1、水泥搅拌桩工艺性试验施工方案和实施细则一、工程概述1、京沪高速铁路虹桥动车所站场路基软土地基加固采用水泥搅拌桩，工程量较大， 为加快施工进度，确保水泥搅拌桩地基加固施工质量，对水泥搅拌桩地基加固进行试桩。试桩分别采用浆喷和粉喷两种工艺，当地层含水量W 30%、W70%或 PH4，采用湿法，浆喷采用“二喷四搅” 。2、工程地质条件：区内地层均为第四系地层覆盖，系江河、湖泊、海相沉积形成，为 黏土、粉 质 黏土夹粉细砂层，广泛分布淤泥质土，软土强度低、压缩性高，地基需加固处理。二、试桩内容依据设计图纸和施工现场实际情况，试桩里程 HQGDK0+900+950 段，试桩数量 3 根，桩径 50cm,
2、正三角形（梅花形）布置，间距 1.6m，桩长 12m，待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。成桩后 7d 内采用轻型动力触探（N10）检验桩的质量，28d 后取试件做无侧 限抗压强度和单桩承载力试验。三、试桩目的1、提供满足设计喷浆量的各种操作参数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进 速度、 搅 拌速度等。2、检验施工设备及选定的施工工艺，验证搅拌均匀程度及成桩直径。3、确定该地质条件下,水泥土配合比是否适用于现场, 确定灰浆稠度（水灰比），根据单桩承载力试验确定施工掺入比。4、确定该地质条件下,掌握下钻和提升的阻力情况,选择合理的技术措施。5、确定进入持力层的判别方法。6、检测桩身
3、的无侧限抗压强度是否满足设计要求。7、检验加固剂分布的均匀性和有效加固长度能否符合设计要求。8、修正、完善设计和施工参数。 寻求最佳的提升速度、确定水泥浆的水灰比、泵送时间 、泵送压 力、 搅拌机提升速度、下 钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。四、施工机械及人员配置1、施工机械施工采用 SP-5A 型深层搅拌桩机，主要技术参数见下表。湿法施工时与其配套的机具有 500L 灰浆搅拌机 1 台，带电磁流量计的液压注浆泵 1 台，集料斗 1 个。 钻机开钻之前由监理工程师和作业工区组织检查验收合格后方可开钻。SP-5A 深层搅拌桩机主要参数项目 技 术 参 数 参数1 搅
4、拌电机功率（KW ） 452 钻杆规格（mm） 1251253 钻机转速：正(r/min) 27.62024 钻机转速：反(r/min) 10.3675.85 成桩直径（mm） 5006 一次处理面积（m 2） 0.190.227 地基加固深度（m） 188 最大扭矩（KNM） 359 提升速度(m /min) 0.1361.010 下钻速度(m /min) 0.6424.6982、人员配置SP-5A 型深层搅拌机（含灰浆泵）单机作业每班由 12 人组成（其中电工、钳工可与相邻工点共用），其组织分工见下表。SP-5A 型深层搅 拌机单机 劳力组织职务 人数（人） 职责范围班长 1 负责全面施工
5、质量和安全；技术 1 负责施工、技术、质量、填写施工 记录；司机 1 负责操作搅拌机、灰浆拌制机；司泵工 1 负责操作灰浆泵；拌浆工 2 负责拌制浆液；供料工 3 负责倒运水泥；电工 1 负责电源、电路、工地照明及电气故障排除；钳工 1 负责维修保养机具设备。新建京沪高速铁路 JHTJ-6 标段虹桥动车所站场路基工程 工艺性试验施工方案中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区- -3五、原材料及配合比选用水泥搅拌桩选用甲供上海海螺 P.O32.5 普通硅酸盐袋装水泥，以便于计量。使用前，将水泥的样品送中心试验室检验。粉喷桩每米喷粉量为 55kg，浆喷桩水泥掺入比分别按 13%、15，水泥用量分
