水泥搅拌桩施工方案.docx
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水泥搅拌桩施工方案
水泥搅拌桩冬季施工方案
1编制依据及原则-2-
1.1编制依据-2-
1.2编制原则-2-
2工程概况-3-
2.1地理位置-3-
2.2水文气象-3-
2.3主要地质特征-3-
2.4桥头路基处理-3-
2.5主要工程数量-3-
3施工准备-3-
3.1人员准备-3-
3.2技术准备-3-
3.3施工材料准备-4-
3.4机具准备-4-
3.5施工注意事项-5-
4冬季施工基本技术要求-5-
4.1冬季施工的定义-5-
4.2水泥浆施工要求-5-
5施工工艺-6-
5.1工艺流程-6-
5.2施工准备及测量放样-8-
5.3钻机就位及调直-8-
5.4施工工艺试桩-9-
6劳动组织-10-
7热工计算-10-
8质量控制措施-13-
8.1质量要求-13-
8.2质量控制-13-
8.3质量检验-14-
9安全保证措施-14-
10环境保护及文明施工-15-
10.1环境保护措施-15-
10.2文明施工-15-
1编制依据及原则
1.1编制依据
1.2编制原则
严格遵循招标文件、设计文件及相关技术验收规范，科学组织，均衡施工，确保安全、质量、工期满足要求。
合理配置相应资源，保证施工过程正常进行。
严格执行公司各项管理体系，确保安全文明施工、环境保护处于受控状态。
2工程概况
2.1地理位置
2.2水文气象
2.3主要地质特征
2.4桥头路基处理
本工程跨线桥桥头引路段，路基填土较高，具体处理方法如下：
路基坡脚范围内施做水泥搅拌桩深层处理，桩间距1.5m，桩长10m，三角形布置。
东西侧引路路基下水泥搅拌桩平均长度50米，挡土墙下平均长度105米。
桩顶铺设30cm厚级配碎石，再铺设一层钢塑格栅，上面再铺设一层厚为20cm的级配碎石，形成总厚度为50cm的级配碎石褥垫层。
路基范围内填筑石灰粉煤灰。
为了保证路基边坡植被存活，边坡外侧1m采用素土包边。
2.5主要工程数量
表1主要工程数量统计表
序号
位置
主要处理措施
平均处理长度
平均处理高度
平均处理宽度
桩长
桩径
间距
桩顶标高
砂或碎石垫层厚度
水泥搅拌桩
L（m）
H（m）
B（m）
L（m）
D（m）
a/b（m）
（m）
（m）
根
总长（m）
1
跨线桥桥头处理
路基下
40.0
4.32
28.0
10
0.50
1.5/1.5
2.34
0.50
2418
24180
3施工准备
3.1人员准备
项目部冬季施工生产领导小组如下：
3.2技术准备
（1）以确保施工质量及生产安全为前提，制定施工技术方案（措施）或专项方案及技术交底。
（2）合理施工部署（进度安排），加强施工人员技术培训（测温人员），合理安排劳动力计划、保温材料计划，强调施工操作要点、质量控制要点及检测项目。
（3）做好对施工用水进行加热的技术准备，加热设备采用加热棒进行加热，加热棒数量依据现场室外实际温度进行添加。
3.3施工材料准备
水泥浆采用325#普通硅酸盐水泥拌和而成,要求新鲜无结块,入罐时经筛网过筛,最大粒度不超过5mm,不含有纸屑、塑料布、石子等杂质。
其质量、规格应符合设计要求，并具有出厂质保单及出厂试验报告，确保在有效期内使用。
运到工地的加固料（水泥），应对水泥质量进行抽样检验，抽样试验频率根据甲方及监理工程师意见定，每批量100吨做1组。
试验结果报监理工程师签认后方可投入使用。
3.4机具准备
名称
规格与技术性能
用途
数量
搅拌桩机
PH-5A型,加固深度≤18.5m,成桩直径≤700mm,钻机转速27.0~80.6r/min,提升速度0.57~1.70m/min,液压步履,纵向1.2m,横向0.5m,接地比压≤0.027N/m㎡；电机功率45KW,重量8t
钻孔、喷浆、搅拌
（配两台发电机）
3台
水泥罐
容量1.3M3,设计压力0.6MP,拌浆机，旋转供料器、电子计量系统。
贮存浆料和加压输送
3个
加热棒
5kw
对施工用水加热
15个
水泵
1.5kw
抽取施工用水
6台
柴油发电机
50kw
进行水发电加热
3台
拟增加2套机械设备组织施工生产任务，每套设备主要机具包括：
