沪宁城际铁路路基工程基底处理施工方案.docx

中铁AA局集团沪宁城际铁路工程站前AA标项目部
路基工程

路基基底处理
施工方案

编制：
复核：
批准：

中铁AA局集团沪宁城际铁路工程站前AA标项目部第五工区
二00八年九月十七日
目录

一、 工程概况
中铁AA局集团沪宁城际铁路工程站前AA标项目部第五工区路基位于唯亭镇与巴城镇境内，经过地区为平原区，起止里程DK237+302.33～DK247+298.55。地质条件从上到下分别为表层为粉质黏土，局部为淤泥质黏土,以下为粉质黏土，持力层为粉土。路基软土主要采用浆喷桩、旋喷桩、预应力管桩等措施进行加固。其中旋喷桩用于京沪高速公路唯亭大桥下,管桩用于阳澄湖范围内,其余路基段为浆喷桩。
二、 编制依据
1、铁道第四勘察设计院《路基施工图》及相应定型图、标准图；
2、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（报批稿）
3、《交通土建软土地基工程手册》
4、中铁AA局沪宁城际铁路第五工区现有机械设备、仪器、检测手段和施工水平；
5、现场实际勘测资料和交通等情况；
6、中铁AA局沪宁城际铁路第五工区指导性施工组织设计；
7、业主、咨询和监理的有关要求。
三、施工总体布置
1、施工组织机构设置
为了加强施工现场管理，确保工程按期完成，以及创优目标实现，我公司在现场成立了“沪宁城际铁路工程站前第AA标第五工区项目经理部”负责现场的施工管理工作。工区项目部下设四部二室，即工程管理部、计划财务部、机运物资部、安质环保部、中心试验室和综合办公室。并且为确保工程质量及工期要求，下设两个架子队，其中架子一队负责DK237+302.33～DK242+730段所有的路基、桥涵工程，架子二队负责DK242+730～247+298.55段所有的路基、桥涵工程。其中架子一队队长常聚，技术负责人谭均，路基技术主管戚文翔，质检员程力；架子二队队长……技术负责人……路基技术主管……质检员。机构如图一《施工组织管理机构图》。
图一 施工组织管理机构图

2、路基基础处理施工工期及施工进度安排
施工工期：100天
开工日期：2008年9月22日
竣工日期：2008年12月31日
3、人员布置、管区划分以及使用计划
根据该段路基工程数量、工期要求的特点，计划组织六个软基施工工班，其中软基施工一工班负责浆喷桩和旋喷桩，软基施工二工班负责浆喷桩，软基施工三工班负责预应力管桩，软基施工四工班负责浆喷桩和旋喷桩，软基施工五工班负责浆喷桩，软基施工六工班负责预应力管桩。并配备性能先进、配套齐全、功率匹配的精良设备及检测仪器，以满足施工需要。工班任务划分见表1，劳动力组织见表2。

工班任务划分表 表1

工班名称
施工部位
主 要 作 业 项 目
软基施工一队
DK237+302.33～DK238+200
浆喷桩、旋喷桩
软基施工二队
DK238+200～DK239+100
浆喷桩
软基施工三队
阳澄湖范围内
预应力管桩
软基施工四队

