线图和水泥浆比重，所有数据必须实时打印。②所有的电流表、压力表和电脑计量装置等必须经过计量部门的标定认可，每台设备必须经监理人员现场试桩后，由驻地监理组统一发放进场设备准许证后方可使用。8.3、材料①只有合格的材料才能保证合格的工程，施工中建立健全材料管理台帐，施工中使用的水泥应经过自检后方可进场，进场后的水泥应按批进行报检，报请监理工程师抽检合格后方可投入使用。②用水泥库保管水泥，水泥库四周设排水沟，防止水泥受雨淋导致受潮、结块。③建立水泥台帐审核签认制度，台帐中应注明水泥的领料日期、数量及施工桩点号等。浆体喷射搅拌桩机的水泥必须由机长领取并编号，同时必须由旁站人员现场核实后签认，施工人员在原始记录上应注明每根浆体喷射搅拌桩的施工桩号。8.4、施工过程质量控制①施工前应绘制浆体喷射搅拌桩平面布置图，对全体浆体喷射搅拌桩进行统一编号，按编号进行施工，防止漏桩。②建立的水泥台帐审核签认制度，台帐中应注明水泥的领料日期、数量及施工桩点号等。水泥必须由机长领取并编号，同时必须由旁站人员现场核实后签认，施工人员在原始记录上应注明每根浆体喷射搅拌桩的施工桩号。③每天认真校核桩机的领料数量及施工桩位，检查桩机的每批领料数量与该机完成的浆体喷射搅拌桩延米数量是否相符，并复核打印资料的准确性。每日的施工原始记录应交现场施工负责人核查，正确无误后，交现场监理人员检查签认。④严格控制钻孔下钻深度、喷浆高程及停浆面，确保湿喷桩长度和喷浆量达到规定要求。⑤钻机提升时管道压力不宜过大。⑥在成桩过程中，如发生断电、卡钻等外在因素影响桩身质量时，应在12h内采取补喷措施，补喷重叠长度不宜小于1.0ｍ。⑦对输浆管要经常检查，不得泄漏，不得采用受潮成块的水泥，其直径以49～53毫米为宜。⑧在边坡附近施工时，应采取措施确保边坡的稳定。9、安全保证措施1、进入施工现场，必须穿工作服，戴安全帽。水泥输送操作人员须佩戴防尘口罩或面具、护目镜等劳保用品。2、施工期间，搅拌桩机外围需设置“正在施工，禁止靠近”的警告标识牌，拉警示条围起来，无关人员禁止靠近施工区域。3、机械施工时，操作人员不得离开工作岗位去做其他事情，确需离开时，应停机断电，确保机械平稳。4、台风季节要加强设备检查，台风来临前应采取可靠安全措施，将搅拌桩机予以固定牢固，必要时应考虑将设备撤离至安全区域，待台风过后现场恢复安全状态后，方可重新开始作业。5、推行安全标准化工地建设，抓好现场管理，搞