水泥搅拌桩施工方案.docx

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水泥搅拌桩施工方案

水泥搅拌桩施工方案

1编制依据及原则

1.1编制依据

（1）长珠潭城际轨道交通项目工程施工总承包《招标文件》、招标补遗、答疑书及项目投标文件。

（2）本工程招标图纸和现已到位的设计图纸、及我单位与业主签订的《工程施工总承包合同》。

（3）已经批准的长珠潭城际轨道交通新塘至洪梅段CZT-2标实施性施工组织设计；

（4）已经批准的长珠潭城际轨道交通新塘至洪梅段CZT-2标路基工程实施性施工组织设计；

（5）中铁第四勘察设计院集团有限公司长珠潭城际轨道交通项目工程设计技术交底及相关地质补勘资料。

（6）JXDK0+024.76-JXDK2+002中堂动车运用所软土路基设计图（图号：

穗莞深新洪段CZT-2施（路）-1）。

（7）JXDK0+024-JXDK2+003.36中堂动车运用所及综合维修工区平面布置图及横断面图（图号：

穗莞深新洪动施（站）-1-7及穗莞深新洪动施（站）-2-7）。

（8）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）。

（9）《复合地基技术规范》（GB/T50783-2012）。

（10）《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）。

（11）国家和铁路总公司现行的设计、施工、验收采用的规范、规程规则和标准。

（12）本工程项目所明确的现行有效的有关设计、施工、验收规范、规程、标准及有关法律、法规等。

（13）公司内部有关施工技术管理、工程质量管理、安全生产管理、文明施工管理的规章制度及办法。

1.2编制原则

（1）确保“工期”的原则

根据业主对本标段的工期要求，编制科学、合理、周密的施工方案，合理安排进度，实行网络控制，搞好工序衔接，实施进度监控，确保实现工期目标，满足业主要求。

（2）“文明施工”原则

严格按照建设部《建设工程施工现场管理规定》和广东省省级建筑施工文明工地施工管理规定组织施工。

（3）确保“安全第一”的原则

安全生产是企业永恒的主题，施工生产永远将安全放在第一位。

所有技术措施、施工方案和现场调度等以确保安全为主，进行编制和指挥。

（4）严格遵守规范、标准的原则

严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和技术标准。

贯彻执行国家和地方政府的方针政策、法律法规。

（5）环境保护的原则

施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。

施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并达到规定的标准后方可排放。

2工程概况

2.1工程简介

长珠潭城际轨道交通新塘至洪梅段站房、区间房屋及中堂动车运用所工程CZT-2标段位于广州市和东莞市境内，本标段有大量软基处理。

主要形式有高压旋喷桩、水泥搅拌桩、塑料排水板，其中水泥搅拌桩的分布及布置如下：

JXDK0+035～JXDK1+570段，两侧旋喷桩加固区中间的地基，采用塑料排水板结合水泥搅拌桩加固，塑料排水板间距1.5m，正三角形布置，加固深度同旋喷桩；塑料排水板加固范围内在塑料排水板之间插入水泥搅拌桩与排水板相间设置，搅拌桩间距也为1.5m，柱径0.5m，正三角形布置，桩长6～12m。

JXDK1+570～JXDK2+010段，基底采用水泥搅拌桩加固，桩间距为1.3m，直径0.5m，正三角形布置，加固深度至地层

（2）-1以下硬底内1.0m，桩长5.6～15.0m。

上行线特大桥的14#、15#、16#、17#、桥台为现浇支架要做地基处理，共有1224根桩，桩径0.6的14688米水泥搅拌桩；上行线特大桥和下行线特大桥的桥台锥体要做地基处理，合计有60根桩，桩径0.6m的720米水泥搅拌桩。

动车所四线库中，10～11轴的整体道床部分需要做搅拌桩地基处理，搅拌桩直径为0.5m，间距0.9m，置换率m为0.28，桩顶设置300厚的砂夹碎石褥垫层，桩长约18m，要求桩端进入粉质粘土层内＞3m，复合地基承载力特征值不低于120KPa，单桩承载力不低于80KN。

