双向搅拌桩试验段施工方案.doc

312国道346国道南京龙潭港至绕越高速公路段改扩建工程双向搅拌桩试验段施工方案编 制： 复 核： 审 核： 312国道、346国道南京龙潭港至绕越高速公路段改扩建工程投资建设项目SG-1标段项目经理部二一六年五月 南京东部路桥工程有限公司 双向搅拌桩试验段施工方案目 录一、编制依据1二、工程概况1三、施工组织和施工安排21.资源配置计划22.工期及施工进度计划23.施工组织体系3四、试验段目的和意义3五、施工准备3六、施工工艺5七、施工方法及主要工序操作要点5八、施工监测方案61.监测内容62.监控量测布点原则73.监测点数量74.监测点布置示意75.土体深层水平位移监测86.土体分层竖向位移监测97.孔隙水压力监测98.监测精度119.监测频率及周期1110.控制指标1111.监测数据分析1212.监测信息反馈1313.监测成果资料13九、施工质量控制151.施工质量控制措施152.常见质量问题及处理措施163.质量控制标准17十、安全保证措施171.临时用电安全措施172.机械设备安全措施19十一、文明施工措施19十二、附图附表20312国道、346国道南京龙潭港至绕越高速公路段改扩建工程投资建设项目SG-1标段项目经理部 双向搅拌桩试验段施工方案一、 编制依据1. 中华人民共和国石油天然气管道保护法2. 城镇燃气管理条例3. 成品油管道输送安全规程4. 南京龙潭港至绕越高速公路段改扩建工程施工图设计5. 公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）6. 公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）7. 钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程（苏JGT 024-2007）8. 水泥土双向搅拌桩施工指导意见(试行)（SG-JL-ZDYJ-2015001）9. 实施性施工组织设计10. 双向搅拌桩试桩施工方案11. 城市轨道交通工程检测技术规范（GB 50911-2013）12. 建筑变形测量规程（JGJ/T 8-2007）13. 工程测量规范（GB 50026-2007）14. 城市测量规范（CJJ/T 8-2011）15. 国家一、二等水准测量规范（GB 12897-2006）16. 城市地下水动态观测规程（CJJ/T 76-2012）二、 工程概况试验段位于左侧辅道FDK0+450-FDK0+500，试验段水泥搅拌桩桩长均为11m，桩径0.5m，按照1.3m的桩间距采用梅花形布置，平均处理宽度约9.5m。试验段地层从上到下主要为素填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉土，地下水位埋深1.2-2.0米，具有含水量高、强度低、易变形等特点。三、 施工组织和施工安排1. 资源配置计划1) 主要施工人员配置为保证试验段水泥搅拌桩施工的顺利进行，初步计划投入的主要人员数量不少于10人。详见下表：序号施工人员人数1现场负责人、技术负责人各1人2技术员、质检员各1人3安全员、试验员各1人4操作工、普工共4人2) 主要施工机械设备配置根据试验段水泥搅拌桩的施工特点和工程周期，合理配置施工机械设备，统筹安排，以满足工程需要，确保工程如期完成。为此，结合试验段具体工程量及实际施工经验，配备如下机械机具设备：序号机械名称单位数量1深层搅拌桩机台22电脑记录仪台13流量计台14灰浆搅拌机台25灰浆泵台16清水泵台17电子秤台18柴油发电机台12. 工期及施工进度计划按照施工合同要求的工期，依据总进度计划，根据试验段水泥搅拌桩的具体工作量及施工现场实际状况，综合以往的施工经验，试验段水泥搅拌桩施工拟定于2016年5月12日开始，2016年5月21日结束。由于在施工过程中有可能受到现场施工条件等一系列因素的影响，部分施工进度可能在具体实施阶段作适当调整，但我们将全力以赴地克服各种不利因素的影响，确保本工程总进度计划不变。