双向搅拌粉喷桩综合标准施工专业方案.doc

新建铁路连云港至盐城线站前工程
LYZQ-Ⅳ标段第三项目部

双向搅拌粉喷桩施工方案

编制：
审核：
同意：

中交三航局新建连盐铁路工程指挥部第三项目部
二〇一四年三月

目 录
1编制依据 1
2工程概述 1
2.1工程概况 1
2.2工程地质条件 1
3技术要求 1
4施工准备 2
4.1施工技术准备 2
4.2施工机械、人员配置及材料准备 2
4.3施工现场准备 4
5工艺步骤及施工方法 4
5.1工艺步骤 4
5.1 施工方法 5
5.2施工注意事项及常见问题处理 6
6质量检验 7
7质量确保方法 8
8施工安全防护方法 9
9文明施工及环境保护方法 10
9.1文明施工确保方法 10
9.2环境保护确保方法 10

双向搅拌粉喷桩施工方案
1编制依据
（1）《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB 10414- J285-）
（2）《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-）
（3）《铁路路基设计规范》（TB 10001- J447-）
（4）《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）
（5）《铁路工程土工试验规程》（TB 10102）
（6）《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-）
2工程概述
2.1工程概况
双向搅拌粉喷桩起讫施工里程为DK151+520~DK152+573。线路在响水县平原地域，地势平坦开阔。地面标高4.37m左右，本段路基工程以填方形式经过。桩间距1.2m，梅花型部署，桩长20m。为确保双向搅拌粉喷桩地基加固施工质量，对双向搅拌粉喷桩地基加固进行施工。
2.2工程地质条件
（1）依据地质勘探资料 DK151+520~DK152+573（施工范围DK151+573处）地质条件以下：
①粉土：黄褐色，潮湿-饱和，中密，层厚1～4米，承载力基础许可值90Kpa；
②黏土：黄褐色，软塑，层厚1～3.81米，承载力基础许可值40Kpa；
③淤泥质黏土：灰褐色，流塑，层厚9～14.2米，承载力基础许可值110Kpa；
④黏土：黄褐色，软塑，层厚1.1～6.3米，承载力基础许可值100Kpa；
⑤粉砂：黄褐色，中密，层厚0～3.2米，承载力基础许可值150Kpa；
⑥粉质黏土：黄褐色，软塑，层厚0.6～4.7米，承载力基础许可值140Kpa；
（2）该段范围内地层关键为粉土、淤泥质粉土、黏土。地下水关键为孔隙潜水，关键受大气降水和地表水补给。埋深1.0～1.5m；地下水作用环境等级为L1。
3技术要求
（1）在该地质条件下，双向搅拌粉喷桩“一喷四搅”工艺符合要求；
（2）配合比：依据无侧限抗压强度测试结果，63.5kg/延米配合比满足单桩承载力要求。
（3）钻进速度：结合现场地质条件，在钻进过程中，黏土层、淤泥层钻进速度为1.2m/min，粉土、粉砂层钻进速度为1.0m/min；因为桩头直接承受路基荷载，提升过程中为确保桩头质量，桩头2m范围内提升速度为0.8m/min,其它范围提升速度为1.0m/min；
（4）搅拌速度：结合芯样完整性、均匀性、无侧限抗压强度及单桩承载力，3种转速均能满足成桩质量要求，为确保成桩直径，搅拌速度选择40转/min。
4施工准备
4.1施工技术准备
（1）认真阅读设计文件及工程地质勘察汇报，进行施工图会审， 有问题预先处理；
（2）依据本工程相关施工图、技术规范、操作规范组织施工人员学习，切实掌握施工工艺；
（3）在技术质量部门组织下，进行工程质量策划，并在施工方案编制及施工过程中表现质量策划结果；
（4）查对工程技术资料表格，依据企业质量体系程序要求，严把质量关；
（5）依据已审查同意施工方案编制技术质量及安全交底书，并对全体施工人员进行具体交底；
（6）、室内配合比试验：双向搅拌粉喷桩固化剂选择甲供PS42.5水泥，使用前，将水泥样品送中心试验室检验。设计水泥掺入量按63.5kg/m控制。依据室内配合比试验结果和天然含水量情况确定实际施工时水泥用量。
4.2施工机械、人员配置及材料准备
（1）机械配置
双向搅拌粉喷桩钻机必需选择含有正、反向两个方向旋转搅拌功效钻机，并含有足够动力。要求内钻杆动力大于30kw，外钻杆动力大于45kw，下钻及提升动力大于15kw，空压机动力大于15kw。 依据设计要求和施工资料选择专门施工机械，施工机械以下图4-1。

