多向水泥搅拌桩工艺试验总结.docx
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多向水泥搅拌桩工艺试验总结
新建徐州至盐城铁路站前工程XYZQ-Ⅴ标段
多向水泥搅拌桩工艺试验总结
编制:
审核:
批准:
中铁十一局集团有限公司徐盐铁路工程指挥部
二〇一六年六月
目录
一、工程概况1
二、地质资料2
三、工艺试验目的2
四、工艺性试验机械和人员配置、劳力组织2
五、工艺试验技术参数选取4
六、施工工艺及方法5
6.1施工准备工作5
6.2施工工艺流程图5
6.3施工方法6
七、施工过程质量控制要点7
7.1施工控制要点7
7.2质量标准和检验方法8
八、试桩质量检测10
8.1桩头清理10
8.2桩基检测10
8.3载荷试验10
8.4开挖检验11
8.5检测照片11
九、多向水泥搅拌桩工艺性试验总结及评价12
9.1总结12
9.2评价14
十、安全保护措施14
十一、环境保护措施15
十二、现场文明施工方案及措施16
十三、附件16
多向水泥搅拌桩工艺试验总结
一、工程概况
新建徐州至淮安至盐城铁路站前工程XYZQ-V标段起止里程为D2K161+100~DK191+119(短链2547m),线路全长27.472km。
D2K161+100~D2K162+782为泗阳站站场路基,全长1682m,D2K162+782~D2K165+582.22(短链2547m)为区间路基,全长252.99m。
工点平行于既有宿淮线,走行与既有线左侧约30m处。
工点位于黄淮冲击平原区,地势宽广平坦,地表水系发育,河渠纵横,交织如网,线路在本段以填方为主。
本次工艺试验试桩选择地段为D2K165+539~D2K165+559段距宿淮线路中心31.0m外,桩型布置形式按照图纸设计要求布置,桩径0.5m,间距1.2m,三角形布置。
此地区交通便利,地势平整,试验区上空空旷,无高压电线等穿过,且该区域可以作为本工程地基加固处理工艺试验的典型代表,完全符合工艺试验场地选取的各项要求,并能达到实现工艺试验的目的,为后期施工提供准确的技术参数及各项工艺标准。
2016年5月17日至5月18日我分部在D2K165+539~D2K165+559路基按照工艺试验方案在监理、设计单位相关人员的见证下完成多向水泥搅拌桩工艺试验。
D2K165+539~D2K165+559多向水泥搅拌桩工艺试验按55kg/m、57kg/m、60kg/m、62kg/m、65kg/m四种水泥掺量配比进行试验比选,按水泥浆施工配合比1:
1各试桩3根,共计15根,试桩编号分别为1-1、1-2、1-3、2-4、2-5、2-6、3-7、3-8、3-9、4-10、4-11、4-12、5-13、5-14、5-15。
二、地质资料
试桩地点的地质柱状图如下:
三、工艺试验目的
3.1通过试桩掌握施工工艺和机械设备的最佳配置及性能、操作方法;
3.2确定钻杆下沉速度、提升速度;
3.3确定最佳掺灰量;
3.4检验室内试验所确定的水灰比是否便于施工;
3.5确定成桩电流值。
四、工艺性试验机械和人员配置、劳力组织
4.1D2K165+539~D2K165+559多向水泥搅拌桩工艺试验安排一个专业施工队负责施工,具体人员配备见下表:
人员配备表
序号
专业(工种)
单位
数量
备注
1
工班长
人
1
2
技术员
人
1
3
测量员
人
3
4
试验员
人
1
5
材料员
人
1
6
专职安全员
人
1
7
司机
人
2
8
机械操作员
人
2
9
普工
人
4
合计
人
4.2机械配备表
D2K165+539~D2K165+559多向水泥搅拌桩工艺试验安排一个路基施工队负责施工,具体机械配备见下表:
机械配备表
序号
设备名称
规格型号
成桩深度
成桩直径
油泵电机功率
电机功率
理论流量
单位
数量
1
搅拌桩机
DSM-5B18
M0-18
MMφ500-800
7.5KW
45KW
/
台
1
2
拌浆筒
φ1.0m
/
/
/
/
/
个
1
3
水泥浆泵
HJB-3
/
/
/
7.5KW
1.5L/min
台
1
测量仪器配置表
序号
仪器名称
品牌
规格型号
数量
标称精度
用途
编号标志(S.NO)
运转是否正常
备注
1
全站仪
徕卡
TS06
1
2"
测量放样
1323840
正常
2
水准仪
苏一光
DSZ2
1
1.5mm
水准测量
006226
正常
检测设备配置表
序号
设备名称
单位
型号
数量
设备状态
备注
1
平板荷载测试仪
台
K-30
