水泥土挤密桩工艺性试验专项方案

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案1水泥土挤密桩工艺性试验专项方案一、编制依据（1）《铁路路基地基处理技术规程》TB10106-2010；（2）《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003；（3）《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004；（4）《铁路路基工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；（5）蒙华铁路MHTJ-14标段路基工点设计图及隧道设计图；（6）中铁七局集团有限公司拥有的科技成果、工法成果、机械设备的装备、施工技术与管理水平及多年来在铁路施工中积累的施工经验。二、工程概况2.1工程简介新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标DK680+969.45～DK691+361.53段，起自灵宝市川口乡阎谢村，先平行于三淅高速南行，再两跨三淅高速和G209国道后终于川口乡小蒜庄，正线全长10.392公里。标段内水泥挤密桩地基处理共计83216.6延米，其中路基段19092延米、隧道段64124.6延米。路基地层多为Ⅲ级自重湿陷性黄土和部分Ⅱ级自重湿陷性黄土，隧道基底位于湿陷性黄土地层段、黄土层厚大于6m地段采用水泥土挤密桩加固。根据项目部施工总体安排选择在13号路基工点DK682+288.46～DK682+311段附近进行工艺性试桩试验。标段范围内路基段水泥土挤密桩桩长为6-10m，其中8m桩长的比例占的到路基所有挤密桩的60%以上；隧道段水泥土挤密桩桩长为6-12m，其中12m桩长的比例占的到隧道所有挤密桩的50%以上；现场拟采用桩长为8m、12m做工艺性试桩试验。工艺性试验地段位于灵宝市南沟村境内，阶面平坦开阔，地表已辟为耕地及果园。2.2工程地质条件工艺性试验地段地层为砂质新黄土（Q3al）：浅黄色，稍密，稍湿，厚3～15m。黄土具中等湿陷性，湿陷厚度为14m，湿陷系数δs=0.057，场地为Ⅲ级（严重）自重湿陷性场地，σ0=150kPa。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案22.3水文地质特征1、地下水地表水不发育，地下水弱发育。2、地表水及地下水均无侵蚀性、冻融破坏环境作用等级为D1，炭化环境作用等级为T2。3、年平均降雨量622.2mm，降雨主要集中在5～9月份，其中7月份单月降雨量最大。三、试桩目的1.通过试桩确定水泥土挤密桩施工工艺及参数：确定掺水量、混合料分层回填厚度、夯击次数及水泥土配合比是否满足水泥土挤密桩要求，通过试桩确定最佳配合比；确定的轻型动力触探锤击数N10与压实系数的关系。四、试桩计划1.根据设计文件地质资料，试桩机械类型选择：成孔机械采用电动洛阳铲打桩机；回填夯实采用自动夯填机。2.水泥土中水泥掺量为18kg/m及土体质量的12%、16%、20%四种。3.试桩根数在DK682+288.46～DK682+311段路基附近设试桩，共计64根，具体情况如下：（1）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长8m段16根；水泥掺量为18kg/m；采用正三角形布置。（2）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为12%；采用正三角形布置。（3）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为16%；采用正三角形布置。（4）水泥土挤密桩，桩径0.4m,间距1.0m，桩长12m段16根；水泥掺量为土体质量的为20%；采用正三角形布置。（5）四种型号水泥掺量试桩各设置四组。第一组4根，混合料回填厚度0.05m，锤击3次，提锤高度60cm。第二组4根，混合料回填厚度0.10m，锤击8次，提锤高度60cm。第三组4根，混合料回填厚度0.15m，锤击10次，提锤高度60cm。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案3第四组4根，混合料回填厚度0.20m，锤击12次，提锤高度60cm。