水泥土挤密桩工艺性试验方案.doc

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程 目 录一、编制依据1二、工程概况1三、地质情况2四、试验目的2五、水泥土挤密桩试桩方案31、试验总体方案32、试桩参数初步选定33、工艺试验时间、地点安排44、施工机具、设备45、人员配置46、试桩平面布置及施工顺序57、成孔方式68、质量检测项目及方法6六、施工流程及技术要求61、施工工艺流程图62、场地平整73、水泥土拌制与运输84、沉管成孔95、回填夯实96、成桩检查107、质量控制11七、施工注意事项及常见问题的解决121、成孔过程中出现的施工质量问题及防治措施122、水泥土回填过程中出现的施工质量问题及防治措施13八、安全保证措施141、安全生产管理制度142、安全生产措施153、安全保证措施174、消防安全措施21九、环境保护211、粉尘控制措施212、噪声控制措施223、污水控制措施22十、现场文明施工222水泥土挤密桩试桩方案一、编制依据新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道浩勒报吉至三门峡MHTJ-12标段施工承包合同、设计图纸等。现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025-2004）铁路工程地基处理技术规范（TB10106-2010）铁路路基工程施工质量验收标准（TB10414-2003）施工现场临时用电安全技术规范（JGJ 46-2005）铁路路基工程施工安全技术规程（TB10302-2009）；铁路路基施工规范（TB10202-2002）；铁路路基工程施工机械配置技术规程（Q/CR9224-2015）；二、工程概况新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道工程MHTJ-12标段一工区管段里程为DK563+515DK580+504.49, 管段沿线为果树林，途经万荣县、临猗县。管辖范围线路正线长度为16.989km，其中区间路基及框架（桥）涵、桥台锥坡地基处理均采用水泥土挤密桩进行处理，水泥土挤密桩设计桩径0.4m，正方形布置，桩间距为1m，路基地段设计桩长8m,框架（桥）涵地基处理设计桩长10m，管段内水泥土挤密桩555367根，总长度为448.12万m。具体分布里程见表1 水泥土挤密桩统计表。表1 水泥土挤密桩统计表序号里程水泥土挤密桩设计长度（m）合计备注路基涵洞框架桥-公路桥1DK563+515DK564+50021267211730135212379232DK564500DK565+20019135291202004723DK565200DK567+000483240103204935604DK567+000DK568+00026716863802735485DK568+000DK569+00028163276802893126DK569+000DK570+000275824356045902839747DK570+000DK571+131.352918621517051603121928DK571+131.35DK571+206.58616061609DK571+206.58DK572+000252169986026202910DK572+000DK573+00031146481301596633556011DK573+000DK574+0002889927140843030456212DK574+000DK575+0003434408440580035768013DK575+000DK576+000259944620026614414DK576+000DK577+0002803601270029306015DK577+000DK578+002805