水泥搅拌桩施工规范.doc

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水泥搅拌桩施工规范、水泥搅拌桩施工方案、水泥搅拌桩施工工艺技术
为确保水泥搅拌桩施工质量，根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96），参照《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB10113-96）、《软土地基搅拌桩加固法技术规程》（YBJ225-91）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），结合江苏已建高速公路水泥搅拌桩施工经验，对江苏省高速公路水泥搅拌桩施工提出如下指导意见：
一、    施工机械
水泥搅拌桩施工设备应选用定型产品，并配有全自动电脑记录仪的设备。严禁使用非定型产品、自行改装设备。严禁使用没有管道压力表和计量装置的设备。水泥搅拌桩施工设备分浆（湿）喷桩和粉喷桩两种。具体要求如下：
1、浆(湿)喷桩施工设备
施工设备
要 求
钻机
①具有正向钻进，反转提升的功能；
②反转提升时具有匀速提升、均匀搅拌、匀速喷浆等功能。
灰浆搅拌机
包括2台容积为!语法错误， SUP8的灰浆搅拌机；泵量50L/min，泵压1500Kpa的灰浆泵等；
搅拌钻头
钻头直径应与浆喷桩的处理直径相同
计量装置
计量装置在浆喷桩施工过程中起到质量监测的作用，正式施工前必须结合试桩由计量部门进行标定。标定过程中，市高指、项目经理部、监理组、计量设备供货厂商共同参与，标定结束后，由计量部门、市高指、项目经理部、监理组共同铅封。施工过程中要有专人监控记录；
施工过程中监测一般包括深度计、流量计、各种压力表、电压表等。
电脑记录仪
电脑自动记录仪应选用定型产品，不得具有存储功能。应具备现场打印施工过程和成桩资料的功能。
动力设备
满足工程需要的发电机组或市电

2、粉喷桩施工设备
施工设备
要 求
钻机
①动力大、扭矩大和符合大直径钻头成桩要求；
②具有正向钻进，反转提升的功能；
③反转提升时具有匀速提升、均匀搅拌、匀速喷粉等功能。
粉体发送器
施工时根据配合比确定掺入比和钻头提升速度及钻机的转速，并选定合适的粉体发送量（确定转鼓转速）。每根桩水泥喷入量由灰罐电子秤控制。
空气压缩机
空气压缩机的选定要根据加固工程的地质条件及加固深度所决定，宜采用压力为0.2～0.4MPa的空气压缩机，其风量一般为1.6～2.0m3/分钟。
搅拌钻头
钻头直径应与粉喷桩的处理直径相同
计量装置
计量装置在粉喷桩施工过程中起到质量监测的作用，式施工前必须结合试桩由计量部门进行标定。标定过程中，市高指、项目经理部、监理组、计量设备供货厂商共同参与，标定结束后，由计量部门、市高指、项目经理部、监理组共同铅封。施工过程中要有专人监控记录；
施工过程中监测一般包括深度计、喷粉量、各种压力表、电压表等。
电脑记录仪
电脑自动记录仪应选用定型产品，不得具有存储功能。具备现场打印施工过程和成桩资料的功能。
动力设备
满足工程需要的发电机组或市电

二、配合比设计
为了经济、合理地确定水泥搅拌桩加固地基的技术参数，确定与地基土加固相适应的水泥品种、标号和掺入量，各施工标段承包人和监理单位在施工前都必须根据设计文件提供的地质资料，选取典型地段钻探取样，进行室内配合比试验，试验方法可参照《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB10113-96）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）进行。
1、原材料
①水泥
宜选择购买信誉好、质量稳定的大型水泥厂家生产的符合设计要求的普通硅酸盐水泥。配合比设计时所用水泥品牌应与大规模施工时拟采用的品牌、标号一致，经检验合格后用于配合比设计。
②试料土
在需要加固处理的软弱地基内，选择有代表性的土层，钻探取样采集必要数量的试料土。
试料土含水量必须在同一地层不同部位至少3处取样判定。