浆喷桩、旋喷桩
软基施工五队

浆喷桩
软基施工五队

预应力管桩

劳动力组织安排表 表2

序号
职务或工种
数量
备注
1
管理人员
4

2
技术员
12

3
安全员
8

4
浆喷桩机司机
40

5
旋喷桩机司机
8

6
管桩司机
20

7
电工
5

8
杂工
156

4、施工机械设备
施工机械设备见表3。

机 械 设 备 表3

序号
设备名称
型号
功率
数量
备注
1
预应力管桩

90KW
10

2
浆喷桩机
PH-5
37KW
20

3
旋喷桩机
MGJ-50
11KW
4
双管
4
发电机

200kw
5

5
压浆泵
YSH-3

4

6
灰浆搅拌机
JW180

20

7
高压旋喷注浆泵
GPB-90
150KW
4

8
压风机
V/1.6

4

9
自卸汽车

7

10
吊车
DY16H

2

11
经纬仪

2

12
水平仪

3

5、临设设施
1)、 1）、便道修筑
1+024.63～DK244+887.6施工用电
施工及生活用水
根据现场勘查，沿线地面、地下水源丰富，湖泊、河流、沟渠较多，可于施工场地附近取水作为施工用水。对所有施工及生活用水做水质试验分析，必要时净化处理，确保合格后才能使用。
四、总体施工工艺及方案
（一）、施工测量
利用路基控制网进行桩位放样。
平面位置放样：路基控制网采用设计院提供的控点GCPII-056、GCPII-266、GCPII-267、GCPII-268、GCPII-269、GCPII-663、GCPII-162、GCPII-665、GCPII-666、GCPII-667、GCPII-668，并在此基础上布设加密制点，路基放样时，采取极坐标法放样，仪器采用全站仪，根据各桩位中心的设计坐标定位。
（二）、浆喷桩、旋喷桩、预应力管桩施工工艺及方法
1、浆喷桩施工工艺及方法
（1）、施工前的准备工作
按照施工图设计，对浆喷桩施工基面以上的土方组织开挖，以减少不必要的空搅长度。平整好浆喷桩钻机的施工现场，同时清除施工现场上有碍钻机移动和实施钻孔搅拌的一切障碍物。地表过软时，应采取换土夯实或铺设垫板等措施，以防钻机失稳。
按照施工图的设计，对各排桩的轴线和桩位进行测量放样，现场桩位布置与施工图设计的误差不得大于5cm。同时在钻机组装就位过程中，应注意起吊设备的平稳和导向架的垂直，以确保桩体施工的垂直度，其垂直度偏差应控制在1.5%以内。
为取得良好的地基加固效果，施工前须作好有关资料的收集、室内配合比试验、地基加固设计计算和施工工艺性设计。在正式施喷前，应进行若干根试喷工作，以期熟悉并掌握施工机械的各项性能，同时了解各参数与水泥及外掺剂用量之间的关系。
（2）、施工工艺
整平原地面→钻机定位→钻杆下沉钻进并喷浆→桩底停留30s→强制搅拌上升→至设计标高后下沉复拌→提杆出孔→钻机移位。
（3）、浆喷桩施工方法
a、对正桩位，调整钻机机身，保证钻杆的垂直度，启动钻机下钻。
b、当即将钻到设计孔深时，备制水泥浆，为了增加水泥浆的和易性及稳定性、提高早期强度，要按照设计掺加外加剂，严格按照预定的配比进行拌制，当钻到设计孔深后关闭送气阀门，喷送加固水泥浆。
c、确认加固料已到桩底时，提升搅拌钻头，为便于控制成桩质量。
d、提升到设计桩顶标高时，停止喷浆。
e、打开送气阀，关闭送料阀，但空压机不要停机，搅拌钻头提升到桩顶时停止提升，在原位转动2min，以保证桩头均匀密实。
f、进行全桩长二次搅拌。
g、将搅拌钻头提出地面，停止主电机、输料泵，填写施工记录。
h、移动到下一个桩位。
（4）、施工要点