2.2地质情况

（1）地形地貌：

属冲积平原及滨海平原地貌，地形平坦开阔，地势起伏不大，地面高程1m-3.5m。

沿线河道纵横，水塘密布，大部分地段为农田、芭蕉林等，局部地段辟为民居，厂房。

（2）地层岩性：

表层为Q4ml素填土，层厚0-2.2m；下为淤泥，褐灰色，流塑，厚达5-21m；局部地段中间夹薄层中砂，褐黄~褐灰色，饱和，稍密，层厚0-4m，粉质粘土，褐黄~褐灰色，软塑，层厚约0-6m；粉质粘土，褐黄~褐灰色，可塑，层厚约0-6m；中砂褐黄~褐灰色，饱和，中密~密实，层厚2-7m；粗砂，褐黄~褐灰色，饱和，中密，层厚2-6m；细圆砾石，褐灰色，饱和，中密，层厚2-6m；细圆砾石，褐灰色，饱和，中密，层厚4-6m；下伏N泥岩、泥质砂岩，灰黑色，强风化~中风化，全风化层厚度约1-6m，强风化厚度约1-4m。

（3）水文地质条件：

主要为孔隙水及基岩裂隙水，孔隙水水量较丰，具承压性。

2.3主要工程数量

软基水泥搅拌桩工程数量表

部位

工程里程

水泥搅拌桩

起点里程

终点里程

桩径（m）

根数

延米数

路基

JXDK0+035

JXDK2+010

0.5

117844

1071908

动车所

0.5

13589

163068

综合区

0.5

1220

14640

桥梁

0.6

1284

15408

合计

133937

1265017.27

2.4施工注意事项

（1）水泥搅拌桩采用P.O42.5级及以上普通硅酸盐水泥，桩身90天水泥土无侧限抗压强度不低于1.0MPa；施工前应通过工艺性试桩，掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数并进行室内配方试验，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、龄期满足设计要求，并了解强度增长和龄期的关系。

配制的灰浆应流动性好、便于泵送、喷搅，要求掺入水泥量不少于15%。

（2）地基加固处理水泥搅拌桩待施工完成28天后，经检测满足规范、设计要求后，方可进行上部施工。

桩顶设0.5m厚中粗砂垫层，内铺设一层双向土工格栅，两侧各折回不小于2.0m，抗拉强度不小于110KN/m。

（3）竖向承载搅拌桩复合地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基荷载试验和单桩荷载试验。

（4）水泥搅拌桩施工前应按规定进行地质核查，若实际地质资料与设计资料不相符时，尤其是比设计资料中地质条件差时，应及时报设计院重新检算，调整桩间距或桩长。

如现场实际地质情况与设计一致，按设计桩长与桩间距施工。

地基加固施工顺序：

表层淤泥平整场地预填土（不超过1米，满足设备进场条件即可）水泥搅拌桩施工插塑板施工填筑。

3施工准备、部署

3.1施工管理组织

为了加强建设项目管理、全面履行合同、控制建设投资，确保工程建设工期、质量、安全、保护生态环境，全面实现建设目标，针对本工程的意义和特点，并根据工程需要和招标文件要求，结合我单位的实际情况，将择优选调富有城际轨道交通、桥梁、路基、房建、轨道施工经验的管理和技术人员组成项目经理部，高起点、高标准地负责本标所有工程的施工组织管理工作。

根据本工程的特点，拟采用项目部、架子队两级管理模式进行本项目管理。

成立“中铁五局（集团）有限公司穗莞深城际CZT-2标项目经理部”，项目领导6人，按精细化管理要求设置“五部两室”，分别为工程部、工经部、安质部、财务部、物机部、综合办公室和试验室。

项目部根据专业化划原则共4个架子队负责本项目工程的施工，在各施工队下设各专业的施工班组。

项目管理机构图见图1长珠潭城际轨道交通CZT-2标项目部组织机构图。

中堂动车所水泥搅拌桩由长珠潭城际轨道交通CZT-2标项目经理部站场架子队负责组织施工，站场架子队设队长1名、技术主管1名、副队长1名，下设技术员、安全员、质检员、试验员、核算员、出纳员和资料员，计划安排7个水泥搅拌桩班组，每个搅拌桩班组配置6～10台搅拌桩机。