搅拌桩机、配套水泥罐及喷浆系统、加热装置（加热棒）等。
搅拌桩机由液压机步履底架、井架和导向加减压机构、钻机传动系统、钻具、液压系统、喷浆系统、电气系统等部分组成。
表2搅拌桩施工主要机具规格与技术要求
3.5施工注意事项
（1）水泥搅拌桩施工前应根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入比。
水泥掺入比一般在15％～18％之间，且不能低于55.0Kg/m。
（2）每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩（位置选择在桥头密集段的边坡范围），以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等。
一般情况下，水灰比为0.5:
1；钻进、提升时管道工作压力0.1～0.2MP，喷浆时管道工作压力0.4～0.6MP；钻进速度≤1.0m/min，提升速度≤0.5m/min。
（3）按照设计图表的要求进行施工放线、确定桩位，并对场地进行大致整平。
（4）搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备正常后就位。
（5）项目部必须根据试桩得到的最佳灰浆稠度、工作压力、钻进及提升速度等技术参数，制定质量控制措施及施工组织设计（包括打桩顺序），上报监理工程师批准后方可开工。
4冬季施工基本技术要求
4.1冬季施工的定义
当室外日平均气温连续5天低于5℃时或最低气温低于-3℃时，即进入冬季施工，需要采取冬季施工措施。
4.2水泥浆施工要求
（1）搅拌水泥浆前，应先经过热工计算，并经试拌确定水需要预热的最高温度，保证水泥浆的入模温度不低于5℃。
水泥可在使用前运入暖棚进行自然预热，但不得直接加热。
（2）当需要对水进行加热处理时，水的加热温度不宜高于80℃。
（3）水泥浆的搅拌容器应有保温设施。
（4）定期检测水、水泥加入搅拌机时的温度，以及水泥浆搅拌、喷浆时的环境温度，每一盘水泥浆至少检测1次。
5施工工艺
5.1工艺流程
图1水泥搅拌桩施工工艺框图
施工准备
↓
放线定位
↓
钻机就位
↓
调平机身
↓
钻进
↓
达设计深度停钻
↓
边喷浆、边搅拌提升预定的停浆面
↓
重复搅拌下沉至设计加固深度
↓
提升至设计桩顶
↓
重复喷浆桩径深度
↓
停主电机
↓
移机至下一个桩位
5.2施工准备及测量放样
a、搅拌桩施工前，备齐施工机械机具和材料，接通电力，施工劳力进场，进行打桩作业地点的地面表皮清除，查明地下线路管道情况后进行场地平整，桩位放线，一切准备就绪后，进行搅拌桩作业。
b、场地清理：
施工前，按技术规范要求进行场地清理。
整平清理后的场地，填写报验单，经监理工程师验收合格签字确认后，方可进行下道工序施工。
c、布桩图：
开工前，根据施工设计图按各分段里程画出布桩图。
布桩图上标明线路中心、里程、每个桩编号、量出设计桩长，布桩图报设计单位，监理工程师，甲方验收确认后，方可施工。
d、桩位布置原则：
西南侧桩位号布置：
（K142+093~K142+150.3）横桥向，由南向北分别为1~17排,顺桥向为1排1到1排73排序，其他依次排序。
（K142+038~K142+093）横桥向布置由南向北分别为1~5排，顺桥向布置为1排1号~1排68、2排1~2排68依次排序。
东南侧桩号布置：
挡墙基础下（K142+594~K142+540）横桥向为1,2,3,4~268依次排序，挡墙基础下（K142+540~K142+505.216）横桥向为1,2,3,4,5~220依次排序，路基基础下（K142+547~K142+505.216）横桥向为1排~21排，顺桥向为1排1~1排22、2排1~2排22依次排序。
e、测量放样：
对设计单位移交的导线点，水准点，施工前会同甲方和监理工程师进行复核，确认无误后使用。
测量人员按施工设计图，进行搅拌桩桩位、原地面标高等有关测量工作。
测量放样记录及布桩图等，应报请甲方和监理工程师复核抽查，并填写测量放样报验单，经甲方和监理工程师审查签认。
f、水泥土强度试验：
