水泥搅拌桩施工作业指导书.docx

××××××××铁路路基工程
水泥搅拌桩施工作业指导书
1 适用范围
适用于×××××铁路路基工程水泥搅拌桩施工。
2 施工准备
2.1 现场调查
施工前应根据设计文件对水泥搅拌桩施工范围内的所有管线进行调查、核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，采取切实可行的措施进行防护，确保管线安全使用。
2.2 施工场地清理、平整
测量放样，确定桩机施工作业范围。清除桩位施工范围的地表、地下及空中的一切障碍物（包括石块、树根和垃圾等）后，将原地面平整碾压，压实系数大于等于90%。平整压实后的地表高程应高出设计桩顶50cm左右，表面不积水，如达不到此要求，可采用粘土、山皮砂等材料（不得回填有机土或生活垃圾）填筑工作平台，平台顶面高出设计桩顶50cm左右。
2.3 袋装水泥、粉煤灰存储场地规划及材料进场储备
由于水泥搅拌桩加固处理软基需要袋装水泥、粉煤灰数量很大，为确保水泥、粉煤灰等材料供应及时，保证运输便道通畅，在沿线施工便道靠路基侧每隔200米设30米长避车和卸车平台1处。袋装水泥、粉煤灰运至现场后，运输车辆停靠在避车平台处，人工转运水泥、粉煤灰堆码在靠避车和卸车平台附近的水泥、粉煤灰存储点。水泥、粉煤灰应分类堆放，存储场地一般不得小于300m2，采用枕木、竹排支垫使其底部高出地面30cm，并在枕木、竹排上面铺设防水彩条布隔层，水泥、粉煤灰上部用防水篷布覆盖严密，水泥、粉煤灰堆码高度不应超过10层。
开工前一周，提前进场袋装水泥100t、粉煤灰50t左右，并做好材料的检验试验工作。
2.4 测量放样
在平整后的施工场地上，按设计图纸的要求，用全站仪定出每段水泥搅拌桩施工范围，再根据桩位布置图，用钢尺定出每根桩的具体位置，并打入竹钎或木桩或彩旗作醒目标记。搅拌桩桩径0.5m，呈正三角形布置，桩间距一般地段1.2m，桥涵过渡段桩间距1.0～1.1米。搅拌桩位定位平面偏差不得大于50mm，并认真填写放样复核记录。
2.5 浆液配制
根据×××试桩结果和室内配比试验，水泥采用PSA32.5的矿碴硅酸盐水泥，水泥用量为47kg/m，粉煤灰用量为9.4kg/m，水灰比控制在0.45~0.55（上述数据为经验数据，实际施工中均以试验室出具的配合比报告为准）。[土体密度按1700kg/m3考虑，掺灰量按土体重量的17%考虑，粉煤灰用量占水泥用量的20%]。施工时根据工点设计图选择正确的配合比（配合比有粉煤灰用量占水泥用量的20%、30%两种）。
2.6 设备选型及进场
合理选择设备并及时进场。根据地质情况，优先选用武汉产的PH-5、PH-7粉浆两用型桩机。该桩机最大施工深度一般为18米以下，其施工转速与下钻的速度成正比例关系，由于其施工底盘高度的限制，当用于水泥搅拌桩施工时最多只能配置4个搅拌刀片，其行走部分采用液压腿，十分灵活，工作效率相对较高，适用于施工桩长较短，土质为砂性土、亚粘土、淤泥质亚粘土的段落。
慎重选择上海和宜兴产的STB-1型专用水泥搅拌桩桩机。该桩机适用于所有土层水泥搅拌桩的施工，其行走部分采用轴管，移动起来比较困难，每次移动都需要枕木铺垫调平桩机，垂直度控制起来也较麻烦。其下钻速度主要靠卷扬机的转速来控制，当遇到局部硬层时只能靠加大动力头重量和增加竖向破土刀片来穿透它。为增加水泥搅拌桩的均匀程度，当遇到土质较差的段落时可视情况将钻杆上的刀片增加至6~8个。
2.7 技术安全培训和交底
召集所有现场施工负责人员及桩机组机长召开施工前技术交底会议，主要落实施工工艺、施工过程中的管理制度、资料的统一、检测要求等，将项目部、工区（架子队）的管理方式及指导思想落实到每一个施工人员，有效提高他们的质量和安全意识，为进一步保证工程的施工质量奠定良好的基础。
3 施工工艺流程和要点
3.1 施工工艺流程
施工工艺流程详见“施工工艺流程图”。
钻机就位
搅拌钻进至设计深度
喷浆、搅拌、提升
重复搅拌、喷浆、提升
钻机移位
施工准备

