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粉喷桩试桩施工方案

一、工程概況
该区为冲积平原和残丘地貌，沉积物上部多为灰色的含粉细砂淤泥，底部为砾砂沉积。
本期工程护岸总长度为247.65m，根据场地工程地质钻探揭示，护岸所处地质为软弱土层，必须进行加固才能够满足使用要求。地基处理拟采用施打粉喷桩进行加固处理，地基加固处理完后直接进行护岸结构的砌筑。本期需要进行地基处理的主要土层为南粤物流储运中心码头工程护岸区淤泥土层。
本次设计坐标系统采用1954年北京坐标系，高程采用当地理论最低潮位。

二、编制依据
1. 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）;
2. 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
3. 《港口工程地基规范》（JTJ250-98）；
4. 《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）；
8. 部颁及国家发布的其他相关标准、规范及资料

三．现场岩土条件
(一)场地地形地貌
建场区位于东江三角洲南部，属于剥蚀堆积地形——三角洲地形，为冲积平原和残丘地貌。东江三角洲的顶点位于石龙，河道由此分支，首先分为二条，然后又分为三条主要河道，其流向由北东向南西流向狮子洋水道，三条干道之间又各有2～4条次一级的支流，河道分叉又复合，复合又分叉，纵横交错，构成网状，东江三角洲表面平坦，其中稀稀落落的散布不少不等的残山，高度不大，形状不一，三角洲平面仅高至平均海面0.5～2.0m，所以在涨潮期间如无围堤则不少地方将受潮水淹没，因而沿河岸必筑围堤。三角洲上的沉积物上部多为灰色的含粉细砂淤泥，底部为砾砂沉积，从沉积物分析有陆成特点，又有海成特征，以陆成为主。
(二)陆域形成区地层结构特征
1．第四系近代人工填土层（Qhml）
①素填土：褐黄、灰黄色，黄褐色，松散，主要由粘性土和粉细砂、中粗砂组成，靠近鸿辉建筑材料有限公司一侧已有房建项目部临时板房，局部地段含有少量建筑垃圾，填土稍密～密实。该土层分布较均匀，层厚最大值为4.10m ，最小值为2.00m，平均值为2.70m；层底标高最高为3.51m，最低为0.97m，平均值为2.45m；标准贯入试验2次, 平均值为N=6.5击（6～7击）。
2． 第四系全新统海陆交互相冲积层（Qhal）
主要为淤泥质土、细砂、砂混粘土、中粗砂及砾砂组层。
②1淤泥：灰色，局部钻孔顶部为黄灰色，饱和，流塑～软塑状态，底部多为淤泥与粉细砂互层或夹层状，局部排水较通畅，使其物理力学性质指标呈淤泥质粉质粘土或淤泥质粘土性状，尤其陆域钻孔局部层段表现明显，因性质相近不再细分。该层在勘察区普遍分布，层厚最大值为27.30m，最小值为5.00 m，平均层厚为17.15 m；层底标高最高为-12.97m,最低为-23.96m，平均值为-19.11m；标准贯入试验143次,因该层局部间较多粉细砂、细砂，导致部分标贯击数偏高，平均值为N=3.06击（1～10击）。
②2细砂：灰色，饱和，松散，混少量中砂，颗粒较均匀，级配较差，局部含少量淤泥，偶见少量贝壳碎屑及腐植物。该层在勘察区部分钻孔有揭示，层厚最大值为7.10m，最小值为1.40 m，平均层厚为3.15 m；层底标高最高为0.21m,最低为-25.85m，平均值为-16.40m；标准贯入试验9次，平均值为N=9.33击（1～18击）。
②4中粗砂：灰色，饱和，中密～密实，局部松散，石英砂为主,级配一般,磨圆度一般,混少量卵石，与砾砂（②6）性质相似，因混卵石极少，且砂粒相对较细而划分出来。该层在勘察区靠近华润水泥厂码头附近五个钻孔有揭示，层厚最大值为3.20m，最小值为1.40 m，平均层厚为2.32 m；层底标高最高为-21.18m,最低为-27.28m，平均值为-25.49m；标准贯入试验7次，平均值为N=30.29击（5～42击）。
②5粉砂混淤泥：灰色，饱和，松散，混少量淤泥，石英砂，粒径均匀，级配较差。该层只在勘察区ZK25钻孔有揭示，层厚为6.30m；层底标高为-22.53m；此层未进行标准贯入试验。
②6砾砂：灰色、灰黄色，饱和，密实为主，局部稍密、极密实，石英砂砾为主，混较多圆砾和卵石，卵石约占10～20%，卵石直径约2～4cm，磨圆度好，呈亚圆～圆形。该层在勘察区普遍有揭示，层厚最大值为4.75m，最小值为0.70m，平均层厚为3.01m；层底标高最高为-22.75m,最低为-27.21m，平均值为-25.09m；标准贯入试验39次，平均值为N=36.87击（9～>50击）。
3. 白垩系基岩（K）
主要为泥质粉砂岩，局部夹泥质页岩、中砂岩、砾砂岩。按《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001），根据钻孔深度揭示风化程度划分为全风化、强风化、中风化岩。
③1全风化泥质粉砂岩：紫红色，稍湿，呈坚硬土状，原岩结构已基本破坏，除石英外大部分原岩矿物已风化成次生矿物，风化斑纹明显，手捏易散落，遇水易软化。该土层层厚最大值为4.90m,最小值为0.90m，平均值为2.24 m；层底标高最高为-23.75 m、最低为-31.87m，平均值为-27.53m；标准贯入试验9次,平均值为N=33.56击（20～42击）。
⑤2强风化泥质粉砂岩：紫红色，稍湿，坚硬，泥质粉砂结构，层状构造，裂隙发育，岩芯多呈半岩半土状或碎块状，敲击易碎。揭示层厚最大值为10.50m，平均厚度为3.30m；层顶标高最高为-21.18 m，最低为-31.87m，，平均值为-26.19m；标准贯入试验42次,标贯击数均≥50击。
⑤3中风化泥质粉砂岩：紫红色，坚硬，泥质粉砂结构，层状构造，裂隙较发育，岩芯较为完整，呈短柱状，局部破碎，干后易龟裂。采取率60%，RQD=25%。按“技术要求”，部分钻孔有揭示，揭示层厚最大值为3.30m；层顶标高最高为-26.48m，最低为-39.97m。
各主要土层的物理力学性质指标见下表：
场区主要土层物理力学性指标统计表
土层编号
土层名称
天
然
含
水
率
重
力
密
度
天
然
孔
隙
比
塑
性
指
数
液
性
指
数
直剪快剪
三轴固结
不排水剪
固结系数
压缩
系数
Cq
Φq
Ccu
Φcu
CV
E-03
Ch
E-03
a1~2
①1
素填土

