水泥土挤密桩工艺性试验专项方案

水泥土挤密桩工艺性试验专项方案一、编制依据〔1〕《铁路路基地基处理技术规程》TB10106-2010；〔2〕《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003；〔3〕《湿陷性黄土地区建筑标准》GB50025-2004；〔4〕《铁路路基工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；〔5〕蒙华铁路MHTJ-14标段路基工点设计图及隧道设计图；〔6〕中铁七局集团拥有的科技成果、工法成果、机械设备的装备、施工技术与管理水平及多年来在铁路施工中积累的施工经验。二、工程概况2.1工程简介新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标DK680+969.45～DK691+361.53段，起自灵宝市川口乡阎谢村，先平行于三淅高速南行，再两跨三淅高速和G209国道后终于川口乡小蒜庄，正线全长10.392公里。标段内水泥挤密桩地基处理共计83216.6延米，其中路基段19092延米、隧道段64124.6延米。路基地层多为Ⅲ级自重湿陷性黄土和局部Ⅱ级自重湿陷性黄土，隧道基底位于湿陷性黄土地层段、黄土层厚大于6m地段采用水泥土挤密桩加固。根据工程部施工总体安排选择在13号路基工点DK682+288.46～DK682+311段附近进行工艺性试桩试验。标段范围内路基段水泥土挤密桩桩长为6-10m，其中8m桩长的比例占的到路基所有挤密桩的60%以上；隧道段水泥土挤密桩桩长为6-12m，其中12m桩长的比例占的到隧道所有挤密桩的50%以上；现场拟采用桩长为8m、12m做工艺性试桩试验。工艺性试验地段位于灵宝市南沟村境内，阶面平坦开阔，地表已辟为耕地及果园。2.2工程地质条件工艺性试验地段地层为砂质新黄土〔Q3al〕：浅黄色，稍密，稍湿，厚3～15m。黄土具中等湿陷性，湿陷厚度为14m，湿陷系数δs=0.057，场地为Ⅲ级〔严重〕自重湿陷性场地，σ0=150kPa。2.3水文地质特征1、地下水地表水不发育，地下水弱发育。2、地表水及地下水均无侵蚀性、冻融破坏环境作用等级为D1，炭化环境作用等级为T2。3、年平均降雨量622.2mm，降雨主要集中在5～9月份，其中7月份单月降雨量最大。三、试桩目的1.通过试桩确定水泥土挤密桩施工工艺及参数：确定掺水量、混合料分层回填厚度、夯击次数及水泥土配合比是否满足水泥土挤密桩要求，通过试桩确定最正确配合比；确定的轻型动力触探锤击数N10与压实系数的关系。四、试桩方案1.根据设计文件地质资料，试桩机械类型选择：成孔机械采用电动洛阳铲打桩机；回填夯实采用自动夯填机。2.水泥土中水泥掺量为18kg/m及土体质量的12%、16%、20%四种。3.试桩根数在DK682+288.46～DK682+311段路基附近设试桩，共计64根，具体情况如下：〔1〕水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长8m段16根；水泥掺量为18kg/m；采用正三角形布置。〔2〕水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为12%；采用正三角形布置。〔3〕水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为16%；采用正三角形布置。〔4〕水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为20%；采用正三角形布置。〔5〕四种型号水泥掺量试桩各设置四组。第一组4根，混合料回填厚度0.05m，锤击3次，提锤高度60cm。第二组4根，混合料回填厚度0.10m，锤击8次，提锤高度60cm。第三组4根，混合料回填厚度0.15m，锤击10次，提锤高度60cm。第四组4根，混合料回填厚度0.20m，锤击12次，提锤高度60cm。水泥土挤密桩布置图见下列图：图1水泥土挤密桩布桩图4.试桩时间：2016年7月1日～2016年7月5日五、现场准备情况〔1〕作业前对相关人员进行相关平安培训及三级技术交底，使作业工人掌握平安知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关平安培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。〔2〕挤密桩试桩前查明场地范围内地下构造物、管线、电线及地上架空电线的位置及标高。〔3〕通过挖掘机、装载机、推土机等机械使施工现场平整,两侧挖设临时排水沟。〔4〕采用GPS定位仪对桩位放样、复核准确无误，进行桩位编号。〔5〕原材料进场经检验合格并备料充足。〔6〕机械设备进场安装与调试完毕，可以投入使用。〔7〕施工现场有各类施工标识牌。