三轴搅拌桩试桩施工方案

1、1 工程概况梅子洲过江通道接线工程起于江山大街与滨江大道的交叉口，止于南京绕城公路油坊桥互通西，全长1668m，包含有主通道隧道及匝道6条（C、D、E、F、G、H）。青奥轴线地下交通系统起于滨江大道止于油坊桥互通，部分节段与梅子洲过江通道的接线工程共用，包含有滨江大道下穿通道长1258m及匝道5条（L、M、J、K、I）。我单位承建的梅子洲过江通道连接线YK10+497YK11+979段主线隧道，共长1482m，C、D、E、F、G、H匝道共长1603m。隧道暗埋段采用箱型结构，敞开段采用U型结构。主线隧道断面：为双向六车道断面，隧道内车道宽度3.5m+3.75m+3.75m，两侧路缘带分别为0.

2、5m、0.75m，合计12.25m。隧道匝道断面：单车道断面为车道宽度3.5m+紧急停车带3m，左侧路缘带0.5m，合计7m。双车道断面为车道宽度3.5m+3.5m，两边路缘带为0.25m,合计为7.5m，隧道内设置1.0的横坡。根据基坑深度基坑围护分别采用普通地下连续墙、T型地下连续墙、SMW工法桩、水泥土挡墙、放坡开挖、放坡开挖+地下连续墙等围护方式开挖，支撑形式有钢支撑、混凝土支撑等。具体支护样式见表1-1表1-1江山大街段围护结构型式表里 程基坑深度（m）基坑宽度（m）支护类型YK10+497.8+52219.47818.50860.32950.451 m厚地下连续墙，采用1道钢筋混凝

3、土撑+4道钢支撑YK10+522+61518.50814.83849.8543.3561 m厚地下连续墙，采用1道钢筋混凝土撑+4道钢支撑YK10+615+71014.73812.31143.25640.2810.8m厚地下连续墙，采用1道钢筋混凝土撑+3道钢支撑YK10+710YK11+19012.71611.67732.48050.197850mm工法桩，采用1道钢筋混凝土撑+2道钢支撑YK11+190+43012.22713.23339.13757.8620.8m厚地下连续墙，采用1道钢筋混凝土撑+2道钢支撑（局部三道钢支撑）YK11+430+75512.2279.21768.90843

4、.901850mm600mm工法桩，采用1道钢筋混凝土撑+2道钢支撑YK11+755+7878.3659.21748.818520.8m厚地下连续墙，采用1道钢筋混凝土撑+1道钢支撑YK11+787+8188.3657.16340.07137.750850mm600mm工法桩，隔一插一，采用2道钢支撑YK11+818+8787.1634.55637.7532.418650mm450mm工法桩，隔一插一，采用1道局部2道钢支撑YK11+878+9084.5563.26632.41831.43.2m重力式挡墙YK11+908+9793.2660.26651.59632.611放坡开挖 根据工程设计

5、图纸YK10+710YK11+190段、YK11+430YK11+878段围护结构围护结构全部采用850mm600mm工法桩、650mm450mm工法桩，地基加固采用850mm1200mm三轴搅拌桩地基加固。施工场地基本平整，场地标高大致为+7.27.8m。SMW工法桩采用搭接形式，搭接850mm，三轴搅拌桩地基加固搭接250mm。SMW工法桩沿基坑两侧布设，深度1823m，具体样式见图1-1。隧道基地采用三轴搅拌桩地基抽条法加固，加固区域宽3m，间距3m，深3m。单根搅拌桩空桩长1012m，实桩长3m，具体样式见图1-1. 搅拌桩总工程量：本标段SMW工法桩共2250副，三轴深搅地基加固共2

6、34000m3（其中实桩方量：63000 m3，空桩方量：171000 m3）。设计要求：搅拌桩水泥土水泥参量不小于20%，28天无侧限抗压强度不小于0.8MPa。2工程地质与水文地质2.1工程地质 层杂填土（Q4ml）：杂色，灰色，稍湿-湿，松散，主要成份为建筑垃圾混黏性土，表层见植物根系，滨江大道及江山大街表层为混凝土沥青路面及灰土垫层，组成成份变化较大，为近期人工改造时挖填形成，其形成时间一般在近10 年。1粉质黏土（黏土）（Q4ml）：灰色，灰黄色，软塑可塑，切面稍光滑，干强度韧性中等。具铁锰质侵染，土质较均匀。该层场地内分布局限。2淤泥质粉质黏土：灰色，流塑，切面稍光滑，干强度韧性中