3. 施工组织体系试验段水泥搅拌桩施工组织机构及质保体系、安保体系详见附图。四、 试验段目的和意义1. 为验证配比的合理性、施工工艺及质量安全控制措施的可行性，对施工工艺、施工方法、质量安全控制要点、施工机具设备和人员组合等进行验证，好的方法进行推广，不足之处加以改进提高，为后续大面积施工提供参考和有益借鉴。2. 通过对试验段施工时作业区域内土体的变形情况及应力变化情况的实时监控，掌握邻近土体变形状态。通过对监测数据的整理分析，及时反馈信息，用以评定道路施工期间对管线的影响，预估发展趋势，为修正设计、施工参数和指导施工提供参考依据，确保管线的安全，实现信息化施工，使施工过程处于受控状态，并为编制管道保护方案提供依据，更好地与各管线单位进行工作对接，做好管线保护工作。五、 施工准备1. 场地准备湿喷桩施工的场地，事先进行开挖整平，整平高程见设计图表，清除地上地下一切障碍物（包括石块、树根、垃圾等），并人工开挖探沟以探明管线走向，避免管线被破坏，进行适当碾压，确保压实度达到85%。在场地外侧开挖临时排水边沟，保证施工期间的排水。临时排水边沟不能和农田排灌沟渠共用，在施工期间不能长期积水。2. 技术准备1) 试验段水泥搅拌桩采用60kg/m的水泥用量，按照每盘水泥：水：生石膏粉：木质素磺酸钙=330:165:6.6:0.66（单位：kg）的配比进行施工。2) 桩机施工技术参数按照如下要求进行： 搅拌速度：下沉速度一般V1.0 m/min，控制在V=0.50.8m/min；提升速度一般Vp0.8m/min，控制在Vp=0.71.0m/min。 钻杆转速：内钻杆转速Vr内50r/min；外钻杆转速Vr外70r/min。 喷浆压力：控制在0.250.40MPa。 喷浆量分配：下钻喷浆量占总浆量的60%以上；提钻喷浆量占总浆量的40%以下；钻头到达桩底后搅拌喷浆10s以上。 工作电流：一般60A，施工至设计桩底附近时注意最后30s电流和进尺参数。3) 绘制桩位布置图，合理布置桩位，逐排逐桩编号，并根据桩位布置图进行测量放样。六、 施工工艺试验段双向搅拌桩施工工艺流程图如下：施工准备桩头掺水泥处治并压实除草皮、杂物挖沟排水场地平整钻机就位对中底部搅拌并喷浆喷浆提升搅拌测量放线确定桩位水泥浆拌制喷浆搅拌下沉提升出孔，移机就位七、 施工方法及主要工序操作要点1. 搅拌机就位及水泥浆液配制：将深层搅拌机移到指定桩位、调平，钻头对准桩位，双向调整桩机垂直度。根据试桩检测结果确定的配合比严格控制水灰比，加水应经过核准的定量容器。水泥浆必须充分拌和均匀。使用砂浆搅拌机制浆时，每次投料后拌和时间不得少于4min。检测水泥浆液密度并记录。2. 喷浆搅拌下沉：启动搅拌机，使搅拌机沿导向架向下切土，钻头入土25cm后开启送浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正反向旋转（外钻杆逆时针旋转，内钻杆顺时针旋转）切割、搅拌土体，搅拌机持续下沉，直至设计深度。3. 达到预定设计深度后，在桩端就地持续喷浆搅拌10S以上，使桩端水泥土充分搅拌均匀。4. 喷浆搅拌提升：搅拌机提升，并继续喷浆，以补足喷浆不足，同时搅拌桩机钻杆两组叶片同时正反向旋转，继续搅拌水泥土。5. 搅拌完毕：搅拌提升喷浆至地表标高下25cm处，完成单桩施工。6. 桩头处治：将桩顶25cm土掺拌水泥处治、压实。水泥用量与设计搅拌桩水泥用量一致。7. 水泥土双向搅拌桩完成后，清除场内杂物，将该段落整平并翻松压实，压实度90%，方可进行40cm石灰土垫层施工。八、 施工监测方案1. 监测内容序号监控量测项目监测方法及意义备注1土体深层水平位移通过监测土体各层的水平位移，可以掌握道路改建施工过程中，由于附加应力增加，导致土体发生的水平变形位移。2土体分层竖向位移通过监测土体各层的水平位移，可以掌握道路改建施工过程中，由于附加应力增加，导致土体发生的竖向位移。