粉喷桩作业施工指导书

新建张家口至唐山铁路ZTSG-6标粉喷桩施工作业指导书一、编制目的对管段内的粉喷桩施工进行有效的控制，确保粉喷桩质量及安全生产，满足粉喷桩施工规范、验收标准及安全操作规程的要求。编制依据1.张唐铁路相关设计施工文件及图纸。2《铁路路基工程施工质量验收标准》3《铁路路基工程施工规范》三、适用范围适用于张家口至唐山铁路ZTSG-6标粉喷桩施工四、施工工艺及技术要求粉喷桩所采用的固化剂有水泥、石灰、石膏、矿渣等，还可以用粉煤灰和外加剂作掺合料，以节约固化剂。我国目前在实际工程中主要采用水泥和石灰桩。原材料进场的标准及检验标准⑴进场材料

1）粉喷桩用水泥应采用42.5普通硅酸盐水泥或设计文件中规定的种类。作为外购材料，应对生产厂家进行考察，了解其生产资质、生产过程、生产量以及产品质量。材料应符合设计要求与技术规范的标准，供应量应能满足施工进度。

2）初选定厂家和品牌后均应进行验证试验并审查出厂质保书、强度试验报告，以决定能否批准进场。

3）建立进场水泥批次、数量、检验批复文件的编号、现场存放地点以及相应所使用的施工路段的原材料台帐制度。

4）规范进场水泥现场存放的保管和收发，如注意场地防潮、防雨，建立进货和出货的登记制度等。

5）建立各桩机储粉罐水泥的注入和清除量的施工记录台帐，并随时检查及时签证，其统计数据用以对实际粉喷量进行总量宏观控制。

⑵试验及检测

1）通常试验检测选定有资质的社会检测单位来完成，但该选定宜依据招投标文件和施工合同的规定,并应加强监理对检测的选样和检测过程的管理。

2）作为自检或外委检测的补充，承包人工地临时试验室应有浅层取芯和完成无侧限抗压强度试验的试验设备，同时也要有轻便触探仪。

3）若图纸或设计文件上未规定每米桩长水泥最小用量指标，则监理试验室须通过室内试验验证并批准承包人上报的粉喷量参数实验结果，以满足成桩后规定龄期时相应的设计强度要求。

4）确定已完成的粉喷桩自检段落划分，检测抽样代表桩的选定原则和检测申请程序。粉喷桩施工工艺流程如下：施工准备—平整场地—施工设备就位安装调试—桩位定位放线—搅拌钻机对位—搅拌钻进—提钻喷水泥—复钻复搅（不喷射粉体）—移动钻机至下一桩位平整场地平整场地钻孔对位调平桩位放线施工准备钻进设计加固深度喷粉、搅拌、提升成桩停灰面停止喷灰复搅移位成孔质量检查喷射质量检查喷入材料质量检查 粉喷桩施工流程图1.平整场地依据设计文件首先进行场地平整工作，清除场地内种植物及障碍物。同时测量场地标高，以便确定钻孔深度及停灰面高度。采用粉喷机电流强度进行控制，并报现场监理人员认证。2.桩孔对位移动喷搅机，使搅拌机钻头对准桩位中心线（设计桩位）。桩位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1.5%。3.下钻搅拌启动传动系统和空气压缩机，使钻头边旋转边钻进，并保持整个灰道的畅通，至设计标高后停止钻进，使被加固的土得到充分的扰动。钻进过程中，操作室内的操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度，技术人员详尽而准确的记录每次卸于地表的钻渣地质情况，根据不同的地层，随时调整材料比重，以保持空壁的稳定。若出现钻杆跳动，机架摇晃，不进尺等异常情况时，立即停钻检查。当进尺深度达到设计标高时，在原处正向空转数圈，以清除孔底的钻渣，然后停止旋转，提升钻杆，把钻头上带有的最后一斗钻渣慢慢提离孔位，以防斗齿刮坏孔壁。钻杆提升超过地表后，用铁板将桩孔覆盖，反向空转甩掉钻杆上的钻渣。4.喷灰提钻搅拌下沉到设计标高后，启动传动系统反钻，使钻头边搅拌边提升，同时启动送灰器将水泥喷入被搅动的土体中，使土体和水泥进行充分的拌和，当钻头提升到停灰面时，送灰器停止向土体喷灰，然后复搅复喷，至此单桩施工完毕。5.其他注意事项应定时检查喷粉机的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头应定期复核检查，其直径磨耗量不得大于20mm。当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。施工时应对粉喷桩进行复搅，复搅长度为桩顶以下不小于桩长的三分之一且不小于3m。施工前应对全体粉喷桩进行统一编号，按编号进行施工，防止漏桩。粉喷桩施工质量通病及防治措施名称产生原因防治措施方法卡钻通过含水率低的粘土层，或板结的硬土层，或局部遇到障碍物。应停止钻进或慢速钻进，严重时应停钻，并提升钻具，改进钻头；如在提升钻杆时卡钻，则应暂时停止喷粉，待正常后再复喷。喷粉不畅或堵塞气路连接部分密封不严；气源不足；水泥吸湿结块；喷口粘结粉泥后变小；粉料中混有杂物、大颗粒；部分地层透气性不良。应使气路连接严密，供气保持充足，气压稳定；防止水泥受潮，并过筛。遇喷粉不畅应迅速操纵喷粉蝶阀，由开到关，有关到开，反复多次来克服；严禁以物体敲击灰罐罐体。桩体疏松土层含水率太低，或遇松散杂填土，造成粉体流失，使桩体含泥量不够；土壤含水率低，复打也易产生疏松。土层含水率低可钻孔时，适当注水，或改用注浆法成桩；发现桩体疏松，可钻进复喷一次加强。夹层、断桩水泥潮湿，或有异物堵管；管道漏气或供气不足；喷粉孔磨损，被粘土堵塞；提钻速度过快，先提钻后喷粉；灰喷完后未察觉，喷断中断，仍在搅拌成桩。雨季、夏季应用防潮包装水泥；水泥喷粉时严格过筛、计量和气压检查；注意控制喷粉与提钻速度，宜先喷粉1~2min，后再提钻搅拌；堵孔应将钻头提出清理，将上部断桩裁去，在原位复喷或邻位补偿。空心桩土壤含水率太低，中心部位气压减小，造成桩体四周强度高，中部为土芯，形成空心桩；再土干气压大，水泥从两侧喷出，也易产生中间无水泥的空心现象遇含水率低于20%的干土，应改用喷水泥浆搅拌法施工工艺，或钻孔搅拌适当注水，加大桩体含水率。桩体强度不够钻杆提升速度不均；喷粉管路轻微堵塞，造成气压不稳，灰流量时高时低，喷灰不匀；遇局部松软土漏灰；遇粘土搅不开；以减压阀调定的灰罐与喷射管间存在压差，也常会影响到定量喷粉。控制提升搅拌速度，经常观察电子称进行了解和控制；防止管路堵塞；遇松软土、粘土低速钻进搅拌，改变无级变速器、输出转速来进行调整，使喷粉均匀。(1)事先应挖除地表和地下的障碍物(如：石块、树根等)，并将地面大致整平。当表面土质过硬时，应采取措施，防止施工机械失稳。