六、施工组织及施工安排6.1施工组织机构1.领导小组序号职务姓名工作职责1工程部总工房会彬负责总体筹划施工技术工作2工程部生产副经理刘树清负责指挥推进工作3工程部工程部长李文亮负责技术指导和进度督导工作4四工区经理刘劲松负责现场施工组织2.现场人员安排序号职务姓名工作职责1四工区经理刘劲松负责现场施工组织2四工区副经理张虎负责现场施工生产工作3四工区总工贺敏刚负责现场施工技术工作4平安人员李平全面负责施工中的平安5质量人员刘同彬全面负责施工中的质量6试验人员张中强负责现场的试验工作7测量人员高科峰负责施工中的量测工作8工班长1人9施工作业人员10人6.2施工总体安排工期目标：2016年7月1日～2016年7月5日水泥土挤密桩试桩施工。平安目标：杜绝生产平安特别重大和重大事故；遏制较大生产平安事故；减少一般生产平安事故；杜绝因建设引起的特别重大和重大交通事故；遏制因建设引起的较大交通事故；减少因建设引起的一般交通事故。环境目标：做到现场布局合理，施工组织有序，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净，实现施工现场标准化、标准化管理，保持良好的作业环境、卫生环境和工作秩序，严格控制各种粉尘、废水、固体污染物、噪音对周围环境的污染和危害，节能降耗，杜绝环境事故。质量目标：一次验收合格率100%；杜绝工程质量事故。6.3机械设备配置序号设备名称数量设备状态备注1电动洛阳铲打桩机3良好2夯填机3良好锤重250kg3发电机1良好50KW4GPS1良好5全站仪1良好6量斗1全新7手推车6全新8装载机1良好50型9推土机1良好SD16型10挖掘机1良好PC3006.4材料水泥采用普通硅酸盐水泥〔PO42.5〕，土采用较纯洁的黄土且有机质含量不应大于5%，水采用地下水，经检测材料的各项指标均符合设计要求。土源自DIIK670+210-DIIK670+410段挖方段路基取土，水泥土在2#集料拌和站集中拌制，自卸汽车运输至施工现场。七、施工工艺及控制要点水泥土挤密桩施工工艺流程图〔图7-1〕。7.1施工准备〔1〕施工前核查地质资料，复核地基土的含水率。〔2〕进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关参数，如最正确干密度、最正确含水量、配合比等。〔3〕施工前去除地表耕植土，平整场地，去除障碍物，做好排水横坡，标记处理场地范围内地下构造物及管线。〔4〕测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。〔5〕成孔机械外表标识出进尺标记，以此来控制成孔深度。7.2施工顺序隔排隔行，间隔1孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或坍塌。场地清表、整平场地清表、整平桩孔编号、放样定位打桩机就位钻孔至设计标高验孔检查挪移打桩机分层填料、夯实成桩综合检验填料拌合图7-1水泥土挤密桩施工工艺流程图7.3施工工艺〔1〕桩机就位，使铲头对准桩位，调平三脚架，使铲头中心对准桩孔中心。〔2〕成孔工艺：钻机开始时，先慢后快，这样既能减少洛阳铲头摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钢丝绳摇晃过大或难钻时，应放慢进尺，否那么较容易导致桩孔偏斜、位移，当铲头到达设计桩长预定标高时，铲头底面停留在孔底，在孔口位置所对应的钢丝绳处作醒目标记，作为其它桩孔施工时控制孔深的依据，深度接近时，以测绳量测为准。当铲头底面到达标记处桩长即满足设计要求。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。〔3〕填料的拌制与运输水泥土中水泥掺拌量由试验室确定，混合料外观颜色均一、拌和均匀，混合料中不应含有大于20mm的土块，土料中有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过10-20mm筛，混合料含水量应满足最优含水量，其允许偏差不得大于±2％。混合料拌和后现场可根据“手捏成团、落地散花”判断其含水量是否适宜。水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡过的水泥土严禁使用，按作废处理。〔4〕水泥土回填夯实成孔后及时夯填，回填过程中不宜间隔停顿或隔日施工。在向孔内填料前先夯实孔底。水泥土分层回填夯实，逐层定量向桩孔内下料，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。