3孔隙水压力通过监测土体内部孔隙水压力的变化，可以掌握道路改建施工过程中，由于附加应力增加，周边土体的固结状态变化情况。4地表竖向位移利用全站仪，直接量测地表的水平向位移。5地表水平位移利用水准仪，直接量测地表的竖向位移。2. 监控量测布点原则序号监控量测项目位置测点布置备注1土体深层水平位移施工区域外1米、3米、5米布设三个监测孔，每孔三个测点距地表3米、5米2土体分层竖向位移和土体测斜点共点距地表3米、5米处设置沉降磁环3孔隙水压力施工区域外1米、3米、5米布设三个监测孔，25米1个断面距地表3米、5米处设置水压力计4地表竖向位移施工区域外1米、3米、5米布设三个监测孔土体位移监测孔中间设置测点5地表水平位移和地表沉降点共点和地表沉降点共点3. 监测点数量序号项 目测点数量测点构成安装1土体深层水平位移9测斜孔钻孔2土体分层竖向位移27沉降磁环钻孔3孔隙水压力6孔隙水压力计钻孔4地表竖向位移6沉降标人工埋设5地表水平位移6沉降标人工埋设6工作基点6水泥观测墩人工埋设7基准点9水泥观测墩人工埋设4. 监测点布置示意5. 土体深层水平位移监测1) 测量仪器土体深层水平位移监测点的测量使用CX-801型测斜仪，如下图所示。CX-801型测斜仪 JDCJG-53系列PVC沉降管2) 监测方法施工前，在土体钻孔埋设测斜管，管道变形后有一个倾斜度，在管道内提升测头，假定管道底端是不动的，监测点分段距离为L，管道倾斜角度为，根据信号传输线上的刻度知道测斜仪的空间高度，即可得出不同深度的水平位移值为L sin，从而可绘出立面倾斜曲线。监测时，测头、电缆、仪表三者的联接要正确。测头要缓慢放入测斜导管管底，在管底停留一段时间，使其与管内温度相平衡。按不大于1.0m间隔向上拉线读数，每次读数力求准确。正反180各测一次，认真记录每次读数。施工前，独立测量2次，取连续2次测量无明显差异读数的平均值作为初始值。3) 数据处理及分析监测结束后，立即在计算机上进行数据处理，提交观测成果表，绘制倾斜曲线。6. 土体分层竖向位移监测1) 测量仪器土体分层竖向位移监测点的测量使用JDCJ-30(50)沉降仪，如下图所示。JDCJ-30(50)沉降仪2) 监测方法测量时，将测头放入测斜孔内，当测头经过磁环时，干簧管导通，蜂鸣器响起，测读尺身刻度，相邻不同时间测得的读数差就是该时间段的沉降变化。3) 数据分析及处理根据监测结果，绘制累计沉降变化曲线，待曲线收敛停止监测。7. 孔隙水压力监测1) 测量仪器孔隙水压力监测点的测量拟采用HS-300/310型振弦式孔隙水压力计。孔隙水压力计2) 监测方法孔隙水压力计的埋设严格按照有关规范进行，均采用钻孔式埋设，钻孔采用干钻法，孔径110mm，钻孔过程中随时下套管护壁。成孔后清孔，量测孔深、地面高程，并作记录。仪器未装上透水石前，在室内首先测量初始频率并记录。透水石泡在冷开水桶内与仪器一起运到现场，在水中将透水石装在仪器测头上，向孔内倒入干净中细砂约15cm深并注入清水。下测头时将测头带水装在塑料袋里，塑料袋用绳子系紧，与测头一起下放到孔底的中细砂后将塑料袋绳子上提，提出孔外，仪器就位后向孔内放入干净中细砂约20cm深，注入适量清水，使仪器埋入饱和砂中，测记埋设高程，并进行观测。将套管向上提并向孔内投放膨润土泥球，每提一段套管封一段泥球，使泥球始终保持在套管以下投放，与此同时向泥球内注入适量的水。电缆线要放松弛，整个埋设过程均要注意电缆安全。测试前，调试仪器，测得各测点初始频率值和环境温度，读数稳定，方可投入正常运行；根据所采用的仪器，满足相应的量测精度。孔隙水压力计埋设 孔隙水压力计埋设3) 数据分析及处理监测结果汇总后绘制孔隙水压力随时间变化曲线。8. 监测精度序号监控量测项目监控量测仪器监控量测精度备注1土体深层水平位移测斜仪1mm2土体分层竖向位移沉降仪1mm3地表竖向位移水准仪0.3mm/km4地表水平位移全站仪1”，1+2ppmD5孔隙水压力频率读数仪0.15 % F.s9. 