详见附图2水泥搅拌桩施工组织机构图。

主要管理人员一览表

序号

职务/工种

姓名

备注

1

项目经理

余光辉

2

总工

陈岳林

3

安全负责人

杨金堤

4

质量负责人

何洪斌

5

工程部长

刘永胜

6

安质部长

肖兴汉

7

机物部部长

许浩

8

试验室主任

郭丽云

9

架子队长

储永泽

10

技术主管

曹国梁

11

测量主管

谢峰

12

试验员

张晓波

13

试验员

陶海

14

测量员

刘建良

15

测量员

刘小龙

现场管理人员值班表

序号

工班

白班负责人

晚班负责人

1

水泥搅拌桩施工一班

沈明顺

朱朋飞

2

水泥搅拌桩施工二班

王云

杨振宇

3

水泥搅拌桩施工三班

赵宇飞

邹腾

4

水泥搅拌桩施工四班

陈果

曹磊

5

水泥搅拌桩施工五班

肖建群

范国民

6

水泥搅拌桩施工六班

崔凯

郭杰

7

水泥搅拌桩施工七班

曾文胜

陈宇

3.2施工前的准备工作

3.2.1施工用水用电

根据地质勘察及现场水样检查显示，东江水水质较好，且本建设场区位于城乡结合部，自来水网发达，水泥搅拌桩施工用水采用自来水和东江水配合使用。

本场区内高压电网发达，沿线路左侧有一档10KV高压线，工程用电可就近接入由于软基处理工期短，电力需求量大，为满足用电需要采用自发电为主，电网接电为辅的用电方案。

临电系统采用“三级配电，两级保护”方式供电。

施工用电从变压器引出到配电室，配电室内设总配电箱，根据用电用途将电源分配到各分配电箱，再接到设备的开关箱，实行三级控制，分级配电。

总配电箱内各回路开关电器的末级设置第一级漏电保护器，在开关箱中各回路装设第二级漏电保护器，实行两级保护，确保施工用电安全。

用电采用三相五线制供电（即TN-S）系统。

每台用电设备配备各自专门的开关箱，实行“一机一闸一漏”制，严禁用同一开关电气直接控制两台及两台以上用电设备（含插座），开关箱中必须装设漏电保护器。

3.2.2原材料的检测及进场储存

本工程水泥搅拌桩工期短、对水泥的需要量巨大，为保证水泥供应、解决水泥存储问题，计划在中堂动车运用所场区内沿纵向便道每隔400m米设散装水泥储料灌5处，中堂动车运用所软基处理共设水泥罐10个（每处2个），初步拟定在JXDK0+130、JXDK0+530、JXDK0+930、JXDK1+330、JXDK1+730处，间距400米，另沿施工便道每隔200米间距搭设一间活动板房，做水泥储备室，单个储备室最高可容纳40t水泥。

施工所用水泥为标号P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥进场后必须进行检测，合格后方可用于工程施工。