图4-1 双向搅拌粉喷桩钻面图
双向搅拌粉喷桩机设备关键有：a底盘、b支架、c箱体、d同心双轴钻杆、e自动伸缩钻头等组成。钻机设备规格见表4-1
表4-1 双向搅拌粉喷桩机设规格
机械型号
内钻杆直径（mm）
外钻杆直径（mm）
电动机功率（kW）
机架高度（m）
成桩深度（m）
成桩直径（mm）
DM-1
89
127
2×22
15
12
500～1000
DM-2
89
127
2×22
20
17
500～1000
DM-3
95
127
2×37
28
25
500～1600
施工机械选定后应核实场地地基承载力是否满足桩机施工要求，如不满足应采取对应工程方法。本工程双向搅拌粉喷桩长为20米，故选择DM-2机械型号桩机设备。施工机械配置见表4-2：
表4-2 施工关键设备配置表
序 号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
双向搅拌粉喷桩机
DM-3
台
1
2
动力头

套
2
2
水泥储存罐

个
1
3
发电机

台
1
4
钢卷尺
50m
把
1
5
水准仪
苏一光-DSZ2
台
1
6
全站仪
莱卡-TCR802
台
1
（2）人员配置
在施工过程中应立即对每根桩做好施工统计。立即办理汇总、验收、签证等手续。施工人员配置见表4-3：
表4-3 施工人员配置表
序号
工种或岗位
工作内容
人数
备注
1
施工责任人
负责组织管理工作及施工生产
1
每个架子队1人
2
技术责任人
全方面负责技术管理工作
1
每个架子队1人
6
技术人员
负责技术指导、质量检验、技术资料整理、试验、测量
5
每个架子队5人
7
机长
操作钻机
2
每台钻机2人
8
水泥工
泥浆搅拌、清洗搅拌机
2
每台钻机2人
9
普工
配合钻机施工及其它工作
3
每台钻机3人
10
电工
负责电力维护
1
每个架子队1人
11
累计

15

（3）材料准备 
根据施工数量，备足充足水泥，加强水泥保管储存，对每批进场材料进行自检、报检。
4.3施工现场准备
（1）对施工现场进行必需平整、碾压等工作；
（2）完成场地临近道路、管线、高压输电线、构筑物、边坡、环境等保护方法。
5工艺步骤及施工方法
5.1工艺步骤
施工步骤见“图5-1双向搅拌粉喷桩施工工艺步骤图”