③外掺剂
严格按设计要求的外掺剂种类或按省市高指要求选用。
2、配合比设计
①   试料土制备
试料土制备时应除去土中所夹有的贝壳、树枝、草根等杂物；
当采用湿法进行配合比设计时，应采取措施，保证土料的天然含水量；当采用干法进行配合比设计时，土料应粉碎、过5mm筛，室内加水至重新配制成相当于天然含水量的试料土，放置24小时，并防止水份蒸发。
②   水泥用量
水泥用量应按施工图设计文件要求取中值、+5kg/m和-5kg/m三个水泥用量进行试验，地质情况较复杂时，可在此基础上适当增加+10kg/m、-10kg/m等水泥用量的试验；采用外掺剂时，根据设计文件或市高指要求，选择外掺剂的种类和掺入量。根据室内配合比试验结果确定实际施工时水泥用量以及外掺剂的品种和掺入量。
③试件的制作及养护
试料土必须与水泥、外掺剂充分搅拌均匀，每个试件所需的试料土、水泥、外掺剂的质量必须按拟定的配合比事先用天平称量，并控制试件达到一定的密度；
试件的制模尺寸应为70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方体。试件可在振动台上振实，也可人工捣实。每个制成的试样应连试模称取质量，同一类型试件质量误差不得大于0.5%；
应将制作好的试件带模放入保湿箱内进行养护（如脱模养护，必须等试块完全成型后，方能脱模）；试件养护温度应为20±3℃，湿度应为75%；试件养护龄期宜为7d、28d、90d。
④试件强度测定
试件强度严格按《软土地基搅拌桩加固法技术规程》（YBJ225-91）进行测定，每组试件必须有三个以上平行试验。水泥土的强度以28天试块强度为准，一般要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2MPa，具体数值应以施工图设计文件为准。
三、现场工艺性试桩
1、试桩目的
根据室内配合比试验结果，施工单位必须考虑到不同的地质情况，进行现场工艺性试桩，以验证室内配合比，确定主要施工工艺指标。试验桩一般应在十根左右，在条件受到限制时，每种配合比不得少于二根。试桩时监理和业主代表应到场，同时应进行试桩工艺的详细记录。
试验桩施工原则上在室内配合比试验28天强度确定以后进行，若工期紧并有施工经验时，经现场监理及市高指批准，可通过7天室内配合比试验成果确定试桩，但室内配合比试验7天的强度不得低于0.5MPa。
2、浆(湿)喷桩试桩：
试桩要求满足设计水泥浆喷入量的各种技术参数。
①钻进速度：V≤1.0 m/分钟
钻进喷浆速度：V≤0.4～0.7m/分钟
②平均提升速度：
喷浆时　 Vp≤0.4～0.7m/分钟
复搅时　Vp≤0.8 m/分钟
③搅拌速度：　V=30～50转/分钟
④喷浆时泵内泵送能力30～50 L/分钟，并按机械类型及管道长度调整。
通过试桩，要求能够掌握下钻、提升的困难程度;确定钻头进入硬土层电流变化程度；确定水泥浆液密度；确定合适的输浆泵的输浆量;掌握水泥浆经浆泵到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升速度等施工参数。
3、粉喷桩试桩：
试桩要求满足设计水泥喷入量的各种技术参数
①钻进速度：V≤1.0 m/分钟;
②平均提升速度：Vp≤0.8m /分钟
③搅拌速度：V≈30转/分钟
④钻进、复搅与提升时管道压力0.1MPa≤p≤0.2MPa
⑤喷灰时管道压力：一般应≥0.5Mpa
通过试桩应掌握下钻及提升的困难程度，确定钻头进入硬土层电流变化程度；确定合适的输灰泵的输灰量;掌握水泥干粉经输灰泵到达搅拌机喷灰口的时间;掌握预搅下钻速度、粉体搅拌桩机提升速度、复搅下沉、复搅提升等施工参数。

四、现场施工
1.          开工前准备：
（1）由市高指组织对工艺性试桩进行质量检测；
（2）根据工艺性试桩的检测结果编写施工组织设计，经驻地监理组审查，提出书面审查意见后，报总监（或总监代表）审批同意后方可施工；
（3）编写安全操作条例，落实安全措施，经驻地监理工程师审批后方可施工；
（4）搅拌桩施工的场地应事先平整，清除地上、地下一切障碍物(包括大块石，树根和生活垃圾)；