水泥搅拌桩施工工艺流程图
3.2 施工工艺流程要点
（1）桩机就位调平
搅拌机械运至工地后，先安装调试，待转速、空压正常后，再开始就位。桩机行至桩位处，液压装置调整钻头位置，使其对中所放桩位（一般用木桩做标记或撒白灰做标记），调平机身，调整钻杆的垂直度，确保偏差不超过1.0%。垂直度用钻锤吊线进行控制。
（2）钻进成孔
启动桩机下钻，待搅拌钻头接近地面时启动空压机送气，开始钻进，钻进速度一般控制在0.6~0.8m/min左右。当钻孔打穿软弱土层，置于粉土〈4〉上，应穿过持力层不小于0.5m，关闭送气阀门，开启灰浆泵，喷送浆液。
（3）喷浆、搅拌、提升
确认浆液到达桩底时，在桩端就地持续喷浆搅拌10~30秒，喷浆管道压力控制在0.40Mpa~0.80Mpa之间，然后匀速搅拌提升钻头，提升速度控制在0.4~0.6m/min左右。钻头提升至设计桩顶以下2米时宜用慢速，当喷浆口即将提出地面时停止提升，搅拌10~30秒，以保证桩头均匀密实，防止桩身不均匀剪切破坏。
（4）复搅下沉至设计深度
重复步骤（2），进行二次搅拌。
（5）二次喷浆、搅拌、提升
重复步骤（3），进行二次喷浆、搅拌、提升。钻头搅拌提升至地面时，停止提升，搅拌10~30秒，然后停止主电机、空压机。
（6）桩机移位
移动桩机至下一桩位，进行下一根搅拌桩的施工。
4 劳动组织
4.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。
4.2 施工人员根据施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。一般一个作业段长1km，4台桩机进行施工，人员配备情况如下。
每个作业班组人员配备表（一个作业段，一般长1km）
序号
工种
人数
分工任务
1
指挥员
2
负责现场指挥和协调，包括施工控制、文明施工和环境保护等
2
技术（质检）员
4
负责施工中技术指导、测量放样、质量控制、施工记录等
3
试验员
2
负责现场检测、试件制作等
4
安全员
2
负责施工现场机械使用安全及安全用电
5
机械操作手
9
按设计施工工艺正确操纵钻头的钻进和提升，检查维修机械
6
辅助工
32
将加固料送入罐内，保证施工连续

合计
53

5 物资材料计划
一般按一个作业段长1km，4台桩机进行施工来准备物资材料，具体详见“物资材料计划表”。
6 机械设备配置
详见“主要机械设备一览表”。
7 施工控制
7.1 施工前应根据地质情况和室内配合比分段进行成桩工艺试验，并经取芯和承载力等检验，确定固化剂掺入比、钻进速度、提升速度、喷气压力、单位时间喷入量、喷搅次数等工艺参数，分段试桩不得少于2根。工艺参数及成桩检验成果报监理单位确认。
物资材料计划表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备 注
1
枕木或方木
0.2×0.2×2.5m
根
84
水泥、粉煤灰存放点面积按300m2（10m×30m）考虑，枕木间距1.5m
2
竹排
0.3×3m
块
334