7、等，含少量腐植质及贝壳碎片，夹粉土粉砂薄层，单层厚度一般在110mm 之间，局部与粉土、粉砂呈互层状，该层场地内均有分布。3粉质黏土夹粉土（砂）：灰色，软塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，偶见少量腐植质，夹粉土或粉砂薄，单层厚度一般为110mm，具层理，局部呈互层状，该层分布局部。1粉砂，局部细砂：青灰色，饱和，松散稍密，级配差，主要矿物成分石英、长石等，含云母碎屑，局部夹粉质黏土薄层，单层厚度120mm 不等，偶见腐植物及贝壳碎片，该层分布较广泛。2粉细砂：青灰色，饱和，中密密实，级配差，主要矿物成分石英、长石等，局部夹少量粉质黏土薄层，单层厚度120mm 不等。该层场地内均有分布。3粉质黏土

8、夹粉砂：灰色，软塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，含少量腐植质，夹粉细砂薄层24mm，具层理，局部呈互层状。该层呈透镜体状分布于1 及2 层中，分布局限。粉质黏土夹粉砂：灰色，软塑可塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，含少量腐植质，夹粉细砂薄层，单层厚多在120mm 之间，局部呈互层状，具层理，该层除局部缺失外，分布较广泛。1粉细砂：青灰色，饱和，密实，级配较好，主要矿物成分石英、长石等，含云母碎屑，含少量砾粒。该层分布局部、不稳定，与中粗砂层呈相变关系。2中粗砂：青灰色，饱和，密实，级配一般，主要矿物成分石英，长石等，含粗砂，砾石颗粒。该层分布局部、不稳定，与粉细砂层呈相变关系。3砾砂：灰色，饱和

9、，密实，级配一般，主要矿物成分石英，长石等，砾石直径2-15mm，含量约30。该层分布局限、不稳定。4卵砾石：杂色，饱和，密实，级配好，主要矿物成分石英砂岩、燧石、玄武岩及灰岩，磨圆度较好，中粗砂颗粒充填。该层分布局限、不稳定。5粉质黏土夹粉砂：灰色，软塑可塑，切面稍光滑，干强度韧性中等，夹粉细砂薄层2-4mm，具层理。该层分布局限。1强风化泥岩：棕红色，泥质结构，层状构造，主要以黏土矿物为主，芯风化成土状，浸水软化，手折易断。该层场地均有分布。2中风化泥岩：棕红色，岩质极软，泥质结构，层状构造，主要以黏土矿物为主，层面倾角30-45°不等，节理裂隙不发育，裂隙由石膏充填，浸水易软化

10、，锤击声哑，该层均少量深孔揭露。3微风化泥岩：棕红色，岩质软，泥质结构，层状构造，主要以黏土矿物为主，层面倾角30-45°不等，节理裂隙不发育，裂隙由石膏充填，浸水易软化，锤击声哑。该层仅工作井处深孔揭露。2.2试桩地区地质SMW工法桩及三轴深搅桩所处地质情况：表层为素填土，层厚2-4m；下层为淤泥质粘土，层厚3-8m，再下层均为粉细砂层。2.3不良地质条件（1）饱和砂土液化场内位于长江漫滩，上部粉细砂层厚度较大，其中1 层为饱和稍密粉砂，经判别为可液化土层，场地液化等级轻微-中等。可液化土层在振动条件下易产生强度变低甚至丧失，液化土层的承载力（包括桩侧摩阻力）、土抗力、（基床系数）

11、、抗剪强度等，可根据液化抵抗系数予以折减。当不能满足设计要求时可采取高压旋喷桩等措施对液化土进行加固，以减少或消除液化产生的不利影响。（2）填土场地内层填土场地区分布广泛，松散，主要成份为建筑垃圾混黏性土，滨江大道及江山大街表层为混凝土沥青路面及灰土垫层，组成成份变化较大，为近期人工改造时挖填形成，其形成时间一般在10 年以来，厚度0.707.60m（3.59m，平均值，下同），最大处位于近长江大堤的工作井附近，基坑开挖时应采取防护措施，防止坍塌。（3）软土场地内软土为2 层淤泥质粉质及淤泥质黏土，灰色，流塑，夹薄层粉砂、粉砂，单层厚度12mm，局部呈千层饼状，该层顶埋深1.209.00m（4

