水泥搅拌桩方案.docx

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水泥搅拌桩方案

XXXXXXXX项目

水泥搅拌桩工艺性试验

施工方案

项目总工：

项目经理：

XXXX有限公司

XXXXX经理部

二〇一七年四月十四日

XXXXXXXX

XXXX项目

水泥搅拌桩工艺性试验

施工方案

文件编号：

版本号：

修改状态：

发放编号：

编制：

复核：

审核：

批准：

有效状态：

XXXX有限公司

XXXXX经理部

二〇一七年四月十四日

水泥搅拌桩工艺性试验施工方案

1.编制依据与原则

1.1.编制依据

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

（8）

1.2.编制原则

（1）认真贯彻执行国家方针、政策、标准和设计文件，严格执行基本建设程序，实现工程项目的全部功能。

（2）全面履行工程合同，满足管委会和代建单位要求，有效地集中施工力量，按期交付使用。

（3）根据工程特点，采用先进的施工技术、成熟的施工工艺、配套的施工和检测设备、试验先行、样板引路、全过程监控、信息化施工。

（4）按照工期目标要求，合理划分施工区段，坚持专业化作业与综合管理相结合。

充分发挥专业人员和专用设备的优势，综合管理，合理调配，采用先进的施工技术，科学安排各项施工程序，组织连续、均衡、紧凑有序地施工。

（5）以确保水土保持、保护地下管线和既有构筑物且减少扰民、配合公共交通的原则指导施工，切实维护管委会及地方群众的利益。

有效保护地下管线和既有构筑物，确保周边道路畅通，减少扰民、做好公共交通配合，切实维护建设单位及地方群众的利益，创建文明标准工地。

（6）按照质量、工期、环境、职业健康安全一体化管理体系组建项目经理部。

2.工程概况

2.1.工程简介

2.2.工程地质

根据外业勘探结合室内岩土试验综合分析，场区岩土层自上而下综述如下：

表2.2-1岩土体分布与特征描述一览表

地质成因

层号

地层名称

颜色

状态

特征描述

Q4ml

①-1

杂填土

杂色

松散

～

稍密

主要由粉质黏土混碎石组成，道路表层为沥青路面，其下为碎石垫层和三合土，局部含块石、混凝土块及近期拆迁的建筑垃圾，硬杂质含量大于30%，填龄小于10年。

分布于场区表层。

Q4ml

①-2

素填土

褐灰色

～灰色

松散

～

稍密

主要由粉质黏土夹少量碎石组成，局部含较多碎石，部分为耕植土，含少量植物根系，土质不均匀，填龄小于10年。

分布于场区表层。

Q4al

①-3

淤泥质填土

灰色～灰黑色

流塑

夹少量植物根茎，具臭味。

场区局部分布。

Q4al

②-1b2-3

粉质黏土

灰黄色

～灰色

软塑～可塑

含少量铁锰质斑纹，夹薄层粉土，无摇振反应，刀切面有光泽，干强度高，韧性中等。

场区局部分布。

Q4al

②-1c3

黏质粉土

灰黄色

～灰色

稍密

湿，稍密，薄层粉质黏土，摇振反应迅速，刀切面粗糙，干强度、韧性低。

场区局部分布。

Q4al

②-2b4

淤泥质

粉质黏土

灰色

流塑

含少量贝壳碎片及腐殖质，夹薄层粉土、粉砂，偶呈互层状，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度中等，韧性低。