施工前应详细了解各施工现场的地质情况，先取有代表性的土层位置，钻孔取出一定数量的试样土进行必要的软土物理性质、含水量、有机质含量试验和水泥土配合比强度试验，以验证软土的性质和设计的水泥土（搅拌桩）强度能否达到要求。
试验结果以书面报告形式提交甲方及监理工程师核实，如与原地质钻探资料和设计要求不符，则通知监理和设计方。
5.3钻机就位及调直
组装架立搅拌桩机。
检查主机各部的连接，液压系统、电气系统、喷浆系统各部分安装试调情况、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后，方可进行操作。
安装钻机时，将钻机对准桩位，调平桩机机身以保证桩的垂直度。
a、钻进：
桩机调正后，启动主电机钻进，待喷浆钻头接近地面时，启动加压喷浆。
钻深由深度尺盘确定，其数值应等于设计加固深度和桩机横移槽距地面高度之和。
b、钻至设计标高：
当深度尺盘达到预定数量后，停止钻进，钻头反转，但不提升，等待送料。
c、送料：
打开送浆阀门，开始送料。
d、提升钻头：
确认加固材料已到桩底后提升喷浆钻头，一般在桩底停滞2~4分钟，即可保证加固材料到达桩底，提升到设计标高时停止供料，停止供料深度应结合喷浆提升的速度确定。
在尚未喷桩的情况下严禁进行钻头提升工作。
e、停止提升：
打开阀门，然后关闭送浆阀，喷浆钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动两分钟，以保证桩头的均匀密实。
f、重复喷浆。
g、停机，将喷浆钻头提升到地面以上，停止主电机，停止空压机，填写施工记录。
h、桩机移位：
利用桩机液压系统，将桩机移到下一个桩位施工。
5.4施工工艺试桩
a．搅拌桩施工前必须分区段进行工艺试桩，以掌握适用该区段的成桩经验及各种操作参数。
成桩工艺试验桩不宜小于3根。
b．工艺试桩前，书面通知甲方和监理部门。
工艺试桩结束后，提交工艺试桩成果报告，并经甲方和监理工程师审查批准后，作为该区段搅拌桩施工的依据，无甲方和监理工程师的指令，不得任意更改。
工地工区长在粉喷桩施工时应向机组下达操作指令，并负责监督执行。
c．工艺试桩应达到如下目的：
①获取操作参数：
包括钻机钻进与提升速度，钻进持力层时孔底电流值，送料时管道压力、喷浆的叶片旋转速度、喷停料时间等。
②喷浆的均匀性。
③钻进、提升阻力情况及特殊情况施工处理措施等。
④在施工过程中若需要更换电流表、喷浆计量仪等影响施工技术参数的设备时，必须以书面报告形式提交甲方和监理工程师。
并在监理工程师的监督下试桩，重新确定施工技术参数，指导下阶段施工。
6劳动组织
由于本工程施工工期紧张，施工拟采用三班作业，24小时连续施工，每台水泥搅拌桩机工班由14人组成，外加现场管理人员1人，单班配备人员如下：
①班长1名。
负责施工指挥，协调各工序间操作联系，控制施工质量以及组织力量及时排除施工中出现的故障。
②操机工2名。
按照设计要求的施工工艺，正确操纵深层搅拌机的下沉和提升，观察和检查机械运转情况，做好维修保养。
③司泵工1名。
负责指挥灰浆制备和泵送水泥浆液，进行材料用量统计和记录泵送时间，负责使用联络信号与前台操机工，记录员联系，做好灰浆设备的保养和输浆管路的清洗。
④记录员1名。
负责施工记录，详细记录搅拌机下沉，提升时间，搅拌桩每米的灌浆量和施工中的各项参数，配合操机工正确操纵电气控制仪表，并负责使用联系信号与后台司泵工联系。
⑤拌浆工7名。
按设计要求的配合比制备水泥浆液，按司泵工指挥将浆液倒入集料斗，负责各种生产用料的运输和供应。
⑥机械工1名。
负责全套深层搅拌机械的正常运转和维修，定期检查搅拌头尺寸。
⑦电工1名。
负责全套深层搅拌机械电器设备（包括夜施工照明）的安装和安全使用。
7热工计算
（1）水泥浆冬季施工，在搅拌水泥浆前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和水泥需要的最高温度，保证水泥浆的入模温度在环境正温时，不低于5℃，环境负温时，水泥浆的入模温度不应低于10℃。
（2）温度控制热工计算
按水泥浆配合比在最不利的历史最低温度下来进行计算，得出拌合水需要加热的温度值。
（3）气象条件
本标段全年无霜期200多天，气温1月最冷，月平均-4°C～0°C，沿线土壤最大冻结深度0.6m以下，历史极端最低气温-11.7℃。