12、.13m），层顶标高0.566.66m（3.71m），层厚1.8024.30m（9.13m）。该层其主要物理力学指标（ 平均值）： w=41.9% ， =1.79g/cm3 ， e=1.173 ， Ip=17.0 ， IL=1.15 ，a0.1-0.2=0.694MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2=3.30MPa，C=19kPa，=2.4°，Cg=24kPa，g=13.2°，Cuu=25kPa，uu=1.8°，Ccu=25kPa，cu=16.6°，qu=37.0kPa，St=3.90，十字板不排水剪切强度原状Su=26.0kPa，重塑Su=7.2kP

13、a，Kh=12.7×10-6cm/s、Kv=3.22×10-7cm/s，有机质含量Wu=1.45% 地基土承载力基本容许值fa0=60kPa。3 试桩目的 根据设计要求，施工前应进行试桩试验，目的是为检验设备、施工工艺，掌握对该场地成桩经验，比较不同工艺参数下的成桩质量，确定主要工艺参数（水灰比、水泥用量、下钻速度、提升速度）。为下一步大面积三轴搅拌桩施工提供技术指导和操作技术参数。4 试桩数量及布置 根据设计要求和地质情况以及施工场地具体布置情况，我单位计划试桩区域为主线YK10+950YK11+000。根据现场场地情况，选用原有江山大街中央绿化带为试桩区域，具体试桩编号

14、为A1-1，A2-1，A3-1，A4-1数量共四组，4副。试桩采用1.3、1.5两种水灰比，20%，22%两种水泥掺量进行试验。具体详见图4-1（三轴搅拌桩试桩平面布置图）5 试桩总体方案根据设计图纸三轴深搅桩技术要求和以往施工经验以及大桥局施工时试桩试验结果，我单位试桩计划采用两种水灰比，两种掺量进行试桩。具体参数见下表5-1 三轴搅拌桩试桩参数表。 表5-1三轴搅拌桩试桩参数表搅拌桩编号水灰比浆灰比桩长水泥掺量（%）比重（g/mm3）水泥用量(/m)浆量(L/m)下沉速度(m/min)提升速度(m/min)备注A1-131.31.62326201.423345420.551.02A2-13

15、1.51.82326201.373346090.420.87A3-131.31.62326221.423675960.50.95A4-131.51.82326221.373676690.40.86 三轴深搅桩试桩施工 本工程围护结构采用共有850mm600mm工法桩、650mm450mm工法桩，地基加固采用850mm1200mm三轴搅拌桩地基加固。搅拌桩总工程量：本标段SMW工法桩共2250副，三轴深搅地基加固共234000m3（其中实桩方量：63000 m3，空桩放量：171000 m3）。6.1场地平整试桩前将试桩场地平整完毕，按照设计要求平整到场地标高7.5m位置。先查明施工区段内有无各

16、种影响施工的杆管线，有无其他障碍物。如有影响施工杆管线及障碍物应及时报验审批后迁移和处理。6.2测量放线场地平整完毕后根据试桩坐标点、设计院提供的坐标基准点，总平面布置图，试桩平面布置图，精确放出试桩的控制线，设立相应的临时控制桩，做好相关测量资料，上报监理工程师验收。6.3机械设备进场 本工程围护结构采用SMW工法桩、地基加固采用三轴深搅桩地基抽条加固。根据图纸工程量及项目部确定的试桩数量进场三轴深搅桩施工设备。具体如下表6-1 表6-1三轴搅拌桩试桩施工设备表序号设备名称规格型号数量状态备注说明1三轴深搅桩基1良好2水泥罐50t2良好3灰浆搅拌机YJ-31良好4存浆桶3.8m31良好5压降