场区局部分布。

Q4al

②-2c3

砂质粉土

灰色

稍密

很湿，夹薄层粉质黏土、粉砂，摇振反应迅速，刀切面粗糙，干强度、韧性低。

场区局部分布。

Q4al

②-2bc3-4

淤泥质粉质黏土夹粉土

灰色

流塑

局部流塑，粉土很湿，稍密，局部中密，局部夹粉质黏土及薄层粉砂，水平层理发育，单层厚0.1～5.0cm，摇振反应中等，干强度中低，韧性中低。

场区局部分布。

Q4al

②-3b2-3

粉质黏土

灰色

软塑

～

可塑

无摇振反应，切面稍有光泽，干强度高，韧性中等。

场区局部分布。

Q4al

②-3c2

砂质粉土夹粉砂

灰色

中密

粉砂饱和，水平层理发育，局部夹薄层粉质黏土,摇振反应迅速，刀切面粗糙，干强度、韧性低。

粉砂矿物成分以石英、长石和云母片为主，颗粒呈圆形和亚圆形，极配一般。

场区局部分布。

Q4al

②-3bc3-4

粉质黏土夹粉土

灰色

流塑

粉土很湿，稍密，含少量贝壳碎片及腐殖质，夹薄层粉砂，呈千层饼状，具水平层理，单层厚0.1～1.0cm，偶呈互层状，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度中等，韧性低。

场区局部分布。

Q3al

③-1b1-2

粉质黏土

灰黄色

～

黄褐色

可塑

～

硬塑

见铁锰质浸染，含青灰色斑块。

无摇振反应，切面有光泽，干强度高，韧性高。

场区局部分布。

Q3al

③-2b2-3

粉质黏土

灰黄色

软塑

～

可塑

见铁质浸染，局部夹稍密状粉土。

无摇振反应，切面稍有光泽，干强度高，韧性中等。

场区局部分布。

Q3al

③-3b1-2

粉质黏土

灰黄色

～

黄褐色

可塑

～

硬塑

见铁锰质浸染，含青灰色斑块。

无摇振反应，切面有光泽，干强度高，韧性高。

场区局部分布。

Q3al

③-3b2

粉质黏土

灰黄色

可塑

见铁质浸染，局部夹薄层粉土。

无摇振反应，切面稍有光泽，干强度高，韧性中等。

场区局部分布。

Q3al

③e

粉质黏土夹卵砾石

灰黄色

～灰色

软塑

～

可塑

以可塑状粉质黏土为主，局部夹中粗砂，卵砾石含量5～20％，砾石直径2～50mm，最大可达80mm,次圆、次棱角状，成分为燧石、石英等，均一性较差。

场区局部分布。

K2p

K2p-2

强风化泥质粉砂岩

棕红色

密实

岩体结构已完全破坏，上部呈土状，下部呈砂土、碎块状，节理裂隙发育，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

场区局部分布。

K2p

K2p-3

中等风化泥质粉砂岩

棕红色

局部为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，砂质结构，块状构造，岩芯呈短柱～柱状，间夹碎块状，裂隙较发育，多为闭合状，岩质软硬不均，岩体较完整，属软岩～较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

场区局部分布。

K2p

K2p-3p

中等风化泥质粉砂岩

棕红色灰黄色

部分为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，岩芯呈短柱～碎块状，节理裂隙发育，岩体较破碎，为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