1
良好
2
压路机
台
4BTAA3.9-C125
1
良好
3
汽车吊
台
16t
1
良好
4
挖掘机
台
CAT320
1
良好
5
发电机
台
175KW
1
良好
五、工艺试验技术参数选取
5.1室内配比选定
我部已于2015年12月26日委托江苏省建筑工程质量检测中心有限公司进行室内配比试验,按照设计要求范围确定水泥掺入量,分别是55kg/延米、57kg/延米、60kg/延米、62kg/延米、65kg/延米。
5.2试桩技术参数选取
根据多向水泥搅拌桩工艺试验,现场试桩的各项技术参数选取如下表所示:
试桩技术参数表
桩位
编号
桩长(m)
桩径(m)
桩距(m)
每米水泥掺量(kg)
钻进速度m/min
提升速度m/min
钻进时喷浆压力Mpa
1-1
10.0
0.50
1.2
55
1.5
0.8
0.6
1-2
55
1.3
1.0
0.5
1-3
55
1.1
1.2
0.4
2-4
10.0
0.50
1.2
57
1.5
1.2
0.6
2-5
57
1.3
1.0
0.5
2-6
57
1.1
0.8
0.4
2-7
10.0
0.50
1.2
60
1.5
0.8
0.6
2-8
60
1.3
1.0
0.5
2-9
60
1.1
1.2
0.4
2-10
10.0
0.50
1.2
62
1.5
1.2
0.6
2-11
62
1.3
1.0
0.5
2-12
62
1.1
0.8
0.4
2-13
10.0
0.50
1.2
65
1.5
1.2
0.6
2-14
65
1.3
1.0
0.5
2-15
65
1.1
0.8
0.4
六、施工工艺及方法
6.1施工准备工作
6.1.1根据施工图纸上的桩位平面图,确定施工顺序及配套机械、水泥等材料的堆放位置。
施工前,先进行施工区域内的场地平整,清理施工范围内的地面、地下废弃管线和障碍物等,清除表层硬物,不平处须填素土夯实。
路基承重荷载以能行走25T履带式桩机为准,为确保安全,在承载力不足的路基上铺设钢板走行。
路基两侧挖排水沟,建立完整的地表排水系统。
6.1.2绘制多向水泥搅拌桩平面布置图,编制桩位桩号,依照多向水泥搅拌桩平面布置图进行放样,放出路基中心线、边线及多向水泥搅拌桩位置,用竹签和白石灰将多向水泥搅拌桩桩位逐点放样,桩位偏差不得大于5cm。
点位按正三角形布置,间距1.2m,监理工程师认可后进行地基加固处理(工艺试验)施工。
6.1.3工艺试验之前对所涉及到机械设备进行验收,均合格并可以使用;计量设备已按规定进行标定,均合格,可投入使用;原材料(水泥)进场时,中心试验室在监理人员的见证下检测合格,可使用。
6.1.4对参加本项工程施工的全体人员进行技术交底并同时进行质量、安全交底,认真学习技术规范和设计文件,领会各项质量指标和各项安全规定,组织考试,考试成绩均合格,能确保本项工程能够保质保量并按工期完成。
6.2施工工艺流程图
施工工艺流程详见“多向水泥搅拌桩施工工艺流程图”。
多向水泥搅拌桩工艺流程图
6.3施工方法
6.3.1原地面处理
清除表层腐殖土及其他地上地下一切障碍物,回填普通黏土作为钻机工作垫层,用小型压路机碾压密实,碾压密实至压实系数K≥0.9、地基系数K30≥80MPa/m。
施工场地应做好坡度不小于2%人字形排水坡,挖设截排水沟,保证场内不积水。
6.3.2钻机就位
测量放样完成后,根据布桩图布置桩位,将多向搅拌机桩机移动到指定桩位。
6.3.3机具定位
多向搅拌机移动到指定孔位后,对钻机进行水平、垂直方向校正,使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置,桩位纵横向偏差不大于50mm。
施工时倾斜度不得大于1%,现场采用垂线法或水平尺校正钻机的垂直度。
6.3.4制浆
本项目旋喷桩喷射注浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水灰比根据试配暂定为1:
1。
每桶浆液根据水泥用量计算用水量,并在桶内标示刻度。
水泥浆在搅拌桶内搅拌均匀后通过有滤网的溜槽流进储浆桶,水泥浆压力泵从储浆桶里吸浆必须经过过滤网过滤。
根据我部中心实验室检测,水灰比为1:
1时,水泥浆比重为1.54Kg/m³,现场采用泥浆比重仪或比重计进行测试,并做好记录。
6.3.4搅拌下沉
启动搅拌机,使其钻杆沿导向架向下搅拌切土。
6.3.5搅拌喷浆提升
达到设计深度后开启输送浆泵向土体内喷射水泥浆,喷浆时管道压力一般控制在0.4~0.6Mpa同时提升钻杆,提升速度控制在0.8~1.2m/min。