a、通过工艺性试桩，掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数。严禁没有计量装置的机械投入使用。
b、桩位允许偏差为±5cm，桩长不小于设计值，垂直度偏差小于1.0%。定时检查机械的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于20mm。
c、施工如因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下1m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升，接桩间隔时间不能超过24小时。否则应重打该桩。
d、浆喷机喷浆提升的速度和次数必须符合工艺要求，并派专人记录。
e、当水泥浆液到达浆口后，喷浆搅拌30秒，在水泥浆与桩端土充分搅拌后再开始提升搅拌头。
f、在浆喷过程中深层搅拌机预搅下沉时，不用冲水下沉,当遇到较硬土层下沉太慢时,适量冲水。
g、制备好的水泥浆不得离析,可在灰浆拌制机中不断搅拌,待压浆前再缓慢倾入集料斗中,泵送浆液必须连续。
h、当桩顶设计标高与现场地面标高相近时，特别注意桩头质量，可待搅拌头提出地面停机后，再利用搅拌机的自身重量对桩顶加固土层加压，以提高桩顶的密实性。
（5）、浆喷桩施工常遇到的问题(故障)及排除方法
a、通过含水量过低或板结坚硬的土层、或局部遇到障碍物时容易引起卡钻。当出现卡钻现象时应马上停止钻进，查清原因，并采取下列措施：①、实行慢速钻进；②、提出钻头，改进钻头；③、如位置较浅，可用其它方法疏松土层后再钻；④、如提升钻杆时卡钻，则应暂停喷浆，待正常后再复喷。
引起喷浆不畅或堵塞原因大致可分为以下几点： ①、泵送管道连续部分密封不严，造成漏气或气源不足、气压降低；②、水泥吸潮结块或喷口粘结变小；③、固化料中含有杂物或小颗粒；④、部分地层透气性不良 。可采用如下方法解决：①、检查空压机运行情况，调整气源压力，处理输气管的密封不严，确保正常输气；②、改用合格水泥，提出钻头清理喷嘴；③、清除固化料中的杂物和大颗粒，或改用符合要求的固化料；④、喷粉不畅时，操纵喷料阀门由关到开，由开到关，反复多次
b、引起断桩原因： ①、水泥潮湿结块或其它异物堵塞管路，造成供灰中断；②、管道泻漏，造成喷浆量中断；③、钻头喷粉孔磨损、堵塞，造成喷浆中断；④、先提钻后喷浆或提钻速度过快，造成喷浆中断；可采用以下方法解决： ①、水泥应妥善保管，防止受潮，固化料用前要过筛，确保用合乎要求的料制浆；②、经常检查管道，确保输料畅通；③、 钻头或输灰管道堵塞，应立即停钻清理；④、 提升钻杆前要先喷灰1-2min后均匀搅拌提升；
2、旋喷桩施工工艺及方法
（1）、施工前的准备工作
机械及材料要求：
a、高压旋喷桩的主要机械包括:高压泵、钻机、浆液搅拌器等;辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。
b、本站内旋喷桩使用的水泥为新鲜无结块42.5号普通硅酸盐水泥。水泥浆水灰比为1:1至1:1:1.5,稠度过大,流动过大,流动缓慢,喷管容易堵塞,增加排除故障时间,影响施工进度;稠度过小,对强度有影响。浆液宜在旋喷前1ｈ以内配制,使用时滤去硬块,以免堵塞管路和喷嘴。
（2）、施工工艺
旋喷桩施工工艺流程图
准备工作
钻机就位
射水试验
钻孔
接长钻杆
钻孔结束
堵塞射水孔
旋喷
旋喷结束
冲洗钻机
结束
制浆
一级过滤
二级过滤
高压泵对浆液加压
高压浆液送往钻机