水泥进场后储存必须覆盖一层毡布对其进行严密遮盖，防止淋雨或受潮。

3.2.3机械设备

本工程使用的机械设备进场后，对其进行了调试、检验，设备处于良好的工作状态，可保证其能正常进行，并报监理单位验收通过。

设备分组编号按工班进行分类进行编号，例如水泥搅拌桩施工1班第一台钻机编号为SNJB-1-1。

3.2.4截、排水设施

根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。

3.2.5放线定位

按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。

3.3试桩

3.3.1试桩选择及目的

我标段将在JXDK0+835～JXDK0+845段进行水泥搅拌桩工艺性试验，试验桩根数定为18根，编号为SJBZ-1至SJBZ-18。

该段路基已完成地面平整工作，场地开阔，受干扰小，能在短期内完成试验，对后续施工有较好的指导作用。

试桩的目的是通过成桩性工艺试验，以达到以下目的：

（1）确定灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。

（2）确定钻机钻孔时的旋转速度和提升速度。

（3）确定注浆时注浆泵的工作压力。

（4）确定针对本工程的施工质量检验标准评价依据。

（5）检验施工设备及选定的施工工艺。

（6）桩身质量检测。

进行桩身完整性检测、桩身强度检测，确定无侧限抗压强度是否可以达到90d设计强度（1.0Mpa），为优化施工参数和水泥掺入量、水灰比提供依据。

3.3.2试桩设计施工参数及施工配备机具

目前，结合设计要求、相关施工技术规范、试验室现场取原状土验证的配比参数，搅拌桩试桩施工参数如下：

试桩施工参数表

机械技术性能

数值

机械技术性能

数值

搅

拌

机

搅拌轴数量（根）

1

起吊设备

提升能力（KN）

50

搅拌叶片外径（mm）

500

提升高度（m）

17

搅拌轴转速（r/min）

60

提升速度（m/min）

0.8-1.2

电机功率（KW）

37

接地压力（Kpa）

40

动力头重量（t）

1.5

技术指标

一次加固面积（m2）

0.196

灰浆制备系统

灰浆拌制台数×容量（L）

1×400

最大加固深度（m）

17

灰浆泵量（L／min）

33

工作效率（/台班）

100

灰浆泵工作压力（Kpa）

1500

总重量（t）

5

水灰比及水泥掺量表

水灰比

0.45

0.50

0.55

水泥掺量

15%

17%

15%

17%

15%

17%

每米用量（Kg）

（L）

水泥

47

53

47

53

47

53

水

21

24

24

27

26

29

水泥浆

36

41

40

45

43

48

试桩编号

SJBZ-1

SJBZ-2

SJBZ-3

SJBZ-4

SJBZ-5

SJBZ-6

SJBZ-7

SJBZ-8

SJBZ-9

SJBZ-10

SJBZ-11

SJBZ-12

SJBZ-13SJBZ-14SJBZ-15

SJBZ-16SJBZ-17SJBZ-18

3.3.3试桩施工

试桩施工方法及试桩施工要点详见水泥搅拌桩试桩施工方案。

3.4部署原则及管理目标

3.4.1部署原则

（1）满足施工安全、质量、进度、安全、文明、环保和职业健康要求。

（2）满足业主和设计要求，结合我单位施工特长、技术装备、施工经验和施工能力。

（3）按照“确保安全，提高质量，均衡生产，文明施工，降低成本”的思路进行。

3.4.2管理目标

1、质量目标：

按照验收标准要求，各检验批、分部、分项工程施工质量检验合格率达到100%；单位工程一次验收合格率达到100%；开通验收速度满足设计速度目标值；确保全部工程质量全面达到国家及行业工程质量验收标准。

2、安全目标：

（1）杜绝生产安全特别重大、重大事故；

（2）杜绝生产安全较大事故；

（3）防止安全一般事故；

（4）杜绝从业人员死亡事故；

（5）杜绝一般交通事故；

（6）杜绝一般B类及以上铁路交通事故；

（7）无重大火灾事故。

3、文明施工目标：

做到现场布局合理，施工组织有序，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净，实现施工现场标准化、规范化管理。

达到“一通、二无、三整齐、四清洁、五不漏”。

3.5施工安排

计划2014年10月23日至2014年10月28日完成试桩，2014年11月1日开工，配备38台水泥搅拌桩机首先在JXDK0+672～JXDK1+392的区域进行水泥搅拌桩的施工，从中间向两边推进，完成该区域后，再向其他区域平行进行施工，2015年3月31前完成中堂动车运用所路基水泥搅拌桩处理的施工，其他地段的水泥搅拌桩根据总体施工进度安排进行施工。

工程量大工期紧，需要科学的安排和精细的管理才能按时高质量的完成目标。

3.6劳动力组织

为了确保本项目能“优质高速”按时乃至提前完成，劳动力配备必须考虑如下因素：

1、根据工期要求及进度计划，各施工阶段的作业量和工种状况，劳动力的配备要充足,以满足劳动力调配的需要。

2、根据工艺要求配备专业施工人员，专业工种要齐全，技术资质满足要求，特别要优先选择干劲足，技术水平高的操作能手，以利于保证质量、进度。

3、加强机械管理和劳动力的科学调配，充分提高劳动效率。

劳动力配备一览表

序号

工种

人数

工作内容

1

领工员

8

负责协调、指挥，随时解决各种工作问题，作业前对班组作业人员进行工作安排和安全交底。

2

班长

36

负责协调指挥各工序的操作，控制加固质量，排除施工中的各种故障。

3

操作员

72

按设计施工工艺，正确操纵钻机和提升检查维修机械。

4

制浆员

108

负责水泥浆的制作，保证施工的连续性。

5

统计员

16

统计材料用量，记录泵送时间，清洗输料管。

6

电工后勤

4

负责设备的安装和安全使用。

7

记录员

16

负责施工记录，操纵电器控制仪表，并进行质量检查。

3.7主要机械设备

1、施工设备作为生产力的要素之一，是企业生产的重要手段，是企业完成施工任务的重要物质基础。

2、根据水泥搅拌桩的施工特点，为确保工程工期、质量和工艺要求，施工设备配置科技含量高、性能优良、生产效率高、环保性能好、采用先进的机械设备和检测仪器的原则进行设备组合匹配，使施工设备的配置充分体现先进性、适用性，配置数量以满足施工需要为前提，使用过程中充分挖掘设备的潜力，做到均衡生产，综合利用，降低机械使用成本。

3、机械设备成龙配套、匹配作业原则：

施工中加强设备的维修管理，保障设备的完好，配置施工设备时使设备生产能力高于进度指标，保证即使个别设备发生故障，施工生产也不致受到影响，并定期对机械设备进行维修保养。