6、 别为 52Kg/m 、60Kg/m,水泥浆液配比为 1：0.45。六、工艺流程及施工方法（一）浆喷桩施工1、工艺流程（1）机械按设计桩位就位。（2）预搅钻进至设计深度。（3）搅拌头自桩底反转喷浆搅拌提升至桩顶或停浆面。（4）重复搅拌至设计复搅深度。（5）重复搅拌提升至桩顶。浆体喷射搅拌法工艺流程2、 操作要点（1）就位检查钻杆长度，钻头直径，连接好输浆管路，将桩机移到指定位置，使钻头中心对好桩位，由现场质检人员检查确认无误后开始开机作业。就位过程中保证起吊设备的乎接度和导向架的垂直度，导向架的垂直度在现场用吊锤进行控制。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
7、”起点的位置，使用反差大的反光贴条每 0.5 米进行标识，粘贴在钻机导向架上，利于夜间记录人员识别读数。（2）预搅下沉 原地面处理测量放样钻机就位搅拌钻进至设计深度喷浆、搅拌、提升提升至停浆面复搅至设计深度提升搅拌至桩顶钻机移位泥浆排泄处理待搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电动机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电动机的电流监测表控制。工作电流不应大于 70A。当钻进搅拌中遇有阻力 较大，钻进太慢，应增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压，或边输入浆液边搅拌钻进。（3）制备水泥浆 待搅拌下沉到离设计标高 1 米左右时，开始按设计配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒
8、入集料斗内。（4）提升喷浆搅拌 到达设计高程后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基内，先原地空转几圈后，再边喷浆边提升搅拌，提升速度严格按试桩确定的速度提升，保证提升至设计桩头位置时，料斗内按设计用量拌制的水泥浆刚好用完。注浆设备要完好，单位时间内注浆量要相等，不能忽多忽少，更不得中断。（5）重复搅拌下沉和提升 为保证水泥浆和土搅拌均匀，将钻机重复搅拌下沉，至设计高程后再提升搅拌。由于 桩头部分直接接触上部构筑物，受力较大，为保证桩头受力后不损坏，在重复搅拌的过程中，可在桩头 1 m 的范围内二次喷浆加固。每根桩均要进行复搅复喷。（6）清洗 向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存的水
9、泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净，以免水泥凝固堵塞管路。（7）移位 将搅拌机移位，重复上述（1）（6）步骤，再进行下一根桩的施工。新建京沪高速铁路 JHTJ-6 标段虹桥动车所站场路基工程 工艺性试验施工方案中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区- -5（二）粉喷桩施工1、工艺流程粉喷桩桩机就位，钻头对位后调平桩机机台，精确对位，保证桩中心偏位5cm，钻杆垂直度偏差1%。启动主电机下钻，待钻头接近地面时，启动自动记录仪，空压机送气，并继续钻进。 钻到设计深度时，停止钻进， 钻头 反钻，但不提升。打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送加固料，确认加固粉料已到达桩底后，再边送料边搅
10、拌边提升搅拌钻头。在喷灰搅拌过程中，送灰要连续足量，不得中断，每延米水泥用量不小于设计要求。严格控制搅拌速度、提升速度、气体流量、空气压力等参数，确保喷灰均匀、 搅拌充分、 喷灰量等符合设计要求。提升钻头至设计标高，停止喷粉。打开送气阀，关闭送料阀，但空压机不停机，钻头 升至桩顶时，停止提升，原位 转动 2min。搅拌钻头再钻至设计复搅深度，反钻提升进行复搅，当搅拌钻头提出地面，停止主电机和空压机。移动粉喷桩机到下一桩位。施工工艺流程见下图粉喷桩施工工艺流程框图2、操作要点（1）施工准备施工前，选一块地势较高场地平整，用方木和木板搭设米高架子存放水泥。进场 的水泥搭设工棚储存。施工时，将路幅范
