于家堡站水泥搅拌桩施工作业指导书.doc

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水泥土搅拌桩施工作业指导书

1.适用范围
适用于京津城际延伸线于家堡站站房工程基坑边坡、地下连续墙土体加固施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
在开工前组织技术人员认真学习实施性组织设计，阅读审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。
2.2 外业技术准备
搭设水泥堆放平台，水泥搅拌桩桩机进场进行调试维护，砌筑泥浆池，安装灰浆泵、输浆管，桩机尽快就位，在要求桩深处及搅拌罐中水位控制线处做好标记。
3.技术要求
3.1水泥必须采用P.O 42.5水泥
3.2水灰比为1：0.5
3.3水泥掺量必须达到设计要求
3.4施工桩长、有效桩长必须达到设计要求的深度
3.5水采用饮用水
3.6桩的垂直度要严格按照吊坠来控制
3.7桩径、桩距严格按照设计要求
3.8加固桩采用双喷四搅，提升速度和下搅速度控制在一分钟400mm～450mm之内。
4.施工程序与工艺流程
4.1深层水泥土搅拌法加固地基施工工序
（1）施工准备
1）进场道路畅通，将施工用水、电接至施工现场。
2）施工前应调查清楚地下管线位置，有碍施工的要改移或采取保护措施。
3）组织材料进场，进场水泥必须具备出厂合格证，并经现场取样送试验室复检合格，存放场地要充分满足施工需要，现场布局合理。
（2）场地平整：根据桩机行走路线对桩施工周边5m范围的场地进行平整，并清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大于100mm的块石、旧混凝土及杂物等）。挖除桩位处地表硬层，至原状土。
（3）桩位放样
1）以铁三院给定的坐标点CPI204和CPI205为基点，将坐标点和高程引入施工现场，在不易碾压的固定保留，以备后期放线及内部闭合校验。
2）施工前，利用图纸中设计提供的坐标，计算给定的坐标点和桩位之间的关系，用全站仪和钢尺定出轴线和桩位点，采用8钢筋绑扎红绳进行标记。
3）对桩位进行编号，以利于施工管理和资料整理。
4）以引进现场的固定高程点为基础，测量现场地面标高，确定桩顶标高。
（4）桩机就位对中：将深层搅拌桩机移动至指定桩位，对中并校该桩机平面放样精度偏差小于50mm和钻杆垂直精度小于1%。
（5）检验、调整钻机：检查搅拌机的导向架和钻杆垂直度，以及钻机喷浆管的畅通，如存在问题及时调整。
（6）预拌至设计深度：启动搅拌机电机，放松起重机钻机使其沿导向架切土下沉至设计的桩底标高位置。
（7）制备水泥浆：在桩机预搅下沉的同时，开始制备水泥浆，按照设计要求，采用P.O 42.5水泥，其配合比确定应严格按照试桩后确定的配合比进行拌制。每次投料后拌合时间不得少于3min，待压浆前将浆液倒入集料斗中。在制备水泥浆时，必须严格控制水泥浆的水灰比。
（8）开启压浆泵：深层搅拌机下沉至设计深度后，将已拌好并储存在盛浆桶内的水泥浆通过压浆泵，经导管喷入土中，并将水泥浆和土进行强制拌合，至桩底等浆液灌注30s后再根据要求的提升速度边提升边搅拌喷浆，至设计桩顶标高以上500mm时停止喷浆；
（9）停止喷浆：检查浆液的剩余情况并再次校核桩架的垂直精度；
（10）重新搅拌下钻：将深层搅拌机开启再次搅拌下沉至设计深度；
（11）喷浆重复搅拌提升：下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，并进行搅拌，使水泥浆和土壤进行充分搅拌，喷浆至设计顶标高后，停止喷浆，并将钻杆在原位旋转30s后，将钻头升出地面。
（12）对输浆管进行清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至干净，并将粘附在搅拌头上的软土清除干净。
（13）施工下一根桩：将清理好的深层搅拌机移至下一根桩位重复上一个施工过程。
水泥搅拌桩地基加固适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂等地基。当地基土的含水量小于3%（黄土含水量小于25%）、大于70%时不宜采用此法。
4.2水泥搅拌桩地基加固施工流程
重新搅拌下钻
至设计深度
喷浆、提钻搅拌至地表
对输浆管进行清洗
施工下一根桩
成桩结束
场地平整
桩位放样
钻机就位对中
检验、调整钻机
预拌下钻至设计深度
至工作基准面设计标高
制备水泥浆
提钻，并进行喷浆搅拌
施工前准备