发挥设备的效率，不单纯追求一台设备的先进，必须是作业系统先进，设备成龙配套，形成高效率综合生产能力。

施工设备作为生产力的要素之一，是企业生产的重要手段，是企业完成施工任务的重要物质基础。

主要机械设备一览表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

深层搅拌机

MLF－1D

台

36

2

高压注浆泵

BWT120/30型

台

36

3

水泥浆搅拌机

1.2m3

台

36

4

水泥浆搅拌机

0.8m3

台

36

5

发电机

250KW

台

12

3台备用

4施工工艺

4.1施工工艺流程 

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→钻进至设计深度→打开高压注浆泵→提钻并喷水泥浆→重复搅拌下沉→喷浆重复搅拌提升→成桩结束→施工下一根桩。

4.2水泥搅拌桩施工技术参数

施工采用MLF－1D型支力头式单轴搅拌机，其主机系统由动力头、喷浆装置、搅拌轴、搅拌头等组成，配套设备主要有：

灰浆搅拌机、灰浆泵、电气控制等。

机械设备主要技术参数见下表：

水泥搅拌桩施工技术参数表

机械技术性能

数值

机械技术性能

数值

搅

拌

机

搅拌轴数量（根）

1

起吊设备

提升能力（KN）

50

搅拌叶片外径（mm）

500

提升高度（m）

17

搅拌轴转速（r/mim）

60

提升速度（r/mim）

0.95-1.2

电机功率（KW）

37

接地压力（Kpa）

40

动力头重量（t）

1.5

技术指标

一次加固面积（m2）

0.196

灰浆制备系统

灰浆拌制台数×容量（L）

1×400

最大加固深度（m）

17

灰浆泵量（L／min）

33

工作效率（/台班）

100

灰浆泵工作压力（Kpa）

1500

总重量（t）

5

深层搅拌桩“四搅两喷”施工工艺流程见图所示：

其施工工序为：

（1）桩机就位：

移动深层搅拌机到达指定桩位对中。

（2）预搅下沉：

启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。

（3）提升喷浆搅拌：

下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度（0.8～1.2m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。

（4）重复搅拌下沉

搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。

（5）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，一直提升至地面。

（6）桩机移位

施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。

4.3施工方法

4.3.1场地平整

先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，预填土厚度不超过1m，满足设备进场条件即可，并做好排浆沟。

4.3.2测量定位

首先采用全站仪根据水泥搅拌桩的里程桩号放出控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出水泥搅拌桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。

4.3.3浆液制备 

每根桩开钻前，开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。

水泥搅拌桩的浆液，采用普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比0.45，水泥浆比重1.87,根据试桩成果报告，本工程水泥搅拌桩每延米水泥用量为47kg。

配置浆液的搅拌桶直径为1.0米，高度为1.0米，每桶浆液为785L。

采用袋装水泥时，按每次放入12包水泥（600kg）和270kg水进行搅拌，配置出的浆液为465L。

在搅拌桶内边线用红油漆标识出465L位置，从搅拌桶顶部往下40cm位置即为465升水泥浆高度的位置。

采用散装水泥时，采用自动计量系统进行计量，具体配置方法与袋装水泥方法一致，使用前必须经当地质量技术监督单位进行标定。

搅拌灰浆时，首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。

喷浆时，拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中。

水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。

灌浆用水泥必须符合质量标准，并按批量收集出厂合格证和抽样检验，未经复检水泥不得使用，不合格水泥不得进场，不得使用受潮结块的水泥，严格做好贮存防潮工作，以严密及时的供货计划来保证正常施工和缩短存放时间。

制浆材料必须称量，误差不大于5%。

水泥等固定材料采用重量称量法。

浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。

施工中随时对现场水泥进行计量，严格按配合比制浆。

4.3.4机具就位

（1）在进行水泥搅拌桩施工前，对搅拌桩施工范围内的地面需要进行找平，以利于搅拌桩的施工放样。

（2）桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于5厘米，桩径不得小于设计值。

（3）施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用水平尺测量机架的调平情况，其垂直度偏差不得大于1.0%，如发现偏差过大，及时调整，保证机架和钻杆的垂直度。

4.3.5搅拌

启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。

搅拌桩机搅拌下沉至设计深度后提升，深度偏差不得大于50mm，施工前应在钻杆及浓度转盘上做好标记。

搅拌过程中，应根据地层情况选择合适钻进档位，并与供浆泵密切配合，提升过程中应保证孔口微微返浆，供浆标准为既能满足按钻进提升档位相匹配的水泥渗入量（15%），又能保证下部局部不密实区吃浆量大的要求，确保水泥搅拌桩连续密实完整。

例如，提升至某一浓度，尽管按计算供浆