448760742029672416DK578+000DK578+840159750551016526017DK578+840DK579+9502270110621333218DK579+950DK580+504.4984164551089674总计4264577125780908094481166三、地质情况本管段内砂质新黄土(Q3eol):浅黄色褐黄色，稍密，稍湿土，质较均匀，针状孔隙发育，可见少量白色菌丝，具湿陷性，湿陷性深度15.130.6m,湿陷系数s=0.0150.038，湿陷性黄土，属于自重湿陷性场地，0=130150kPa。四、试验目的复核地质资料。确定机械的选型、配备。通过试验确定设备性能及功效，填料每层虚铺厚度、选择最佳夯锤落距、锤击次数。明确水泥土挤密桩施工作业的工艺流程、操作要点，找出确定适合本段地质的合理施工工艺及相应的参数以指导下一步的全面施工。确定轻型动力触探锤击数N10与压实度的关系。确定室内试验配合比的最优含水量。五、水泥土挤密桩实验方案1、试验总体方案 试桩桩长选择10米桩长，采用振动沉管成孔工艺，夯填机自动填料夯实。试桩数量为12根。拟定三组试桩试验，每次每组挤密桩设定为4根，通过三组试验来确定最优施工参数。第一组试桩试验，主要复核地质情况，选定桩底夯实次数、夯锤最佳落距与夯击次数。第二组试桩试验，主要对第一组试验选定参数进行现场试验验证并优化，试验主要为桩体压实度。第三组试桩试验，主要是对采用第二组稳定的参数再次复核全面验证。从而得出最优施工工艺。2、试桩参数初步选定桩机主要采用导杆打桩机和自动夯填机构成，成孔采用DD3.2T导杆式柴油打桩机成孔，沉管11m、成孔直径为400mm；自动夯填机自动计量下料，夯锤重量500kg，夹杆式夯锤直径不小于300mm。根据经验，孔内每层填土高度50cm，每层分别夯击次数为46次，夯锤落距初设为24m，具体参数根据试桩情况逐步调整，通过第一组试桩试验得出施工参数，第二组试桩进行调整优化，第三组试桩进行验证复合。3、试桩时间、地点安排试桩地点： 王显乡公路中桥桥下DK563+494.4处。试桩时间：试桩计划于2015年9月25日前内完成。4、施工机具、设备本次试桩所需主要机具、设备详见表2 水泥土挤密桩试桩设备一览表。表2 水泥土挤密桩试桩设备一览表序号设备名称型号数量备注1水泥土拌和机1台填料拌和2导杆式柴油打桩机DD3.2T1台成孔3自动夯填机0.5T1台夯填成桩4装载机50型1台上料、倒料5柴油发电机机组75kw1台6水车1辆施工用水、洒水7手推车2辆8电焊机1台机械与钢管焊接5、人员配置本次试桩人员配置详见表3 现场人员配置表。表3 现场人员配置表序号职务人数（人）备注1工区经理12工区技术负责人13技术员24试验员25安全员16工班长17桩机司机18前台操作工29电工110其他司机211普工4合计206、试桩平面布置及施工顺序挤密桩施工时，应间隔（跳打）进行，整段施工时宜由中间向外侧推进。为有效加固深层地基，增加地基土的密实度，施工需整段进行。具体分组为A1A4设为第一组、B1B4设为第二组、C1C4设为第三组施工顺序如下图 图1 水泥土挤密桩试桩桩位布置及施工顺序图。7、成孔方式挤密桩法是利用横向挤压成孔设备成孔，使桩间土得以挤密，通过成孔及填料过程中横向挤密作用，使桩间土增密、承载力提高并可消除黄土湿陷性。因此采用振动沉管挤密方法成孔。 8、质量检测项目及方法水泥土挤密桩质量检测及方法详见表4 水泥土挤密桩质量检测项目表。表4 水泥土挤密桩质量检测项目表序号项目允许偏差检查数量检验方法备注1桩位小于50mm3尺量2垂直度1.50%3测量3直径、孔深不小于设计值3尺量4桩间土平均挤密系数不小于0.93,4孔之间挤密系数最小不小于0.88，湿陷系数小于0.015试验得到5桩体填料平均压实系数不小于0.97试验得到6挤密桩28天龄期无侧限抗压强度不小于1.2MPa试验得到7桩身检验数量抽样不少于总孔数的2，每台班不少于3孔8桩间土检验数量沿线路纵向每50m检验3点9土料有机质含量不得超过5%试验得到10填料最优含水量不得大于2%试验得到六、施工流程及技术要求1、施工工艺流程图施工工艺流程详见图2 试桩工艺流程图。