04软土地基粉喷桩施工技术.docx
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04软土地基粉喷桩施工技术
软土地基粉喷桩施工技术
编制:
曾鸿锦审核:
姜雪强
审定:
公司技术中心
1工程概况
1.1工程概况
本工程为新建铁路新广州站花都货场，主要包括3个货专、1个五专、1个煤专、1个物专，为新广州站的货物转运地。
其里程分别为货1线（DHG1K0+460～+715段）、货2线（DHG1K0+335～+640段）、货3线（DHG1K0+455～+590段）、货物站台及走行线（DHG1K0+385～+640段）
煤专（DHG2K0+085～+465）、物专线及货物站台（DHG2K0+110～+495）、五专线及货物站台（DHG2K0+110～+340段）、围墙收坡及公路（DHG2K0+110～+465段）。
1.2工程地质、水文状况
货场位于广州市白云区神山镇，地貌属珠江三角洲冲积平原区；地势平坦开阔，略有起伏，沟塘极为发育；场地内有水田、旱地、鱼塘、果地，货场两侧为居民区，西侧为铁路线。
表层人工填土，杂色，厚0～2m；粉质粘土，棕黄、棕红、灰色，软～硬塑，厚0～5m；粉细砂及中砂层，灰白、褐黄松散，饱和，厚0～4m；淤泥质黏土，灰、灰黑色，流塑，厚4～6m。
粗砾砂，中密，饱和，厚度大于7m。
下伏灰岩，局部岩溶较发育。
地表水及地下水发育。
本货场软基加固，采用搅拌桩加固，桩径为0.5m，按梅花型布置，桩长7.5～14.8m（硬底以下1.0m）。
其中DHG2K0+110～+465段左侧及DHG2K0+360～+465段右侧设置围墙，其围墙处设路肩挡墙收坡。
路堤地段基底铺设0.5m厚砂砾石垫层，中间铺设80型经编土工格栅。
2施工方法
粉体喷射搅拌桩法是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的粉喷桩机边钻进边往软土中喷射泥干粉，在地基深处就地将软土和固化剂（粉体）强制搅拌，使喷入软土中的固化剂与软土充分拌合在一起，由固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学作用，形成的抗压强度比天然土强度高得多，并具有整体性、水稳性的水泥加固土桩体，由若干根这类加固土桩柱体和桩间构成复合地基。
3施工工艺
粉体喷射搅拌桩施工工艺流程见图3.0-1。
图3.0-1粉体喷射搅拌桩工艺流程图
（1）桩机就位
粉喷桩机就位，对中桩中心，对中误差不大于50mm，垂直偏差不大于1%。
（2）搅拌下沉
启动粉喷搅拌钻头，钻头边正方向旋转钻进，同时开动空压机往钻头喷射压缩空气，利于钻进，防止堵塞喷射口。
直至钻到桩底设计标高。
钻进速度1.0m/min，钻头旋转速度60r/min。
（3）提升喷粉搅拌
启动粉体发送器，利用压缩空气将水泥粉喷送至钻头，同时使搅拌钻头一边反向旋转一边提升搅拌，使土体和水泥粉充分拌合，直到提升至距地面30～50cm或高出设计桩顶50cm时，停止喷粉。
深度误差不大于23～70cm，喷粉压力控制在0.4～0.6MPa，水泥配合比50kg/m，提升速度1.0m/min，旋转速度60r/min左右。
（4）下沉复搅
钻头再次下沉搅动桩体，不再喷粉，复搅至桩底。
（5）重复搅拌提升
按步骤3，重复提升搅拌至地面，不喷粉（如第一次喷粉量不足时可补喷）。
直至将搅拌头提升到地面。
为提高桩身强度，必要时在桩顶下2～3m范围内再次进行复搅。
（6）成桩完毕
连同步骤2、3、4、5共进行了“一次喷粉、四次搅拌”（一次初搅、三次复搅），即完成桩的试验作业。
然后桩机移位至另一试验桩位，施工下一根试验桩，试验工艺。
4质量控制标准及检查方法
4.1质量控制标准
粉体喷射搅拌桩的允许偏差及检查方法见表4.1-1。
项目
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
主控
项目
1
水泥质量及外掺剂质量
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
钻孔取芯、或其他规定方法
4
荷载试验
设计要求
按规定办法
一般
项目
1
钻头提升速度
m/min
≤0.5
量机头上升距离及时间
2
桩底标高
mm
±200
测机头深度
3
桩顶标高
mm
+100，-50
水准仪（最上部500mm不计入）
4
桩位偏差
mm
＜50
尺量
5
桩径
＜0.04D
尺量（D：
桩径）
6
垂直度
%
≤1
经纬仪
7
搭接
mm
＞500
自动记录仪
8
每米喷粉量
47kg
