水泥搅拌桩试桩方案.doc

。 市政道路与津山铁路立交工程军粮城八号路地道津山铁路以南部分框构和U型槽工程水泥搅拌桩试桩方案 编制： 审核： 批准： 中铁十八局集团有限公司津山立交工程项目部2017年6月7日-可编辑修改-市政道路与津山铁路立交工程军粮城八号路 地道津山铁路以南部分框构和U型槽工程 水泥搅拌桩试桩方案一、工程概况本项目位于天津市东丽区，津山铁路军粮城站西侧，津秦高铁军粮城站东侧，八号路为军粮城示范镇南北向交通的主要干道。军粮城八号路与津山铁路交叉角度为89，津山线铁路里程为K160+451.82。下穿津山铁路框构由铁道第三勘察院设计集团有限公司桥梁处设计，现场已施工完成。津山铁路以北下穿津秦高铁及城际延长线下的U槽均已施工完成。本工程设计范围为八号路下穿军粮城电厂专用线铁路框构（框构长36.5m），斜交86.35，北侧通过U槽（此段长13.729m）接津山铁路现状框构，南侧通过U槽（测段长29.8m）接规划七大街拟建框构。交叉里程为电厂专用线里程K1+337.133=八号路设计里程K3+585.600，交叉角度为69.6。二、设计要求及相关技术参数根据地质资料，本工程基坑所在底层承载力较低，为90kpa，不能满足框构桥的预置及后期U型槽的使用，需对地基进行加固处理。其中铁路南侧20m以外采用水泥搅拌桩，其余范围采用高压旋喷桩进行地基处理。水泥搅拌桩和高压旋喷桩设计有效桩长均自基坑坑底以下为5m，桩径0.6m，桩间距1.0m，采用梅花布置，要求处理后地基承载力达到120kpa。基坑位于水塘内，水位较高，综合地勘资料以及其它勘测资料，本工程基坑需设置止水帷幕。其中铁路南侧20m以外采用双排水泥搅拌桩止水帷幕，其余范围采用双排高压旋喷桩止水帷幕进行止水。水泥搅拌桩和高压旋喷桩设计有效桩长均自地面以下为20m，桩径0.6m，桩间距0.4m，相互咬合。设计相关技术参数：水泥采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥，应满足铁路混凝土结构耐久性设计规范TB10005-2010规定，水泥掺入量24.3%（每米桩68.7kg），水灰比0.60.8，具体数据经室内配合比试验和试桩确定。质量要求: 7天无侧限抗压强度不小于0.5Mpa；检测频率为2，且不少于3根。单桩复合地基承载力不小于120Kpa，检测频率为2，且不少于3根。三、试桩目的及准备工作 （1）试桩目的：选取搅拌桩桩体强度、止水效果满足设计的喷浆压力，制桩工艺、浆液配比和相关施工参数，指导大面积搅拌桩施工。 （2）配比：按照设计，配比选择水灰比0.7、0.8三种。 （3）水泥掺入量按照设计24.3%（重量比）计算68.7kg/m ，水泥进场做物理化学试验合格后使用。（4）喷浆压力选择0.4MPa、0.5MPa和0.6MPa。（5）按照施工经验提升速度约4070cm/min，旋转速度为60r/min。（6）场地选择：选取军粮城电厂铁路专线南侧20m范围外的空地作为试验场地。试验孔数为6组，桩长20m。（7）机械设备搅拌桩采用Y-4型工程钻机，双轴水泥土搅拌机，3D2-S2-85压浆泵，泥浆搅拌罐、压浆胶管等。（8）一台桩机配置如下人员：机长1名，负责现场总体指挥与调度工作；桩机操作工2名，负责桩机的操作并及时维护，保证其平稳运行，确保桩机能准确定位、钻进、提升搅拌及移位工作；后台制浆、注浆工2人，负责制浆、输浆工作、确保水泥浆液的水灰比准确、输浆压力满足要求、供浆量能与桩机搅拌协调同步；技术员1名，负责现场检查、指导试桩的各种技术工作、确保试桩方案进行；安全员1名，负责试桩过程各种安全、文明检查与指导工作，确保高空、地下及工作场面无障碍物与危险隐患，保证桩机施工环境安全、文明；专职纪录员1名，负责试桩中需要详细纪录的各种技术参数，确保其真实准确； 四、试桩的施工工艺流程1、施工工艺流程水泥搅拌桩施工工艺流程见下图 拆除地砖施工准备场地平整挖沟排水测量放线水泥浆拌制钻机就位钻杆对中预搅下沉搅拌提升、喷浆重复搅拌下沉搅拌、喷浆提升清洗桩机、浆管移至下一桩位水泥搅拌桩工艺框图2、施工准备场地平整正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。桩位放样施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。灰浆拌制系统灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。3、钻机就位搅拌机组装完成后，自行利用行走系统爬移至桩位处。由专人负责统一指挥桩机的就位工作，移动桩机前，先查清桩机上下、左右、前后各方有无障碍，发现有阻及时排除。移动结束后，检查桩机定位情况，发现偏差较大及时纠正。桩机就位对中后，其动力头、搅拌头及桩位三者的中心处于同一铅垂线上，搅拌头定位偏差不大于5cm。4、预搅下沉将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将贮料出罐砂浆泵同深层搅拌机接通，待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机借设备自重沿导向架搅拌切土下沉。施工时，下沉速度由电机的电流监测表严格控制下沉速度，一般取0.380.75m/min。