图2 试桩工艺流程图2、场地平整 清除地表0.3m厚种植土，回填合格土至原地面并碾压密实平整，平整标高=设计桩顶标高+0.5m。施工前应查明场地范围内地下构造物、管线、电线及地上架空电线的位置及标高，并及时进行迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护。路堤地段清除处理范围内地表植物根系等腐殖质。施工现场若有土坎、沟槽等应采用推土机、平地机或其它措施予以平整，对于坑穴等应填平夯实，且应防止基底积水。对流向路基基底的水应在施工前予以截断，并应在设计边沟的位置开挖临时排水沟，保证施工期间的排水。室内配比试验：作为水泥改良土原土土源点的土样，应进行室内配比试验，测定不同水泥掺入量水泥改良土的无侧限抗压强度、最优含水量及最大干密度，寻求满足设计要求的最佳水泥掺入量，要求水泥土挤密桩的28天龄期无侧限抗压强度不小于1.2MPa。施工前核查地质资料，当核查或施工过程中发现地质情况与设计不符时，应及时反馈给有关单位。施工场地平整，桩机运行场地进行预压处理。设置桩轴线控制桩及水准基点桩，放线定桩位，并经换手复核无误。做好进场设备的维修保养工作，相应的配件应充足、齐全，确保工期和整体安排的顺利进行。安排布置好场地水、电的供应工作，做到方便实用。3、水泥土拌制与运输土料选用取土场黄土，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。水泥土采用水泥土拌和机拌和，采用汽车运输。根据试验严格控制水泥土含水量，若含水量大采用分摊晾干，若含水量小采用洒水润湿。水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过3小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡水泥土严禁使用按作废处理。下雨期间不得进行水泥土拌制。拌合应在成桩前提前进行，水泥土拌和时理论配合比为：水泥:干黄土=8:92，原状土测定实际含水量确定施工配合比。拌和后确保水泥土含水量接近最优含水量，其允许偏差不得大于2%。混合料拌和后现场可根据“手捏成团、落地散花”判断其含水量是否合适。4、沉管成孔 桩机就位：机械按布置好的桩位就位，沉管上刻划刻度线，桩机保持垂直，用吊锤或经纬仪检查垂直度，垂直度偏差不大于1.5%。采用锤击打桩机将与桩孔同直径钢管打渗透土中拔管成孔，桩管顶设桩帽，下端作成60角度锥形活动桩尖，施工前在桩架或钢管上标出控制深度标记，以便施工中入行钢管深度看测。成孔顺序为先外排后里排，同排内间隔1-2孔进行，以免因挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。成孔后清底夯实、夯平，夯击次数一般不小于5击，直到听到清脆声为止，孔内的回落厚度应小于300mm。成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工或用盖板盖住孔口防止杂物落渗透。5、回填夯实水泥土分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填虚铺厚度500mm，采用自动夯填机进行分层夯实，落锤高度24m，每层夯实46锤，从中选取最优组合，为后期大面积施工提供数据依据。桩顶高出设计标高不小于200mm，挖土时将高出部分铲除。水泥土往返填夯实采用连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。