自动记录仪
表4.1-1粉体喷射搅拌桩的允许偏差及检验方法
4.2检查方法
（1）检查现场记录
应检查施工队记录表所列内容是否齐全：
施工桩号、施工日期、天气情况；
喷粉压力、管道压力；
钻机转速；
钻进速度、提升速度；
每米喷粉量；
复搅深度。
（2）施工场地的地质情况可能跟设计不一样，要据实际情况调整工艺参数，以满足实际要求。
（3）施工时要严格控制钻进速度、提升速度、喷粉量及空气压力，控制下钻深度、喷粉高程及停灰面，桩端应原位搅拌约2min，以确保成桩质量。
（4）在施工时要严格按照粉体喷射搅拌桩施工配合比施工，每米47kg水泥，要严格控制水泥用量。
现场技术人员要每天将电脑小票上所反应的数据进行核查
（5）技术组在每天下午5：
00及时收取记录器打印记录，并校核时间、桩号的连续性等，防止出现弄虚作假现象。
每日施工结束后，所有原始记录（打印小票应附后）应由驻地监理检查合格后签字认可。
（6）项目队物机部每天下午5：
00对水泥用量进行统计并与技术组进行配合及时与桩延米数量进行对比，工区技术人员要将当天施工所用桩总根数、总延米数量、水泥用量、几台搅拌机开钻及机械在钻进过程中所出现的突发事情都应记录在当天的施工日志中。
当两者误差大于5%时，必须查明原因后方可在打印记录上签字认可或采取补桩等处理措施。
（7）技术人员应核对桩的深度和成桩时间，如果深度相差较大或相同深度的桩成桩时间相差很大，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，应及时查出原因，若影响成桩质量应采取补桩处理。
（8）现场技术人员应根据钻杆的提升速度、地质情况（熟悉水泥搅拌桩机在什么样的地质条件下钻进时间）、每台桩机的日工作量等，确定每日完成延米数和每根桩的施工时间
如果某台桩机完成的延米数超过规定值较多或某根桩记录器打印记录显示时间少于规定值较多，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。
5机械设备检验、操作要求及注意事项
5.1机械设备检验及操作要求
（1）施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录操作时间、深度、喷粉量、桩位编号、施工时间等参数，防止伪造施工原始记录。
（2）桩机上的气压表、转速表、电流表必须经过标定，不合格的仪表必须更换。
（3）每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。
（4）送灰工应注意电子称的显示，随时调整阀门、风压，保证送灰量的准确性。
（5）粉喷机均考虑了提升速度与搅拌头转速的匹配，搅拌头每搅拌一圈提升15mm，从而保证搅拌桩的均匀性。
（6）为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，应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。
5.2注意事项
（1）下沉钻头钻进时，应根据土质软硬，选择档次。
时时注意电流的变化，及时换挡。
（2）当慢档下沉或搅拌时，电流过大，应查清原因，避免损坏转盘、变速箱或钻杆。
（3）施工过程中应定时检查成桩直径及搅拌的均匀程度，搅拌头的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于10mm。
搅拌机的入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时，应减慢升、降速度或补给清水，一旦发生停钻、卡管现象，应立即切断电源，将搅拌机强制提起以后，方能重新启动电机。
（4）机具下沉搅拌中如遇有硬土层，阻力大、下沉慢且搅拌钻进困难时，应增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压，尽量不采用冲水下沉搅拌；
在施工过程中，如中间喷粉中断时，第二次喷粉接桩的喷粉重叠长度不得小于1m。
当粉喷水泥搅拌桩桩长大于10m时，其底部喷粉阻力较大，应适当减慢钻杆提升速度，以确保水泥喷入量。
当搅拌头达到设计桩底以上1.5m时，应立即开启喷粉机提前进行喷粉作业。
由于固化剂从料罐到喷灰口有一定的时间拖延，严禁在没在喷粉的情况下进行钻机提升作业。
当搅拌头提升至桩顶设计标高以上10～30cm时，喷粉机应停止喷粉。
提升喷粉搅拌时不能使用快挡，不论设计喷粉量的大小，均宜选择慢档提升，以保证搅拌均匀。
搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm。