水泥土搅拌桩施工序程序图
4.3水泥搅拌桩地基加固试桩施工
水泥搅拌桩地基加固试桩施工前应先进行试桩，以确定最佳工艺参数：
（1）水泥搅拌桩地基加固适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定其适用性，冬季施工时应注意低温对处理效果的影响。
（2）水泥搅拌桩地基加固是利用搅拌头将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，水泥土的强度也提高。但是搅拌次数越多，施工时间也越长，工效也越低。试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施各部分水泥搅拌桩地基加固技术要求。
5.施工要求
根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002第11.2.1条规定，固化剂宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%～12%外，其余宜为12%～20%。水泥浆水灰比可选用0.45～0.55。本工程水泥搅拌桩的技术要求为：
5.1地下连续墙周边土体加固
（1）土体加固深度与地下连续墙外侧放坡土体加固深度一致，进入淤泥质土层层底以下≥0.5m。
（2）加固采用单排600mm直径水泥搅拌桩，桩间距400mm。
（3）加固顶标高位于导墙结构底以上150mm，开挖时，将加固部分挖至导墙结构底以下50mm，以保证加固体和导墙结构的结合。
（4）为保证后期地下连续墙的顺利施工，在施工中将水泥搅拌桩的轴线外放，水泥搅拌桩的外皮距地下连续墙的外皮为150mm。
（5）地下连续墙周边土体加固的固化剂采用P.O 42.5水泥，掺量为加固湿土质量的17%，水灰比均采用0.5。
5.2边坡土体加固
（1）边坡土体加固体底边缘应进入淤泥质土层层底以下≥0.5m。平均加固深度约14m，具体加固深度见相关地层加固图纸。
（2）桩顶标高沿垂直地下连续墙轴线放向外程阶梯状上升，共分四个标高，加固总宽度为14m，具体划分详见地层加固图纸。
（3）加固采用600mm直径水泥搅拌桩，桩间距400mm，连续布置。
（4）基坑边坡土层加固的固化剂采用P.O 42.5水泥，掺量为加固湿土质量的17%，水灰比均采用0.5。
（5）加固体的水泥土28天无侧限抗压强度qu28=1.0MPa，抗渗系数≤10-8cm/s。
5.3西侧深层土体加固
（1）边坡土体加固底标高应为大沽高程-19.205～-19.515m。具体加固深度见相关地层加固图纸。
（2）桩顶标高沿垂直基坑长边方向，共分两个标高，具体施工详见附图和地层加固图纸。
（3）加固采用600mm直径水泥搅拌桩，桩间距400mm，连续布置。
（4）城际和市政工程两基坑之间的土体加固的固化剂采用P.O 42.5水泥，掺量为加固湿土质量的17%，水灰比均采用0.5。
（5）加固体的28天水泥土无侧限抗压强度qu28=1.0MPa，抗渗系数≤10-8cm/s.

西侧深层水泥搅拌桩加固图

5.4本工程水泥搅拌桩加固施工部位
根据图纸要求，本工程水泥搅拌桩地基加固部位主要有三个部分：
（1）为了保证地下连续墙成槽质量，避免成槽过程中槽壁的塌陷，对地下连续墙两侧进行土体加固。
（2）由于本工程南侧基坑采用放坡开挖，坡脚标高为大沽高程-7.05m，为了保证基坑边坡的稳定性，特对基坑放坡边坡进行水泥搅拌桩加固。