11、围内原地面的淤泥、树根、草皮、腐植土等不适用材料全部挖除。填筑 0.5m 厚土层，以 4%的横坡成路拱形，用振动压路机压实，钉上木桩示明桩位，以便钻机对位。（2）就 位组 装 架 立 粉 喷 桩 机 ，检查机具设备状态良好后方可开始。根据布置的行列间距采用小木桩将粉喷桩机对准桩位，机具定位时要保证锤中心与地面定位在同一直线，利用钻塔上悬挂的线坠高速支腿油缸调平钻机，使 钻机主轴垂直度误差不大于 1.5%。位 位位位位位新建京沪高速铁路 JHTJ-6 标段虹桥动车所站场路基工程 工艺性试验施工方案中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区- -7（3）钻 进启 动 主 电 动 机 ,根 据 施 工
12、 要 求 ,按 、 、 、 档 逐 级 加 速 的 顺 序 ，正转 预 搅 下 沉 。钻 到 接 近 设 计 深 度 时 ，用 低 速 慢 钻 ，钻 机 原 位 钻 动1 2min。为 保 持 钻 杆 中 间 的 送 风 通 道 干 燥 ，从 预 搅 下 沉 开 始 直 到 喷 粉 为止 ，在 钻 杆 内 连 续 输 送 压 缩 空 气 。（4）提 升 及 喷 粉在 确 认 加 固 料 已 喷 至 孔 底 时 ，将 钻 头 以 0.9m/min 的 速 度 边 搅 拌 边 提升 。同 时 通 过 喷 粉 系 统 将 粉 料 通 过 钻 杆 端 定 时 定 量 向 搅 动 的 土 体 喷 粉 ，
13、使 土 体 和 粉 料 进 行 充 分 搅 拌 混 合 ，形 成 粉 喷 桩 体 至 比 设 计 桩 顶 高 0.5m 停止喷粉，慢速原地搅拌 2min。（5）复拌为保证粉体搅拌均匀，须再次将钻头以 0.7m/min 速度下钻 1/3 或 1/2 桩长且大于 5m。以 0.50.8m/min 速度上提复拌，同时在桩顶下部 3.5m 范围内复喷一次， 桩头 2m 内压桩次，以防止在桩顶部出现松散层。（6）清洗 向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净，以免水泥凝固堵塞管路。（7）移位 将搅拌机移位，重复上述（1）（6）步骤，
14、再进行下一根桩的施工。（8）养护粉喷桩自然养护 14 天以上，禁止挖掘机、推土机及其他机械在其上行驶，以免将桩头压碎或水平推力作用造成断桩。（9）粉喷桩强度达到 85%，人工挖出桩头，在周边凿槽，用锤击碎。七、质量控制措施1、出台详细的水泥管理制度，将管理任务主要交给桩机组和旁站人员，制定详细的奖罚措施。建立一个可以控制现场，可以进行相互对比，现场可实时求证的水泥台帐，它将水泥的消耗控制到每一天，每天进行一次确认。每天早上八点由旁站人员清点所管辖桩机的水泥量，并根据前一天的库存情况及当天的施工情况检查当天水泥消耗是否正常。使桩机组和管理人员每天皆能做到心中有数，发现问题及时整改，屡教不改严肃处
15、理。2、搅拌机配置浆量电脑自动记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。计量装置施工前必须标定准确, 且处于检定有效期内，施工过程中还需经常校验。电脑经检查符合要求后由项目部统一贴封条，不可私动，施工 过程中采用实时打印。严格控制单桩施工时间、假资料的出现和施工桩长的弄虚作假。有关技术参数及时提供现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量的依据。3、宜用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在 0.40.6MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。4、浆液严格按试验确定的配合比拌制，灰浆拌和机搅拌时间不得少于2min，保证 制备好的浆 液均匀，不得离析，采用 浆液比重计检测浆液密度