（5）场地低洼处，沟塘处应及时排水，清淤及回填（压实度达到80%），不得回填杂土；
（6）进行桩位放样；
（7）准备好施工所需的水泥等原材料，并经检验合格。
2.施工工艺：
（1）浆(湿)喷桩施工工艺：
①定位
将深层搅拌机移到指定桩位，对中，双向调整桩机垂直度。
②浆液配制
根据试桩检测结果确定的配合比严格控制水灰比，加水应经过核准的定量容器。水泥浆必须充分拌和均匀。使用砂浆搅拌机制浆时，每次投料后拌和时间不得少于3分钟。检测水泥浆液密度并记录。
③钻进、送浆
将制备好的水泥浆经筛过滤后，倒入贮浆桶，开动灰浆泵，将浆液送至搅拌头。
喷浆有以下两种方式：
A、钻进喷浆
开动灰浆泵，浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后，开始钻进搅拌，同时根据试桩结果调整灰浆泵压力档次，保证喷浆量满足要求。在钻进过程中连续喷入水泥浆液。钻进至设计桩长或硬土层后，应原地喷浆搅拌30秒。
如局部位置存在喷浆不足的情况时，应在反转提升的过程中进行补浆。
B、提升喷浆
在钻进过程中不喷浆，钻进至设计桩长或硬土层后，开动灰浆泵，并根据试桩结果调整灰浆泵压力档次，保证喷浆量满足要求。将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并连续喷入水泥浆液，直至地面。
如局部位置存在喷浆不足的情况时，应在复搅的过程中进行补浆。
④复搅
钻头提升至地面后，应立即反向钻进复搅，复搅深度原则上应为桩身全长，如无法进行全程复搅，应报监理工程师批准。
在复搅过程中，应对局部喷浆不足的桩身部位进行补浆，并防止喷浆口堵塞。
⑤资料打印
成桩后，在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料。成桩资料打印必须有旁站监理监督，打印完成后交旁站监理签认。
⑥清理搅拌叶片上包裹的土块及喷浆口，桩机移至另一桩位施工。
（2）粉喷桩施工工艺
①定位
将粉喷桩机移到指定桩位，对中，双向调整桩机垂直度。
②启动粉喷钻机，搅拌钻进直至加固深度，此时不喷射水泥。但为了不使喷口堵塞，需连续不断喷出压缩空气。
③钻头钻进至设计标高或硬土层后，启动粉体发送器，并使搅拌钻头反向旋转提升，同时连续喷射水泥粉体。
④搅拌钻头提升距地面30～50cm时应关闭粉体发送器，防止水泥溢出地面污染环境。
⑤钻机钻进速度及提升速度应根据试桩的结果确定。成桩宜采用2次搅拌工艺，即预搅钻进、提升喷粉搅拌。喷粉搅拌时，钻头每转1圈的上提量以1.0～1.5cm为宜。
⑥复搅，对喷粉量不足段进行补灰。在喷粉成桩过程中随时监测喷粉量。断面用灰量应满足要求，完成1根桩后应测量用粉量，对喷粉量达不到设计要求的桩应立即复搅复喷。
⑦成桩后，在钻机移动前打印施工过程资料和成桩资料，严禁移机后补打资料。成桩资料打印必须有旁站监理监督，打印完成后交旁站监理签认。
⑧成桩完毕，清理搅拌叶片上包裹的土块及喷灰口，桩机移至另一桩位施工。
3.施工注意事项：
为了保证施工质量，施工单位要根据工艺试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点，并在每台桩机上的醒目的标牌明示。施工过程应做好施工原始记录。
（1）浆(湿)喷法：
①为保证浆(湿)喷桩的垂直度，应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.0%，桩位偏差不得大于5cm。
②严格控制钻机下钻深度、浆喷高程及停浆面，确保浆喷桩长度和水泥浆液喷入量达到设计要求，桩长不得短于设计桩长或监理工程师确认的施工桩长，全桩水泥用量不得小于试桩时确定的水泥用量。每米用浆量误差不得大于5%。
③水泥浆液应按预定的配比拌制，加入缓凝剂防止初凝现象，保证每根桩所需浆液一次单独拌制完成，并应有专人记录每根桩的水泥用量，制备好的浆液不得离析，倒入集料时应加筛过滤，以免结块，损坏泵体，泵送浆液前，管路应保持潮湿，以利输浆。
④搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不得大于5秒。
⑤一般情况下，应在全桩长范围内重复搅拌一次，以增加水泥土的均匀性并且复搅宜一次完成。如一次复搅确有困难，可在总监（或总监代表）同意的前提下，分段喷浆，分段复搅，但二次喷浆至少应重叠0.3～0.5m，二次复搅至少应重叠1.0 m以上。
⑥供浆必须连续，拌和必须均匀，一旦因故停浆，应使搅拌钻头下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升，如因故停机超过3小时，应先拆卸输浆管清洗后备用，此根未完成桩应采取补喷措施或重新打设，所有接桩及补桩都必须报现场监理批准并做好记录。
⑦对输浆管要经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度不大于60m，对使用的钻头要定期检查，其直径磨耗量不得大于1cm，但也不宜采用直径过大的钻头(以不大于设计桩径30mm为宜，以免影响桩身成型质量)。
⑧应注意浆(湿)喷桩的桩位施工顺序：在一个区域内，应先打设路基两侧及该处理段两头的桩，以形成一个封闭的区域，再逐渐往中心打设，有利于整体的成桩质量和软基处理效果。　
⑨浆液储量应不少于一根桩的用量，否则不得进行下一根桩的施工。
（2）粉喷桩
①为保证粉喷桩的垂直度，应注意起吊的设备的平整度和导向架的垂直度，垂直度偏差不得大于1.0%。桩位偏差不得大于5cm。
②严格控制钻孔下钻深度、喷粉长度和喷粉量，确保喷粉量达到试桩时确定的实际施工水泥用量，桩长不得小于设计桩长或经监理工程师现场确认的施工桩长，单桩水泥用量不得少于设计水泥用量，粉喷桩每延米水泥用量误差不得超过5%，并应有专人记录每根桩的水泥用量。
③粉喷桩原则上要穿透软的土层到达强度相对较高的持力层，并深入硬土层50cm。
④搅拌机每次下钻或提升的时间必须有专人记录，时间误差不得大于5秒，提升前要有等待送粉到达桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况，具体时间随机械类型与送灰管长度而变化，应由有关施工人员会同监理根据试桩确定。
⑤应在全桩长范围内重复搅拌一次，以增加水泥土均匀性。复搅宜一次完成。
⑥钻进提升时管道压力不宜过大(以不堵塞出粉孔为原则)，以防孔壁四周的淤泥受挤压形成空洞，这一点在高含水量（≥70%）区应特别注意。
⑦供粉必须连续，拌和必须均匀，如发生意外影响桩身质量时，应在3小时内采取补喷措施，补喷重叠以不小于1.0m为宜，否则应重新打设，新桩距报废桩的净距离不能大于桩距的15%，宜紧贴成重叠1/3桩径，并填报在事故记录中备查，所有接桩及补桩都必须报现场监理批准并做好记录。
⑧对输灰管要经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60～80m为宜，对使用的钻头要定期检查，其直径磨耗量不得大于10mm，但也不宜采用直径过大的钻头(以不大于设计桩径30mm为宜，以免影响桩身成型质量)。
4.驻地监理
驻地监理组应高度认识水泥搅拌桩施工质量在高速公路质量中的重要性，认真履行监理职责，完善监理程序，细化监理职责，应从设备检查、方案审批、材料管理、施工工艺等多方面、全方位做好监理工作。
驻地监理组应认真对开工报告进行审批，验证室内配合比方案，审查承包单位资质、进场施工设备，审查试桩总结报告、施工组织设计、施工工艺、质量控制措施等；工艺性试桩时专业监理工程师必须到场，确认其施工工艺及各项操作参数，并作为工程桩施工的依据；
驻地监理组应对水泥搅拌桩施工进行全过程旁站，监理单位应排好由监理组长、副组长、技术负责轮换的值班表，在施工的全过程检查旁站监理的工作情况，旁站人员至少按每3台机3人配备；
驻地监理组应加强现场旁站人员的岗位培训，包括业务培训和职业道德培训，增强作好监理工作的责任心，监理组应现场巡查旁站人员的工作情况；
现场旁站人员应对桩长、复搅深度、喷灰(浆)量等加强过程监理，及时指出施工中存在的问题。