边坡水泥搅拌桩地层加固图
（3）城际站房基坑西侧和市政基坑之间的部分，由于两基坑的基础底板的存在高差，城际站房处的基础底板较低，为了保证后期基坑的开挖后边坡的稳定性及止水作用，必须对基坑西侧进行深层水泥搅拌桩施工。
6.项目部各部门职能及各岗位管理人员安排及工作范围
根据本工程的规模和施工管理需要，我公司将该工程设立为重点工程，由我公司副总经理担任指挥长，以加强对本项目的组织领导。现场设项目经理部，对现场进行具体管理和组织施工。
项目经理具有国家一级建造师资质，主持并参加过多个大中型项目的施工管理，具有丰富的轨道交通项目施工管理经验。配备副经理2名、安全总监1名、总工程师1名。经理部下设施工部、技术部、安全监督部、质量监督部、物资部、经营部、财务部、水电部等职能部门。
项目经理部对本项目的人、财、物按照项目法施工管理的要求实行统一组织、统一规划、统一协调、统一管理。认真执行ISO9001质量管理标准，充分发挥各职能部门、各岗位人员的作用，认真履行管理职责，确保本项目质量体系持续、有效地运行。依靠科学管理结合我单位成功的项目管理经验，铸就精品工程，争创安全、文明施工标准化工地。
本工程全部管理人员均由从事过同类或大型土建工程施工管理的各专业技术人员组成，具有较高的技术素质和管理水平，能与业主、设计、质监、监理等单位进行良好沟通，便于工作顺利开展。
项目经理部部门管理职能分工表
序号
部 门
工作职责范围
部门负部门负
责人
部门成员
1
项目经理
受法人代表委托，全面履行合同内容，对工程进行全面管理
严峰

2
总工程师
负责工程技术、质量及工程资料管理
曹景全

7.材料要求
7.1施工技术部负责提报材料计划。
7.2物资部负责按计划组织原材料进场，材料进场后，及时通知试验室取样试样，同时做好原材料检验、试验状态标识。未经检验及不合格的原材料不允许使用。
7.3试验室接到物资部通知后，及时取样试验，对于无出场质量证明书的钢筋，可以拒绝试验，并报告施工技术部、安质部或项目总工。原材料试验结果应书面通知物资部。
7.4桩机班组对领用水泥的检验状态标识予以确认相符后，才能领用。无检验、试验状态标识的原材料可以拒绝领用，并逐级上报。
7.5水泥应具有出厂质量证明书和试验报告单。
8.机械设备及劳动力需求
8.1机械需求
综合各方面的因素，本工程选用SJB型深层搅拌桩机及其配套设备进行施工，该机具有移动灵活、成桩质量高、施工速度快、噪音低等优点，适宜本工程施工。根据总体进度安排，计划进场6台搅拌桩机，该型号桩基的各项性能指标如下：
（1）桩机型号：SJB-I深层搅拌机
（2）搅拌头转速：60r/min
（3）最大施工深度：18m
（4）额定扭矩：8500N·m
序号
机械名称
数量
数量
功率
1
深层搅拌机
SJB-I
4
22.5KW
2
灰浆搅拌机
100L
4
4KW
3
灰浆泵
HB6-3
4
5.5KW
4
电焊机
BX3-315
4
40KW
5
挖掘机
EX-200
1