场区局部分布。

表2.2-2土的物理性质指标（平均值）

层号

名称

含水量

土重度

孔隙比

液限

塑限

塑性指数

液性指数

w

γ

e

WL

WP

IP

IL

%

kN/m3

—

%

%

—

—

①-2

素填土

25.7

19.5

0.729

32.5

19.4

13.1

0.49

②-1b2-3

粉质黏土

27.8

19.2

0.782

31.7

19.3

12.5

0.69

②-1c3

黏质粉土

26.9

19.3

0.743

27.5

18.7

8.8

0.89

②-2b4

淤泥质粉质黏土

37.2

18.1

1.027

34.4

20.3

14.1

1.21

②-2c3

砂质粉土

32.4

18.4

0.913

26.0

18.3

7.7

1.79

②-2bc3-4

淤泥质粉质黏土夹粉土

37.3

17.9

1.041

30.6

19.5

11.1

1.75

②-3b2-3

粉质黏土

26.4

19.6

0.722

32.5

19.4

13.1

0.54

②-3c2

砂质粉土夹粉砂

31.3

18.5

0.879

26.1

18.4

7.7

1.78

②-3bc3-4

粉质黏土夹粉土

32.3

1.83

0.928

29.3

19.1

10.2

1.33

③-1b1-2

粉质黏土

24.2

20.0

0.671

38.6

21.9

16.8

0.15

③-2b2-3

粉质黏土

27.4

19.5

0.747

32.8

19.5

13.3

0.60

③-3b1-2

粉质黏土

24.9

20.0

0.680

37.0

21.3

15.7

0.24

③-3b2

粉质黏土

25.2

19.7

0.695

32.5

19.4

13.0

0.44

2.3.气象条件

2.4.水文地质

场地内地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，松散岩类孔隙水可分为孔隙潜水和微承压水。

孔隙潜水：

主要赋存于①层填土和秦淮河漫滩相的②-1b2-3层粉质黏土、②-1c3层黏质粉土、②-2b4层淤泥质粉质黏土、②-2c3层砂质粉土层中，接受大气降水和地表水补给，以蒸发排泄和侧向排泄为主，径流滞缓，与地表水具有一定的水力联系。

勘探期间量测得潜水水位埋深情况见表5.2-1，近3～5年最高地下水位标高约7.50～8.50m。

微承压水：

主要赋存于②-3c2层的砂性土中，接受孔隙潜水越流补给和深部地下水侧向补给，以侧向排泄为主，径流滞缓。

场地局部②-2层较薄及填土下为砂性土，与潜水存在有一定的联通性，微承压水特性不明显；勘察期间，测得承压水水位埋深为2.70～3.00m（水位6.97～7.01m）。