水泥土挤密桩布置图见下图：图1水泥土挤密桩布桩图4.试桩时间：2016年7月1日～2016年7月5日五、现场准备情况（1）作业前对相关人员进行相关安全培训及三级技术交底，使作业工人掌握安全知识；对参加培训人员进行考核，考核合格方可上岗作业；特殊工种作业人员除了参加相关安全培训外，还必须取得特殊作业资格证书，才可持证上岗；禁止非专业人员作业。（2）挤密桩试桩前查明场地范围内地下构造物、管线、电线及地上架空电线的位置及标高。（3）通过挖掘机、装载机、推土机等机械使施工现场平整,两侧挖设临时排水沟。（4）采用GPS定位仪对桩位放样、复核准确无误，进行桩位编号。（5）原材料进场经检验合格并备料充足。（6）机械设备进场安装与调试完毕，可以投入使用。（7）施工现场有各类施工标识牌。六、施工组织及施工安排新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案46.1施工组织机构1.领导小组序号职务姓名工作职责1项目部总工房会彬负责总体策划施工技术工作2项目部生产副经理刘树清负责指挥推进工作3项目部工程部长李文亮负责技术指导和进度督导工作4四工区经理刘劲松负责现场施工组织2.现场人员安排序号职务姓名工作职责1四工区经理刘劲松负责现场施工组织2四工区副经理张虎负责现场施工生产工作3四工区总工贺敏刚负责现场施工技术工作4安全人员李平全面负责施工中的安全5质量人员刘同彬全面负责施工中的质量6试验人员张中强负责现场的试验工作7测量人员高科峰负责施工中的量测工作8工班长1人9施工作业人员10人6.2施工总体安排工期目标：2016年7月1日～2016年7月5日水泥土挤密桩试桩施工。安全目标：杜绝生产安全特别重大和重大事故；遏制较大生产安全事故；减少一般生产安全事故；杜绝因建设引起的特别重大和重大交通事故；遏制因建设引起的较大交通事故；减少因建设引起的一般交通事故。环境目标：做到现场布局合理，施工组织有序，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净，实现施工现场标准化、规范化管理，保持良好的作新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案5业环境、卫生环境和工作秩序，严格控制各种粉尘、废水、固体污染物、噪音对周围环境的污染和危害，节能降耗，杜绝环境事故。质量目标：一次验收合格率100%；杜绝工程质量事故。6.3机械设备配置6.4材料水泥采用普通硅酸盐水泥（PO42.5），土采用较纯净的黄土且有机质含量不应大于5%，水采用地下水，经检测材料的各项指标均符合设计要求。土源自DIIK670+210-DIIK670+410段挖方段路基取土，水泥土在2#集料拌和站集中拌制，自卸汽车运输至施工现场。七、施工工艺及控制要点水泥土挤密桩施工工艺流程图（图7-1）。7.1施工准备（1）施工前核查地质资料，复核地基土的含水率。（2）进行填料的轻型击实试验，确定施工用的相关参数，如最佳干密度、最佳含水量、配合比等。（3）施工前清除地表耕植土，平整场地，清除障碍物，做好排水横坡，标记处理场地范围内地下构造物及管线。序号设备名称数量设备状态备注1电动洛阳铲打桩机3良好2夯填机3良好锤重250kg3发电机1良好50KW4GPS1良好5全站仪1良好6量斗1全新7手推车6全新8装载机1良好50型9推土机1良好SD16型10挖掘机1良好PC300新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案6（4）测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。（5）成孔机械表面标识出进尺标记，以此来控制成孔深度。7.2施工顺序隔排隔行，间隔1孔跳打，成孔后立即回填，以防止邻孔之间互相挤压造成相邻孔缩孔或坍塌。图7-1水泥土挤密桩施工工艺流程图7.3施工工艺（1）桩机就位，使铲头对准桩位，调平三脚架，使铲头中心对准桩孔中心。（2）成孔工艺：钻机开始时，先慢后快，这样既能减少洛阳铲头摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钢丝绳摇晃过大或难钻时，应放慢进尺，否则较容易导致桩孔偏斜、位移，当铲头达到设计桩长预定标高时，铲头底面停留在孔底，在孔口位置所对应的钢丝绳处作醒目标记，作为其它桩孔施工时控制孔深的依据，深度接近时，以测绳量测为准。