水泥土桩尽可能打一孔填一孔，打孔时采用间隔打法。施工时加强管理，进行认真的技术交底，技术检查和技术复核，确保桩的数量，排列尺寸、孔径、回填质量等符合设计图纸和施工规范的要求，杜绝漏打和漏填。水泥和土要计量拌匀，干湿适度，严格控制虚铺厚度。机械夯实时落锤高度及锤击次数等严格按要求施工，以免出现夹层、松散等情况，确保桩身质量。6、成桩检查水泥土挤密桩的数量、布桩形式应符合设计要求。检验数量：全部检验。检验方法：观察、现场清点。桩身密度检测、方法；孔内填料应分层回填夯实，其压实系数不应小于0.97。检测数量：桩施工过程中，应对成桩质量及时进行抽样检验，其数量不少于总孔数的2，每台班不少于3根。检测方法：在全部孔深内，每2m取土样测定干密度，检测点的位置应在距孔心2/3孔半径处，并换算为平均压实系数。也可根据试桩试验确定的轻型动力触探锤击数与压实系数的关系，采用轻型动力触探击数判断桩身质量，要求混合料的压实系数不小于0.97。桩间土处理效果的检测方法、数量及标准。在桩间形心点、成孔挤密深度内采用钻机取样，每2m取土样测定干密度，进行湿陷性试验，计算最小挤密系数、平均挤密系数和湿陷系数并满足设计要求。检验数量沿线路纵向连续每50m检验3处，桩间土最小挤密系数不小于0.88，平均挤密系数不小于0.93。水泥土挤密桩的桩位偏差不得大于50mm、垂直度偏差不应大于1.5%、桩孔直径和深度不得小于设计值的。7、质量控制施工前应先进行工艺试验性施工，确定施工控制参数，同时要严格操作工艺，确保水泥土在初凝时间内完成拌和及回填。严禁使用过时、过夜水泥土。对已成好的孔要及时回填夯实，不得长时间空孔放置。施工过程中，设专人监督成孔及回填夯实的质量。如发现地基土质与勘察资料不符，应立即停止施工，查明情况，待设计人员确认及采取有效措施（或变更设计）后，方可继续施工，并详细记录锤击次数和振动沉入时间、出现的问题和处理方法。水泥土挤密桩施工桩位应按正方形网格布置，桩径、桩长严格按照设计要求控制。为保证水泥土挤密桩的施工效果和防止缩孔现象，施工过程中应采用隔桩跳打的施工方法。水泥土夯填前应先对已成孔孔底夯实35锤，使孔底坚实后再按试桩确定的工艺参数分层夯填至原地面。分层填料时，严格控制每层填料厚度和夯实次数，距桩顶2m范围内时，应适当增加夯实次数。在成桩过程中，随时观察地面升降和桩顶上升，桩顶上升过大就意味着断桩，要调整成桩施工工艺。水泥土挤密桩用土料中有机质含量不得超过5%，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过1020mm筛，混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于2%，土料与水泥应拌和均匀，水泥用量不得小于设计及试验确定的用量为保证成桩孔不缩径，已成桩孔必须当天夯填完成。严格控制填料含水率，禁止在雨天进行灰土挤密桩施工。七、施工注意事项及常见问题的解决 1、成孔过程中出现的施工质量问题及防治措施孔位偏差孔位偏差会引起孔桩间距变化，承载力不均匀，承载力达不到设计要求等诸多问题。造成原因：孔位定位不准确、钻杆下落过程中产生偏差。防治措施：1、在布点时精确定位桩点。用大钢尺排出出点位，在每个桩点上用直径1cm的套筒，去掉3cm深的原土，将白灰放入被取走土的凹坑中，形成醒目标记。2、钻杆定位准确。施工人员在钻杆下落过程中定位准确，钻杆尖尽量下落到白灰标记上。发现偏差过大时，应重新提升钻杆，再次定位，直到钻杆尖落在白灰标记处上。孔位倾斜在成孔过程中，倾斜的孔位比垂直度好的孔位要消耗更多的机械能，且成孔速度变慢。回填的水泥土挤密桩承载力因倾斜消弱，承载力消弱的幅度与孔位倾斜度成正比。造成原因：钻杆垂直度不够。防治措施：在施工前，对钻机钻杆进行垂直度校正。缩孔缩孔即孔径小于设计孔径。造成原因：缩孔的主要原因是塑性土膨胀。