8.2劳动力需求
序号
机械名称
数量
备注
1
深层搅拌机操作工
12人

2
水泥浆搅拌机操作工
12人

3
普工
60人

9.质量控制要点及保证措施
深层水泥搅拌桩地基处理属于隐蔽工程，如施工质量控制不好，便构成隐患，并且存在难以补救。因此，只有在施工过程中紧抓各个施工环节质量控制，严格施工过程的管理才能确保施工的工程质量。
（1）水泥搅拌法施工现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤，回填粘性土料并予以压实，不得回填杂填土或生活垃圾，防止施工机械失稳倾覆。
（2）严格控制进场的水泥及外加剂等材料的产品质量，进场材料必须具备合格证、质量证明书、检验报告、厂家资质等资料。进场后由现场实验人员按照规定对进场材料进行抽检，并由监理工程师现场见证，经实验室检验合格后方可使用。
（3）施工前应现场取样水泥和土样做室内配合比试验，按照设计要求，通过试验确定固化剂最佳用量、水灰比和外加剂用量，要求拌和的灰土早期强度高，龄期强度满足设计要求，并了解强度增长和龄期的关系。配置的灰浆应流动性好，不离析，便于泵送、喷搅。开工前按室内配合比要求先做试桩2根，以确认或调整施工参数。
（4）施工前必须对将要施工的桩位进行复测，准确无误后再将机械就位对中。
（5）水泥土搅拌桩对水泥压入量要求较高，必须在施工机械上配置流量控制仪表，以保证施工中的水泥用量。施工前，检查搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度(主要是水泥浆流量计及其他计量、压力装置)。
（6）水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
（7）为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。按设计及规范要求，导向架及钻杆的垂直度必须小于1.0%桩长。
（8）对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
（9）灰浆应搅拌均匀，加筛过滤，现制现用，不得停放过久。为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
（10）水泥搅拌桩施工采用两喷四搅工艺。搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。第一次下钻时采用低档操作。
（11）为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30s，进行磨桩端，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间不得小于30s。施工桩中间时，严格控制施工时搅拌机的转速和上提速度。按规定的提升速度（不大于0.50m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。
（12）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。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。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
（13）施工中发现喷浆量不足，应按要求整桩复喷，复喷的喷浆量不得小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于500mm，超过12小时应采取补桩措施。
（14）现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：施工桩号、施工日期、天气情况；有效桩长、预搅拌下沉时间、提升喷浆时间；
（15）深层水泥搅拌成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩由质检机构现场指定相对均匀部位取出的芯样，送试验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验。
（16）如果取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，该段水泥搅拌桩为不合格。
（17）对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。
（18）桩施工完成后7天之内不得进行扰动。
质量控制要点一览表
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
水泥及外渗剂质量
设计要求
查产品合格证书或抽样送检
2
水泥用量
参数指标
查看流量计
3
桩体强度
设计要求
按规定办法
一
般
项
目
1
机头提升速度
m/min
≤0.5
量机头上升距离及时间
2
底标高
mm
±200
测机头深度
3
顶标高
mm
＋200
－50
水准仪(最上部500mm不计入)
4
桩位偏差
mm
＜50
用钢尺量
5
桩径

＜0.04D
用钢尺量，D为桩径
6
垂直度
%
≤1.5
经纬仪
7
搭接
mm
＞200
用钢尺量

水泥土搅拌桩施工中问题分析及处理措施
问题
原因分析
处理措施
喷浆
阻塞
(1)水泥受潮结块。
(2)制浆池滤网破损以及清渣不及时
(1)改善现场临时仓库的防雨防潮条件。
(2)加强设备器具的检查及维修保养工作，定期更换易损件。
速度
失稳
(1)设备自身速度控制系统存在缺陷。
(2)机组人员操作不规范、不熟练。
(1)不符合技术要求的设备机具不得进场，陈旧的设备应及时更换。
(2)搞好岗前培训工作，建立持证上岗制度。
喷浆
不足
(1)输浆管有弯折、外压或漏浆情况。
(2)输浆管道过长，沿程压力损失增大。
(1)及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时可停机换管。
(2)制浆池尽量布置靠近桩位，以缩短送浆管道。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压力。
进尺
受阻
地下存在尚未清除的孤石、树根及其它障碍物等。
(1)及时停机移位，排除障碍物后重新复位开机。
(2)当障碍物较深又难以清除时，应及时与设计及有关方联系，结合实地情况共同协商处理措施。

10.安全注意事项及保证措施
（1）施工前由安全监督部认真编制安全交底，并对施工人员进行交底。
（2）平整场地时，严禁施工人员进入挖掘机回转半径之内。
（3）必须对较软地基进行处理，防止机械失稳倾覆。
（4）各种特种机械必须由专人严格按照操作规程进行使用，严禁乱用，以防机械伤害。
（5）机械或电动工具用电必须由专业电工接线，严禁私拉接线。
（6）深层搅拌机在行走过程中，提前对钢丝绳及固定端进行严格检查，以防出现钢丝绳固定端滑脱或钢丝绳断后伤人。
（7）定期对导向架、钻杆及连接部位进行检查，以防发生事故。检查时，对高于地面2m的地方必须按规定系挂好安全带。
（8）水泥浆搅拌机周边必须设置安全防护装置，防止人员坠入。
（9）对压浆机及管道检查或处理故障时，严禁将开口对准人，以防高压水泥浆射出后伤人。
（10）在进行水泥浆制备时，施工人员必须配备好劳动防护用品，如，口罩、防护眼镜、防护服装等，防止施工人员职业病的发生。

水泥土搅拌桩
施工作业指导书

单 位：中铁建工集团有限公司
编 制：
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