当铲头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。场地清表、整平桩孔编号、放样定位打桩机就位钻孔至设计标高验孔检查挪移打桩机分层填料、夯实成桩综合检验填料拌合新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案7（3）填料的拌制与运输水泥土中水泥掺拌量由试验室确定，混合料外观颜色均一、拌和均匀，混合料中不应含有大于20mm的土块，土料中有机质含量不得超过5％，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过10-20mm筛，混合料含水量应满足最优含水量，其允许偏差不得大于±2％。混合料拌和后现场可根据“手捏成团、落地散花”判断其含水量是否合适。水泥土拌制根据回填要求随拌随用，已拌成水泥土不得超过6小时或隔夜使用，被雨水淋湿、浸泡过的水泥土严禁使用，按作废处理。（4）水泥土回填夯实成孔后及时夯填，回填过程中不宜间隔停顿或隔日施工。在向孔内填料前先夯实孔底。水泥土分层回填夯实，逐层定量向桩孔内下料，采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。夯填前测量成孔深度、孔径，作好记录。八、质量检测（1）水泥土挤密桩的质量检验要求：①挤密桩桩身平均压实系数不小于0.95；桩身28天水泥土无侧限抗压强度不低于0.6MPa②桩间土平均挤密系数：不小于0.9～0.93；③桩间土自重湿陷性系数小于0.015；④单桩承载力18.85KN，复合地基承载力210KPa；（隧道内水泥土挤密桩加固后复合地基承载力不小于200KPa）(2)桩身质量检验：可采用成桩7-14天后采用轻型动力触探钻孔取样方法进行干密度测定，在全桩长范围内，在桩心2/3孔半径处采用钻机取样，每2m采取试样测定干密度。(3)桩间土处理效果检验：在桩间形心点、成孔挤密深度内采用钻机取样，每2米取土样测定干密度，进行湿陷性试验，计算最小挤密系数、平均挤密系数和湿陷系数并满足设计要求。（4）承载力检验在成桩28天后采用平板载荷试验。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案8（5）水泥土挤密桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。水泥土挤密桩施工允许偏差、检验数量及检验方法九、质量保证体系和质量保证措施9.1质量保证体系工区成立保障施工建设质量领导小组，工区经理任组长，技术负责人和质量总监任副组长，成员由各部门负责人组成。质量管理领导组织机构图见下页。9.2质量保证措施（1）水泥土挤密桩用土料中有机质含量得超过5%，土块粒径不应大于20mm，不得含有杂土、冻土或膨胀土及砖、瓦和石块等。（2）混合料的含水量应满足最优含水量，允许偏差不得大于±2%,土料与水泥拌合均匀，水泥用量不得小于设计及试验确定的用量。混合料不得暴晒、受冻，以免影响成桩质量。（3）夯机就位后要保持平稳，沉管垂直，夯锤对中桩孔，确保夯锤能自由落入孔底。（4）保证施工场地排水畅通，以免下雨积水造成地基土层含水量增大，增加缩孔可能性。（5）成孔时地基应接近最佳含水量，当土的含水量低于10%时应对处理范围内地基土进行增湿处理。（6）向孔内填料前孔底必须夯实，并检查桩位、桩孔直径、深度、垂直度，经检验合格后，按照设计要求向孔内分层填入筛好的水泥土。（7）成孔后应及时回填，回填过程不得间隔停顿或隔日回填，以免缩孔和雨水及异物等进入孔内。（8）填料时按要求均匀投料，必须计量准确，不得随意直接用铁锹回填。序号检测项目允许偏差检测方法1桩位（纵横向）50mm尺量2桩体垂直度1.5%吊垂球测量垂直度3桩径和孔深不小于设计值尺量新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标水泥土挤密桩工艺性试验专项方案9（9）严格操作工艺，确保水泥土在6小时内完成拌和及回填，否则按作废处理。（10）施工中应有专人监测成孔及回填夯实质量，并如实做好施工记录。如发现地基地质与勘察资料