②1
淤 泥
62.1
15.76
1.74
19.29
1.77
8.9
9.43
23.32
15.48
2.83
0.10
1.26
②2
细 砂
43
16.77
1.232
12.8
2.11
8.8
28.3

0.6
②5
粉砂混淤泥
28.8
17.89
0.887
7.1
1.79
8.9
17.1

0.36
②6
砾砂
45.9
16.77
1.278
12.8
1.88
11.9
10.1

四、 粉喷桩试桩要求
粉喷桩的设计桩径为500mm，桩间距分1.30m、1.50m，采用矩形布置（见附图）。粉喷桩桩顶铺设300mm厚碎石垫层，桩顶不需伸入垫层内，粉喷桩处理后的单桩承载力须大于100kN，地基承载力不小于120kN。粉喷桩桩顶标高为3.20m。桩底标高-13.00m。
（1）试桩施工工序
进行粉喷桩试桩的场地需清表处理，做好整平工作。主要施工工艺为：放样→粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→喷粉搅拌提升至离地面30cm处→重复搅拌下沉→重复搅拌提升至离地面30cm处→关闭搅拌机械→铺筑碎石垫层→回填中粗砂→填筑路堤。路面工程在完成粉喷桩施工不少于60d后才能进行。搅拌机每次下沉或提升的时间必须记录，时间误差不大于5s，提升前要有等待送粉到桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况。
（2）粉喷桩复合地基处理要求
1.施工设备:严禁使用非定型产品或自行改装设备，显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤或流量计。
2.室内配比实验:粉喷桩处理软基效果如何，很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件。在施工前必须根据设计地质资料和动力搅拌资料，按有关规范要求做室内配比试验。
①粉喷桩加固料采用32.5R复合硅酸盐水泥，水泥用量因天然含水量而异，按以下方法配比：W1≤50%，水泥用量50kg/m；50%＜W1≤70%，水泥用量为55kg/m；W1＞70%，水泥用量为60kg/m～65kg/m。
②加固处理的强度，应以无侧限抗压强度衡量，试件养护龄期为7d，28d，90d，要求R7≥0.6MPa ，R28≥0.8MPa，R90≥1.2MPa。
3.现场工艺性试桩
根据室内配比进行工艺性试桩，试桩应达到下列要求：
①钻进速度V≤1.5m/min；平均提升速度Vp≤0.8m/min；搅拌速度R≈30r/min；钻进、复搅与提升时管道压力：0.1MPa≤P≤0.2MPa；喷灰时管道压力：0.25MPa≤P≤0.40MPa。
②确定合适的技术处理措施，掌握粉喷桩的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，成桩试验的桩数为5根。试桩桩号暂定见下表或由设计院设计人员现场指定。
试桩编号
试桩桩号
水泥用量
试桩编号
试桩桩号
水泥用量
试桩1
C—56
55 kg/m
试桩2
I—56
60 kg/m
试桩3
C—68
65 kg/m
试桩4
C—124
55 kg/m
试桩5
I—124
60kg/m
------
------
------