表2.4-1勘察期间潜水水位观测成果统计表

水位

类型

埋深（m）

标高（m）

最小值

最大值

平均值

最小值

最大值

平均值

初见

0.50

5.60

2.31

6.63

7.35

7.08

稳定

0.30

5.40

2.01

6.86

7.57

7.38

基岩裂隙水：

分布于白垩系浦口组（K2p）钙质砂泥岩中，,主要赋存于岩石的节理裂隙、风化裂隙中，连通性差，多呈线状或脉状分布，无统一地下水位，地下水富水性不均一。

地基土层的透水性评价：

表2.4-2地基土层的渗透性指标（推荐值）表

层号

土层名称

室内渗透系数试验值（最大值）

渗透系数建议值

渗透性

评价

垂直KV（cm/s）

水平Kh（cm/s）

Kh（cm/s）

①-1

杂填土

9.0×10-4

弱透水

①-2

素填土

7.96×10-7

7.76×10-7

2.0×10-4

弱透水

①-3

淤泥质填土

1.0×10-5

微透水

②-1b2-3

粉质黏土

7.68×10-7

8.71×10-7

2.0×10-6

微透水

②-1c3

黏质粉土

8.95×10-6

2.0×10-5

弱透水

②-2b4

淤泥质粉质黏土

8.79×10-7

8.81×10-7

2.0×10-6

微透水

②-2c3

砂质粉土

3.78×10-4

4.92×10-5

5.0×10-4

弱透水

②-2bc3-4

淤泥质粉质黏土夹粉土

2.0×10-5

弱透水

②-3b2-3

粉质黏土

6.61×10-7

2.0×10-6

微透水

②-3c2

砂质粉土夹粉砂

2.0×10-3

中等透水

②-3bc3-4

粉质黏土夹粉土

2.0×10-5

弱透水

③-1b1-2

粉质黏土

5.02×10-7

6.03×10-7

8.0×10-7

不透水

③-2b2-3

粉质黏土

4.87×10-7

7.56×10-7

2.0×10-6

微透水

③-3b1-2

粉质黏土

5.01×10-7

6.98×10-7

8.0×10-7

不透水

③-3b2

粉质黏土

6.56×10-7

8.73×10-7

2.0×10-6

微透水

③e

粉质黏土夹卵砾石

5.0×10-3

中等透水

1、土层渗透性按江苏省《岩土工程勘察规范》（DGJ32/TJ208-2016）表32进行评价；

K＜1.2×10-6为不透水；1.2×10-6≤K＜1.2×10-5为微透水；

1.2×10-5≤K＜1.2×10-3为弱透水；1.2×10-3≤K＜1.2×10-2为中等透水；

1.2×10-2≤K≤1.2×10-1为强透水；K＞1.2×10-1为特强透水。

2、“建议值”按室内试验结果，结合工程勘察经验综合确定。

2.5.现场条件

项目地所处地形地貌比较单一，道路场地主要为水塘、农田、民房、弃用厂房和建筑垃圾。

道路场地被众多水塘、农田和沟渠等切割，地貌形态破碎零乱，地势低洼处为沟、塘。

地面标高大多在6.5m～9.0m。

2.6.主要工程数量

表2.6-1主要工程数量表

序号

桩型

位置

桩长（m）

桩顶标高（m）

米数

备注

1

水泥搅拌桩

10

8.50

40

2

水泥搅拌桩

10

12.00

40

2.7.建设相关单位要求

建设单位：

代建单位：

设计单位：

监理单位：

施工单位：

3.试桩位置、结构尺寸及所需材料

3.1.水泥搅拌桩试桩位置

本试验工程软基处理采用“水泥土搅拌桩复合地基”的处治措施。

搅拌桩布置范围为各条道路路堤两侧坡脚外各两排范围内。

根据现场实际情况，试桩选取在XXXXXXXX处，我分部试验段进行8根水泥搅拌桩试桩试验。

3.2.试桩位置地质情况

根据设计勘察报告，XXXXX位置埋深30m深度范围内地质情况如下表。

表3.2-1岩土体分布与特征描述一览表

地质成因

层号

地层名称

颜色

状态

特征描述

Q4ml

①-2

素填土

褐灰色

～灰色

松散

～

稍密

主要由粉质黏土夹少量碎石组成，局部含较多碎石，部分为耕植土，含少量植物根系，土质不均匀，填龄小于10年。

分布于场区表层。

层厚0-1.4m。

Q4ml

②-1b2-3

粉质黏土

灰黄色～灰色

软塑～可塑

含少量铁锰质斑纹，夹薄层粉土，无摇振反应，刀切面有光泽，干强度高，韧性中等。

场区局部分布。

Q4al

②-2c3

砂质粉土

灰色

稍密

很湿，夹薄层粉质黏土、粉砂，摇振反应迅速，刀切面粗糙，干强度、韧性低。

场区局部分布。

层厚3.5-7.5m。

Q4al

②-2b4

淤泥质

粉质黏土

灰色

流塑

含少量贝壳碎片及腐殖质，夹薄层粉土、粉砂，偶呈互层状，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度中等，韧性低。

场区局部分布。

层厚7.5-11.4m。

Q3al

③-3b1-2

粉质黏土

灰黄色

～

黄褐色

可塑

～

硬塑

见铁锰质浸染，含青灰色斑块。

无摇振反应，切面有光泽，干强度高，韧性高。

场区局部分布。

层厚11.4-20.5m。

K2p

K2p-2

强风化泥质粉砂岩

棕红色

密实

岩体结构已完全破坏，上部呈土状，下部呈砂土、碎块状，节理裂隙发育，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

场区局部分布。

20.5-24.2m。

K2p

K2p-3

中等风化泥质粉砂岩

棕红色

局部为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，砂质结构，块状构造，岩芯呈短柱～柱状，间夹碎块状，裂隙较发育，多为闭合状，岩质软硬不均，岩体较完整，属软岩～较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