17、泵BW2002良好6空压机0.9m31良好7发电机500KW1良好8挖掘机PC2001良好9运渣车斯太尔2良好10全站仪1良好11水准仪1良好6.4原材料进场本工程采用安徽盘景水泥，不掺加外加剂。水泥进场后附有相关质量证明文件。水泥进场后有实验室在监理工程师见证下进行现场取样送检。检测结果合格后方可进行使用。6.5 室内配合比试验 本工程参照中铁大桥局青奥轴线地下交通工程先导段J1区围护结构施工中由河海大学，江苏省交通规划设计研究院检测中心两家单位进行的配合比试验结果及现场实际地质情况进行试桩施工。要求配置的灰浆应有很好的流动性，不离析，便于泵送、喷搅。同时还要满足最小水泥参入量不得小于20%

18、、28天无侧限抗压强度不小于0.8MPa。6.6 人员配备情况 根据现场施工任务，我单位计划投入2个三轴深搅施工队伍4台三轴深搅机对该段SMW工法桩及地基加固进行施工。目前已经进场3台，每台钻机配备施工人员15人，具体配备如下表6-2。 表6-2三轴搅拌桩试桩施工人员配备职务工作内容人数备注组长负责生产进度、质量、安全，全面组织管理1机长负责本机操作施工1司泵工搅拌喷浆施工3桩基操作工负责桩基操作、移位2机械维修工设备维修、保养2电工负责现场临时用电安装及安全1挖掘机司机沟槽开挖、土方转运1记录员原始记录填写、整理1测量员放线定位1辅助工搅浆、搬运等杂物工作2合计156.7三轴搅拌桩试桩施工施

19、工工艺流程施工工艺流程图如下图6-1 开挖沟槽在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土，为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁，需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，根据本工程搅拌桩直径，取槽宽约1.0m，深度约0.61.0m。场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽。开挖沟槽余土应及时处理，以保证工法正常施工，并达到文明施工工地要求。架设导向架：图6-1 三轴搅拌桩试桩工艺流程图定 位 放 线开 挖 导 沟设置导向定位钢板搅拌机架设搅拌机

20、就位拌制水泥浆，开始空压机送浆至桩机钻头钻头喷浆、气切割土体下沉至设计桩底标高下一施工循环继续喷浆，钻头停留桩底30秒钻头喷浆，提升至设计桩顶标高搅拌机移至下一桩位余土处理搅拌机械移位工法桩插入型钢，搅拌桩施工完毕6.7.4桩机就位与垂直度校正6.7.5水泥浆液拌制6.7.6喷浆、搅拌成桩三轴水泥搅拌桩施工完毕后，移动桩机的同时吊机应就位，准备吊放H型钢。（1）在沟槽上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内至设计标高。 （2）根据设计图纸提供的高程控制点，用水准仪引放到地面上，根据地面与H型钢顶标高的高度差，控制H型钢顶标

21、高，误差控制在5cm以内。 （3）若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高。（1）H型钢减摩制作H型钢的减摩，主要通过涂刷减摩剂实现：清除H型钢表面的污垢和铁锈。使用电热棒将减摩剂加热至完全熔化，用搅棒搅时感觉厚薄均匀，方可涂于H型钢表面，否则减摩剂涂层不均匀容易产生剥落。遇雨雪天，型钢表面潮湿，首先用抹布擦去型钢表面积水，再使用氧气加热或喷灯加热，待型钢干燥后涂刷减摩剂。H型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象，及时重新涂刷。（2）H型钢插入H型钢就位后，通过桩机定位装置控制，靠型钢自重或借助一定的外力（送桩锤）将型钢插入搅拌桩内。型钢起吊前在型钢顶端150mm

22、处开一中心圆孔，孔径约100mm，装好吊具和固定钩，根据高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点，控制型钢顶标高误差小于50mm。型钢的插入需一部50t吊车保证型钢起吊过程中不变形。在导墙上设置H型钢定位卡，固定插入型钢的平面位置。H型钢垂直插入水泥土搅拌桩内，使用全站仪或线锤控制型钢插入垂直度。型钢插入过程中随时调整型钢的水平误差和垂直误差。若型钢插放达不到设计标高，可以慢慢提升型钢到适当高度，重复下插至设计标高。（3）压顶冠梁制作作为挡土支护结构，每根桩必须通过桩顶压顶冠梁连接共同作用。在不插入H型钢的搅拌桩内，插入2根1216钢筋，然后制作压顶冠梁。（4）H型钢回收待地下主