3
防水彩条布

m2
384

4
防水篷布
16×36m
m2
576
水泥、粉煤灰堆码高度按2m考虑
5
硅酸盐水泥
PSA32.5
t
7520
水泥搅拌桩按16万m/km考虑，掺量47kg/m
6
粉煤灰

t
1504
掺量9.4kg/m
7
施工用水

m3
5720
水胶比按0.55考虑
主要机械设备一览表
序号
名称
型 号
单 位
数 量
备 注
1
装载机
ZLC50
台
4

2
挖掘机
CAT320L
台
1

3
吊车

台
1

4
空压机机
2.0m3/min
台
4

5
搅拌水泥土桩机

台
4
配备浆量自动记录仪，状况良好
6
柱塞泥浆泵
XPB120
台
4
状况良好
7
潜水泵
6BS
台
8
状况良好
8
电脑自动记录仪
DJ586
台
4
状况良好
9
灰浆搅拌机
800L
套
8
状况良好
10
电焊机
500A
台
1
状况良好
11
柴油发电机组
75KW
台
1
状况良好
12
台称

台
1
对袋装水泥、粉煤灰进行重量抽验
13
水井
深度100m以上
个
3

7.2 水泥、粉煤灰等固化剂的选用应符合设计要求，具有产品质量合格证并按有关规定抽检。严禁使用受潮、结块或失效的固化剂。
7.3 搅拌浆液用水应符合现行《混凝土拌和用水标准》（JGJ63）的有关规定。
7.4 搅拌桩机应配置浆量自动记录仪，而且处于检定有效期内。
7.5 浆液严格按试验确定的配合比拌制，优先采用二次搅拌工艺，搅拌顺序为：向搅拌桶里注入固定量的水，边搅拌边掺入水泥，搅拌均匀后放入二次搅拌桶内进行二次搅拌待用。使用前，用比重计或比重仪测量水泥浆的比重。配备好的浆液不得离析，做到随配随用。
7.6 泵送浆液前，管路应保持湿润。现场拌制浆液，应有专人记录固化剂用量，并记录泵送开始及结束时间。
7.7水泥搅拌桩施工顺序宜从中间向外围进行，或由一边向另一边施工。
7.8 桩机就位必须正确，其孔位偏差不得大于50mm，钻杆垂直度偏差不得大于1.0%。钻机开钻前，现场施工员必须进行检查，及时调整。
7.9 施工前应认真检查相关设备及管路系统。设备的性能应满足设计要求。管路系统的密封必须良好，管道必须畅通。
7.10 严格控制搅拌桩机钻进和提升速度、供浆与停浆时间，控制下钻深度、喷浆高程及停浆面。当多向多轴搅拌水泥土桩到达桩端时，应原位喷浆搅拌10～30s，桩底水泥浆与土体充分搅拌均匀，再开始提升搅拌头，确保成桩质量。
7.11 必须连续供浆，拌和均匀，一旦因故停浆，为防止断桩和缺桩，应使搅拌桩机下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。如间歇时间超过3h，无法接续时，为防止水泥浆在整个输浆管路中凝固，宜先拆卸输浆管路，并清洗干净。并应在下次开机施工时在原装位附近补桩处理。
7.12 搅拌桩机钻头提升至工作面以下2米时宜用慢速；当喷浆口即将提出工作面时应停止提升，喷浆搅拌10~30秒，以保证桩头均匀密实。
7.13 成桩过程中，应严格按照试桩确定的工艺参数进行施工。当钻进搅拌中遇到阻力而钻进困难时，应增加搅拌桩机自重，然后启动加压装置加压，或者边泵送浆液边搅拌钻进。
7.14 随时检查施工记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其他处理措施。
7.15 现场各项原始记录必须真实、齐全。
7.16 桩体无侧限抗压强度、桩顶标高、桩长、桩身均匀性应符合设计要求。
7.17 水泥搅拌桩施工完成后28d内不得有任何机械在上面行走，单桩及复合地基承载力检测合格后方可进行上部路基施工。在填筑路基施工前应按要求设置沉降、位移观测设备和进行沉降、位移观测，观测结果应纳入竣工文件。
7.18 路堤填筑应严格控制填筑速率，控制标准为：路堤中心线地面下沉速率每昼夜≤1.0cm，坡脚水平位移速率每昼夜≤0.5cm。
7.19 水泥搅拌桩施工工地应准备符合环保要求的废浆隔离和回收设施。水泥搅拌桩成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止污染环境。