施工时要严格控制钻进速度、提升速度、喷粉量及空气压力，控制下钻深度、喷粉高程及停灰面，桩端应原位搅拌约2min，以确保成桩质量。
将搅拌钻头提升距地面30～50cm（或高出设计桩顶50cm左右）时关闭粉体发送器，停止喷射粉体材料，以防粉体溢出地面。
对机器的检查：
①检查链条有无破损的地方；②检查钻头的磨损量，钻头的磨损量不能超过10mm（货场的地质情况以3d换一次为宜）；③检查行走部位有无松动；
6质量控制措施
6.1原材料质量控制
原材料按质量要求由专人采购与管理，采购人员和施工人员之间对各种原材料应有交接记录。
在货场场区内设置一可存放300t水泥的水泥库，原材料需进库，应通知监理进行旁站，对原材料的品种、规格、数量以及合格证书等进行验收方可进场。
对于检验不合格的原材料，应按有关规定清除出场。
原材料进库后，应及时建立“原材料管理台帐”，内容包括材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、“合格证书”编号、“复试检验报告”编号、检验结果以及进货日期等。
“原材料管理台帐”应填写正确、真实、齐全。
原材料有符合工厂化生产的堆放地点和明确的标识，标明材料名称、品种、生产日期和进厂（场）日期。
原材料堆放时有堆放分界标识，以免误用。
在每台机器粉体发送器旁配置一帐篷（5m×5m，存量约为50t），帐篷底用间隔0.5m的枕木并排铺设，枕木上隔置一层竹夹板，用来堆放水泥，当固化材料（水泥）进场以后对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收合格后方可进场。
对于检验不合格的原材料，应按有关规定清除出场。
袋装固化材料在运输和存放期间用专用库房（货场内设置有中心水泥仓库）存放，不得露天堆放，且特别注意防潮。
做好材料堆放场地的地面排水及防雨工作，保持水泥的干燥。
对已受潮的水泥应按有关规定清除出场。
6.2钻孔的质量控制
严格控制搅拌桩的垂直度。
在搅拌机就位时将其调整平整、垂直，在钻进过程中做必要的检测；
6.3质量检验
施工前应检查水泥合格证书、需答桩位是否错误、搅拌机的工作性能，各种计量设备。
施工中应检查机头提升速度，水泥注入量，搅拌桩的场地及标高。
搅拌桩应在成桩后7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探击数用对比法半段桩身强度。
检验桩的数量应不少于已完成桩数的2%。
施工记录是反应每根桩施工全过程的真实情况，应按规范规定的内容填写，应做到详尽、完善、真实并及时汇总分析，凡是需要了解的施工问题，要都能从施工记录表中找出问题所在。
6.4外观鉴定
（1）桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。
（2）搅拌均匀，凝体无松散。
（3）群桩桩顶齐，间距均匀。
7安全保证措施
（1）搅拌机安设时，做到支撑稳定牢固，并做好防护设施，谨防机具倾斜和高空坠物。
（2）搅拌机钻孔时，没有施工的孔口均加防护盖，钻机作业人员均戴好安全帽。
7.1施工机械安全保证措施
各种机械操作人员和车辆必须要有操作合格证，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
操作人员按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的检查保养制度。
保持机械操作室整洁，严禁存放易燃易爆物品。
不酒后操作机械，机械不带病运转、超负荷运转。
定期组织机电设备、车辆安全大检查。
对检查中查出的安全问题按照“三不放过”原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
搅拌钻机安设时，做到支撑稳定牢固，并做好防护设施，谨防机具倾斜和高空坠物。
启动前应检查并确认钻机各部件连接牢固，传动带的松紧度适当，减速箱内油位符合规定，钻深限位报警装置有效。
作业中，当需改变钻杆回转方向时，应待钻杆完全停转后再进行。
钻机运转时，必须有专人看护。
钻孔时，严禁用手清除搅拌叶片中的泥土。
发现紧固螺栓松动时，应立即停机，在紧固后方可继续作业。
作业后，应将钻杆及钻头全部提升到孔外，先清除钻杆和搅拌叶片上的泥土，再将钻头按下接触地面，各部制动住，操纵杆放到空档位置，切断电源。
8施工原始记录资料
9施工过程中的图片
粉体喷射搅拌桩机正在施工中已完粉体喷射搅拌桩芯样
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