（4）计算依据
环境负温时，水泥浆的入模温度不应低于10℃，所以按10℃进行计算。
（5）计算取值
气温按历史极端最低气温-11.7℃进行计算，根据参考资料和以往的施工经验，对水泥进行覆盖保温，可保证水泥温度大于0℃，取值0.1℃。
（6）水泥浆拌和温度计算公式
水泥浆拌合物的热量，是由水泥和拌和水所供给，根据拌和前水泥浆原材料总热量，与拌合后流态水泥浆的总热量两者相等这一原则，即可求得水泥浆的拌和温度，其关系如下：
Ta∑WC=∑TiWC（ⅰ）
式中：
Ta—水泥浆的拌和温度（℃）；
W—各种材料的重量（Kg）；
C—各种材料的比热（KJ/Kg.K）；
Ti—各种材料的初始温度，式中等号的右侧，是按各种原材料分别计算，然后相加。
（7）水泥浆喷浆温度计算公式
水泥浆出搅拌机后的温度，称为喷浆温度。
Tj=Ta+（Tq-Ta）×（A1+A2+A3+……+An）（ⅱ）
式中Tj—水泥浆喷浆温度，取值为10；
Ta—水泥浆的拌和温度；
Tq—水泥浆喷浆时室外气温，取值-11.7。
A1、A2、A3、…An——为温度损失系数，其值如下：
浇筑过程中A1=0.003τ,τ为喷浆时间（以min计）；
其中A1=0.003×30=0.09，水泥浆喷浆按30min计算。
（8）计算总体思路
计算的总体思路如下：
根据设计要求，环境负温时，水泥浆的入模温度不应低于10℃。
取水泥浆喷浆温度为10℃，根据公式（ⅱ）反推水泥浆的拌和温度，然后代入公式（ⅰ），得出加热后的水温。
（9）计算过程
根据公式（ⅱ）得：
10=Ta+（-11.7-Ta）×0.090
求得：
水泥浆的拌和温度Ta=12.15℃
根据公式（ⅰ），用表格计算法如下：
表3
材料名称
重量W/（Kg）
（1）
比热
C/（Kj/Kg.K）
（2）
热当量Wc/（KJ/℃）
（3）=
（1）×
（2）
温度Ti/（℃）
（4）
热量TiWc/KJ（5）=（3）×（4）
水泥
55
0.84
46.2
0.1
4.62
拌合水
22.5
4.2
94.5
A
B
合计
77.5
/
140.7
/
4.62+B
备注
水泥浆拌和温度为（4.62+B）/140.7=12.15
计算得拌和水热量B=1704.885KJ
拌和水热量B=94.5A
计算出拌和水温度A=18.04℃
（10）结论
根据上述温度控制热工计算，计算得冬季气温与水需加热的温度对应关系大致如下：
表4
环境气温（℃）
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
水需加热的温度（℃）
17.93
17.79
17.64
17.49
17.34
17.2
17.05
16.90
16.75
气温（℃）
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
水需加热的温度（℃）
16.61
16.46
8.13
7.98
7.84
7.69
7.54
7.40
7.25
由上表可以看出：
要满足水泥浆入模温度不小于10℃，当气温不小于5℃时，拌和水可直接采用地下水；当气温等于0℃时，拌和水应加热至8.13℃方可；当气温等于－11℃时，拌和水应加热至17.93℃；若气温小于－11℃时，只需将水进行加热就能满足要求。
从历年的气温情况来看，本标段采用拌和水加热法能满足冬期施工的要求。
8质量控制措施
8.1质量要求
搅拌桩采用“四搅二喷”施工工艺，加固剂采用32.5号水泥，每米水泥用量55㎏，均匀搅拌。
单桩承载力设计值105KN以上，搅拌桩施工后地基承载力标准值不小于120kPa以上。
表5水搅桩施工允许误差
项目
桩距
桩径
垂直度
桩长
单桩水泥量
单位
mm
mm
%
mΦ
%
允许
±10
不少于设计
不大于1.5
不小于设计
不少于15
8.2质量控制
a、严格控制水泥等材料质量：
按照设计要求选用水泥的品种标号，并采取防潮、防雨淋措施，坚持先进库的水泥先用，后进库的水泥后用，避免水泥因放置时间长使标号降低。
b、加强管理工作：
制定具体的施工管理措施和适用的施工方法，对施工人员进行技术培训、技术交底、使作业人员心中有数。
