旋喷桩桩工艺性试验方案

1、郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-旋喷桩施工工艺性试验方案中铁十局集团有限公司郑徐客专徐州枢纽项目经理部二一四年三月中铁十局集团有限公司郑徐客专徐州枢纽相关工程ZXZH-标段旋喷桩施工工艺性试验方案编写人： 日期： 审核人： 日期： 批准人： 日期： 中铁十局集团有限公司郑徐客专徐州枢纽项目经理部二O一四年三月江苏·徐州1 / 24文档可自由编辑打印目 录1、工程概况11.1工程简介11.2工程地质条件11.3水文地质特征22、编制依据23、试桩目的34、试桩需确定的施工工艺参数34.1试桩人员、机械及配套设施34.2工程地质资料验证34.3施工配合比44.4钻进工艺4

2、4.5质量检测45、试桩计划56、施工组织及施工安排66.1施工组织机构66.2机械设备计划66.3主要人员计划77、旋喷桩施工方法77.1施工准备97.2设备安装97.3设备试运转107.4钻孔108、质量检测128.1开挖检验128.2取芯检验128.3复合地基承载力检测（静荷载试验）129、质量控制和保证措施1310、施工安全措施1410.1施工现场安全措施1410.2冬季施工安全措施1510.3夜间施工安全防护措施1510.4机械施工安全措施1610.5防止挖断光电缆措施1710.6邻近既有线安全措施1711、环保、水保措施1912、文明施工措施1913、试桩资料收集汇总20郑州至徐州

3、铁路客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-标旋喷桩施工工艺性试验方案1、工程概况 1.1工程简介本标段旋喷桩分布于K229+100K230+165段既有线路路基及K229+665K229+722处U槽止水帷幕。工点地处黄淮冲积平原区，地势相对平坦、开阔，辟为城区、村庄，线路与陇海线铁路并行。标段内共设计旋喷桩3724+525根，24206+4213延米。K229+100K230+165段既有线路路基旋喷桩：直径0.6m，纵、横向间距1.6m,正方形布置，桩长6.0m；K229+100K229+380段靠既有线侧设1排（纵向间距0.6m）、K229+380K230+165段段靠既有线侧设2排（横向间

4、距0.5m，纵向间距1.0m，交错布置）横向隔离旋喷桩，桩长6.0m。旋喷桩桩顶设0.5m厚碎石垫层及0.1m中粗砂，内铺一层双向土工格栅，抗拉强度不小于110KN/m，每侧回折不小于2.0m。垫层设2-4%的排水坡度单向或双向引入盲沟或排水沟内，不能引入的K229+840K229+990段桩顶垫层内碎石掺5%水泥处理。1.2工程地质条件工点在范围地层为第四系全新统冲积层及上更新统冲洪积形成的黏性土、粉土及砂类土。工点所在路基范围内，（2）3-2层软塑粉质粘土、（2）4-2、（2）5-2层稍密状粉土、粉砂层，均为松软土层，结构松软，压缩性高、强度低，工程特性差。地震动峰值加速度为0.10g，动

5、反映谱周期为0.40s，且地下水较发育，根据铁路工程抗震设计规范，采用标准贯入试验方法对上部粉土及粉细砂层进行液化判别，上部饱和粉土、粉细砂层为可液化土，当发生级地震时会发生液化，液化深度2.45m14.85m，液化指数16.76474.064，抗液化指数0.4430.998。1.3水文地质特征地下水类型为第四系孔隙潜水和岩溶水，第四系孔隙潜水局部略具承压性，透水性好的粉土、砂土为主要含水层，主要接受地下径流及大气降水、地表水入渗补给，水量较小；岩溶水主要赋存于灰岩节理裂隙、溶隙、岩溶管道中，主要接受第四系孔隙潜水和地下径流的补给，水量丰富。地下水具有明显的动态变化特征，随季节、降水量变化而变

6、化，测时地下水埋深2.83.7m，标高35.8840.39m。地下水主要以地下径流及人工开采为主要排泄方式。根据铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）判定，该段碳化环境为T2，冻融破坏环境为D1。地表水、地下水具氯盐侵蚀，环境作用等级为L1；地下水具化学侵蚀，环境作用等级为H1，具盐类结晶破坏，环境作用等级为Y1。2、编制依据1、铁路路基工程施工质量验收标准TB10751-2010；2、铁路工程桩基检测技术规程TB10218-2008； 3、铁路工程地基处理技术规程TB10106-2010；4、铁路路基工程施工技术指南铁建设2010241号；5、关于公布<上海

