水泥搅拌桩作业指导书资料.docx
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水泥搅拌桩作业指导书资料
水泥搅拌桩施工作业指导书
一、编制依据:
《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》
《交通土建软土地基工程手册》
《沪宁城际铁路施工图路基设计总说明》
《沪宁城际铁路施工图路基设计大样图集》
《地基处理技术及工程应用》
二、工程概况
水泥搅拌桩法适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、软黏土、砂土、花岗岩残积层地基土地基,部分基本承载力不大于120Kpa的粘性土和粉性土地层也采用了搅拌桩复合地基。
搅拌桩的桩径为0.5m,呈正方形布置,桩长、桩间距按各工点图的设计要求施工。
桩长原则上必须穿透软弱层至硬底。
桩顶铺0.5m碎石垫层,垫层内铺设一层双向高强土工格栅,其抗拉强度不小于100KN/m,铺设土工格栅时,两端回折不少于3.0m。
三、水泥搅拌桩定义:
水泥深层搅拌法是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂就地强制拌和,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土。
从而提高地基强度,增大变形模量。
水泥深层搅拌法有浆喷(湿法)和粉喷(干法)。
根据设计及我工区的地质条件,选择粉喷(干法)的施工方法。
四、施工工艺
施工准备
储料(干粉)
搅拌机就位对中
预搅下沉
提升喷粉
停止喷粉
供粉否
是否正常?
是
复搅
移机
是
是否继续?
软土加固结束
否
图1粉喷桩施工工艺流程
(一)、施工准备:
1、技术准备:
进行水泥加固土室内外试验。
由监理单位会同施工单位到现场采集土样,做水泥土的配比试验。
通过室内试验主要了解所使用的水泥在加固中的性质、掺入量对水泥加固土的影响,水泥加固土的力学性质与龄期的关系等,用于指导设计、优化施工工艺。
水泥搅拌桩施工前先做室内配合比成桩工艺性试验(不少于2根),以复核地质资料以及设备、工艺、是否适宜。
提供满足设计固化剂(水泥)掺入量的各种操作参数,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;验证搅拌均匀程度及成桩直径,了解下钻及提升的阻力情况,选择合理技术措施。
根据设计资料绘制干喷桩布桩图,并注明桩位编号及施工说明。
2、场地准备:
原地面清理、整平,并用小型压路机碾压密实。
清除施工场地处地上地下一切障碍,场地低洼处应回填黏土,不得回填杂土。
3、机具设备准备:
施工前对施工机械进行检验,保证设备具有良好及稳定的性能。
开钻之前用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象,待水排尽后方可下钻。
检查电源、线路,并做好照明准备工作。
4、人员准备
配齐所有管理人员和施工人员,并对所有人员进行安全技术交底。
(二)、钻机就位
在施工准备完成后,由测量人员根据布桩图用全站仪准确定出桩位。
钻机操作手按照放样桩位负责钻机正确就位。
(三)、搅拌成桩
钻机就位后,开始搅拌成桩。
钻机操作手负责桩机的下沉、提升、喷粉等,观察打桩机械的运转情况,做好维修保养,并按技术交底要求钻至设计标高。
现场试验员负责测定搅拌桩每米的喷粉量,记录施工中的各种数据。
电工负责施工电源、线路照明设备的安装。
工长负责施工现场的协调与组织管理。
五、施工中的注意事项
1、在开钻前,认真复核桩位,定位偏差不应超过5cm,必须校正搅拌轴的垂直度。
检查时用钻锤吊线进行控制。
2、桩顶、桩位标高均不应低于设计值。
3、水泥掺量:
水泥掺入量≥53kg/m。
要检查掺量计量方法是否准确可靠。
4、水泥标号与品种:
按设计要求或通过试块强度试验进行抽检。
5、钻进:
钻机正转给进状态,同时启动空压机喷射压缩空气,钻进至桩底设计深度。
并且应有一定的滞留时间,以保证水泥粉体到达桩底,一般为2-3min。
6、喷粉提升:
当确认水泥粉料到达桩底后开始反钻提升,提升的速度(喷粉)不应超过0.5m/min。
到桩顶设计标高时停止供料。
为便于控制搅拌质量,不得使用三档提升。
搅拌头提升到桩顶时,打开送气阀,关闭送料阀,不要关闭空压机,在原位慢速转动2min,以保证桩头均匀密实。
7、整个制桩过程一定保证边喷粉、边提升连续作业,当空气湿度大,粉体流动性差、喷气压力大、单位桩长喷粉量大时,应开通灰罐进气阀,对料罐进行加压,如出现断粉,应及时补喷,补喷的重叠长度不小于1m。
8、复搅:
必须做到认真复搅,搅拌头下沉、提升重复搅拌一次。
(控制在0.5-0.8m/min)真正做到搅拌均匀。
