钉形水泥搅拌桩施工方案

一、编制原则

1、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设【2005】160号） 2、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设【2005】157号） 3、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（ 铁建设【2007】140号） 4、《建筑地基处理技术规范》（ JGJ79-2002） 5、《工程测量规范》（GB50026-1993）

6、《软土地基深层搅拌加固法技术规范》(YBJ225-91)

7、《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》（苏JG/024-2007） 8、《湘桂线永州至柳州段扩能改造工程路基施工图》 二、工程概况

中国路桥湘桂铁路扩改工程Ⅱ标段起讫里程为DK213+853.7—DK284+940.43，在广西省桂林市全州县和兴安县境内，路线全长71.087km。合同工期为25个月。本路段的主要特点就是铁路线多采用路基，而且地质状况较为复杂，路基基底加固处理有多种方式，基底置于膨胀土层上，下有软弱层，部分采用钉形水泥搅拌桩复合地基加固处理。

三、主要技术指标

部分路基基底处于膨胀土和软土层上，基底应力不足，需要采用钉形水泥搅拌桩加固地基，加固后复合地基承载力特征值fspk≧0.18MPa,单桩承载力不小于140KN，设计平均桩桩径Ｄ＝0.5米，钉形桩桩间距离1.6米，桩体无侧线抗压强度平均值大于fcu≧2.5MPa,桩体须置于灰岩（Ｗ２）面上。

四、施工部署

1、在每一个场地内设置1个施工所需的水泥库，水泥库储量应不小于20吨，防雨防潮设施要完善。水泥库内地坪要高出自然地坪0.3～0.5m，周边排水要通畅。根据工程特点,每个工点计划配备施工及管人员为:施工负责人1名,技术员3人,质检员1名,安全员1名,试验员1名,材料员1名,机管员1人,作业人员6人。

2、主要机具设备

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施工机械设备见下表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 3.技术准备

所有的施工人员应对本项目工程的施工难度、工期、技术、安全、文明施工要求做到心中有数，对所采取的技术方案、保证措施领会透彻，保证落到实处。施工之前，对技术管理人员和机械操作人员进行技术交底和安全交底，同时办理开工前的有关手续。

4.测量放线

4.1用于测量定位的GPS、经纬仪、水准仪必须是检验合格仪器，以确保量测精度。 4.2 开工前会同有关单位做好各角点的坐标、水准点的测设及其闭合工作，并请监理工程师现场复核。

4.3 每条轴线上都要测设两个控制点，标明位置。 5. 施工总体部署 试桩 桩位放样 施工设备完毕、设备拆卸、撤场 设备就位、安装、调试 编制、提交 竣工资料 机械、人员进场 名称 双向深搅桩机 灰浆搅拌机 灰浆泵 电焊机 钢卷尺 泥浆比重计 电脑 工具车 规格 DM-3 700L 50M 单位 台 台 台 台 把 台 台 辆 数量 2 2 2 2 2 2 2 1 场地清理 施工人员生活、后勤安排 全面施工

6. 施工进度计划

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地基加固根据现场实际要求采用2套设备，按照要求进行施工，具体施工进度安排为：DK252+348——DK252+710地段2009年10月10日开工，2009年11月10日完工；DK252+830——DK253+157地段2009年11月11日开工，2009年12月10日完工。

五、主要施工方案：

采用钉形双向水泥土搅拌桩施工，施工总流程为分三步：

5.1取样试验

取样试验的目的是确定满足设计要求的施工配比。根据设计图的要求，确定以场地土层工程性质最差的（2－1）淤泥作为桩身强度掺入比的土层。在该淤泥层选取3个代表点，采取人工开挖探坑（1.5*1.5*1.5）取样的办法分别取样，进行室内试验。试验分三种水灰比，初步定为0.45、0.50、0.55三种，同时分别考虑三种掺灰量，分别为：15%、17%、19%。水泥与粉煤灰的 入比为4：1，由试验室做9组试验块，试块90天龄期强度不小于1.6MPa,根据试块的无侧限抗压强度大小，最终确定满足设计桩身强度要求的掺灰量和水灰比。