指派技术水平高、精通地基加固知识的技术人员作技术指导或现场负责，使施工全过程处于规范化、规程化控制状态。
配备完整的制桩设备，具有可靠性和配套性机械，满足设计要求。
电脑自动记录仪要定时校对，保证其完好性。
c、确保加固桩体强度和均匀性：
施工时派人做好成桩记录，详细记录每根桩的位置、编号、喷浆量及喷浆深度等，发现问题及时纠正或采取补救措施。
成桩过程派专人监视发送设备，避免输浆管道发生堵塞。
严格按要求控制喷浆量和提升速度，以保证桩体内每一深度均得到充分拌合。
为保证成桩直径及喷浆均匀性程度，对使用的钻头定期复核检查，对直径磨耗过大的钻头进行维修和更换。
d、加固效果检查：
在桩的不同部位切取试块，送至试验室分割成与室内试块相同尺寸的试件，比较相同龄期室内外试块强度。
8.3质量检验
水泥搅拌桩施工完成28d后进行质量检验。
（1）静载试验
单位工程桩数小于1000根时，每个工点至少做3根单桩承载力试验。
大于1000根时，取单位工程桩数的3‰确定静载试验桩数。
不满足要求时应将测试结果应及时反馈给设计单位。
（2）触探及抽芯检验
抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰，单位工程桩数小于1000根时，至少做3根。
桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足如下要求：
桩顶～2/3桩长范围：
≥0.80MP；2/3桩长～桩尖范围：
≥0.60MP。
（3）试验桩位置
静载试验与抽芯检验的具体位置应布置均匀，不可集中于一处。
具体桩位应在检测之前由监理工程师根据施工现场情况确定。
（4）水泥搅拌桩单桩承载力要求
复合地基承载力不得小于120KPa，10m水泥搅拌桩单桩承载力不得小于105KN。
9安全保证措施
坚持“安全生产,预防为主，综合治理”的方针,加强班组管理。
制定控制事故的安全生产责任制。
在本工程施工中,杜绝伤亡和火灾事故,把隐患消除在萌芽状态,确保本工程安全生产。
A、设立专职安全员并建立24小时旁站制度，及时纠正和消除施工中出现的不安全苗头。
B、对施工人员定期进行安全教育和安全知识的考核。
C、工地设立明显的安全警示牌和安全注意事项宣传栏。
D、各类机械设备操作人员必须持证上岗，无证人员或非本机人员不得上机操作。
E、场内的电路布置要规范化，电器开关设在防雨防晒的电器箱柜内，距离地面不小于1.5m。
10环境保护及文明施工
10.1环境保护措施
（1）在机械化施工过程中，要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等的污染，以保障人民的健康，运转中尘埃过大时要及时洒水。
（2）对清理场地的表层腐植土，砍伐的荆棘丛林等废料，要运至指定的地点进行废弃。
（3）清理施工机械、设备及机械的废水、废油等有害物质以及生活污水，不得直接排放与河流、池塘或其他水域中。
也不得倾泻于饮用水源附近的土地上，以防污染水源和土壤。
10.2文明施工
（1）文明施工：
确保达到指挥部、天津市安全文明标准化工地要求，并达到争创省标准化工地要求的评定标准。
（2）文明施工措施。
a、施工现场项目经理部（施工队）成员必须佩戴上岗证，实行标准化管理。
b、管理人员在对操作人员明确责任、安排进度、质量、安全生产的同时，向操作人员明确文明施工，严禁野蛮施工；对施工区域或危险区域，设立醒目的警示标志，并采取警戒措施。
c、施工人员统一发放劳保用品，做好相关工作。
d、进入施工现场的所有人员必须戴安全帽。
e、严格执行各项卫生制度，包括工地保洁，场容卫生检查等，建筑及生活垃圾集中堆放并及时清运，保持工地环境的整洁。
f、职工的饮食、饮水、住宿环境等符合卫生要求。
g、勤保养机械设备，尽量减少正常噪音，防止敲击金属器具，避免人为产生噪声，创造良好文明施工条件。
h、现场材料堆放整齐。
并挂标识牌。
标识牌必须注明产地、规格、质量情况及复验结果。
（3）派专人对施工现场、环保进行监察，加强工地的宣传教育，发现问题及时整改。
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