复搅深度为5m。
9、贮灰罐容量应超过一根桩的灰量加53kg,当贮灰量不足时,不得对下一根桩进行施工。
六、检验控制项目与方法
1、粉体喷射搅拌桩加固用的水泥的品种、规格及质量应符合设计要求。
严禁使用受潮、结块、变质的水泥。
检验数量:
同一产地、品种、规格且连续进场的水泥,袋装水泥200t为一批,散装水泥500t为一批,当袋装水泥不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计。
施工单位每批抽样检验1组材料的强度、安定性、凝结时间等。
监理单位按施工单位抽检次数的10%进行见证检验,但至少一次。
检验方法:
检查产品质量证明文件及抽样检验。
2、粉体喷射搅拌桩的数量、布桩形式应符合设计,
检验方法:
观察、现场清点。
3、粉体喷射搅拌桩单桩喷粉量应符合设计要求。
检验数量:
施工单位、监理单位每根桩检验。
检验方法:
检查自动记录仪打印记录。
4、粉体喷射搅拌桩成桩深度及复搅长度应符合设计要求。
因故停喷时,恢复后的喷灰重叠长度不得小于1m。
检验数量:
施工单位每根桩检验。
监理单位按施工检验数量的20%见证检验。
检验方法:
测量钻杆长度,并在施工中检查是否达到设计深度标志。
检查施工记录。
5、粉体喷射搅拌桩完整性、均匀性、桩身无侧限抗压强度应满足设计要求。
检验数量:
施工单位抽样检验粉喷桩总数的2‰,且不少于3根。
监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验。
检验方法:
粉喷桩完工后28d,在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。
钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。
6、粉体喷射搅拌桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。
检验数量:
总桩数的2‰,且每检验批不少于3根。
检验方法:
平板载荷试验。
7、粉体喷射搅拌桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位(纵横向)
50mm
按成桩总数的10%抽样检验,且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
3
桩身垂直度
1%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
4
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50~100cm后,钢尺丈量
七、粉喷桩施工常遇问题(或故障)及排除方法
粉喷桩施工过程中遇到问题(或故障)应及时排除,保证施工顺利进行。
常遇问题(或故障)的排除方法见下表。
故障
产生原因
排除与防治
卡钻
通过含水量过低或板结坚硬的土层,或局部遇到障碍物。
应停止钻进,查清原因,并采取下列措施:
(1)实行慢速钻进;
(2)提出钻头,改进钻头;
(3)如位置较浅,可用其它方法疏松土层后再钻;
(4)如提升钻杆时卡钻,则应暂停喷粉,待正常后再复喷。
喷粉不畅或堵塞
(1)输气管道连接部分密封不严,造成漏气或气源不足、气压降低;
(2)水泥吸潮结块或喷口粘结变小;
(3)固化料中含有杂物或大颗粒;
(4)部分地层透气性不良。
(1)检查空压机运行情况,调整气源压力,处理输气管的密封不严,确保正常输气;
(2)改用合格水泥,提出钻头清理喷嘴;
(3)清除固化料中的杂物和大颗粒,或改用于符合要求的固化料;
(4)喷粉不畅时,操纵喷料阀门由关到开,由开到关,反复多次。
桩体疏松
(1)土层含水量偏低,固化剂与原状土的固结程度差;
(2)遇到松散杂填土层,造成粉体流失,使桩体达不到原有的含灰量;
(3)喷粉不足,使桩体达不到原有的含灰量。
(1)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;
(2)可二次钻进,复喷一次粉料;
(3)检查输灰管路,提高喷灰量。
断桩
(1)水泥潮湿结块或其它异物堵塞管路,造成供灰中断;
(2)管道漏气或供气不足,造成喷灰中断;
(3)钻头喷粉孔磨损、堵塞,造成喷灰中断;
(4)先提钻后喷灰或提钻速度过快,造成喷灰中断;
(5)贮灰罐中灰已用完,喷粉中断。
(1)水泥应妥善保管,防止受潮,固化料用前要过筛,确保合乎要求的灰料入贮灰罐;
(2)经常检查管道,确保输灰畅通;
(3)喷灰计量要准确,供气风压要满足要求:
(4)提升钻杆前要先喷灰1~2min后均匀搅拌提升;
(5)钻头或输灰管道堵塞,应立即停钻清理;