6.3.7复喷
多向水泥搅拌桩上部需复喷,复喷水泥浆掺量为38.9L/m,长度不小于桩长的1/3。
6.3.8提升复喷搅拌
钻机提升到桩顶后关闭输送泵,钻机下沉到指定位置然后开启输送泵复喷同时钻机向上提升。
6.3.9桩机移位
搅拌钻头提升出地面,停止主电机,打印电脑票,填写施工记录,桩机移位进行下一根桩施工。
七、施工过程质量控制要点
7.1施工控制要点
7.1.1水泥搅拌桩成桩过程中应严格控制钻进和提升速度、喷浆高程及数量,确保成桩质量。
7.1.2成桩过程中因遇故障而停止喷浆,停机超过3个小时,需拆卸管道冲洗,第二次喷浆接桩时,其重叠长度不得小于0.5m,接桩间隔时间不得大于24小时,否则应重打该桩。
7.1.3施工时应定时检查机械的成桩直径及搅拌均匀程度,对使用的钻头应定期复核检查,其直径磨耗量不得大于10mm。
7.1.4施工过程中应经常检查输浆管,输浆管不得出现漏浆或堵塞现象。
7.1.5桩体无侧限抗压强度、桩长及桩身均匀性,桩顶高程,处理后的复合地基承载力应符合施工图要求。
7.1.6水泥搅拌桩施工时应随时记录钻进深度和施工电流,用匀速钻进时电流的强弱结合施工经验分析基底土质情况;当钻机电流明显的持续增强时,应及时记录当时的钻进深度,根据持续增强电流时间所钻进的深度判断钻入持力层的深度;当无明显的电流持续增强时间时,应及时与设计取得联系,以便确认地质状况。
当钻至设计持力层深度后,桩底原位搅拌时间不小于30s。
7.1.7多向水泥搅拌桩冬季施工温度低于5℃时,需对桩头和桩间土采取覆盖等保温措施。
7.1.8水泥搅拌桩桩机配置SP-Ⅱ智能灌浆记录仪自动计量设备,及时准确计量喷浆量、桩长和工作时长。
7.2质量标准和检验方法
7.2.1浆体喷射搅拌桩所用的加固料和外加剂品种、规格及质量应符合设计要求。
检验数量:
同一产地、品种、规格、批号的加固料和外加剂每200t为一批,不足200t时也按一批计。
施工单位每批抽样检验1组。
监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验
检验方法:
查验产品质量正明文件及抽样检验在材料库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时问。
7.2.2浆液应严格按没计配方和试验确定的配合比拌制,制备好的浆液应均匀,不应离析检验数量:
施工单位每根桩施工过中抽样检验2次。
监理单位每工班平行检验2次。
检验方法;观察,并用浆液比重许检测浆液密度。
7.2.3搅抖桩的数量、布桩形式应符合设计要求。
检验数量:
施工单位.、监理单位全部检验。
检验方法:
观察、现场清点。
7.2.4搅拌桩施工过程中,应记录施工设备贯人地层的反应,核查地质资料,桩底应置于设计桩底地层中。
检验数量:
施工单位全部检验。
监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。
检验方法:
设备贯人地层过程中,记录电流表或其他能反映贯人阻力的仪表读数和对应地层标高。
每贯1m及仪表突然变化时记录。
7.2.5搅拌桩单桩加固料用量应满足设计要求。
检验数量;施工单位、监理单位全部检验
检验方法;检查自动记录仪打印记录。
7.2.6搅拌桩成桩长度及复搅长度应满足设计要求。
喷浆中断时,第二次喷浆必须重叠桩长,重叠长度不应小于1m。
因故停浆时,恢复供浆后的喷浆重叠长度不应小于0.5m。
检验数量;施工单位全部检验。
监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验
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。
7.2.7搅拌桩桩身完整性、均匀性、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检验数量的20%见证检验。
本次试验桩全部检验,监理单位全部见证检验。
检验方法:
搅拌桩完工28天后,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、均匀性拍摄取出样的照片,在上、中、下各1/3范围的中部分别取样作无侧限抗压强度试验。
钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌主封闭。