（3）、施工方法
a、场地平整
原地面清理、整平。因桩的位置处于京沪高速公路下，只能采用小型挖机清除混凝土路面与地面的石块，挖机无法进入的地方采用人工风镐清除。
b、钻机就位
钻机就位前检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足施工要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。检查各种仪表是否显示正常，没有标定的计量仪表必须进行标定。钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于50mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1％以内，钻机就位后，必须作水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。
c、造孔
钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法可根据地层条件、加固深度和机具设备等条件确定。成孔后，校验孔位、孔深及垂直度是否符合规范要求。（孔位纵横向偏差不大于50mm、孔深不小于设计深度、垂直度偏差不大于1％）
d、喷射注浆作业
钻至设计孔底标高后开始旋喷，并且边旋喷边提升钻杆达到设计桩顶标高。桩头1m范围内进行二次旋喷。
自下而上进行喷射作业。施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、气浆流量及压力、提升速度、旋摆速度、喷射方向等参数是否符合试桩要求，并随时做好记录，如遇故障及时排除。
e、冲洗器具
喷射作业完成后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
f、移动机具
将钻机等设备移动到下一孔位。
（4）、施工要点
a、变参数喷射
由于天然地基的地质情况比较复杂，沿着深度变化大，有多种土层，其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异。若采用单一的技术参数来喷射长桩，则会形成直径或长度极不均匀的固结体，导致旋喷桩直径不一，使承载力降低。为确保质量，需根据钻孔时获得的孔位处地层情况，对不同深度或不同土层采用不同的技术参数，对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要延长喷射时间，适当放慢提升速度和旋摆速度或提高喷射压力和泵量。
b、重复喷射
在不改变喷射技术参数的条件下，对同一孔位作重复喷射，既能增加土体破坏的有效长度，从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度。
c、冒浆处理
在喷射注浆过程中，有一定数量的土颗粒与水、浆混合后，沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆量、冒浆比重的测量及冒浆颜色的观察，可及时了解地层状况，判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参数的合理性。完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时为异常现象。当出现异常情况时，首先检查提升速度、旋摆喷速度速度、气、浆流量和压力等技术参数，及时采取措施调整。
①、压力骤然上升或压力过高流量偏低时，说明有堵嘴或管路被堵塞现象，应及时停喷，认真检查气浆软管，必要时拔出注浆管检查气浆通道及喷嘴。
②、流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管检查密封性能，更换过度磨损的喷嘴。
③、流量压力均偏低时，应及时停喷检查修理相应发生装置。
④、不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时，若系土质松软可适当加快注浆管提升速度，或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注浆；若系附近有空洞、通道，则不提升注浆管，同时降低气压力流量，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止，或采用速凝浆液，使浆液在注浆管附近凝固。
⑤、冒浆过大时，一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过所需浆量所致。双管法施工可适当缩小喷射孔径，提高喷射压力，基本保持注浆量不变；如仍无效时，可加快提升速度和旋摆喷速度。
d、搭接处理
在施工中会出现种种故障造成注浆间断，为防止注浆间断造成固结体内出现软弱夹层，影响固结体均匀性和整体性，必须进行搭接处理。搭接长度不小于100cm。
e、分序喷射
高压喷射注浆施工时，在水泥土浆液固结硬化之前，有效喷射范围内的地基土因受到扰动而强度降低。高压喷射注浆应分序隔孔施工，防止窜孔破坏已喷射注浆固结体。相邻孔喷射作业间隔时间不得小于2-5d。如发现窜孔现象，用沙袋堵塞窜孔冒浆出口。
f、防止凹穴
旋喷施工在终喷后由于空气的排出以及水泥土浆液渗漏、析水和沉淀作用，水泥土混合浆液在凝固过程中存在不同程度的收缩，最终固结体顶部将出现一个凹穴。采取以下措施予以消除：
①、采取超高喷射注浆方法，即喷射注浆的顶面，其超高量应大于收缩高度，可在施工中具体掌握。
②、在浆液凝固前回灌冒浆捣实。
3、预应力管桩施工工艺及方法
（1）、施工前准备
a、打桩前协同建设单位认真做好障碍物的清除与管线的保护工作。施工场地应平整，排水应畅通。①、阳澄湖段路基左侧先进行围堰防护，采用32b工字钢打入防护，打入深度不低于湖底标高以下3m。②由于路基靠近既有线，施工前须在线路右侧非加固位置挖防震沟，打桩应从路基右侧往左侧进行。示意图如下：