7.20 水泥搅拌桩施工允许偏差按下表进行控制。
水泥搅拌桩施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距（纵横向）
±50mm
2
直径
不小于设计值（50cm）
3
垂直度
1.0%
4
桩长
不小于设计值
8 质量检验
8.1 主控项目
（1）施工用水泥、粉煤灰及外加剂的品种、规格及质量应符合设计要求
检验数量：
水泥、粉煤灰按批次（袋装材料按每200t为一批，当不足200t时也按一批计。每检验批由同厂家、同品种、同批号、同等级、同出厂日期材料组成）对其品种、级别、包装、袋装质量、出厂日期等进行验收，并对其强度、安定性、凝结时间等进行试验，其质量必须符合现行国家标准的有关规定。
外加剂按批（每50t为一批，当不足50t时也按一批计。每检验批由同厂家、同品种、同批号、同等级、同出厂日期且连续进场材料组成）对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行试验，其质量必须符合现行国家标准和有关环境保护的规定。
施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位抽检次数的10%进行见证检验，但至少一次。
检验方法：检查产品质量证明文件及抽样试验。
（2）水泥搅拌桩布置形式应符合设计要求
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：观察、尺量。
（3）水泥搅拌桩布置数量应符合设计要求
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：计数。
（4）水泥搅拌桩长度应符合设计要求
检验数量：施工单位检查总数的3%，且不少于3根；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验，且不少于1根。
检验方法：尺量钻杆长度刻线，必要时钻芯检查。
（5）水泥搅拌桩单桩喷浆量应符合设计要求
检验数量：施工单位检查总数的2%，且不少于20根；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验。
检验方法：查施工计量记录。
（6）水泥搅拌桩桩体强度应符合设计要求
检验数量：施工单位检查总数的2‰，且不少于3根；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验，且不少于1根。
检验方法：检验桩完工后28d，采用钻芯取样法在桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻芯，观察其完整性、均匀性，并取3个不同深度的芯样试件做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。
（7）水泥搅拌桩复合地基承载力与单桩承载力应符合设计要求
检验数量：施工单位检查总数的2‰，且每检验批不少于3根；监理单位见证检验。
检验方法：平板荷载试验。荷载试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并在成桩28d后进行。
（8）浅层开挖可配合荷载试验与取芯试验进行，当对桩身质量有怀疑时，选取试验桩体进行开挖，检查加固柱体的外观质量和成桩均匀性的定性检查。
8.2 一般项目
水泥搅拌桩的直径、间距、垂直度允许偏差及检验标准应符合下表规定。
水泥搅拌桩直径、间距、垂直度允许偏差及检验标准
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检查数量
检验方法
1
桩体直径
不小于设计值
抽查1%，且不少于2根
挖探50~100cm，钢尺丈量
2
桩体间距
±100mm
抽查1%，且不少于5处
钢尺丈量
3
垂直度
1.0%
抽查2%，且不少于2根