7.2.8搅拌桩处理后的单桩或复合地基承载力应满足设计要求。
检验数量:
检测机构抽样检验总桩数的2‰,且每工点不少于3根。
监理单位全部见证检验。
本次试验桩全部检验,监理单位全部见证检验。
检验方法:
平板载荷试验。
7.2.9搅拌桩的施工允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表规定:
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
按搅拌桩总数的10%抽样检验,且每检验批不少于5根
测量仪器或钢尺丈量
2
桩身垂直度
1%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50-100cm后,钢尺丈量
八、试桩质量检测
我部委托湖北陆诚建设工程质量检测有限公司于2016年6月16日至2016年6月24日对15根多向水泥搅拌桩试桩进行了检测,检测方法主要为钻芯取样及荷载试验。
8.1桩头清理
在成桩28天后,桩间土开挖采用小型挖机配合人工轻轻地挖除,清出的土方用自卸车运输至弃渣场,清凿桩头应紧跟土方开挖进行。
为避免凿除桩头时对桩体产生损伤,距设计桩顶5cm高左右位置,采用手提式切割机进行环切之后再采用风镐在桩侧面清凿桩头。
清除桩头后,桩顶高程允许偏差不大于±5cm,桩顶应相对平整,不得出现尖锐棱角。
8.2桩基检测
桩头清理完成且载荷试验结束后,在桩径的1/4处用双管单动取样器在桩长范围内取芯,检验桩体的完整性和均匀性。
本次无侧限抗压强度检测的结果如下表:
桩号
1-1#
1-2#
1-3#
2-4#
2-5#
2-6#
3-7#
3-8#
实测桩长m
10.03
10.02
10.03
10.03
10.04
10.03
10.02
10.05
检测结果
<1.5Mpa
<1.5Mpa
<1.5Mpa
<1.5Mpa
<1.5Mpa
<1.5Mpa
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
备注
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
不合格
合格
合格
无侧限抗压强度检测及桩长核查
桩号
3-9#
4-10#
4-11#
4-12#
5-13#
5-14#
5-15#
实测桩长m
10.05
10.03
10.04
10.05
10.04
10.03
10.04
检测结果
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
≥1.5Mpa
备注
合格
合格
合格
合格
合格
合格
合格
通过上表可以总结得出:
每米水泥参量为60kg/m、62kg/m、65kg/m时,桩身无侧限抗压强度均大于1.5MPa,符合设计要求。
8.3载荷试验
桩头清理完成后,进行单桩地基载荷试验,单桩及复合地基承载力不得小于设计要求,以单桩承载力检测为主,单桩及复合地基载荷试验按《铁路工程地基处理技术规程》附录进行试验。
本次单桩承载力检测结果如下表:
单桩承载力检测
桩号
1-1#
2-4#
3-7#
4-10#
5-13#
检测结果
<98KN
<98KN
≥98KN
≥98KN
≥98KN
备注
不合格
不合格
合格
合格
合格
通过上表可以总结得出:
每延米水泥用量为60kg/m、62kg/m、65kg/m时,其单桩静载荷试验的承载力特征值均大于等于98KN,满足设计要求。
本次复核地基承载力检测结果如下表:
复合地基承载力检测
桩号
1-2#
1-3#
2-5#
2-6#
3-8#
3-9#
检测结果
<121Kpa
<121Kpa
<121Kpa
<121Kpa
≥121Kpa
≥121Kpa
备注
不合格
不合格
不合格
不合格
合格
合格
桩号
4-11#
4-12#
5-14#
5-15#
检测结果
≥121Kpa
≥121Kpa
≥121Kpa
≥121Kpa
备注
合格
合格
合格
合格
通过上表可以总结得出:
高压旋喷桩桩对于每延米参量为60kg/m、62kg/m、65kg/m时,其单桩静载荷试验的承载力特征值均大于121KPa,满足设计要求。
8.4开挖检验
根据施工质量情况,经钻探取芯试验和荷载试验对桩身强度和桩身完整性有怀疑时,可选取一定数量的桩体进行开挖,检查加固柱体的外观质量、搭接质量和完整性等。
8.5检测照片
钻芯取样芯样
载荷试验(图1)载荷试验(图2)
开挖检验(图1)开挖检验(图2)