23、体结构完成并结束挡土使命后，用顶拔装置将H型钢从搅拌桩中顶拔出来，回收后经过整形保养，重复使用。回收H型钢后的空隙，用11的水泥浆填充。整个回收过程中做好下述两方面的工作：用专用夹具及千斤顶以砼冠梁为基座，起拔回收H型钢。拌制水灰比为1.0的水泥浆液，使其自流充填H型钢拔出后的空隙，减少对邻近建筑物的影响。6.7.8施工记录6.7.9质量检验6.7.9施工冷缝处理施工冷缝补桩示意图7技术要求及特殊情况处理措施1、1、1、1、1、8.1安全目标本工程的安全目标：在整个项目施工期间坚决杜绝各类重大责任事故、人身伤亡事故、消防事、治保事故、交通事故、扰民事故及各类传染病发生。8.2组织措施（1）现场

24、成立安全生产工作小组，设置专职安全员全面负责施工期间的安全工作，各班组设立兼职安全员负责具体检查监督工作，现场监理安全生产保证体系。（2）坚持执行施工前的安全技术交底会议制度和开工前的安全教育制度，明确本工程的安全目标，落实各个岗位的安全职责。（3）定期召开安全工作会议，进行安全工作的总结和布置。（4）开展安全活动，在现场布置安全标语、横幅等，积极进行安全知识宣传教育。（5）认真执行安全规程和操作规程要求，严禁违章作业，杜绝各类事故发生。（6）对于各类安全违章行为坚决进行处理，限期整改。（7）做好每天的安全生产记录，并填好安全日记。（8）按照南京市政公用质量监督站得要求，认真、如实、确切的填写

25、安全管理资料。8.3用电措施（1）开工前，编制安全用电施工组织设计，以指导现场施工用电。（2）所用配电箱采用正规厂家生产的配电箱，实行一机一闸一漏电保护装置。主要配电箱均作接地，以防止感应电伤人。（3）照明线路不能与动力线路混用，钻机、输浆泵等使用的拖揽，必须严格检查，不能使用绝缘性能差得或有破损的电缆。（4）机械设备（如钻机、电焊机等）移位、电器检修时必须断电操作，严禁带电操作，并挂上警示牌。移位时，须有专人指挥，专人照看电缆，防止电缆压坏损伤。（5）移动电器、修理电器由专业电工进行，非专业人员严禁操作。（6）所有配电箱漏电保护装置每天由专业电工进行检查，并在相应表格上记录。（7）施工现场用

26、电严格遵守施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）。8.4消防安全措施（1）由项目经理、安全员组成现场消防安全领导小组，具体负责落实消防安全工作，以备突发情况下迅速采取行动，减小影响程度。（2）健全消防制度，施工现场安排专人、专职负责，一旦发现隐患，立即进行消除。（3）钻机、食堂、宿舍及材料仓库四周按照设置足够的灭火器，并由安全员检查落实到位。（4）灭火器指定专人维护、管理、保养，确保灭火器效能正常。（5）场区或生活区，禁止私接电线，私接违章电器；严禁使用煤油炉、电炉烧煮。（6）进行电焊、气焊作业人员必修持证上岗，并实行动火申报制度，动火必须具有“二证一器一监护”才能进行。（7）现

27、场电焊、气焊作业人员必须符合防火要求，严格执行“十不烧”规章制度。（8）工地中的易燃易爆物品（如汽油、氧气瓶、乙炔瓶等）都必须按照制度设置，妥善保管。（9）调查清楚施工现场周围道路两侧的城市专用消防龙头；进入工地的道路保持畅通，宽度不小于3.50m. （10）加强警卫人员上岗责任心，每天上班后对工地临时设施进行一次消火巡查，消灭事故隐患。8.5施工现场防护措施（1）搅拌桩钻机卷扬机滚筒系统设置封闭防护罩，空压机平皮带盘区域也必须设置封闭式防护罩。（2）上钻塔操作必须佩带安全带，塔上作业，塔下禁止站人，塔上作业时必须有人监护。（3）吊车作业时，起重臂下严禁站人，并由专人统一进行指挥、调度。（4）