八、质量检测〔1〕水泥土挤密桩的质量检验要求：=1\*GB3①挤密桩桩身平均压实系数不小于0.95；桩身28天水泥土无侧限抗压强度不低于0.6MPa=2\*GB3②桩间土平均挤密系数：不小于0.9～0.93；=3\*GB3③桩间土自重湿陷性系数小于0.015；=4\*GB3④单桩承载力18.85KN，复合地基承载力210KPa；〔隧道内水泥土挤密桩加固后复合地基承载力不小于200KPa〕桩身质量检验：可采用成桩7-14天后采用轻型动力触探钻孔取样方法进行干密度测定，在全桩长范围内，在桩心2/3孔半径处采用钻机取样，每2m采取试样测定干密度。桩间土处理效果检验：在桩间形心点、成孔挤密深度内采用钻机取样，每2米取土样测定干密度，进行湿陷性试验，计算最小挤密系数、平均挤密系数和湿陷系数并满足设计要求。〔4〕承载力检验在成桩28天后采用平板载荷试验。〔5〕水泥土挤密桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。水泥土挤密桩施工允许偏差、检验数量及检验方法序号检测工程允许偏差检测方法1桩位〔纵横向〕50mm尺量2桩体垂直度1.5%吊垂球测量垂直度3桩径和孔深不小于设计值尺量九、质量保证体系和质量保证措施9.1质量保证体系工区成立保障施工建设质量领导小组，工区经理任组长，技术负责人和质量总监任副组长，成员由各部门负责人组成。质量管理领导组织机构图见下页。9.2质量保证措施〔1〕水泥土挤密桩用土料中有机质含量得超过5%，土块粒径不应大于20mm，不得含有杂土、冻土或膨胀土及砖、瓦和石块等。〔2〕混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于±2%,土料与水泥拌合均匀，水泥用量不得小于设计及试验确定的用量。混合料不得暴晒、受冻，以免影响成桩质量。〔3〕夯机就位后要保持平稳，沉管垂直，夯锤对中桩孔，确保夯锤能自由落入孔底。〔4〕保证施工场地排水畅通，以免下雨积水造成地基土层含水量增大，增加缩孔可能性。〔5〕成孔时地基应接近最正确含水量，当土的含水量低于10%时应对处理范围内地基土进行增湿处理。〔6〕向孔内填料前孔底必须夯实，并检查桩位、桩孔直径、深度、垂直度，经检验合格后，按照设计要求向孔内分层填入筛好的水泥土。〔7〕成孔后应及时回填，回填过程不得间隔停顿或隔日回填，以免缩孔和雨水及异物等进入孔内。〔8〕填料时按要求均匀投料，必须计量准确，不得随意直接用铁锹回填。〔9〕严格操作工艺，确保水泥土在6小时内完成拌和及回填，否那么按作废处理。〔10〕施工中应有专人监测成孔及回填夯实质量，并如实做好施工记录。如发现地基地质与勘察资料不符时，应查明情况，并向设计单位提出采取相应处理措施的建议。质量管理领导组织机构图工区经理：刘劲松工区经理：刘劲松总工程师：贺敏刚质量总监：刘同斌总工程师：贺敏刚质量总监：刘同斌物资设备部物资设备部部长..吴海军安全环保部部长..李平工程技术部部长..苏文鹏试验室主任..张中强质质量管理部部长..李金科施工负责人：张虎施工负责人：张虎十、施工平安及环保措施10.1平安保证体系成立以工区经理和技术负责人和安检负责人等人员组成的工区平安领导小组，领导和组织平安生产。平安管理组织机构见《平安管理组织机构图》见下页。10.2施工现场平安措施〔1〕作业前对作业人员进行相关平安培训及技术交底，使作业工人掌握平安知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关平安培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。平安管理领导组织机构图工区经理：刘劲松工区经理：刘劲松总工程师：贺敏刚平安总监：李平总工程师：贺敏刚平安总监：李平物资设备部物资设备部部长..吴海军安全环保部部长..李平工程技术部部长..苏文鹏试验室主任..张中强质质量管理部部长..李金科施工负责人：张虎施工负责人：张虎〔2〕现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；〔3〕施工前进行设备平安性能检查，确保平安前方可开展施工；〔4〕人员进入现场必须按要求佩带平安防护用具，不得酒后作业；〔5〕严格执行平安用电制度使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地；移动式发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，应与发电机电源的接地装置有可靠的电气连接；各种型号的电动设备必须按使用说明书的规定接地或接零，传动部位按设计要求安装防护装置；维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，专人防护，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故；所有线路标准架设，做到一机一闸一漏，严禁“一闸多用”。〔6〕机械作业严格执行国家公布的《建筑机械使用平安技术规程》，严禁违章指挥、违章操作。各种专用机械必须有可靠的平安防护装置，由使用者专门负责。各种机械操作人员和车辆驾