经纬仪测量钻杆垂直度
9 安全及环保要求
9.1 安全要求
9.1.1 施工区域应设置醒目的安全警示标志，严禁非工作人员出入。
9.1.2 钻机作业中，作业人员必须佩带安全帽，专人负责电缆线的收放。钻进过程中，严禁用手清理螺旋片上的泥土。
9.1.3 特殊工种人员（电工、焊工、机械操作工等）持证上岗，严禁无证上岗操作，防止机电事故的发生和伤害他人事故的发生。
9.1.4 施工机械设备安全措施：
（1）钻机应放置平稳，安装后钻杆中心线的偏斜应小于全长的1%。
（2）钻孔中如遇卡钻，应立即切断电源、停止下钻，在未查明问题前不得强行启动。钻孔过程中遇有机架晃动、移动、偏斜应立即停钻。
（3）泵管铺设应尽量减少弯曲，支撑应牢固，接头处应连接可靠。严禁将垂直管道直接接设在地泵输出口上，输出口前至少有10m长的水平管。铺设从坑边倾斜进入坑底的管道时，其下端应接一段不小于基坑深5倍的水平管。（否则应采用弯管或软管）。软管与混合料泵管、钻机连接处一定要连接牢固紧密。
（4）对各种机具、控制箱、开关、阀门处设立“危险、勿动”字样挂牌，并采取专人挂牌制度。
9.1.5 施工现场消防安全措施：
（1）各种电气设备和线路不超负荷工作，做到接点牢靠，绝缘良好；设备安装配备合格的保险装置。
（2）电气设备在工作结束后及时切断电源。
（3）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。
（4）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”。
9.2 环保要求
9.2.1 在施工现场合理设置排水沟，将废弃泥浆由排水沟排至指定位置，防止污染周边环境。
9.2.2 施工过程中，应减少甚至避免水泥扬尘，并加大在环境保护方面的投入，真正将各项环保措施落实到位。
9.2.3 应对水泥在运输、储存、拌和等各环节制定相应环境保护措施，水泥储存应选择在避风近水的地方，并在其周围进行封闭。
9.2.4 与水泥接触的工作人员，需穿戴防护工作服。
9.2.5 施工时应合理安排时间尽量避免夜间施工，减少噪音对附近居民的影响。
10 施工中的常见问题及处理方法
10.1 喷浆阻塞
（1）原因分析：①水泥受潮结块。②制浆池滤网破损以及清渣不及时。
（2）处理方法：①改善现场临时仓库的防雨防潮条件。②及时清渣，加强设备器具的检查及维修保养工作，定期更换易损件。
10.2 喷浆不足
（1）原因分析：①输浆管有弯折、外压或漏浆情况。②输浆管道过长，沿程压力损失增大。
（2）处理措施：①及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时可停机换管。②制浆池布置尽量靠近桩位，以缩短送浆管道。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压力。
10.3 速度失稳
（1）原因分析：①设备自身速度控制系统存在缺陷。②机组人员操作不规范、不熟练。
（2）处理措施：①不符合技术要求的设备机具不得进场，陈旧的设备应及时更换。②督促作业班组搞好岗前培训工作，建立持证上岗制度。
10.4 进尺受阻
（1）原因分析：地下存在尚未清除的孤石、树根及其它障碍物等。
（2）处理措施：①及时停机移位，排除障碍物后重新复位开机。②当障碍物较深又难以清除时，应及时与设计及有关方联系，结合实地情况共同协商处理措施。
11 水泥搅拌桩施工记录表

水 泥 搅 拌 桩 施 工 记 录

工程名称

里 程

钻机号
班 组
设计桩长
配 合 比
水：水泥：粉煤灰=
水泥设计用量 kg/m
粉煤灰设计用量 kg/m
桩 径
水泥品种及标号

管压 （Mpa）
搅拌头转速 （r/min）
地面标高
桩号
桩长（m）
下钻搅拌
喷浆提升
复钻下沉搅拌
喷浆复钻提升
水泥用量（kg）
粉煤灰量(kg)
施工日期
备注
起
止
速度（m/min）
起
止
速度（m/min）
起
止
速度（m/min）
起
止
速度（m/min）

记录： 复核： 年 月 日