7、铁路局建设工程工艺试验管理办法>的通知（上铁建发（2011）28号文）；6、新建铁路郑州至徐州客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-标施工图；7、新建铁路郑州至徐州客运专线施工图路基设计大样图集；8、工地现场调查、采集、咨询所获取的资料；3、试桩目的检验和确定在该地区的工程地质条件，为在此种地质条件下旋喷桩施工提供数据，积累施工经验；在对试桩质量进行检验合格后，确定科学合理的施工工艺、施工机械、人员配置，为大面积施工奠定基础。4、试桩需确定的施工工艺参数4.1试桩人员、机械及配套设施人员、机械及其配套设施的数量，是使工程能按期完成的关键，而合理的要素配置，是使工程达到经济效益最大化的决定性因

8、素。试桩就是要确定如何配置要素，如何使各道工序紧密衔接，如何流水交叉作业，从而达到在有效的工期内按时完成任务，使成本控制达标。4.2工程地质资料验证通过试桩钻孔，记录钻进过程中各地层地质情况，对照设计文件，核查实际地质情况。设计地质情况如下图：旋喷桩地质柱状图工程名称郑徐客专徐州枢纽相关工程ZXZH-标段里程K229+650桩间距1.6m设计桩径0.6m设计桩长6.0m4.3施工配合比通过试桩确定水泥浆稠度是否满足旋喷桩施工要求，是否造成堵管等，通过试验调整并确定最佳的配合比。4.4钻进工艺通过试桩须确定施工使用的机械是否合理，钻机旋转的速度、提升的速度是否合适，单桩喷浆量是否符合施工工艺要求

9、。4.5质量检测通过试桩确定承载力、沉降量、桩身强度上升速度等其他各项指标，为后续大面积开展施工提供参数。5、试桩计划试桩时间：2014年3月26日试桩根数及位置：根据设计文件的地质资料，经过分析，确定在K229+650处取9根分三组作为试验桩，桩径0.6m，桩长6.0m，纵横间距1.6m，正方形布置。分布如图一所示试桩采用原材料：水泥为P.O42.5普通硅酸盐，水泥掺入量不小于15%;水泥浆水灰比为1.0。 试桩机械：根据设计文件地质资料，经过分析，试桩采用地质钻机引孔，高喷台车注浆施工。试桩拟采用参数及试桩分布图，见表1图2表1 试桩采用的技术参数项目类别水泥用量(kg/m)水灰比转速r/

10、min提升速度m/min喷浆压力Mpa第一组1001.0200.220第二组1101.0200.322第三组1201.0200.424图2 旋喷桩试桩布桩图6、施工组织及施工安排6.1施工组织机构1、领导小组序号职务姓名工作职责1项目部常务副经理丁永君负责施工领导组织2二分部经理牛兆银负责现场施工组织3项目部总工刘顺端负责总体施工技术工作4项目部工程部长司书新负责现场技术监督工作2、现场人员安排序号职务姓名工作职责1二分部经理牛兆银负责现场施工组织2分部副经理侯立海负责现场的施工生产工作3分部总工郭 鹏负责现场的施工技术工作4分部安质部长于红丽全面负责施工中的安全5质检员蒋 茹全面负责施工中的

11、质量6试验人员卢学州负责现场的试验工作7测量柴立璞全面负责施工中的量测工作8桩机操作工4人9修理工2人10普工5人6.2机械设备计划根据工程实际情况，拟投入本工程的主要施工设备见表2 拟投入的施工机械设备表 表2序号设备名称规格型号单位数量备注1地质钻机XY-150台12高喷台车XP-30B台13高压泵3D2-5Z栓塞泵台24灌浆泵HB-80台25空压机P-0.8MPa，Q-6m3/min台26泥浆泵BW-150台27拌浆机WJG-80台28水准仪DSA320台1全新，已标定9全站仪GTS-102N台1全新，已标定10发电机100GF2台1作为备用电源6.3主要人员计划序 号姓 名性 别职 务

12、1牛兆银男二部项目经理2郭 鹏男二部技术负责人3邵长光男二部副经理4侯立海男二部副经理5张国庆男二部领工员6于红丽女二部安质部长7张学森男二部物资部长8崔月琳女二部财务部长9高 勇男二部技术部长10卢学州男二部试验主任7、旋喷桩施工方法旋喷桩施工工艺流程图（图3），三重管旋喷注浆示意图（图4）引孔钻机就位钻进成孔换浆清渣清孔回灌移机移钻开孔检查启动空压机送风启动高压泵送水试喷检查插入高喷管浆液配制泵送高喷作业观察高喷参数孔内保持满浆测放桩位图3 旋喷桩施工工艺流程图浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头 图4 三重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵高压清水泵7.1施工准备场地平整正式进场施

13、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”。场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。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。修建排污和灰浆拌制系统旋喷桩施工过程中将会产生1020%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。灰浆拌制系统主要设置在