场区局部分布。

24.2-30m。

表3.2-2土的物理性质指标（平均值）

层号

名称

含水量

土重度

孔隙比

液限

塑限

塑性指数

液性指数

w

γ

e

WL

WP

IP

IL

%

kN/m3

—

%

%

—

—

①-2

素填土

25.7

19.5

0.729

32.5

19.4

13.1

0.49

②-1b2-3

粉质黏土

27.8

19.2

0.782

31.7

19.3

12.5

0.69

②-2c3

砂质粉土

32.4

18.4

0.913

26.0

18.3

7.7

1.79

②-2b4

淤泥质粉质黏土

37.2

18.1

1.027

34.4

20.3

14.1

1.21

③-3b1-2

粉质黏土

24.9

20.0

0.680

37.0

21.3

15.7

0.24

3.3.试桩目的

⑴通过试桩确定机械设备的合理配置组合和施工组织。

⑵确定不同地层下的钻进效果、钻进速度、最佳水泥掺量等工艺参数，以指导下一步施工。

⑶验证软土地基水泥搅拌桩的加固地基的效果。

3.4.结构尺寸

水泥搅拌桩直径为0.5m，桩间距为1.2m，采用正三角形布置试桩8根。

通过此次工艺性试验确定各种工艺参数，以指导后续施工。

3.5.原材料

水泥搅拌桩桩体混合料由水泥加水在搅拌机中强制搅拌而成。

水泥：

采用PO42.5级普通硅酸盐水泥。

4.总体施工安排

根据总体施工计划，我分部计划于2017年4月19日开始试桩施工，28d内完成试验，得出试验结论，确定工艺性参数。

表4-1工进度计划

序号

道路名称

部位

长度

开始时间

结束时间

工期

备注

1

40m/4根

4月19日

4月19日

1

2

40m/4根

4月19日

4月19日

1

5.试桩施工方法及各种工艺参数的确定

5.1.试桩施工方法

鉴于地质土层的含水量在30%左右，搅拌桩采用湿法施工，采用单轴单向搅拌，四搅两喷的施工工艺，管内泵压混合材料成桩的施工方法。

其工艺流程图如下：

图5.1-1水泥搅拌桩施工工艺流程

原地面处理：

清除表面建筑砖渣等，且清理至桩顶标高。

②桩机定位：

放样、定位，将打桩机移至指定桩位并对中。

根据测量员放出的控制点带线，用钢尺量距定出每根桩位，插上竹片桩并撒白灰点作为标记；移至桩机指定桩位并对中、调整桩机水平，使钻杆垂直度偏差不大于1%。

③切土下沉：

在核查浆液从搅拌叶的出浆口喷出后，关闭灰浆泵，启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，叶片旋转，切割搅拌土体，直至设计深度，到达设计标高打开灰浆泵，在桩底持续喷浆搅拌不少于30秒，下沉速度控制在0.7m/min。

④提升搅拌：

启动钻机，边提升搅拌机边注浆，叶片旋转搅拌水泥土，直至桩顶。

⑤复搅下沉：

重新启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，切割搅拌土体，直至设计深度，在桩底持续喷浆搅拌不少于30秒，下沉速度控制在0.7m/min。

⑥复搅提升：

打开灰浆泵，边注浆边提升搅拌机，提升速度不大于0.5m/min；叶片旋转搅拌水泥土，直至地表顶以上50cm；该部分桩头日后需凿除，露出下部合格水泥搅拌桩。

⑦桩顶处理:

桩顶1.0～1.5m的范围内进行二次喷浆搅拌,并人工修整。

成桩完成，把钻机等机具设备移到新孔位上，重复上述步骤，进行下一根桩的施工。

施工前必须保证机架垂直，偏差不大于1%，保证机架底盘水平，桩位偏差不大于50mm，桩径和扩大头高度不小于设计值。

水泥搅拌桩示意图如下：

图5.1-2水泥搅拌桩示意图

5.2.各种工艺参数的确定

（1）浆液强度及水泥强度等级

桩身混合料90天龄期抗压强度不小于1.8Mpa，水泥采用强度为PO42.5的普通硅酸盐水泥。

（2）浆液水灰比

水灰比范围一般为0.45-0.55，现状土含水量在30%左右，水灰比取较小值0.45。

（3）水泥掺量

水泥掺量可用被加固湿土质量12%～20%，现场试验分别取14%，16%，18%及20%，对应的水泥用量分别为52.36kg/m，59.84kg/m，67.32kg/m，74.8kg/m。