监测频率及周期施工过程中，每天监测一次；施工完一个月内，两天监测一次；施工完第二个月内，一个星期监测一次；变形收敛后，继续监测一个月；完成后，结束监测。10. 控制指标监测工作必须事先确定控制值，监测控制值应满足国家或地方现行规范、工程设计、地下结构设计及周边环境中被保护对象的控制要求。控制值应由工程设计方确定或由监测对象所属产权单位提供。燃气管道对变形要求最高，按燃气管道变形要求进行控制，监测项目的控制值如下表所示。监测项目累计值（mm）变化速率（mm/d）土体深层水平位移102土体分层竖向位移102地表竖向位移102地表水平位移102孔隙水压力11. 监测数据分析1) 数据整理 监测资料主要包括监测方案、监测数据、监测报告、监测工作联系单、监测会议纪要。 采用专用的表格记录数据，保留原始资料，并按要求进行签字、计算、复核。 根据不同原理的仪器和不同的采集方法，采取相应的检查和鉴定手段，包括严格遵守操作规程、定期检查维护监测系统，加强上岗人员的培训工作等内容。 误差产生的原因及检验方法：误差产生主要有系统误差、过失误差、偶然误差等，对量测产生的各种误差采用对比检测验、统计检验等方法进行检验。2) 变形数据分析 基准网稳定性判别：设两期基准网平差后的坐标（高程）中误差为m1、m2，则坐标（高程）较差的中误差m较=，稳定性判定标准如下：取坐标（高程）较差中误差的2倍为最大测量误差mmax=2m较，坐标（高程）较差小于最大误差时，认为基准点在两个周期内没用变动或变动不明显；对三期以上变形观测成果，虽然坐标（或高程）较差小于最大测量误差，但呈现出明显的变化趋势时，应视为变动。 监测点稳定性分析监测点的稳定性分析基于稳定的基准点作为基准点而进行的平差计算成果；相邻两期观测点的变动分析通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差（取两倍中误差）来进行，当变形量小于最大误差时，可认为该监测点在这两个周期内没有变动或变动不显著；对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。3) 监测结果的分析、处理对监测数据及时进行处理和反馈，预测基坑及结构和支护状态的稳定性，提出施工工序的调整意见，确保工程的顺利施工。监测工作应分阶段、分工序对量测结果进行总结和分析： 数据处理：将原始的数据通过科学、合理的方法，用频率分布的形式把数据分布情况显示出来，进行数据的数值特征计算，舍掉离群数据。 曲线拟合：根据各监测项选用对应的反映数据变化规律和趋势的函数表达式，进行曲线拟合，对现场量测数据及时绘制对应的位移时间曲线或图表，当位移时间曲线趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，以推算最终位移量和掌握位移变化规律。12. 监测信息反馈监测的目的是为业主提供及时、可靠的信息用以评定周围管线在施工期间的安全性，判断设计方案、施工工艺的可行性，并提出改进方案。因此，实现监测过程的信息化，建立顺畅、高效的信息反馈渠道，及时、准确地反馈监测信息十分重要。13. 监测成果资料监测成果资料包括周报、月报、阶段性监测报告和监测总报告。1) 周报、月报的内容包括： 施工工况：包括施工进展情况（施工内容、方法、进度等）； 监测工作情况：包括监测点变更情况和理由，监测存在的问题等； 结合施工工况的监测成果分析：包括对监测点（尤其是变形大的点）做出当月（周）的综合分析，指出“变化趋势”，是否趋于稳定，做出该点变形对周围环境的影响是否安全的评价； 结论及建议：对变形做出结论，并从监测与施工两方面提出改进的措施； 测点变化曲线图：根据散点图的数据分布情况，合理选择函数对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大变形值（位移值）和应力值、变化规律和发展趋势，预测对管线的影响，并提出应采取的措施； 监测成果汇总表； 监测点分布示意图：图上监测点号必须与监测成果表中的点号相一致，如有新增点或变更点，应在新增或变更当周表示在示意图上。