(6)对已断灰桩应将上部断桩打除后,以水泥砂浆补桩或在邻位补桩。
空心桩
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。
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。
桩体强度不均
(1)钻杆提升速度不均,使得喷入土层的灰量忽多忽少;
(2)输灰管道轻微堵塞,造成气压不稳,灰流量时高时低,使得喷灰不均;
(3)遇局部松软土层漏灰造成喷灰不均;
(4)遇粘土搅拌不开,喷灰量难以控制;
(5)供气压力不稳或贮灰罐与喷射管存在气压差。
(1)控制提钻速度,确保均匀提升,均匀喷灰、均匀搅拌;
(2)经常检查计量称,保证计量准确;
(3)经常检查输灰管路的喷灰量和供气压力、确保平稳送灰;
(4)遇松软土层或粘土层应调整输出转速,深正钻杆的适应性,使喷灰均匀;
(5)调整空压机的气压,确保气压稳定。
漏桩
(1)粉喷桩未编号,或施工中未按桩号逐根成桩;
(2)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;
(3)未设专职工人员标记桩位和桩号。
(1)应逐桩编号,成桩过程中应逐排逐号前进;
(2)桩位应作明显标记,并注意施工中不得损环;
(3)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;
(4)对已漏桩应予以及时补好。
常见故障及排除方法:
八、机械及劳动力组织
(一)机械设备配置
机械设备配置见下表。
机械设备配置
序号
设备名称
台数
备注
1
粉喷桩机
4
PH-5B
2
发电机
1
200kw
3
贮存罐
4
1600L
4
起重机
1
16T
5
空压机
1
1.6m3/min
(二)劳动力组织
劳动力组织见下表。
劳动力组织
序号
工种
人数
备注
1
施工现场管理
1
2
技术负责
1
3
记录员
4
4
粉喷桩机司机
8
5
发电机司机
1
兼电工
6
上料工
4
7
送灰工
4
九、质量体系及保证措施
1、质保体系
建立健全质量保证体系,项目部成立质量管理领导小组,由项目经理任组长,总工程师任副组长,负责质量领导工作;项目经理部设安质部负责全项目质量管理工作,安质部配备专职质检工程师,队设专职质检员,工班设专职质检员负责质量监督检查和各项检验工作,质量检查体系独立工作,质量检查人员有质量否决权和验工签证权。
2、质量保证措施
(1)施工机具设备的粉体发送器必须配置粉料计量装置,并记录水泥的瞬时喷入量。
严禁无粉料计量装置的粉体发送器投入使用;贮存罐容量应不小于一根桩的用灰量53kg;当贮量不足时,不得对下一根桩开始施工;钻头直径的磨损量不得大于1cm。
(2)控制钻头下沉及提升速度,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)严格控制喷粉标高和停粉标高,不得中断喷粉,确保桩体长度;严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。
(4)施工中发现喷粉量不足,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,复打时重叠段应大于1m。
(5)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。
十、安全保证措施
1、严格执行“安全第一,预防为主”的安全方针和行业、地方的安全法规和政策,加大安全教育力度,增强员工安全意识。
2、特设专职安全员负责施工安全管理工作,施工前对施工现场进行全面检查,排除各种施工隐患。
3、完善安全保护设施,主要以安全用电,工地防火和机械操作,设置安全保护设施,油料等易燃物品堆放处要悬挂警示标语,所有车辆停放于规定地点。
4、各机械操作手必须持证上岗,施工前应对施工机械进行检查、维修,施工严格按机械操作规程作业。
5、所有施工人员必须带安全帽。
6、注意施工安全用电,工地用电必须采用一电一闸控制,并设置备用供电线路。
用电控制闸刀安放在人员不易触到的地方。
施工完毕后必须断开闸刀。
十一、环境保护措施
1、制定环境保护计划,严格组织施工管理,创标准化施工现场。
施工前要做到全员教育,全面规划,合理布局,为当地居民创造和保持一个清洁适宜的生活和生产环境。
2、项目部内由办公室设专人负责环境保护工作,与当地有关部门经常联系,针对工程特点,对下属施工队提出施工过程中环保要求,定期进行检查。
3、施工作业不得损坏用地范围外的耕地、树木、果林及水电设施。
4、水泥等粉细散装材料,运至工点后用棚布遮盖,卸运时采取必要措施,减少扬尘,防止大气污染。
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