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京珠国道主干线安阳至新乡高速公路改扩建工程四标段水泥搅拌桩施工组织设计文件编号：编制：审批：编制日期：中铁十一局安新改扩建工程四标项目部水泥搅拌桩施工组织设计第一节编制目的和依据1.1编制目的为规范本标段路基水泥搅拌桩施工作业，统一工艺控制及作业标准，保证路基水泥搅拌桩加固质量，特编制本技术方案。1.2编制依据1、JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》2、JTGF80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》3、《京珠国道主干线安新段高速公路改扩建工程两阶段施工图》4、JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》5、JTGB01-2003《公路工程技术标准》6、现场勘测调查资料第二节工程概述2.1设计标准单桩竖向承载力：≥120KN90d无侧限抗压强度：≥1600Kpa复合地基承载力：≥150Kpa桩体固化剂材料为PO.32.5号普通硅酸盐水泥2.2工程概况本区段(k24+000~k32+000,正线长8公里。)两侧加宽路基所处安阳河、汤河等河流冲积组成的山前冲积平原，主要是农作物和少部分鱼塘用地。因路基基底的承载力不能承载上部的荷载，即为提高基底的承载力、减小路基完工后的不均匀沉降和防止出现桥头跳车现象，故在全线桥梁、通道（明）、涵洞（明）及分离式立交、软弱土路基加宽部分的基底范围内采用水泥搅拌桩进行加固，桩呈正三角形布置，桩距采用2.0m和1.5m两种（桥头路基和小桥涵台后路基的过渡段采用2.0m桩距，其余的桥头路基、小桥涵台后路基的加固段、软弱土和高填土路基路段都采用1.5m的桩距。），桩径0.5m，采用湿喷法进行施工，处理范围：原有路基边坡开挖的最下级台阶内缘至加宽路基坡脚外侧一排桩处。桩顶铺设30cm碎石褥垫层并铺设一层钢塑土工格栅，碎石垫层铺设至最外侧桩外50㎝处。台背处理范围：桥头填土高度≥5m时台背基底处理加固长度为50m，过渡段处理长度为30m；桥头填土高度＜5m时台背基底处理加固长度为30m，过渡段处理长度为20m。软土路基处理长度3466m、过渡段处理长度940m、加固段长度1520m，处理总长度5926m。共计67752根水泥搅拌桩，总延米：490364m。总工期为79天。2.3施工准备1、本工区便道全线贯通,便道采用40cm碎砖渣或砾石土铺筑。紧邻施工现场,交通便利,足以满足施工机械、施工材料进场和施工需要。2、K28+300-K32+000采用从附近高压线取电变压并沿线架设动力线路，在其余分散路段采用移动式发电机发电。3、清除施工范围内的地下及空中施工障碍物，以确保正常施工。4、根据设计放出水泥搅拌桩处理路段的路堤坡脚线（含护坡道），并在征地红线范围内挖设临时排水沟，疏导地面水。5、在推土机、挖掘机和人工的配合下把原地面清理干净后立即进行碾压整平，以达到基底处理的要求。6、由于本区段的地表水源少且污染又很严重，所以无论是工程用水还是生活用水都必须通过开采地下水来解决。对所有施工及生活用水做水质试验分析，必要时进行净化处理，以确保合格后方可使用。2.4施工材料及机具1、本标段水泥搅拌桩的加固材料采用PO.32.5号普通硅酸盐水泥，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥，出厂的水泥应分批提供有关强度、安定性等试验报告，经施工单位试验合格后方可使用。水泥总用量为25t。2、本标段水泥搅拌桩机械采用14台PH-5A型水泥搅拌桩机。2.6成桩试验在水泥搅拌桩正式施工前，必须进行成桩试验，以掌握对场地的成桩经验、各种技术参数、下钻和提升的困难程度，确定输灰泵的输浆量，水泥经输灰泵到达搅拌机喷浆口的时间以及预搅下沉速度、水泥搅拌桩提升速度、重复搅拌下沉、重复搅拌提升速度等施工参数。1、满足喷入量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等。