旁站人员应随钻机对每根桩记录一份原始资料，应认真做好监理日记，根据自己的记录详细核对施工人员的记录，并及时予以签认。
5.施工、监理单位资料管理　
项目经理部、驻地监理组应认真做好水泥搅拌桩施工管理工作，细化管理程序。现将施工、监理单位在施工监督、管理过程中应形成的资料统一要求如下（见附表）。各市高指在督促施工、监理应用这套表格的过程中，可以根据各自的管理特点，对表格进行微调，或增加部分表格。所有原始表格应保存完好，及时归档。
五、质量检验
1、质量检验方法
水泥搅拌桩的强度介于刚性桩与柔性桩之间，可从以下几个方面对加固质量进行检验：
1）原始报表检查：施工原始报表应详尽、完善、如实地记录施工时间和工艺参数，完整地反映施工全过程。
2）人工开挖验桩：是检验搅拌桩质量（桩体外观质量和整体性的最简单最直观）和桩间距的一种方法。一般在每个段落最后一根桩完成一周后进行，开挖时对桩头必须小心处理，不准用重锤敲击。
3）钻孔取芯、标准贯入试验（CPT）：钻孔取芯和标准贯入试验方法参照《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》(TB10113-95)、《软土地基搅拌桩加固法技术规程》(YBJ225-91)、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）、《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）有关规定并严格按《江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则》执行。
4）载荷试验：桩的载荷试验是较接近桩的实际工作条件的试验，用以检查桩的沉降及地基承载力。
2、质量检测要求
（1）驻地监理组
驻地监理组的监理工作是控制水泥搅拌桩施工中质量的关键，因此应在施工中着重对以下施工过程进行监控：

检查项目
检查内容
原始报表检查
1、 泥搅拌桩施工桩机日工作量统计台帐
2、 泥搅拌桩水泥调拨台帐
3、 水泥搅拌桩施工情况日报表
4、 旁站监理工作安排台帐
桩距、桩径
1、 施工放样
2、 桩位及桩间距
3、 搅拌桩钻头质量及规格
4、 钻杆长度及钻进深度
喷灰(浆)量
1、 钻进时电流量
2、 喷灰(浆)量
3、 停灰(浆)时间及停灰(浆)面高程
（2）市高指
①   对原始报表进行抽检；
②   搅拌桩水泥质量及水泥调拨台帐的检查；
③   一个施工段落在最后一根桩完成一周后对重点施工断面进行桩体外观质量和桩间距的检查验收。
④   桩长、桩身质量的检测，组织施工单位进行自检，检测频率2‰，抽检桩应分布均匀，具有代表性。抽检桩位由检测单位随机选定。
（3）省高指
①对原始报表进行抽检；
②组织实施水泥搅拌桩强检工作，省高指检测频率5‰，强检标准严格执行《江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则》进行，每个段落不低于2根，抽检桩应尽可能覆盖施工单位每个施工机组，且分布均匀。
③组织进行载荷试验，可根据设计要求选择典型断面进行。
附件：水泥搅拌桩施工管理表格
(1)项目经理部
水泥搅拌桩施工承包协议登记表（SNJBZ-SG-01）
水泥搅拌桩施工桩机登记表（SNJBZ-SG-02）
水泥搅拌桩施工桩机日工作量统计台帐（SNJBZ-SG-03）
水泥搅拌桩水泥调拨台帐（SNJBZ-SG-04）
(2)驻地监理组
水泥搅拌桩施工情况日报表（SNJBZ-JL-01）
旁站监理工作安排台帐（SNJBZ-JL-02）
水泥搅拌桩桩机性能验收表（SNJBZ-JL-03）
(3)现场施工机组
水泥搅拌桩施工现场记录表（SNJBZ-SG-05）
(4)旁站监理
水泥搅拌桩水泥用量台帐（SNJBZ-JL-04）
水泥搅拌桩施工监理记录表（SNJBZ-JL-05）
以上表格中，SNJBZ-SG-05、SNJBZ-JL-05两表分别分为粉喷桩和浆（湿）喷桩两种，应根据实际情况选用。

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