28、栏杆材料选用脚手架或16 以上钢筋，消防高度应有1.2米左右；并有黄黑油漆进行标注，设置醒目的安全标志。（5）搅拌桩沟槽开挖后在两边设置红白三角旗防护带。8.6搅拌桩机安全操作措施（1）搅拌桩机第一次下沉搅拌时，必须密切注意钻杆和电动机的负荷情况，遇到障碍物后，不得强行下钻，应注意操作方法，可通过转动一根钻杆避开障碍物。如仍不行，则停钻，分析原因，查明情况后再进行处理。（2）起重、吊放必须采用无损钢丝绳，并用U形十字卡牢固定部位，以防止滑扣。（3）上塔进行动力头维修时，必须将刹车抱闸卡死，以防松动造成事故。（4）忌用手直接搬运、移动滚筒和钢梁，必须采用撬棍、麻绳等工具，以防压伤。钻孔桩施工搬运

29、、拆卸导管，必须采用套圈（车胎或三角皮带）。（5）搅拌桩输浆胶管下必须 垫铺柔软物品，如草包、塑料袋等，以防输浆震动胶管摩擦造成胶管破裂。（6）施工中任何操作者均不能擅自离开各自的操作岗位。（7）灰浆台操作人员务必带好防尘防护用品，扎紧裤口、袖口和领口，以免粉尘粘附皮肤。9 文明施工目标及保证措施9.1文明施工管理目标本次工程施工，将严格执行国家、江苏省及南京市的有关现行法规，确保符合当地的文明施工规定要求。9.2场容场貌、文明建设保证措施（1）工地进行围墙围设，实行封闭式施工管理。（2）在施工现场主要通道附近设置“七牌一图”，包括工程概况、建设单位、设计单位、监理单位、施工单位等名称、现场主

30、要管理人员名单、安全宣传标语、安全警示牌、安全管理规定、现场规章制度、安全、文明施工、管线保护无重大事故计数牌和场地平面布置图等。由专业人员进行设计、美化，并保持清洁。（3）建筑材料划区域按规格堆放整齐，施工区域与生活区域分隔，场容场貌保持整洁、有序、文明。（4）施工现场设置环通的排水沟，如需通行车辆，则盖上铁盖板、钢筋盖板或混凝土盖板，以确保场地内无大面积积水。现场设置沉淀池，以便对排入下水道的污水进行沉淀处理。（5）现场四周的围墙建筑物、办公围墙等地方，设置反映企业精神、时代风貌的醒目宣传标语。（6）开展文明教育，施工人员均应遵守市民文明规范。9.3废土处理措施（1）沟槽开挖挖起的沉淤、杂

31、填土和深层搅拌桩施工产生的涌土以及施工场区内的置换土集中堆置在场区内统一的堆放点，待置换土达到一定强度再进行外运处理。（2）场区内的废土每天安排保洁人员进行清扫，及时处理。（3）三轴搅拌桩施工产生的涌土在施工后应立即进行铲除、平整，否则，等涌土硬化后就增加了铲除的难度，需加大人力、物力、财力的投入。（4）废土外运时，在施工现场出入口必须安排保洁人员冲洗运输车辆，以防将废土带到马路上去。（5）严格执行“门前三包”措施，做到工地内污水不外溢，建筑垃圾集中堆放并及时清运。（6）对渣土车辆做到持证经营，加强车辆车况的检查，提高车辆的完好率；对本工程外运的暴露垃圾确保不偷倒、不乱倒渣土和建筑垃圾，均将其

32、倒入政府有关部门指定的卸点。（7）工程竣工验收确保“场地清、无渣土垃圾”等。9.4其他文明施工保证措施（1）各类机具、材料整理后统一堆放在指定的区域，不得占用施工区域以外的道路，并堆放整齐、有序。（2）施工场区机台周围由机台负责清理，做到场区无弃土、无污物。各机台、班组积极做好“落手清”工作，以创造一个整洁的工作面。（3）机台使用的管材、器具各自堆放整齐，保持清洁。11附件附件1：三轴搅拌桩试桩平面布置图附件2：三轴水泥土搅拌桩施工记录表聚乙烯（PE）简介1.1聚乙烯化学名称：聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE结构式： 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，也包括乙烯与少量-