5.2 试桩

试桩的目的是验证室内试验得出的方案设计指标的适用性，同时掌握施工过程参数，采取28天强度进行检验，达到设计要求后方可正式施工，试桩结果满足要求，即开始全面施工。

初步考虑试桩时的主要技术参数

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确定水泥掺入量 1、现场取样试验 2、试桩 3、全面施工 校验桩的设计和施工参数 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 技术名称 钻进速度 提升速度 内钻杆转速 外钻杆钻速 钻进时喷浆压力 叶片间距 叶片宽度 叶片厚度 叶片倾角 技术参数 0.4~0.7m/min 0.7~1.0m/min ≥50r/min ≥70r/min 0.25~0.4Mpa 150~250mm 80~100mm 25~40mm 10~20℃ 本工程试桩初步确定在DK252+348~DK252+710范围内进行，共进行3组，每组6根，共18根。

5.3 施工

5.3.1施工前期准备

1）、对目前场地低洼积水进行处理，业主应当提前排水，并进行填土碾压、清表。由于低洼处含水率较高，面层参入3%的灰，进行整平。路基两侧设深50公分的排水沟。

2）、根据现场定位线确定出施工桩位中轴线，布置好桩位图，报项目办审批，施工顺序由一边向另一边施工。

3）、工程开工前，项目经理部组织有关人员参加设计交底，熟悉工程图和工程地质资料。

4）、施工前应做好管线调查，若施工场地有管线需做好管线保护工作。 5）、施工前应做好机械设备安装、调试检查工作。 6）、做好供水供电、夜间照明等工作。 7）、开工前办理有关施工手续及申报工作。

8）、施工场地布置：施工场地布置按照文明施工的要求及总体进度安排，并根据场地的实际条件，在施工现场准备2台桩机，并设置2台水泥浆液制拌站及水泥库，考虑到场地内运送主材不便，初定将水泥棚设在靠现有路堤一侧，具体详见现场平面布置图。

5.3.2钉形双向水泥土搅拌桩施工工艺流程图 单桩施工流程

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钉形双向水泥土搅拌桩上部（扩大头）采用四搅三喷，下部采用二搅一喷施工工艺，具体施工顺序如下图所示：

桩机定位

切土下沉 缩径下沉 提升搅拌 扩径提升 扩位下沉 提升搅拌 abcde

fgh钉形双向搅拌桩施工

a）桩机定位：放线、定位，安装打桩机，移至指定桩位并对中；

b）切土下沉：启动搅拌机，叶片伸展到扩大头设计直径，使搅拌机沿导向架向下切土，同时开启灰浆泵向土体喷水泥浆，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直到扩大头设计深度；

c）缩径切土下沉：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片收缩至下部桩体设计直径，两组叶片同时正、反向旋转，切割搅拌土体，直至设计深度，在桩底持续喷浆搅拌不少于10秒；

d）提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头底面；

e）扩径提升搅拌：改变内外钻杆的旋转方向，使叶片伸展至扩大头直径，开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表，关闭灰浆泵，并检查检查搅拌叶片是否伸展至扩大头直径（如个别叶片未打开，可人工打开），

f）搅拌下沉：开启灰浆泵，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至扩大头设计深度;

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g）提升搅拌：关闭灰浆泵，提升搅拌机，两组叶片同时正反向旋转搅拌水泥土，直至地表或桩顶以上50cm；

5.3.3钉形水泥土双向搅拌桩质量检测合格后,在桩顶铺设0.4米厚的碎石垫层夹一层80KN/M土工格栅加固。

六、质量控制措施： 6.1 搅拌桩质量保证措施

6.1.1 双向搅拌机和灰浆制备系统开机前,必须进行调试,检查桩机运转和输料管畅通情况。

6.1.2 根据掺量设计配比进行施工，成桩采用两搅一喷的施工工艺，下降速度控制在0.5m/min 以下，提升速度控制在0.8 m/min 以下,以确保桩身搅拌均匀，桩身无夹层、断层,若遇硬塑土可作为桩端持力层时,终止搅拌电流值控制在80A。

6.1.3 施工中采用水平靠尺、吊锤或经纬仪校正桩架平整度和导向架的垂直度，确保双向搅拌桩施工中的垂直度。

6.1.4 采用流量仪控制输浆速度。使注浆泵出口压力和试桩时所得压力差不多。 6.1.5 为保证桩端施工质量,施工完毕后，要进行桩顶整形，并养护。

6.1.6 水泥浆液应严格按设计要求配置,制备浆液不得离析,不得停止时间过长,浆液倒入集料斗时加以筛滤,•以防止浆内结块损坏泵体,堵塞输浆管。

6.1.7 施工时因故停浆,宜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,为防止浆液硬结堵管,宜先拆卸输浆管路, 妥为清洗。

6.1.8 钉形与双向搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求,专人记录搅拌机每米下沉和提升的时间。