5、制备水泥浆在水泥搅拌机预搅下沉的同时，利用灰浆拌制机按设计确定的配合比拌制水泥浆，在水泥搅拌机下沉到一定深度时，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。桩体每米水泥掺量=1/4d21.8a%，a为水泥掺入量。6、喷浆搅拌提升(第一次注浆提升搅拌)搅拌机下沉到设计深度后，上提搅拌头0.2m左右，然后开启灰浆泵，将水泥浆从搅拌机中心管不断压入地基中，待浆液到达喷浆口时，按0.40.7m/min的均匀速度边喷浆、边提升水泥搅拌机。待水泥搅拌机喷浆提升至设计桩顶标高以上0.5m时，关闭灰浆泵，完成第一次注浆提升搅拌。7、重复上下搅拌(第二次注浆提升搅拌)水泥搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆全部排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面，在搅拌机第二次提升的同时，向地层中同时连续地压入水泥浆。施工中要如实记录搅拌灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理措施等。8、清洗向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。9、钻机移位待水泥搅拌机提出地面后，关闭电机，然后将桩机移至新的桩位，重复上述步骤进行下一根桩的施工。五、试验结果及总结试验结束后，进行现场开挖检查试验，检查搅拌桩桩径、桩体质量，7天后抽芯测定桩体强度等，确定搅拌桩质量满足设计要求，且选择桩体质量和止水效果比较好的压力值及施工工艺用于正式搅拌桩大面积施工。六、试桩注意事项1、场地平整：在机械设备进场前平整好场地，并开挖合适的排水沟，其位置以不影响深层搅拌桩机施工为原则。2、施工位置：试验桩选在与成桩相同施工工艺和相近地质条件下进行。3、机械进场后，检查设备的完好情况和性能，压力和排浆量应满足设计要求。4、机械就位时精确对正桩位，机座要平稳牢固，主轴倾斜度0.5。5、严格遵守操作程序，先压水检查注浆管路，保证畅通。6、按设计配合比制备水泥浆液，检查合格备用。不许使用受潮或过期水泥。浆液制作时应严格按水灰比进行控制，在注浆过程中应经常搅动浆液，防止浆液沉淀，浓度降低会影响桩体强度；浆液配制完毕后应进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径的1/2。7、注意钻头振入情况，估算出各土层厚度，以便决定旋喷速度和注浆参数。8、在搅拌注浆过程中，要观察冒浆情况，以及时了解土层性质和搅拌注浆效果，验证注浆参数是否合理。单管注浆时，冒浆量小于计算注浆量20%时，仍为正常现象，如超过20%或完全不冒浆，则要查明原因。采取相应措施。9、在钻进和注浆中，需接长或拆除钻杆时，应先停止射水或压浆，待压力下降后再进行接长或拆除钻杆。10、钻杆的旋转和提升必须连续不中断。在旋喷过程中，机械出现故障中断注浆时，停机时间小于40min，可重新下钻0.3m后再开始注浆、提升；若停机时间超过2h，必须重新钻至设计深度后重新注浆。11、对冒浆要妥善处理，及时清除沉淀的泥渣，保持良好的作业环境。12、为防止浆液凝固收缩影响施工桩顶标高，可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆措施。七、保证措施项目经理部成立试桩管理领导小组，领导小组由项目经理挂帅，项目总工程师主管，成员由项目经理部、技术、质检、测量、物资、供应等职能部门成员、作业班组长等组成。严把材料关，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。认真做好原始记录及资料整理工作，做到资料齐全、准确、工整。浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。严格控制注浆提升速度，注浆过程应连续均匀，若注浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复注浆接桩，防止出现断桩。因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。实行技术人员随班作业制，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。八、安全、环保施工措施1、安全措施1）注浆泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，以保证正常工作。2）钻机操作人员应具有熟练操作技能。3）施工前应检查注浆设备和管路系统，其压力和流量（风量）需满足设计要求，应检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，否则接头断开、软管破裂，将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。安全阀中的安全销要进行试压检验（试压检验到当地压力容器检验所检验），必须确保在达到规定压力时能断销卸压，绝不能轻易安装未经试压检验的自制安全销。4）一般说浆液硬化后对人畜均无害，