2) 监测总报告的内容包括： 工程概况及监测目的； 监测项目及测点布置； 采用的仪器型号、精度和检定资料； 监测资料的分析处理； 监测值全时程变化曲线； 监测结果评述、结论与建议； 提交成果的清单和附图附表。九、 施工质量控制1. 施工质量控制措施1) 桩机必须配置喷入计量装置和显示压力的压力装置。浆液罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg，当上述重量不足时，不得开钻下一根桩的施工。2) 施工时应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，桩的垂直偏差不得超过1.0%，桩位偏差不得大于50mm。3) 所使用的水泥应确保质量，严禁使用过期、受潮、结块、变性的劣质水泥，配备好的浆液不得离析，水泥浆要严格按照施工配合比配置。为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。4) 严格按试桩确定的参数，控制喷浆、搅拌和提升速度，控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。5) 输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5米以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌；如停工40分钟以上，必须立即进行提升出地面全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工。出现断桩情况时应根据专题会议纪要意见采取补桩或注浆等措施进行处理。6) 湿喷桩施工时，为确保湿喷桩的成桩质量，应在湿喷桩的全长范围内进行复搅；当施工过程中遇到停电、机械故障原因中断喷浆时，应在12小时内复搅复喷，保证二次复搅复喷搭接长度不小于1.0m。7) 桩身施工时，应采用中低速档钻进（或提升），切勿采用高档快速钻进或快速提升。搅拌机的入土切削和提升搅拌，负载荷太大及电机工作电流超过额定值时，须减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，必须切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能重启动电机。8) 泵送水泥浆前管路要保持湿润，以利输浆。水泥浆内不得有硬结块，以免吸入泵内损坏缸体，每次完工后，需彻底清洗一次，喷浆搅拌施工过程中，如果发生故障停机超过半小时宜先拆卸管路，排除灰浆，妥为清洗。灰浆泵要定期拆开清洗，注意保持齿轮减速器内润滑油清洁。9) 搅拌机械及起重设备，在地面土质松软环境下施工时，场地要铺填石块、碎石，平整压实，根据土层情况，铺垫枕木、钢板或特制路轨箱。2. 常见质量问题及处理措施1) 喷浆阻塞原因分析：水泥受潮结块；制浆池滤网破损以及清渣不及时。处理措施：改善现场临时仓库的防雨防潮条件；加强设备器具的检查及维修保养工作，定期更换易损件。 2) 速度失稳原因分析：设备自身速度控制系统存在缺陷；操作不规范、不熟练。处理措施：不符合技术要求的设备机具不得进场，陈旧的设备应及时更换；督促施工单位搞好岗前培训工作，建立持证上岗制度。 3) 喷浆不足原因分析：输浆管有弯折、外压或漏浆情况；输浆管道过长，沿程压力损失增大。处理措施：及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时可停机换管；制浆池尺量布置靠近桩位，以缩短送浆管道。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压力。 4) 进尺受阻原因分析：地下存在尚未清除的孤石、树根及其它障碍物等。处理措施：及时停机移位，排除障碍物后重新复位开机；当障碍物较深又难以清除时，及时与设计及有关方联系，结合实地情况共同协商处理措施。