16、。为了保证水泥浆的配合比满足要求、每根桩所使用的的水泥浆量均匀充足，且考虑方便现场施工人员的操作和旁站人员的监督，若所施工的桩长皆为统一长度，可将 单根桩所需的水泥浆一次拌制或分两次拌制完成；当桩长较短时也可一次拌制 23 根桩 所需的水泥浆，使用时在水泥浆罐的罐壁上焊接出每新建京沪高速铁路 JHTJ-6 标段虹桥动车所站场路基工程 工艺性试验施工方案中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区- -9根桩需用水泥浆的深度刻度线。5、为保证桩端施工质量，当浆液达到出浆口后，应喷浆搅拌 30s，使浆液完全到达桩端。6、为保证桩体搅拌均匀，桩机钻头应焊接至少 6 个横向搅拌刀片，且在每个横向刀片上焊接
17、 12 个竖向搅拌刀片，同时保证桩体的竖向搅拌效果，竖向搅拌刀片长度5cm ，宽度2cm 。7、搅拌次数以 2 次喷浆 4 次搅拌为宜，且最后 1 次提升搅拌宜采用慢速提升，提高搅拌转数，边搅拌， 边提升，提高拌和均匀性。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升， 搅拌数秒，以保 证桩头 的均匀密实。复搅时避免浆液上冒。8、桩机司机与搅拌工保持联系，保证搅拌机喷浆时连续供浆。施工时因故停浆，将 搅拌机下沉至停浆点以下 1m，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过 3 小时， 应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边进行补桩处理。9、严格控制搅拌机钻进和提升速度（提升速度不大于 0.5 m /min,复搅提
18、升速度控制在 0.50.8 m /min）、供浆与停 浆时间。应有专人记录搅拌机每米下沉和提升的时间。深度记录误差不得大于 50mm，时间记录误差不得大于5s。10、用有效的电脑自动记录仪，正确记录各种参数并自动打印输出：桩号、日期、始钻 和结束时间、设计桩长、 实际桩深、每延米的喷粉量及累计数量、搅拌深度等，确保粉喷桩质量。严格控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保桩长达到要求。粉喷桩施工一次喷搅成桩。当中途停喷，续喷时复搅至少 1.0m。钻头钻至设计深度，保留一定的时间 ，以保证加固粉料到达桩底。11、 在钻进和提升的整个过程中都应使钻机转盘水平,机架垂直,机身平稳,在桩机井架的正面和侧
19、面一定要吊挂垂球，垂球重量不小于 2kg，防止施工时桩机倾斜，最终导致检测时桩体无法检测到底，到时候桩体质量固然再好也是惘然。12、作业工区制定详细的旁站管理制度，组织学习并下发至每个旁站人员， 严格按此 执行。指派专人全过程旁站，抓住施工中控制的要点，对关键点实行重点控制。旁站人员选择 2540 岁之间，初中学历以上的人员，到工地后首先对他们进行集中培训，从理论上先了解水泥搅拌桩的施工原理、施工方法、施工控制要点等。旁站人员一般 2 个人最多按管理 5 台桩机分配，无论在任何情况下，旁站人员必须坚守岗位。13、现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：1 施工桩号、施工日期、天气情况
20、；2 喷浆深度、停浆标高；3 灰浆泵压力、管道压力；4 钻机转速；5 钻进速度、提升速度；6 浆液流量；7 每米喷浆量和外掺剂用量；8 复搅深度；9 泵送浆液时间；10、当值期间桩机施工是否正常、有无机械损坏情况，修理时间，修好后开工时间、有无无故停机的情况，停机时间及开机时间。八、施工机械设备要求1、钻机:是水泥搅拌桩的主要成桩机械,应具有动力大、操作灵活、能按不同速度均匀地正向钻进和反向提升、能前后左右自行移动的功能。桩机必须配置可以控制桩身每米喷浆量的记录器,且记录器上应当准确地自动记录操作时间、深度、喷浆 量、 桩位编号、复搅深度、复 搅次数等参数。 桩机上的气压表、转速表、电流表、电