图5-1双向搅拌粉喷桩施工工艺步骤图
5.1 施工方法
双向搅拌粉喷桩采取四搅一喷施工工艺，具体施工次序以下图所表示：

（1）整平：平整场地且高出设计桩顶标高最少50cm，做成4%横向排水坡，按施工图设计桩位放样；
（2）双向搅拌机定位：桩机运到工地，先行安装调试，内外杆旋转、粉喷及计量设施一切调试正常后，桩基移到桩位；
（3）下钻：先开启内钻杆钻头（反向），后开启外钻杆钻头（正向），然后开启加压装置，加压装置中链条同时对内外钻杆加压，使内外钻杆沿导向架向下，内钻头先切土、入土，外钻头后入土、搅拌；
（4）喷灰、搅拌：开启喷粉装置，在内钻头（反向）入土后喷灰，其二层旋转叶片作用为：下面一层是破土，上面一层为搅拌；外钻头（正向）入土后，其二层旋转叶片作用为搅拌、喷灰；直到设计深度，停止喷灰；
（5）提升、搅拌：在达成设计深度时，先将外钻杆钻头换向（反向），后对内钻杆钻头换向（正向），同时对加压装置换向，链条将钻头提升至设计桩顶标高，完成双向搅拌桩施工。
（6）反复上述步骤进行下一根桩基施工
5.2施工注意事项及常见问题处理
（1）当桩周成层土时，对对应软土层增加搅拌或土中增加掺灰量。
双向水泥土搅拌桩施工和常规双向搅拌粉喷桩施工在水泥掺入量、场地要求、地质适用范围等很多方面是一致，但在桩身受力、搅拌均匀、施工工艺步骤等方面存在一定差异。现将相关双向水泥泥土搅拌桩施工中注意事项及常见问题作一说明。
（2）注意事项
①搅拌均匀性
搅拌均匀性是影响桩身质量一个关键原因。它关键指两个方面：一是机械在桩身任意一点搅拌次数；二是固化剂在任意点掺入量。
实践经验表明，任意一点搅拌次数N在20次为最好搅拌次数。单程次数能够经过公式：
N=(h cosα+b)(n1+n2)z/2v
求得，式中：N——桩身任意点搅拌次数
h——叶片宽度
α——叶片和钻杆角度（锐角）
b——叶片厚度
n1——内钻管转速
n2——外钻管转速
z——钻头上叶片总数
v——钻杆提升或下降速度
固化剂在桩身任意一点掺入量除应满足设计要求外，还应依据地质条件调整每一段掺入量，以确保桩身强度和桩体受力一致性。调整标准是：桩身上部灰量多、下部少；土层好少、差多；含水量高多、低少。
②桩顶部位处理
搅拌桩施工完成，桩顶部0.3～0.5m范围内，因上覆土压力较小，使土层变成蜂窝状，应对桩顶进行如理，处理方法有两种：一是将桩顶质量较差部分人工挖除；二是在桩顶1.0～1.5m范围内进行二次喷灰搅拌,并人工修整。
③常见问题及处理方法
双向搅拌粉喷桩施工中常见问题及处理方法见下表
常见问题
发生原因
处理方法
下沉困难、电流值高、电机跳闸
电流偏低
调高电压
土质硬、阻力大
适量增加配重
遇部分少许大块石等障碍物
挖除障碍物
下沉困难、电流正常
土质粘性大，箱体自重小
增加自重或提升转速
搅拌叶片角度设置不合适
调整钻头上叶片角度
事故桩
机械故障及电路故障
二十四小时内，钻杆反复钻进0.5M
二十四小时以上，重新补桩
（3）在施工前先探明该处淤泥埋深和厚度等地质情况。
（4）在施工粉喷桩前，实测该处软基实际容量，按设计水泥掺入率，严格控制每米水泥掺入量。
（5）粉喷桩所用粉体固化剂入罐时必需过筛，以确保入罐固化剂颗粒最大不超出0.5cm，无纸屑、石块等杂物。
（6）在施工中孔口设喷粉防护装置；喷粉开始时，使喷粉过程在电子计量显示下进行。喷粉时，统计人员随时观察电子称改变显示，以确保各段喷粉均匀。严禁还未喷粉即进行钻机提升作业和无粉计量装置粉喷机投入使用。
（7）每根桩施工全过程有具体步骤工艺统计，由专员在现场统计，将原始数据现场封存。
6质量检验
双向搅拌粉喷桩施工许可偏差及方法见表6-1
表6-1双向搅拌粉喷桩桩施工许可偏差及检验方法
序号
项 目
允 许 偏 差
检验方法
1
桩位（纵横向）
50mm
全站仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
全站仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩长
大于设计值
测量钻杆长度，检验施工统计。
4
桩体有效直径
大于设计值
开挖50～100cm后，钢尺丈量
5
单桩喷灰量
大于设计要求
检验自动统计仪打印统计
6
桩体无侧限抗压强度
大于设计值
钻孔取芯，无侧限抗压强度试验
7
复合地基承载力
大于设计要求
平板载荷试验
注：桩体无侧限抗压强度检验在搅拌桩完工后28d，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，拍摄取出芯样照片，取不一样深度三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后孔洞采取水泥砂浆灌注封闭。
双向搅拌粉喷桩质量检验应贯穿施工全过程，施工过程中应随时检验现场施工和计量统计，并按要求施工工艺对每根桩进行质量检验。检验重是：搅拌机提升和下沉速度，钻杆转速，停灰处理方法，桩长和单桩施工时间，和水泥用量等。 
施工成桩3天后进行浅部开挖观察桩体成型情况和搅拌均匀程度，并检验桩身直径。   
7质量确保方法