试桩坐标
X
Y
试桩1
2533246.519
38457469.592
试桩2
2533241.157
38457476.315
试桩3
2533258.715
38457479.318
试桩4
2533315.633
38457524.708
试桩5
2533311.206
38457530.259

（3）试桩施工质量控制注意事项
1.关于复搅与提升：在桩顶部1/3范围内应重复搅拌一次，高度至少大于5m。钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。
2.关于补喷和废桩问题：如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度≤1.0m。补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm。
3.输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，51cm≤钻头直径≤53cm。
4.在灌注桩两侧布设粉喷桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm。
5.成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。
6.碎石垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。
7.注意事项：搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体的任何一点都得到均匀搅拌。
（4）施工监测
为了控制地基处理施工过程中软基的稳定、减少工后沉降及差异沉降，本工程委托第三方监测单位实施全部监测，借助相关仪器对施工过程中土体的应力应变及孔隙水压力的变化进行严密的监控，以确保施工安全并科学的指导施工；施工结束后为确保能达到设计要求，还必须进行相关的施工质量检测。
五、现场安全管理
为贯彻“安全第一、预防为主、严格要求、规范管理、抓好预控、落实到位”的方针，确保职工生命安全健康，做好码头工程施工安全管理工作，针对码头的实际情况，根据本工程招标文件和局《质量、安全、健康管理手册》有关条款规定，识别项目部在办公、生产、经营过程中影响职业安全健康危害源，评价危害源、风险因素，并确定更新重大危害因素，建立重大危害因素清单，确定职业安全健康目标和指标，制定职业安全健康管理方案和安全控制应急预案，配置专职安全员，积极参加安全会议，认真采取安全防护措施，严防工程事故发生，确保安全无事故。
1.安全管理人员分工
序号
职位
姓名
具体职责
1
项目经理
张 佺
贯彻国家安全生产的政策和法规
组织施工前的安全交底
指挥施工全部过程的人员及设备安排
2
项目副经理
杨宜章
落实安全责任建立安全体系
负责分包队伍安全监控
组织检查、检验、控制事故隐患
3
安全主任
吴继刚
配备合理的安全防护用品
对专职安全员进行分工
4
设备部长
喻万军
协助安全部门做好船机安全管理
帮助解决疑难问题和应急抢救工作
5
现场分包安全
于 伟
具体负责工程结构安全、船机设备安全及分包施工人员安全
2．具体保障措施
① 在施工前进行安全交底，分析现场可能存在安全隐患部位，对重点注意事项提前预备；
② 做好劳动保护工作，配置各种必需的安全防护设施；发送个人劳动保护用品；
③ 密切注意天气预报，遇风力过大、不能保证安全时，应停止作业；
④ 作业前、作业中、作业后均有检查，针对检查出的安全生产薄弱环节，加以认真整改；
⑤ 施工过程中密切注意现场动态，对各种险情按照应急预案有条不紊、合理有序的处理。遇到个别险情无法自行处理时，要第一时间通知有关部门；
⑥ 对已成桩要采取有效保护措施。

六、文明施工与环境保护
工程施工期间遵守国家和业主有关控制环境污染的法律法规，对环境保护采取必要的措施，使码头施工期间受损的环境污染减到最低程度。对此成立以一名项目副经理为组长，各分部负责人为成员的环保领导小组，并与当地环保部门加强联系，使施工区的环境得到较好的保护。针对码头粉喷桩工程的实际情况，主要从以下几方面进行控制：
1.项目经理组织领导班子及安全、施工、劳资、保卫等有关部门在施工前进行生产文明大检查，发现有碍文明施工的现象及时处理，对不规范的施工行为予以纠正；
2.制定完善的文明施工条例，目标明确，责任到人；
3.按施工总平面布置图设置临时设施；工地道路、材料堆放场地及出入口用混凝土进行硬化处理。在现场生产区内，施工危险区域或夜间施工均有醒目的安全警示标志，做到明显、清晰、规范；
4.易于引起粉尘的细料或散料如水泥等应予遮盖或密封。运输时用罐车或遮盖，以避免对空气的污染。陆上搅拌站水泥采用罐装散装水泥；
5.防止施工机械严重漏油，机械运转与维修产生的油污水未经处理不直接排放；
6.精心计划、合理安排，现场需要的材料当天运走，当天用完；确实用不完的材料应搬回或摆放在不妨碍交通、也不显眼的地方。每道工序做到“落手清”，做到工完、料净、场地清；
7.施工作业产生的灰尘，除在场地的作业人员配备必要专用劳保用品外，还应随时进行洒水以使灰尘公害减至最小程度，并符合当地环保部门的有关规定；
8.项目部将通过有效的技术手段及管理措施将施工噪声控制到最低程度，在夜间不安排噪声大的施工机械；
9.施工人员全部佩戴上班牌，牌证上标明职务、工种，以供业主、监理辨认、监督，特殊工种人员必须持证上岗；
总之，施工中一定要做到不扰民、不断水、不断电，保证施工范围内的人员安全、交通畅通。