6.1.9 施工时各班长，机长必须严格按设计要求把好机架定位，下沉速度、灰浆配比、喷浆搅拌提升速度，单桩喷浆量等质量控制点。

6.1.10 定位放线需经现场监理验收、签证，才可进行下道工序施工。

6.1.11 施工中如发生卡钻或遇到地下障碍物,应立即切断电源,将钻具提升出地面,将障碍物排除后,再开始施工。

6.1.12 材料员应认真收发材料,发现不合格材料不得使用,水泥堆放场地需要垫高，临时堆放要搭设雨蓬。

6.1.13 自觉服从业主（监理）监督，确保工程质量符合要求。

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6.1.14 双向搅拌桩的验收,严格按照常规桩的标准、规范进行。

6.2质量控制要求

高压钉形双向水泥搅拌桩桩质量要求表

序号 质量项目 1 材料 标准 符合标准 保证质量优良措施 检验质量、数量、测试复验 准确测定轴线、桩位 2 桩位中心偏差 50mm 调整钻机水平、固定钻机 轨道平整、搅拌桩管对准中心 3 4 钻孔垂直度 钉形双向水泥搅拌桩参数检查 ≤1％ 符合要求 调整钻机水平、按规程操作 气嘴口径、压力符合要求，送浆量正常，管道密封性良好 准确测量地面、井口标高,准确核定下杆深度,5 钉形双向水泥搅拌桩桩桩底深度 +100mm 桩底置于基岩 沿钻孔中心稳步下杆至桩底调整旋摆装置正常运转，浆水、搅拌桩到位后提升 6 7 施工技术参数 桩分段搭接 符合施工技压缩空气、水泥浆的压力、流速、流量和水灰术要求 ≥100mm 比严格按技术要求操作 喷浆管分节时保证节间搭接 每次停喷处施工过程中，遇特殊情况如机械设备故障，气、8 障碍处理 理障碍后，都浆提升速度、旋转速度等不能达到技术要求时，要求桩体搭应立即停止搅拌，排除故障，直至达技术要求接≥50cm 9 试验和原始记录 符合要求 6.3、质量检测

6.3.1 成桩后3天内，可用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检验数量为总桩数的0.2%，且不少于3根。

6.3.2 成桩7天后，采用浅部开挖桩头，目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径，检查数量为总桩数的5%。

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后，重新搅拌，并保证搭接长度 按要求及时做好各种试验，对原始记录要求认真、准确、齐全 6.3.3 抽芯检测必须在桩身强度满足水泥土龄期后，并宜在成桩14天后进行。检验数量为总桩数的3～5‰。

6.3.4 经触探和开挖目测检验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28天后，用双管单动取样器钻取芯样做抗压强度检验，检验数量为总桩数的0.5%，且不少于3根。

6.3.5按设计要求配合检测单位做竣工检测。 6.4施工过程中质量控制注意事项： 6.4.1 施工技术要点

1） 严格按照设计要求配制浆液。

2） 土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，不得超过0.5m/min,使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。

3） 浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30 秒再倒入存浆桶。

4） 水泥土搅拌桩施工时，钻头提升速度不得大于0.8m/min，其垂直度偏差不得超过1.5%。

5） 压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具下沉1.0m 后方能注浆，恢复正常搅拌，以防断桩。

6） 由于本工程在土层(2-1)属淤泥层，其含水率相当高。本项目在施工时对这一层采用放慢搅拌速度，二次重复喷浆，对该段可采用多次搅拌，在成桩七天后开挖，观察成桩效果。

6.4.2施工中注意事项及常见问题的解决

钉形与双向水泥土搅拌桩的施工与常规水泥土搅拌桩的施工在水泥掺入量、场地要求、地质适用范围等许多方面是一致的，但在桩身受力、搅拌均匀、施工工艺流程等方面存在一定的差别。现将有关钉型与双向水泥泥土搅拌桩施工中注意事项及常见问题作一说明。

6.4.2.1搅拌的均匀性

搅拌的均匀性是影响桩身质量的一个重要因素。它主要指两个方面：一是机械在桩身任意一点的搅拌次数；二是固化剂在任意点的掺入量。

实践经验表明，任意一点的搅拌次数N在20次为最佳搅拌次数。单程次数可以通过公式：

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N=(h cosα+b)(n1+n2)z/2v

求得，式中：N——桩身任意点的搅拌次数； h——叶片的宽度；

α——叶片与钻杆的角度（锐角） b——叶片的厚度 n1——内钻管的转速 n2——外钻管的转速 z——钻头上叶片总数 v——钻杆提升或下降速度

固化剂在桩身任意一点的掺入量除应满足设计的要求外，还应依据地质条件调整每一段的掺入量，以保证桩身强度和桩体受力的一致性（此项工作根据试桩的上下两部分强度进行分析确定）。调整的原则是：桩身上部浆量多、下部少；土层好的少、差的多；含水量高的多、低的少。