21、子称必须经过标定 ,不合格的仪表必须更换；桩机钻架相互垂直的两个面上各设置一个 0. 5 kg 重的吊线锤,并画上垂直线。钻架上画上钻进刻度线,标写醒目的深度。新建京沪高速铁路 JHTJ-6 标段虹桥动车所站场路基工程 工艺性试验施工方案中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区- -112、喷浆设备:是定量发送浆体材料的设备,包括储灰罐、发送装置、计量控制装置等,是施工的关键设备。3、压缩机:为水泥搅拌桩施工提供一定压力的气源,使水泥浆液克服喷浆口土体阻力而喷入土中。九、质量检验水泥搅拌桩搅拌施工允许偏差及检验方法序号 项 目 允 许 偏 差 检验方法1 桩位（纵横向） 50mm 全站仪或钢尺
22、丈量2 桩体垂直度 1% 全站仪或吊线测钻杆倾斜度3 桩长 不小于设计值 测量钻杆长度，检查施工记录。4 桩体有效直径 不小于设计值 开挖 50 100cm 后，钢尺丈量5 单桩喷浆量 不小于设计规定 检查自动记录仪打印记录6 桩体无侧限抗压强度 不小于设计值 钻孔取芯，无侧限抗压强度试验7 复合地基承载力 不小于设计要求 平板载荷试验注：桩体无侧限抗压强度检验在浆体搅拌桩完工后 28d，在每根检测桩桩径方向 14 处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍 摄取出芯样的照片，取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。十、安全环保保证措施1、进入现场
23、人员一律佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋，不得赤脚作业。高空作业人员佩带并系好安全带，穿防滑鞋。施工时严禁嬉戏、打闹。2、各种机械操作人员和车辆取得操作合格证，对机械操作人员要建立档案，专人管理。严格 执行工作前检查、工作中注意观察、工作后检查保养。保持机械操作室整洁，不带病、超负荷运转。3、施工用电安全（1）、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。（2）、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。（3）、现场所有电动机械设备使用前按规定进行检查、
24、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。4、定期组织机电设备、车辆安全大检查。 对检查中查出的安全问题按照“三不放过”原则进行调查处 理，制定防范措施，防止机械事故的 发生。5、高压泥浆泵应全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在，各密封圈完整无泄漏。6、压力表应定期检查，保证正常使用。7、一旦发生故障，要停泵停机排除故障。8、所有施工机械均应编号，将现场技术员、钻机长、现场负责人、桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。9、钻机成孔和喷浆过程中，将废弃的加固料及溢出的浆液及时回收处理，防止污 染环境。10、粉尘控制措施（1）、现场定期撒水，减少灰尘对周围
25、环境的污染。（2）、严禁在施工现场焚烧有毒、有害、有恶臭气味的物质。（3）、装卸或清理有粉尘的材料时，提前在现场撒水。（4）、严禁向现场周围抛掷垃圾。11、噪声控制（1）、加强机械设备的维修保养，确保机械运转正常，降低噪声。（2）、夜间施工时， 监督职工不得敲打钢管等，尽量减小噪音，施工时严禁大声喧哗。新建京沪高速铁路 JHTJ-6 标段虹桥动车所站场路基工程 工艺性试验施工方案中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区- -1312、配备充足的照明灯具，确保施工现场有足够的照明，为夜间施工生产和车辆行驶创造条件。各种电气设备、管线作到绝缘可靠、连接牢固，移动电缆避免拖拉，设备安装可靠的接地设施，做到“ 一机、一闸、一漏保”。 13、施工现场各种材料及设施按平面图布置，做到整齐美观，保证场区道路畅通。中交京沪高速铁路六标段十工区第四作业工区2008年3月19日