成孔后孔位放置时间过长和孔位周边有较大荷载也会造成缩孔现象的发生。防治措施：采用桩机二次成孔或采用机械洛阳铲掏至设计深度。成孔后尽量回填，孔位周边禁止除桩机外的大型机械设备走动；回填水泥土应分批少量堆放，最好用完后再进行进料。避免大堆的水泥土对孔位形成侧向压力，造成孔缩。 2、水泥土回填过程中出现的施工质量问题及防治措施卡锤分层夯填水泥土时，夯锤与坑壁摩擦，造成夯击能损失或夯锤卡在孔内无法拔出的现象。造成原因：缩孔和夯锤定位不准是造成卡锤的主要原因。防治措施：回填水泥土前，应先对孔位的直径和深度进行量测，发现缩孔和孔深不够时，应二次成孔，成孔后检查孔径和孔深，达到设计要求时方可进行回填工作。在夯实机械就位时精准定位，不断调整夯机械的位置，直到夯锤中心与孔位中心基本重合。回填厚度过大回填厚度超出试验得出的回填厚度。造成原因：施工时，计量不准确。防治措施：试验人员加强对回填器具的计量检测频率，管理人员应加强监管，增加厚度检查频率，及时发现。夯击次数和夯锤落距不够施工时，夯击次数和夯锤落距小于试验得出的夯击次数和夯锤落距。造成原因：现场施工人员质量意识不强，为了加快施工进度，减少夯击次数和夯锤落距。防治措施：对施工人员开展质量教育讲座或印发质量条例，让工程质量深入每一个施工人员的心里。让大家明白“质量是企业的立足之本”。更重要的是现场管理人员加强监管。防止出现减少夯击次数和减少夯锤落距的恶劣施工行为。八、安全保证措施 1、安全生产管理制度遵守国家及地方关于安全生产的规定，为保证施工现场安全作业，避免发生安全事故，制定如下管理制度：安全生产负责制在工区经理部领导下，安全员、机长、班组长、操作工人，逐级建立安全管理责任制度。分工明确、责任到人。管理者坚持安全生产“五到位”：即“健全机构到位，批阅安全文件到位，深入现场到位，检查到位，处理问题到位”。实行“四全”管理，即：“全员、全过程、全方位、全天候”安全管理。建立安全教育制度对所有进场的职工、工人进行入场安全教育，针对不同工种分别进行安全操作规程教育，建立安全教育卡片。需持证上岗的特殊工种工人首先经过培训考试，在取得有关部门颁发的合格证书后上岗。每天上班前，由机长进行安全施工教育。坚持安全交底制度技术人员在编制施工方案、技术措施时，同时编制详细的、有针对性的安全措施，并向操作人员进行书面交底。安全预防制度在编制施工组织设计，制定施工方案和下达施工计划时，同时制定和下达施工安全技术措施。对机具设备经常进行保养和定期维修，消灭一切安全隐患。施工现场设安全标志。（5）坚持安全检查制度每周由项目副经理牵头对工地进行一次安全大检查，专职安全员每天进行检查。对检查出的问题做好文字记录，落实到人限期整改，对危及人身安全的隐患立即整改，整改完毕后由安全员进行验证。（6）安全事故处理制度现场发生任何安全事故，都本着“三不放过”的原则进行处理，查明事故原因、事故责任者。对事故的直接责任者进行处罚，达到教育大家的目的。制定整改及预防措施，避免以后再次发生类似事故。重大事故发生后及时向上级部门及地方有关部门汇报，积极配合和接受有关部门的调查和处理。 2、安全生产措施安全用电技术措施施工现场的一切用电设备的安装必须严格按施工现场临时用电安全技术规范（JGJ 46-2005）进行。一切用电的施工机具运至现场后，必须由电工检测其绝缘电阻及检测各部分电气附件是否完整无损，绝缘电阻小于0.5欧或电气附件损坏的机具不得安装使用。保护移动式设备的漏电开关、负荷线每周检查一次；保护固定使用设备的漏电开关每月检查一次；防雷接地电阻每年三月一日前进行全面检测。电气设备的正常情况下不带电的金属外壳等均作保护接零。在电气装置和线路周围不堆放易燃、易爆和强腐蚀物质，不使用火源。在电气装置相对集中场所，配置绝缘灭火器材，禁止烟火。合理设置防雷装置，加强电气设备相间和相地间的绝缘，防止闪烁。加强电气防火知识宣传，对防火重点场所加强管制，并设置禁止烟火标志。