（1）搅拌机配置喷粉量电脑自动统计仪及打印设备，方便了解和控制水泥用量及灰量均匀程度。计量装置施工前必需标定正确, 且处于检定使用期内，施工过程中还需常常校验。电脑经检验符合要求后由项目部统一贴封条，不可私动，施工过程中采取实时打印。严格控制单桩施工时间、假资料出现和施工桩长弄虚作假。相关技术参数立即提供现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量依据。
（2）为确保桩体搅拌均匀，桩机钻头应焊接最少8个横向搅拌刀片，且在每个横向刀片上焊接1～2个竖向搅拌刀片，同时确保桩体竖向搅拌效果，竖向搅拌刀片长度>5cm，宽度≥2cm。
（3）搅拌次数以1次喷粉4次搅拌为宜，且最终1次提升搅拌宜采取慢速提升，提升搅拌转数，边搅拌，边提升，提升拌和均匀性。当喷粉口抵达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以确保桩头均匀密实。
（4）桩机司机和供灰工保持联络，确保搅拌机喷粉时连续供灰。施工时因故停灰，将搅拌机下沉至停灰点以下0.5m，待恢复供灰时再喷灰提升。若停机超出3小时，应疏通管路，在原桩位旁边进行补桩处理。
（5）严格控制搅拌机钻进和提升速度、供灰和停灰时间。应有专员统计搅拌机每米下沉和提升时间。深度统计误差不得大于50mm，时间统计误差不得大于5s。
（6）用有效电脑自动统计仪，正确统计多种参数并自动打印输出：桩号、日期、始钻和结束时间、设计桩长、实际桩深、每延米喷粉量及累计数量、搅拌深度等，确保粉喷桩质量。严格控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保桩长达成要求。粉喷施工一次喷搅成桩。当中途停喷，续喷时复搅最少1.0m。钻头钻至设计深度，保留一定时间，以确保加固粉料抵达桩底。
（7）在钻进和提升整个过程中全部应使钻机转盘水平,机架垂直,机身平稳,在桩机井架正面和侧面一定要吊挂垂球，垂球重量大于2kg，预防施工时桩机倾斜，最终造成检测时桩体无法检测到底，到时候桩体质量当然再好也是惘然。
（8）现场施工人员认真填写施工原始统计，统计内容应包含：1施工桩号、施工日期、天气情况；2喷粉深度、停粉标高；3灰泵压力、管道压力；4钻机转速；5钻进速度、提升速度； 6每米灰用量；8复搅深度；9泵送时间；10、当值期间桩机施工是否正常、有没有机械损坏情况，修理时间，修好后开工时间、有没有无故停机情况，停机时间及开机时间。
8施工安全防护方法
（1）进入施工现场人员一律佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。高空作业人员佩带并系好安全带，穿防滑鞋。施工时严禁嬉戏、打闹。 
（2）多种机电设备操作人员，全部必需经过专业培训，考试合格含有上岗证书，知道本机械结构、性能、操作规程，能维护保养和排除通常故障。 
（3)全部电力线路和用电设备由持证电工安装。由专职电工负责日常检验和维修保养，严禁其它人员私自乱接、乱拉电线。 
（4)现场施工用电线路一律采取绝缘导线，移动式线路使用胶皮电缆，使用时提前认真检验确保电缆无裸露现象，地上线路架空设置，以绝缘固定。 
（5)现场施工关键机械设备按要求报验合格，全部电动机械设备使用前按要求进行检验、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，预防发生意外事故。
9文明施工及环境保护方法
9.1文明施工确保方法
（1）对出入施工场地运输车辆加盖苫布，车厢设置挡板，预防材料撒落和污染环境。
（2）加强环境保护意识，对施工中废弃料不乱弃乱放，按要求运往指定地点存放；对易造成环境污染施工材料，在运输、存放及使用过程中，采取有效方法，使之不污染或把污染降低到最小程度。
（3）施工结束后做好临时场地恢复工作，对施工中使用地方道路、桥梁做好恢复工作。
（4）教育职员尊重当地民风民俗，遵守乡规民约，和当地群众和睦相处，共同发明维护友好施工环境。
（5）全部施工人员均佩上岗证上岗。上岗证根据要求统一样式制作。
（6）施工人员进入施工现场一律戴安全帽，管理人员、工人、特种工带不一样颜色安全帽。
（7）施工人员文明驾驶、文明作业。特种作业工人持证上岗，杜绝“三违”现象。
（8）生活区、生产区及施工机械、油库、库房等配置使用有效防火、灭火设备，人人会用。
（9）变压器、高压区及场内低压电路、电闸箱等电器设施安装、架设满足安全施工规范要求，专员负责。
（10）现场操作人员应戴好防尘保护品，以免粉尘粘附皮肤或吸入肺内。全部操作动作要统一讯号，统一指挥，操作要相互协调。
9.2环境保护确保方法
（1）施工现场产生渣土，先堆放于临时储存场，自然风干后再作为回填用土，临时储存场四面设置1m以上且不低于堆土高度遮挡围栏。
（2）散料堆场四面设置防冲墙，预防散料被雨水冲刷流失，堵塞下水道或污染周围水体及土壤。
（3）对灰罐中排出水泥浆应进行处理，严禁乱排乱放，预防污染周围农作物和环境。
（4）运输车辆进出主干道定时洒水清扫，保持车辆出入口路面清洁，降低因为车辆行驶引发地面扬尘污染。
（5）加强对建筑材料存放管理，并采取防尘抑尘方法，如在大风天气对散料堆放采取水喷淋防尘。
（6）运输、施工作业车辆在离开施工作业场地前，对车辆轮胎、车厢、车身进行全方面清洗，清洗污水应排入沉淀池，预防泥浆在车辆在行驶过程中污染外界道路及空气质量。