b、认真做好轴线的引测工作，现场必须设置两个以上的轴线控制点，并引测到固定构筑物上。
c、打桩前认真细致地向所有参与施工人员进行技术交底，安全交底和分析相应地质条件下应采取的措施。
d、打桩前对进场的机械设备应作全面系统的检查工作，做好各部位的保养和润滑。
（2）、施工工艺：
场地处理→控制点交接→样桩施放→样桩复核→吊桩定位→校正垂直度→沉桩→接桩→沉桩→移至下一桩位。
（3）、施工方法
a、测放的桩位经复测无误后方可进行沉桩，并且每天施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。为便于送桩高度控制设一定数量的水准点。 
b、检查桩机，确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。 
c、首先用吊车取桩，起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记并将开口桩尖焊接到底桩上，起吊支点宜在桩端0.3L 处；将桩吊起后，缓缓的将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；插入时的垂直度偏差不得超过0.5％，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩的自重将桩压入土中。 
d、因地层较软，初次加压时可能下沉量较大，宜保持压力，随着沉桩加深，沉速减慢，静压力可渐增。在整个沉桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。
e、接桩采用端板式焊接接头。当下节桩的桩头距地面0.6～0.8m 左右时，开始进行接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位，当上节桩对好后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导向箍。由电焊工手工对称施焊，焊接层数应大于等于二层，内层焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。焊条采用J422 焊条，焊条直径为φ4.0mm、φ3.2mm。焊接具体操作与要求按FGJ94-94 中的有关条款之规定执行。焊好的桩接头应自然冷却3min～8 min后方可继续沉桩。 
f、当桩端地层符合设计时，并且最终静压力符合试桩要求后才可停止沉桩。
g、移机至下一桩位。
（3）、施工要点
a、选择合理的打桩施工顺序,能减小桩的侧向位移。桩基侧向位移是软弱地基施工中经常见到的一种现象,根据不同情况进行综合分析,制订出合理的打桩施工方案,并采取相应措施,可以把打桩危害降低到最低限度。基础形状规划的打桩施工顺序应先里后外,由中心逐渐往外侧对称施工,或由一边推向另一边施工，确保基础内挤压应力的平衡。
b、桩基施工前开挖防震沟能有效地降低对临近建筑物的影响。
c、桩身的垂直度控制
施工桩时,第一节桩的垂直度至关重要。首节桩插入就位后,让桩在桩的自重下保持垂直压入,逐步调整稳定桩的垂直度,桩的垂直度<1/1000桩长,且不超过15mm,平面位移控制在1/6桩径内。如发现位移过大拔出,回填密实后再重新定位,当拔出有困难时,调整导杆,采取斜桩斜打的方法,始终保持桩身、桩帽、桩锤在同一直线上,严禁直桩斜打或斜桩直打。
d、焊缝质量控制
当前一节桩沉入后，为方便接桩焊接操作，桩露出地面的高度为600一800 mm。为确保沉桩的质量，在中节桩和上节桩的对接时采取垂直度控制，施工过程中使用靠尺进行控制，接点的弯曲矢高<1/1 000桩长，上下节桩的平面偏差<10 mm。接桩时，焊接部位用钢刷清除锈迹和污垢后，管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行;施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深。焊接时应对称焊接，焊接完毕自然冷却3 min～8min后，才能继续沉桩。
五、施工安全措施
认真贯彻执行国务院关于安全生产的“三大规程”和有关安全生产的各项法规，必须始终坚持“安全第一、预防为主”的方针，落实《安全生产责任制》，做到安全生产，文明施工。严格控制和防止各类伤亡事故。措施如下：
1、加强领导，健全组织。项目部成立安全领导小组，制定严格的安全措施。
2、进行全面的、针对性的安全技术交底。
3、安全教育要经常化、制度化。提高全体员工的安全意识，切实树立安全第一的思想，建立完善的安全工作保证体系。
4、严格安全监督，建立和完善定期安全检查制度。施工现场严格按照“安全标准工地”的要求执行。
5、抓好现场管理，坚持文明施工，保障人身、机械和器材的安全。在行人道路处开挖基坑及施工危险地段要设置安全警示牌，以防意外事故发生。
6、认真做好防洪、防火，重点设备，重点防护，责任落实到人，彻底清除不安全因素。
7、定期或根据施工需要发放和检查施工所用的各种安全机具设备和劳动保护用品。
8、所有钻机安放竖直、平稳，钻机操作人员必须持证上岗, 大型结构吊装必须先制订吊装方案。起重吊装作业区应警戒标识，并设专人负责警戒。
9、配备专职的安全工程师负责打桩期间的安全监督、管理；
10、施工用电必须由专职电工安装，遵守项目部的用电规定。
11、所有电力线均不能裸露
12、必须经常检查钢丝绳有无断丝等安全隐患，不符合安全要求必须立即更换。机械操作人员必须戴安全帽。
13、打桩机运行期间，非操作人员不能操作。
14、施工产生的泥浆及时运至指定弃土场
六、环境保护、水土保持措施
在施工过程中要努力保护自然，美化环境，减少施工对环境的污染。
1、遵照国家《环保法》、江苏省相关法规和本工程环境要求，严格组织施工和管理，保护周围环境和河流生态平衡。
2、所有机械废油回收利用，严禁泼倒，施工起灰地段喷水防尘。
3、完善临时住地卫生设施，提高排水沟、厕所等地的卫生设施，一级卫生部门定期对各种环境进行检查消毒，预防各种传染病的发生。
4、施工现场过程中积极与地方政府相关单位配合做好水土保持工作，防止各种乱倒乱弃等不良现象。
5、施工中保护好树木花草，临时用地尽量避免砍伐树木。
6、弃碴尽量做到弃有所用，改造环境，对弃之不用的堆于弃碴场内。弃碴场修建弃碴挡墙，尽量绿化和复耕。
七、加强队伍建设，搞好文明施工
加强物质文明和精神文明建设，实现修路育人，搞好现场文明施工，创造良好施工环境。
1、加强党的领导，搞好政治思想工作，加强职工教育，培养“有理想、有道德、有文化、有纪律”的社会主义的新型职工，全面提高队伍素质。
2、项目部和队、班组制定文明施工条例，并定期检查落实情况，以文明保生产发展。
3、加强水、电、道路的管理，建立严格的管理制度，努力营造一个道路畅通、用电规范、合理用水、文明整洁的施工和居住环境。
4、加强法制的宣传和教育，严格管理，严防出现各类社会丑恶现象，使职工做到遵纪守法。