从而确定试验最佳配合比。

（4）浆液的配合比及搅拌时间

浆液搅拌进行现场拌和，按照配合比进行配料，每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制。

一般控制在2min，具体搅拌时间根据试验确定，电脑控制和记录。

（5）拔管速度、充盈系数、

在灌注水泥浆时，对于浆液的灌入量控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量，并根据所用时间计算拔管速度。

充盈系数=灌注实际方量/理论方量。

6.人员、机械配置计划

6.1.管理人员配置计划

主要管理人员如下表：

表6.1-1管理人员配置表

序号

姓名

部门

职务

职责范围

1

项目部

项目经理

项目负责

2

项目部

总工程师

现场负责

3

项目部

总经济师

劳务管理

4

项目部

副经理

现场负责

5

试验室

主任

试验负责

6

物资部

部长

物资调配

7

工程部

部长

技术管理

8

安质部

部长

安质管理

9

工程部

技术员

测量放样

6.2.主要劳动力配置计划

表6.2-1主要劳动力配置表

序号

工种

数量

备注

1

普工

4人

2

机械操作手

2人

3

水泥浆搅拌班组

2人

4

桩机班组

2人

6.3.机械配置计划

表6.3-1机械配置计划表

序号

名称

数量

规格

备注

1

水泥搅拌桩桩机

2台

SJB-2

2

散装水泥罐

1个

50t

3

灰浆搅拌机

4台

Y112M-6

性能良好

4

泵浆机

4台

UB-34K、33L/min

性能良好

5

流量计量机

1台

LD-8111-A型

性能良好

6

水泵

2台

1.5KW

性能良好

7

发电机

1台

200KW

性能良好

8

挖掘机

1台

性能良好

7.试桩具体施工过程

7.1.施工准备

7.1.1.现场准备工作

（1）施工场地清表30cm后，确保施工场地无树根、砖块、杂物等影响桩机施工，压实度不小于85%。

单个水泥罐基础尺寸为4m×4m，采用HRB400Φ16钢筋网片铺设，间距0.3m×0.3m。

浇筑35cm厚C20混凝土，混凝土浇筑前预埋4块0.35m×0.35m的钢板（带螺栓），用于固定水泥罐。

（2）钻机进场组装调试完毕，水泥浆搅拌设备安装完成，各种计量设备（压力表、水泥电脑喷浆自动记录仪、波美比重计）标定合格，并调试。

成桩深度、垂直度在机架上标记或设置完成。

施工现场直接临时用电由柴油发电机接入，各种用电设备线路连接规范。

（3）试桩现场设立标志标牌，明确施工段落、施工单位、机长姓名、桩长、桩距、原材料产地、进场时间、数量等方面内容。

图7.1.1-1标示标牌示意图

（4）为规范水泥浆配制，项目部为每台桩机配备一个地磅、一个制浆桶、一个下浆桶，将地磅水平安放在制浆桶下方，称重出制浆桶重量（或制浆桶安放后去皮）然后计算出每个搅拌桩水及水泥用量，水称重后在桶内划出明显刻度，再按照水灰比添加水泥，均匀搅拌后再在桶内划水泥浆刻度线，详见下图：

7.1.1-2现场计量设备

（5）施工用水采用地表水，用水泵抽取直接使用。

（6）施工前应做好管线调查，施工场地有管线需做好管线保护工作。

（7）施工前应做好机械设备安装、调试检查工作。

（8）做好供水供电、夜间照明等工作。

（9）开工前办理有关施工手续及申报工作。

（10）施工场地布置按照文明施工的要求及总体进度安排。

7.1.2.技术准备

（1）熟悉施工图纸及设计