6.4.2.2桩顶部位的处理

搅拌桩施工完毕，桩的顶部0.3～0.5m范围内，因上覆土压力较小，使土层变成蜂窝状，应对桩顶进行如理，处理的方法有两种：一是将桩顶质量较差的部分人工挖除；二是在桩顶1.0～1.5m的范围内进行二次喷浆搅拌,并人工修整。

七、计量保证措施

7.1对到期的记录器具，必须送有关部门重新测定后方可使用，对损坏的计量器具，能修复的，修复后需测定后方可使用，不能修复的则做报废处理。

7.2建立计量器具台帐，做到有帐可查，保证计量器具在有效期内使用，杜绝使用损坏或超过有效期的计量器具。

7.3使用量具时，要先用干净棉纱擦去表明油污，按量具使用要求操作，用毕擦净量具，上防锈剂，妥善放入盒内。

7.4凡使用仪器仪表者，必须首先仔细阅读该产品说明书，掌握仪器仪表结构，性能和操作程序，严格按规程操作。仪器仪表在运行中，操作者不得擅自离开工作岗位，如遇到阴雨天气，应停止使用，如非得使用时，定要做好方法措施，使用后不得立即放入箱内，应置放室内空气流通处，放置数小时，轻轻用干净纱布擦拭表面水汽，方可入箱，否则立即放入会引起仪器光学镜头发霉，箱内干燥剂，必须经常更换，以保护仪器仪表干燥，从

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而保证仪器仪表的精度准确。

7.5对每拌的浆液按确定的水灰比进行拌制，水量严格按预先做好的记号控制。 7.6质检员加强对浆液拌制的检查，及时整理施工记录 八、 文明、安全施工保障措施 8.1文明施工措施

考虑到泥浆车辆进出频繁，尤其在高峰期，进出困难，必须在门口安排两人，24小时日夜轮班，配合指挥交通。尽量将泥浆车辆安排进入场地，有序停放，防止堵塞交通；同时，车辆外出时，应提醒路人注意安全；根据本地段卫生标准，须在门口配备水枪，对车辆道路进行保洁；对车轮碾压后的污泥等要用拖把拖干净，不允许有任何痕迹遗留路面。另外，对进出人员的管理也十分重要。任何人进出需佩戴项经部核发的出入证，严禁无关人员进入场地，防止意外。

8.2安全生产施工措施

8.2.1建立现场安全生产保证体系。运行环节和模式为：工程项目部贯标→施工企业内审→审核机构认证→安监部现场监督检查。

8.2.2工人进场后，要由项目安全员对其进行三级教育，定期召开安全工作会议，定期开展现场安全检查整治活动，重点检查，电缆及保护装置设备传动系统、钢丝绳等是否正常，发现隐患，限期整改。

8.2.3坚持执行施工前的安全技术交底，认真填写安全日记。

8.2.4机电设备必须专人操作，操作时必须遵守操作规程，特殊工种（电工、机操工等）及中小机械操作工必须持证上岗。

8.2.5现场电缆必须架空布设，各种电器控制必须设立二级供电三级保护装置，落实“一机一闸一保护”及五线三相制等各项措施，并编制施工用电组织设计和用电计划。

8.2.6电器、线路必须断电修理，并挂上警示牌。 8.2.7吊重体下严禁行人停留、通过。

8.2.8经常检查各种卷扬钢丝绳的磨损程度，并按规定及时更新。 8.2.9吊运操作时必须有专人指挥。遵守“十不吊”原则。

8.2.10塔上工作必须系安全带，遵守“先系带、后操作”原则，塔上工作必须安全可靠。

8.2.11在保护措施不齐全的情况下，严禁人员处理场地的障碍物等。 8.2.12外露传动系统必须有防护罩，转盘万向轴必须有不准跨越的警示牌。

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8.2.13车辆在场内调头及进出现场必须有专人指挥。

8.2.14现场配备足够的消防器材，电器控制系统必须有防雨淋设施，并上锁保护。

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