一般钻进速度V≤1.5m／min,提升速度Pp≤0.8m／min,搅拌速度R≈30转／min，钻进、搅拌、提升时管道压力：0.1～0.2Mpa，喷灰时管道压力：0.25～0.40Mpa。2、确定搅拌的均匀性。3、掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施。4、根据地层、地质情况确定复喷范围。成桩工艺性试验桩数不少于5根。2.5劳动力组织每台喷粉桩设备组建一个施工班组,每班组由9-10人组成,分工如下：劳动力组织表序号工种人数工作内容1班长14负责指挥协调各工序操作联系,控制加固质量,排除施工中的各种障碍。2操作员28按设计施工工艺正确操纵钻头的钻进提升,检查维修机械,负责使用联络信号。3司机14统计材料用量,记录泵送时间,清洗输料管道。4上料工56将水泥粉送入罐中,保证施工连续。5电工2负责机械设备的安装和安全使用.6记录员14负责施工记录,操纵电器控制仪表,使用联络信号,兼质量检查工作。第三节施工安排本标段内软基施工段落较多，对路基施工影响较大，为此，软基施工应尽早完成。具体施工安排见施工横道图。第四节施工工艺及方法3.1水泥搅拌施工工艺流程图3.2施工方法严格按照设计要求和实验室提供的施工参数进行施工。打桩施工顺序采用从新旧路基衔接处向外侧打或从外侧向新旧路基衔接处打。水泥搅拌桩施工工艺的关键技术是喷浆，把水泥用输送泵送到钻头并射到土层中去。喷浆效果直接关系着成桩的质量，其操作程序是：开通喷粉球闸、关闭喷气闸，按下无级变速器电机启动电钮,使旋转供料器运料到喷射管,喷入土层,以上操作要求迅速连贯,一气呵成。具体施工工序如下：3.2.1平整场地施工现场必须能满足机械的行走和置平要求,确保以后桩基的施工垂直度。3.2.2测量放样根据设计要求测设水泥搅拌桩桩位，经复核后，用白灰（或插明显标签）准确放出桩位点，桩位误差不得大于5cm。3.2.3桩机定位及准备工作对正桩位,调平桩机机身,保证钻杆的垂直度。检查输浆管道是否通畅，密封是否良好。输浆泵运转是否正常。测量三通一平桩机安装到位对正桩位调平机身启动主电机钻进启动水泥输送泵管路堵塞否坚持处理是否钻进在设计深度停钻开送料阀启动喷料机喷料正常否提钻到停粉（浆）标高时停喷在桩顶保护标高处停止提钻，钻头继续转动进行二次搅拌填写施工记录提钻到地表以上停输送机、停主电机启动液压系统移动桩机检查处理否3.2.4钻进启动主电机下钻,待搅拌站头接近地面时,启动水泥输送泵,继续钻进。钻到设计孔深时,停止钻进,钻头反钻,但不提升，实际工作中钻进深度D由深度尺盘按D=H+a1+a2确定。其中H为设计加固深度；a1为搅拌钻头喷射口与地面平时深度吃盘的读数，可事先调整为a1=0；a2为机身平后，桩基横移槽距地面的高度。3.2.4喷料及拔管喷粉（浆）开始时，应将电子秤显示屏为零，使喷粉（浆）过程在电子计量显示下进行。喷粉搅拌时，记录人员应随时观察电子秤的变化显示，以保证各段(通常以1米为一个单位)喷粉（浆）均匀。打开送料闸门，喷送水泥。确认水泥粉料（浆）已到桩底后，提升搅拌站钻头。为便于控制成桩质量，一般不得使用III档提升。提升到设计标高时，停止喷粉（浆），停止深度应结合搅拌提升的速度确定。搅拌钻头提升至桩顶时，停止提升，在原位转动两分钟，以保证桩头均匀密实。3.2.5二次搅拌同时应采取复拌措施，第二次搅拌时不喷粉（浆），搅拌下钻，提钻速度同第一次。3.4水泥搅拌桩施工常遇问题（故障）及排除方法3.4.1卡钻产生原因：通过含水量过低或板结坚硬的土层，或局部遇到障碍物。解决和防御措施：实行慢速钻进；提出钻头，改进钻头；如位置较浅，可用其它办法疏松土层后再钻；如提升钻杆时卡钻，则应暂停粉喷（浆），待正常后在复喷。3.4.2喷粉不畅或堵塞产生原因：输送管道连接部分密封不严，造成泄漏或压力不足；水泥吸潮结块或喷口粘结变小；固化料中含有杂质或大颗粒；部分地层透气性不良。解决和防御措施：检查输送泵运行情况，调整压力，处理管道的密封不严，确保正常输送；改用合格水泥，提出钻头清理喷嘴；清除固化料中是杂质和大颗粒，或改用于符合要求的固化料；粉喷（浆）不畅时，操纵喷料闸门又关到开，又开到关，反复多次。3.4.3桩体疏松产生原因：土层含水量偏低，固化剂与原状土的固结程度差；遇到松散杂填土层，造成粉喷（浆）流失，使桩体达不到原有的含灰量；喷粉（浆）不足，使桩体达不到原有的含水量。