机械安全防护措施除机械本身护罩完善，电机无病的前提下，还要对机械作接零和重复接地的装置。接地电阻值不大于4欧姆。机械操作人员必须经过培训考核合格持证上岗。各种机械要定机定人维修保养，做到自检、自修、自维有记录。施工现场各种机械要挂安全技术操作规程牌。各种起重机械和垂直运输机械在吊运物料时，现场要设人值班和指挥。各种机械不准带病运行。3、安全保证措施一般规定进入现场人员一律佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。施工时严禁嬉戏、打闹。进入施工现场人员一律佩带安全上岗证。施工区域用警示带进行分隔，禁止闲杂人员进入施工现场。施工现场要悬挂清晰醒目的安全责任制牌、安全纪律（或安全管理规定）标语牌，危险部位还应悬挂安全警示牌。施工用电安全 所有电力线路和用电设备由持证电工安装。由专职电工负责日常检查和维修保养，禁止其他人员私自乱接、乱拉电线。现场施工用电线路一律采用绝缘导线。移动式线路使用胶皮电缆。使用时提前认真检查确保电缆无裸露现象。地上线路架空设置，以绝缘固定。现场所有电动机械设备使用前按规定进行检查、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。机械施工安全措施 机械驾驶员上岗要经过考核，持证上岗。严格按机械操作规程作业。 机具停放不得侵入建筑物接近限界，并要停放平稳。实施中设专职安全员进行机械移动指挥。健全组织机构，落实岗位职责 成立以队长为组长，各工班负责人为副组长，有关人员参加成立的安全生产领导小组。施工时每个施工人员都牢固树立“安全第一，预防为主”的思想。 建立健全安全目标和制订安全生产责任状。 定期对全体施工人员进行安全培训教育，要先合格，后持证上岗。 施工现场进行安全控制，建立安全管理和责任体系，以施工负责人为第一责任人。明确各岗位的安全责任，做到分工明确，责任到人，各负其责，严格把关，确保施工安全。发现问题及时汇报处理。 严格技术交底，施工前负责人再组织学习教育，并进行全面细致的安全交底，做到无安全技术交底不开工。 安全员要认真学习和掌握安全规则和注意事项，熟练使用防护器材。在岗时精力集中，坚守岗位，及时发现和消除安全隐患。 经常进行安全检查、验收评比、奖罚兑现、措施得力。生产安全事故应急救援程序工地建立安全值班制度，设值班电话并保证24小时轮流值班。如发生产安全事故立即上报，具体上报程序详见图3生产安全事故应急救援程序图图3生产安全事故应急救援程序图施工现场的应急处理设备和设施管理应急电话a应急电话的安装要求工地管理人员及班组均有配带移动电话，项目部通信录张贴在办公室、值班室、警卫室内。张贴常用紧急急用查询电话和工地主要负责人和上级单位的联络电话，以便在节假日、夜间等情况下使用，房间无上锁，有紧急情况便可以向有关部门、单位、人员拨打电话求救。b应急电话的正确使用工伤事故现场重病人枪救应拨打120救护电话，请医疗单位急救。火警、火灾事故应拨打119火警电话，请消防部门急救。发生抢劫、偷盗、斗殴等情况应拨打报警电话110，向公安部门报警。发生交通事故，拨打报警电话122，向交管部门报警。自来水报修、供电报修，以及向上级单位汇报情况争取支持，都可以通过应急电话达到方便快捷的目的。在施工过程中保证通讯的畅通，以及正确利用好电话通讯工具，可以为现场事故应急处理发挥很大作用。c拨打电话时要尽量说清楚以下几件事说明伤情(病情、火情、案情)和已经采取了些什么措施，以便让救护人员事先做好急救的准备。讲清楚伤者(事故)发生在什么地方，什么路几号、靠近什么路口、附近有什么特征。说明报救者单位、姓名(或事故地)的电话或传呼机或传呼电话号码以便救护车(消防车、警车)找不到所报地方时，随时通过电话通讯联系。基本打完报救电话后，应问接报人员还有什么问题不清楚，如无问题才能挂断电话。通完电话后，应派人在现场外等候接应救护车