14、水泥附近，便于作业，避免供浆线路过长，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。7.2设备安装钻机基本就位后，调平安稳，将转盘、钻杆轴线对准桩位木桩，对准误差控制在2cm以内，再调整钻架、钻杆，使钻杆垂直度控制在1.0%以内。安装旋喷桩机、高压泥浆泵、输注浆管路、水电接头、闸阀、仪表等。辅助设备安装应满足下列要求：制浆机应略高于贮浆罐上口；高压泥浆泵进浆口必须加设滤网，并稍低于贮浆罐出口；高压泥浆泵与旋喷管间必须用高压胶管连接。安装完毕后，必须再次检查高压设备、管路系统，确保规格符合设计要求、连接密封完好。并尽量缩短高压注浆管的长度，控制在20m以内为宜。7.3设备试运转桩机设备安装

15、完毕后，必须进行试运转，确保状态良好、运转正常。设备试运转应满足下列要求： 钻机转速、提升速度符合设计规定值，误差在5%以内；设备工作电压、电流稳定，电压保持在380V±15V，电流不超过额定值；输、注浆液管路、水管路畅通，无渗漏；闸阀使用正常；压力、流量等仪表显示正确； 高压泥浆泵电机达到设定转速，能保持设定泵压；浆液排放量符合设计流量； 制、贮浆液设备的制备浆液能力满足注浆要求；设备运转平稳，操作人员配合默契7.4钻孔钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，地表过软时，采取防止桩机失稳的措施。钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm

16、以内，钻孔垂直度误差小于0.3%；钻孔前应对桩机性能做全面的检查；在桩机的井架上准确画出每米的深度标示线，在钻头落地的情况下准确标示出“零”起点的位置，并在井架的正面和侧面挂上垂球，用红油漆标示出垂球的中心位置。保证孔底标高满足设计深度。引孔钻进：钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。拔出岩芯管、插入注浆管：引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。旋

17、喷提升：当喷射注浆管插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。桩头部分处理：当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆

18、面。喷浆结束与拔管：喷浆由下而上至设计高度后，停止喷浆，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。注浆设备清洗：当喷浆结束后，向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。（8）钻机移位：旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。（9）补浆。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。8、质量检测8.1开

19、挖检验成桩7天后，采用浅部开挖桩头，深度超过停浆面下0.5m，目测检查桩体的均匀性，量测成桩直径。检验数量为成桩数的2，且不小于3根。旋喷桩施工允许偏差、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桩体间距±100mm抽查1%，且不小5处钢尺丈量2桩身垂直度1.5%抽查2%，且不小2根经纬仪或测量钻杆垂直度3桩体直径不小于设计值抽查1%，且不小2根开挖50100cm钢尺丈量4桩 长不小于设计值全部检验测量钻杆长度，施工中检查是否达到设计深度标志8.2取芯检验试桩完成28天以后，于桩径1/4处采用双管单动取样器在桩长范围内垂直取芯，检验桩体的完整性和均匀性，检验数量

20、为施工总桩数的0.5%，且不少于3根，每个孔每2m取试样做无侧限抗压强度，要求桩身强度不小于1200kPa。取芯后的孔洞应采用水泥砂浆灌注封闭。8.3复合地基承载力检测（静荷载试验）试桩完成28天以后，任意抽取总桩数的2进行单桩复合地基载荷试验，且每检验批不应少于3点，复合地基承载力不得小于工点设计要求承载力。要求单桩复合地基承载力不小于200kPa。9、质量控制和保证措施1、放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。2、高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。3、采用P.O42.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进

21、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。4、水泥浆不得离析：水泥浆要严格按设计的配合比配置，要预先筛除水泥中的结块。为防止水泥浆发生离析，可在灰浆拌搅机中不断搅动，待压浆前缓慢倒入料斗中。5、喷浆过程应连续均匀，若喷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0.5米重复喷射接桩，防止出现断桩。压浆阶段不得发生断浆现象，输浆管道不能发生堵塞，成桩过程中因故停止，恢复供浆时在断浆面上下重复搭接不小于0.5m。6、高喷孔喷射成桩结

22、束后，应回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。7、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。8、引孔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。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用150mm成孔，岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护壁，以防垮孔。9、配备一台备用发电机组。旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行10、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。10、

23、施工安全措施10.1施工现场安全措施1、作业前对作业人员进行相关安全培训及技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；严禁串岗作业、禁止非专业人员作业。 工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。2、现场杜绝闲散人员进入，限制工人作业的范围；3、 施工前进行设备安全性能检查，确保安全后方可开展施工；施工过程中设备要定期检修,确保作业安全；施工机械的转动部分有安全罩。4、人员进入现场必须按要求佩带安全防护用具；调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。5、各种用电设