解决和防御措施：对局部上层含水量过低，在确保质量前提下，可向土层适当注水：对大面积干燥土层应改用浆液搅拌法成桩；可二次钻进，复喷一次粉（浆）；检查输灰管路，提高喷量。3.4.4断桩产生原因：水泥潮湿结块或其它异物堵塞管路，造成供灰中断；管道泄漏或压力不足，造成喷灰中断；钻头喷粉（浆）孔磨损、堵塞、造成喷灰中断；先提钻后喷灰或提钻速度过快，造成喷浆中断；贮罐中灰已用完，喷粉（浆）中断。解决和防御措施：水泥应妥善保管，防止受潮，固化剂用前要过筛，确保合乎要求的灰料入贮灰灌；经常检查管道，确保输灰畅通；喷灰计量要准确，压力要满足要求；提升钻杆前要先喷1~2min后均匀搅拌提升；钻头或输浆管道堵塞，应立即停钻清理；对已断浆桩应将上部断桩打除后，以水泥砂浆补桩或邻位补桩。3.4.5空心桩产生原因：土壤含水量过低，使得固化料喷出后不能被土颗粒吸附，造成喷灰远射，四周桩体强度高，中部为土芯，形成空心桩。解决和防御措施：当土层含水量低于20%时，宜采用钻孔时适当注水或改用喷浆搅拌成桩工艺。3.4.6桩体强度不均产生原因：钻杆提升速度不均，使得喷入土层的灰量忽多忽少；输送管道轻微阻塞，造压力不稳，灰流量时高时低，使得喷灰不均；遇局部松软土层漏灰造成喷灰不均；遇粘土搅拌不开，喷灰量难以控制；管道压力不稳。解决和防御措施：控制提钻速度，确保均匀提升，均匀喷灰，均匀搅拌；经常检查计量称，保证计量准确；经常检查输送管道的喷灰量和压力，确保平稳送灰；遇松软土层应调整输出转速，更正钻杆的适应性，使喷灰均匀；调整输送泵转速，确保压力稳定。3.4.7漏桩产生原因：水泥搅拌桩未编号，或施工中未按桩号逐根成桩；对所有桩位确定后未作用明显的标记，或桩位标记被土掩埋；未设专职人员标记桩位和桩号。解决和防御措施：应逐桩编号，成桩过程中应逐排逐号前进；桩位应作明显标记，并注意施工中不得损坏；应设专职人员作施工记录，认真记录施工桩号、桩长、喷灰量等技术数据，并为钻机移位前指导；对已满桩予以及时补好。3.5质量体系和保证措施3.5.1质量保证体系项目部建立了健全的质量保证体系，还配备了专职的质检工程师负责质量监督检查。施工队、工班同样如此。3.5.2质量保证措施1、桩机的水泥发送器必须配置浆料电脑计量装置，严禁无计量装置的发送器投入使用，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。贮存罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg，当贮量不足时，不应对下一根桩开始施工，钻头直径的磨损量不得大于1cm，输送管道控制在60米左右。2、钻头下沉及提升时间应有专人记录，时间误差不得大于5秒，保证加固范围内每一深度都得到充分搅拌，严格按要求进行复拌。3、严格控制喷粉和停粉的标高，不得中断喷粉（浆），确保桩体长度，严禁在未喷情况下进行钻杆提升作业。4、施工中发现喷粉（浆）量不足，应整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计用量，如遇停电，机械事故等原因，喷粉中断时必须复打，复喷时重叠段应大于1米。5、水泥用量的误差不得大于1%。6、为保证搅拌桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，垂直度偏差不得大于1.5%。7、严格控制喷粉(浆)高程,灰面和水泥喷入量,以确保搅拌桩长度。8、水泥搅拌桩施工时,为确保成桩质量,应在搅拌桩的全长范围内进行复搅,桩长超过6米时,应分段进行复搅。9、桩身施工时,应采取用中~低速档钻进(或提升),不允许采用高速档快速钻进(或快速提升)。10、随时检查施工记录,对照施工工艺对每根桩进行质量评定,不合格的桩根据具体情况采取补救措施。11、施工前对水泥搅拌桩队伍进行考核、筛选，选择质量意识强、信誉好的队伍进行作业，从源头上加强管理，杜绝出现偷工减料、弄虚作假的现象。12、按照钻进、提钻、复搅来计算每根桩的搅拌时间，控制每一根桩的搅拌时间不低于计算时间，由现场技术人员和旁站监理进行监督和记录，防止出现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