33、烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无嗅、无味、无毒，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大

34、，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差些。相对分子质量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度MPa拉伸弹性模量MPa压缩强度MPa缺口冲击强度kJ·m-2弯曲强度MPa414672010030012.58090121740501525250550701525607021374001300

35、22.540702540646730501508001003.热性能PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125137，MDPE的熔点约为126134，LDPE的熔点约为105115。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。PE的玻璃化温度（Tg）随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般在-50以下。PE在一般环境下韧性良好，耐低温性(耐寒性)优良，PE的脆化温度(Tb)约为-80-50，随相对分子质量增大脆化温度降低，如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140。PE的热变形温

36、度(THD)较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE约为3850(0.45MPa，下同)，MDPE约为5075，HDPE约为6080。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE约为82100，MDPE约为105121，HDPE为121，均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好，在惰性气氛中，其热分解温度超过300。PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(1530)×10-5K-1之间，其制品尺寸随温度改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点热降解温度(氮气)热变形温度(0.45

37、MPa)脆化温度线性膨胀系数(×10-5K-1)比热容J·(kg·K)-1热导率/ W·(m·K)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.电性能PE分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01（质量分数）

38、，电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性，但由于耐热性不够高，作为绝缘材料使用，只能达到Y级（工作温度90）。表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/·cm介电常数/F·m-1（106Hz）介电损耗因数（106Hz）介电强度/kV·mm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、

39、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等)，即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60的苯中，HDPE能溶于8090的苯中，超过100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大气、阳光

40、和氧的作用下易发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆、产生裂纹，最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解，便于贮存、加工和应用，一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂，可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成，本身毒性极低，但为了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂，可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂，且用量极少，一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀，PE中有些低相对分子

41、质量组分可能会溶于其中，因此，长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味，影响食用效果。1.1.2聚乙烯的分类聚乙烯的生产方法不同，其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种，是工业上常用的聚乙烯，其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名称： Low dens

42、ity polyethylene，简称LDPE低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒，密度0.9100.925g/cm3，质轻，柔性，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70），但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度较低（55%65%），熔点105115。LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺，如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等，成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造

43、革等。2.高密度聚乙烯英文名称：High Density Polyethylene，简称HDPE高密度聚乙烯，又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭，白色颗粒，分子为线型结构，很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约125137，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100-70，密度为0.9410.960g/cm3。常温下不溶于一般溶剂，但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀，在70以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，介电性能

44、、耐环境应力开裂性亦较好。HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称：Linear Low Density Polyethylene，简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种，是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度0.9180.935g/cm3。与LDPE相比，具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优

45、点，且软化温度和熔融温度较高，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链，LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称：Medium density polyethylene，简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用-烯烃共聚，控制密度而成。MDPE的密度为0.9260.953g/cm3，结晶度为7080，平均相对分子质量为20万，拉伸强度为824MPa，断裂伸长率为5060，熔融温度126135，熔体流动速率为

46、0.135g10min，热变形温度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法，生产工艺参数与HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称：ultra-high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300600万，密度0.9360.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85，熔点130136

47、。UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能，如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能，广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用，而且，超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异，在-40时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达

48、108Pa·s，流动性极差，其熔体流动速率几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，通过对普通加工设备的改造，已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其相对分子质量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔体粘度比PVC低，流动性能好，不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介绍在成型过程中应注意

49、的几个问题。聚乙烯属于结晶性塑料，吸湿小，成型前不需充分干燥，熔体流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。PE的热容量较大，但成型加工温度却较低，成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180左右， HDPE在220左右，最高成型加工温度一般不超过280。熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。PE的熔体粘度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后，易出现熔体破裂等流动

50、缺陷。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.55.0)，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差，采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的

51、一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。（1）增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE，在加热加压成型的条件下，可

52、以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度。纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PELGF复合材料，当LGF加入量为3O(质量分数)、长度约为35mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJm。晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可

53、同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO2纳米粒子均匀分散于基材中，与基材形成牢固的界面结合，当填充质量分数为2时，拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9。（2）共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混。PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混，解决了L

54、DPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题；LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物，当POE的质量分数为3O时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa。PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。（3）填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等，但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE是非极性化合物，与填料相容性差