(2)粉喷桩所用的水泥，运至工地后注意妥善保管，选择高处堆放，四周应挖排水沟，不用时应加以覆盖，防止受雨淋、受潮、结块。

(3)每次钻杆下沉前，均应用垂球线检查钻杆的倾斜度，并调整到不大于1.0％方能开钻。

(4)每根桩开钻后必须连续施工(包括复搅)，严格控制喷灰时间和停灰时间，不得间断。严禁在未喷灰的情况下提升钻杆。

(5)成桩过程中，应严格控制每根桩的用灰量。方法是将每根桩的水泥用量再加50～100kg事先装入水泥罐中，成桩后核查水泥罐的水泥剩余量，使水泥用量的误差不大于±1％，并作好施工记录。

(6)搅拌翼下沉时，一般不得用水冲，当遇到较硬土层下沉困难，经主管技术人员或现场监理人员同意后方可注入少量的水。

(7)在边坡附近施工时，应采取措施确保边坡的稳定。

(8)施工中及移动机时，应注意不要碰掉桩位标志。

(9)为了不影响交通，施工应半幅路基施工完后，再施工另半幅路工。(10)每日的施工原始记录应交现场施工负责人核查，正确无误后，交现场监理人员检查签认。

(11)做好施工中的安全工作。五验收标准及检验方法1粉喷桩的检测内容粉喷桩处理软基，其最终质量控制参数是保证复合地基的整体承载力，为此粉喷桩检测包括两方面内容：(1)桩的测量放样检测，即在成桩后7d左右，通过检测桩位、桩数、桩间距来检查桩的放样情况；(2)桩体本身质量的检测，其中包括桩身的完整性、桩身外形尺寸(桩身截面，有效桩长等)、桩身的连续性、均匀性、强度、密实度、单桩承载力等，其中最主要的控制参数为单桩承载力。桩身强度是以90d龄期为其强度标准值，但在实际工程中往往由于工期紧等多种因素影响而难以等到90d，一般取28d左右龄期，特殊情况下也有以更短龄期对桩身测试后推算至90d龄期强度。根据水泥粉喷桩处理软土地基的控制参数及检测内容，检测水泥粉喷桩施工质量常用的检测方法有目测法、截取桩段试压法、轻便动力触探法、静力触探法、钻孔取芯法、应力波反射法、水电效应法和静载试验法等8种。2检测方法静载试验法由于粉喷桩最终的控制参数是复合地基的整体承载力，静载试验法是在桩体达到一定龄期后，对单桩或复合地基通过具有一定刚度的压板加载来测试地基承载力的方法，是最能贴近地基受力的实际情况，最能准确、直接测出单桩或复合地基承载力的最标准的方法，包括单桩静载试验和复合地基静载试验。其试验要点如下：(1)对于单桩静载试验，压板直径应与桩径相等。对于复合地基静载试验，压板尺寸按面积置换率确定。压板中心必须与试验面中心重合，压板下须用10mm厚的粗砂垫平。(2)试验荷载应按等量分级施加，加载等级可分为8～12级。对于工程桩总加载量接近或等于但不得超过设计值的1.5倍，对于试桩总加载量不宜少于设计值的两倍，加载方式常用堆载法或锚桩作反力支承法等，宁波大学发明的水箱法大气压反力桩基静载试验装置等都是较方便实用的加载方法。(3)测读沉降的间隔时间及稳定标准。根据沉降稳定标准的不同，分慢速法和快速法。在工程桩上进行的单桩静载试验可采用快速法，快速法观测沉降的间隔时间为5、10、15、15、15min，加载满1h即施加下一级荷载。在试验桩上进行的静载试验和在工程上进行的复合地基载荷试验宜采用慢速法，慢速法观测的间隔为10、10、10、15、15min，以后每隔0.5h读一次沉降，当加载量尚未超过设计要求值时，1h内沉降增量小于0.1mm才可加下一级荷载；当加载量大于设计要求值以后，1h内沉降增量小于0.2mm即可加下一级荷载。