3. 质量控制标准1) 水泥土双向搅拌桩的施工质量及检验要求如下表所示：检查项目质量要求和允许偏差检查频率检查方法桩距（mm）50mm抽查2%皮尺测量桩径（mm）500抽查2%尺量桩长(mm)1100全部钻芯取样结合施工记录桩垂直度(%)1.0全部测机架垂直度（施工记录）水灰比浆液比重0.05 g/cm3每盘1次比重计单桩喷浆量(kg)设计值，偏差+1%全部检查施工记录桩身强度(MPa)设计值抽查0.5%钻孔取芯检测2) 桩长控制原则处理深度以打穿软土进入相对硬层50cm为原则，一般按设计文件要求控制，现场采用双控，即以地勘资料和文件中的处理长度为基础，结合施工机械的电流变化，以确定是否打穿软土层，当电流发生突变，一般电流达到60-70A，可认为已进入相对硬层。十、 安全保证措施安全责任重于泰山，在施工过程中，坚决自始至终坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全工作方针，并从技术上、制度上、思想上、组织上加强安全管理，制定并落实好安全预防措施，防患于未然。1. 临时用电安全措施1) 施工现场的电气设备必须符合规范要求，输电线路必须采用三相五线制和“三级配电二级保护”，电线(缆)必须按要求架设，不可随地拖拉，各类电箱必须采用标准电箱，总配电箱和分配电箱要安装在适当位置，并要有重复接地保护措施，。执行“一机、一闸、一箱、一漏保”制。2) 在施工观场专用的中性点直接接地的电力线路必须采用TN-S接零保护系统，电气设备的金属外壳必须与专用保护零线相连接。移动式发电机供电的用电设备，其金属外壳或底座，应与发电机电源的接地装置有可靠的电气连接；手持电动工具和单机回路的照明开关箱内必须装设漏电保护器，照明灯具的金属壳必须做接零保护；各种型号的电动设备必须按使用说明书的规定接地或接零。3) 施工现场必须配备有齐全的各类电气保护装置，并能有效地防雨、防水。所有电机应处接地状态。雨雪天加强电气安全检查工作，确保电器防水。4) 电器设备及输电线路安装完毕后，必须经技术部门验收合格后方可运行。夜间施工必须有电工值班，节假日或工作完毕后要切断电源。5) 现场的手持电动工具和小型电器设备安排专人负责管理，电气设备进出仓库进行认真检查和验收，做好日常检查、维修和保养工作，不准带病运转。6) 电工作业时必须穿戴好个人防护用品，并严格执行电气安全操作规程，做到持证上岗电工作业必须严格贯彻“装得正确，用得安全，修得及时，拆得彻底”的十六字方针。夜间电工值班必须两人同时上岗。7) 施工操作中严格注意电压、电流等仪表，电流出现异常时，要查清原因后再进行施工。8) 维修、组装和拆卸电动设备时，应断电挂牌，专人防护，防止其他人私接电动开关发生伤亡事故。2. 机械设备安全措施1) 各种机械操作人员，必须取得操作合格证，不准操作与证不符的机械，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员建立档案，专人管理。2) 操作人员必须按照本机说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。3) 驾驶室或操作室要保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转；机械设备在施工现场存放时，应选择安全的停放地点；使用钢丝绳的机械，在运转中严禁用手套或其他物件接触钢丝绳，用钢丝绳拖、拉机械或重物时，人员要远离钢丝绳；定期组织机械设备、车辆安全检查，对检查中查出的安全问题，按照“四不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。4) 在管线附近工作时，必须专人指挥，防止机械对其造成损坏。十一、 文明施工措施1. 建立完善的规章制度，确立“安全生产，文明施工”的思想，在生产过程中时刻注意自身的形象。2. 施工区域采用硬质围挡与社会交通隔离开。以达到文明施工和安全生