九、多向水泥搅拌桩工艺性试验总结及评价
9.1总结
根据试桩检测报告可以看出,选取的5种水泥掺量施工的桩基,其中3种水泥掺量及其他施工参数均满足设计要。
最终确定以下试桩工艺参数作为多向水泥搅拌桩工程施工工艺参数,见下表:
多向水泥搅拌桩施工工艺参数表
序号
项目
施工工艺参数
1
固化剂材料
P·O42.5水泥
2
水泥掺入量
60kg/m
3
水灰比
1:
1
4
钻进速度
1.3〜1.5m/min
5
提升速度
1.0〜1.2m/min
6
钻进时喷浆压力
0.5〜0.6Mpa
7
进入持力层的工作电流
55A
通过本次工艺试验,确定多向水泥搅拌桩施工设备、人员配置如下:
人员配备表
序号
专业(工种)
单位
数量
备注
1
工班长
人
1
2
技术员
人
1
3
测量员
人
3
4
试验员
人
1
5
材料员
人
1
6
专职安全员
人
1
7
司机
人
2
8
机械操作员
人
2
9
普工
人
4
合计
人
16
机械配备表
序号
设备名称
规格型号
成桩深度
成桩直径
油泵电机功率
电机功率
理论流量
单位
数量
1
搅拌桩机
DSM〜5B18
M0-18
φ500-800MM
7.5KW
45KW
/
台
1
2
拌浆筒
φ1.0m
/
/
/
/
/
个
2
3
水泥浆泵
HJB-3
/
/
/
7.5KW
1.5L/min
台
1
9.2评价
本次工艺试验试桩完全满足设计、验标及试桩方案要求,并从中总结得出了具体可靠的施工工艺参数及工艺流程经验,完全能够在我部管区路基范围内用于指导多向水泥搅拌桩的大面积施工。
十、安全保护措施
10.1建立以工程项目经理为第一责任人,以岗位责任制为中心的安全生产责任制。
项目经理部设安全领导小组,各作业队设一名专职安全员,作业班组设兼职安全员,构成覆盖整个工程的安全管理体系。
10.2安全生产一票否决,坚持“四不放过”原则,实施安全生产奖惩制度做到层层落实。
10.3坚持“安全第一,预防为主”的方针,加强全体施工人员的安全生产意识,做到人人对岗位安全心中有数,定期举行安全会议和安全检查,及时以发现和处理安全隐患,把各种不安全因素消灭在萌芽状态。
10.4加强各类机械设备的“管、用、修、养”,定人、定机、定责管理,禁止机械设备带病工作,防止意外事故发生。
10.5机械设备操作人员必须经过专门训练,熟悉机械操作性能,经过专业管理部门考核取得操作证后上机操作。
10.6机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程,工作时集中精力,谨慎工作,不擅离职守,严禁酒后上岗。
10.7机械设备发生故障后及时检修,绝不带故障运行,不违规操作,杜绝机械事故。
10.8施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由专业电工操作;电器必须严格按要求接地、接零和使用漏电保护器。
10.9现场施工人员必须按规定佩戴安全帽,特种作业人员佩带专门的防护工具。
十一、环境保护措施
在工程施工过程中,严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章以及监理人员制定的有关本工程环境保护的规则,加强对噪声、粉尘、废气、废水的控制和治理,努力降低噪声,控制粉尘和废气浓度以及做好废水和废油的治理的排放,遵守有关鱼类和野生动物、树木、文物保护、防火及废弃物处理的规章制度,随时接受业主、监理及当地政府环境机构的监督检查。
11.1自然环境的保护
保护施工区外的场地及植被,未经允许不自行砍伐树木,合理设计开挖区的边坡,并采取防护措施,以免引起滑坡而破坏植被。
凡没有使用价值的可燃物,经有关部门批准后尽快将其烧毁。
无法烧尽的废物,严重污染环境的按照专门的规定进行处理,其它废物必须堆砌在监理工程师批准的弃碴场。
对于合同规定的施工活动界限之外的植物、树木尽量维护原状,不使有害物质(如燃料、油料、化学品、酸以及超过允许剂量的有害气体和尘埃、污水、弃碴等)污染土地、河川。
在工地配置专业人员和专用工具,保持施工区和生活区的环境卫生,及时清理生产、生产垃圾,并将其运至指定地点进行掩埋处理或焚烧处理。
施工过程中做好防止粉尘扩散应对措施,避免对施工人员造成危害和对周边农作物造成的影响。
定期保养施工设备,减少噪音。
11.2水源污染防治措施
采取措施防止任何污染物质直接或
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