(4)当出现下列情况之一时可终止试验，确定极限承载力：①承压板周围的土明显地侧向挤出或压板周围出现明显的裂缝；②沉降S骤增大，荷载与沉降(Q～S)曲线出现陡降段；③累计的沉降量已大于压板宽度B或直径D的10%；④总加载量已达到预定的要求；⑤对于慢速法，在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定标准。当出现终止加载条件1、5两种情况时，极限承载力取该级荷载的前一级荷载；当出现终止加荷条件第2种情况时，极限承载力取相应于陡降段的起点即第二拐点的荷载值。(5)卸载观测。每级卸载为加载的两倍，如为奇数，第一级可分3倍。每级卸载后，隔15min测读一次；读两次后，隔0.5h再读一次，即可卸下一级荷载。全部荷载卸完后，当测读到0.5h回弹量小于0.1mm即认为稳定。(6)地基承载力的确定：①对于单桩当极限承载力能确定时，取极限承载力的1/2；未能确定极限承载力时，可取S/D=0.01～0.012所对应的荷载值。②对于复合地基：a)当Q-S曲线上有明显的比例界限时，可取该比例界限所对应的荷载；b)当极限承载力能确定时，取极限承载力的一半，并与按比例界限所对应的荷载相比，取两者中的小值；c)如总加载量已为设计要求值的两倍以上，取总加载量的一半；d)按相对变形确定。根据设计对沉降的要求和桩端土层的软硬，可取S/D=0.004～0.010所对应的荷载值。静载试验法是在现场直接通过加载检测单桩及复合地基承载力的方法，最接近单桩或复合地基在工程实际中的受力状况，用该法检测的结果最能反映单桩和复合地基的实际承载力，但静载试验法得到的是维持荷载作用下，最薄弱破坏模式相应的桩土体系丧失承载刚度的外荷，尽管它能全面获得承载刚度的变化情况，描述最弱的破坏模式，并得到与之相应的承载力，但它不能提供桩身质量的完整性、均匀性、连续性的完整信息，更不能定量定位，加之水泥粉喷桩具有桩体压碎破坏发生在浅层的特点，也就不能对粉喷桩的施工质量作出全面的评价。仅对承载力有怀疑的单桩或复合地基而言，目前静载试验法是最权威的检测方法，也是《铁路路基工程施工质量验收标准》中指定的检验方法。六.安全措施1施工中应明确分工，统一负责做到安全生产，严格按设计要求和规范进行施工，杜绝人身伤亡事故，杜绝质量事故；2各种机具设备应处于完好状态，并定期检修保养，电器必须由专职电工安装和修理，并设置标志，严禁酒后上班和上班喝酒；3下达生产任务的同时，必须进行安全技术交底，各工种人员必须严格执行本工种的安全操作规程；4机械传动危险处，必须设置安全网罩，进行工地人员必须穿好工作服，戴好安全帽，塔上作业必须系好安全带，吊车吊臂下严禁站人。5施工现场严禁使用明火照明，油料等易燃品必须远离烟火；6平台移位必须由专人指挥操作、专人牵引电缆。七、质量措施1搅拌桩的布置形式及数量应符合设计要求；2桩位放线准确，允许误差为50mm；3成桩桩位准确，允许误差100mm；4桩径、桩长及喷灰量应满足设计要求，桩长允许误差0.1m，喷灰量50±5kg/m；5在粉喷桩施工前应根据设计资料进行工艺试桩，以掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数，试验桩数量不得少于2根；6喷灰搅拌应均匀密实，为保证桩体质量，桩体按设计要求进行复喷复搅；7单桩尽量一次成型，若在施工过程中遇故障而停止喷粉时，接桩时间间隔不大于24小时，