24、备的安全措施 （1）使用自备电源或与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地要求作保护接零或作保护接地；配电箱开关有操作指示和安全警示。（2）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；（3）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零保护；（4）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，传动部位按设计要求安装防护装置；（5）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；（6）严格执行安全用电制度，所有线路规范架设，必须实行“一机一闸一漏”制，严禁“一闸多用”

25、。10.2冬季施工安全措施 (1) 成立现场冬季施工领导小组，负责安排、检查冬施工作。项目部成立的QC小组负责组织实施冬期施工的各项质量保证措施，进入冬期施工阶段，要以冬期施工方案为准，提前交底，围绕工程质量经济合理、减少能耗的原则进行。(2) 进入冬期施工前后，密切注意天气变化，重视天气预报，以防突然降温，并提前提出防寒材料、设备、劳保用品计划。(3) 组织参加冬季施工的工长、施工班组学习施工方案，以提高冬期施工的质量意识。(4)对机械设备进行一次全面检查，及时更换防冻油液，防止受冻。对机械传动部位应及时检查，如有缺陷，及时维修、调整。10.3夜间施工安全防护措施夜间施工要有专人统一指挥，设

26、专人盯班盯岗，确保施工机械及人员安全。加强对机具电器设备的检查维修，并有专人负责，夜间施工要有足够的照明，并配齐各种电器配件，遇雨天及时更换防爆灯具，保证工程顺利进行。施工作业区及运输路径，设置良好的照明设施，作业照明灯必须使用安全电压，工地运输交叉路口、转弯处设置慢行警示灯并设专人防护。夜间施工必须配置两路电源或自备发电设备，确保不间断照明。加强对施工地段道路的养护，保证夜间车辆顺畅通行。各种施工机械及车辆通过临近村庄时,要尽量减速慢行。10.4机械施工安全措施高压泥浆泵泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力

27、时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。钻机司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。管路高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。清洗及检修喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。

28、施工中途发生故障，必须卸压后方可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。严格执行各个岗位安全操作规程，执行各项规章制度。 在大风(超过六级)、大雨、大雾等恶劣天气下严禁作业。10.5防止挖断光电缆措施(1)施工前与通信、电务、供电、工务等设备管理部门联系，详细调查工点地下埋设的电力，通信光缆等地下管线情况。查明准确位置并双方会签。(2)地下管、线、电缆等隐蔽设施无法提供准确位置时必须采用“人工挖探”的方法，找出有光缆并按规定防护后，方可大面积开挖。(3)管线地段开挖，采取人工开挖探槽,探清管线数量及线路走向,严禁盲目开挖，开挖时按照探沟开挖交底作业。(4)现场用白灰标出既有地下管线位置,在管线两

29、侧设警示标示杆、牌。积极与设备管理单位取得联系改移,在地下管线改移完成后方可进行对应段落的工程施工。10.6邻近既有线安全措施 (1)施工前，项目部必须组织施工交底，向施工单位、架子队、有关人员交待清楚施工方案、安全措施和应急处置的有关事项。同时，针对施工中可能出现的问题，所有参建人员做好各自的应急准备工作，配备好必备的机具、材料。(2)每日上班前，施工负责人召集技术、安全、及领工员等相关人员，进行施工交底，开展安全预想，落实施工安全责任。(3)驻站联络员和工地防护员必须经过营业线施工安全培训，持证上岗。施工期间，驻站联络员和工地防护员要通过电台和对讲机进行联系，掌握营业线列车运行和现场施工状

30、况，保证联系畅通。(4)挖掘机、地基处理桩基等施工机械每台设置一名工地防护员，固定式施工机械在可控范围内设置一名工地防护员。施工机械所在工地设置应急处理明示牌，清晰注明机械类别、危险源、安全责任人、应急处理措施、简明应急程序和应急电话等信息。(5)挖掘机旋转半径在铁路限界范围内施工时严禁在线路侧转头，如果必须调头时，挖机应在外侧转头。(6)工地防护员除按规定配备相关安全防护备品外，现场配备对讲机、信号旗等。工地防护员必须熟练掌握应急处理措施，出现险情时要严格按照“先防护，后处理，宁停勿撞”的原则进行处置。当发生影响营业线行车安全时，要按工地防护员除按规定配备相关安全防护备品外，现场配备对讲机、信号旗，工地防护员必须熟练掌握应急处理措施，当发现影响营业线行车情况时，要按以下要求处理，确保行车安全：电话、对讲机通知两端车站行车室值班人员处理；设置响墩等移动停车信号，保证能够及时拦停列车。立即有关上级部门汇报的顺序来处置，确保行车安全。(7)挖掘机、吊机等危险性较大的自行式施工机械在营业线来车到达前10分钟做好停止施工准备，列车到达5分钟前所有机械设备停止施工，列车通过后方可