软土地基处理施工作业指导书

一、目的：为使施工管理人员和现场施工作业人员了解碎石桩、粉喷桩、碎石垫层等软土地基加固施工作业程序、工艺要求、技术标准、质量标准，做到规范施工，保证工程质量，特制定本作业指导书。二、范围：适用于合武客运专线DK163+000—DK212+300段的全部软土地基加固的施工作业。三、引用文件：3．1《铁路路基工程施工质量验收标准》3．2《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》3．3《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》3．4《铁路路基设计规范》3．5《质量手册》及相关程序文件3.6《新建客货共线铁路工程施工补充规定》3．7《DK163+000~DK212+300路基工点设计图》四、职责：4．1技术部负责本指导书的编制、修改并指导实施。4．2安检部负责对本作业全部工序的检查。4．3物质部、试验室配合负责对本作业材料质量的控制。4．4试验室负责与本作业有关的全部试验。4．5现场领工员或施工员负责实施。五、作业前的施工准备：5.1人员5.1.1根据工程性质及工程量大小，确定或组建该项目的施工队伍，以及所需的技术人员和技术工人。5.1.2要明确该项目现场管理人员与操作者对这一工序的责任人。5.2施工前：施工场地必须搞好“三通一平”工作。5.2.1通电：粉喷桩机每台用电量75千瓦，竖向排水机械(砂井、袋装砂井、塑料排水板)每台用电量30千瓦。5.2.2通路：修建施工便道包括进场道路和场内道路，道路标准确保大型机械设备能顺利进入工地。5.2.3通水：施工场地备有水源、水井、水塔，确保生产、生活用水供应。5.2.4场地平整：要求施工场地平整，将施工范围内的沟坎、河溪和水塘平整，夯实回填，地表面平顺。5.2.5施工范围内所有建筑物清除以及埋入地下的建筑物，管线采取相应的拆迁措施，确保施工顺利进行。5.2.6绘制施工平面布置图，包括桩位、编号、施工顺序、水泥库房、电源设置等临时设施的位置。5.3材料5.3.1水泥、复合土工膜、碎石等材质要符合设计或有关规范要求，同时要进行进货检验，堆料场地要有规划。水泥、复合土工膜等不能露天堆放，严禁受潮、雨淋和暴晒。5.3.2对不合格材料要及时移出施工场地，以免误用或混用。5.4机械设备5.4.1软土地基加固均采用专用的机械设备，粉喷桩机一般采用PH-5型钻机，竖向排水设备采用专用振动成孔设备和高压射水设备。5.4.2设备进场前，要进行维修、保养，确保机械设备的完好和正常运转。六、施工方法及工艺流程：6.1粉喷桩施工方法6.1.1粉喷桩加固原理粉喷桩的加固原理是利用压缩空气，把固化剂(水泥)送到搅拌翼片处，通过方钻杆上两翼片中间位置的孔喷射出来，喷射出的水泥粘附在含水份的软土上，通过两螺旋翼片来搅拌，使地基土和水泥发生化学反应通过水泥吸收水分，发热膨胀作用，使灰土强度提高，硬化而成桩，即粉喷桩。粉喷桩使用的固化剂，除水泥外，还可使用石灰等材料、粉喷桩使用的水泥为普通硅酸盐水泥，水泥标号应符合设计要求。6.1.2施工工艺1、施工前准备工作完毕，机械设备进场，运转良好。2、把水泥装入喷吹机内。3、钻机对准桩位，机架调直(机架高度3×5m=15m)4、钻机正转钻进50cm后，启动打气泵。5、钻至设计深度，启动粉体收送装置，钻机反转提升，粉体与原状土原位强制搅拌。6、钻机反转提升到设计停灰面时(距地面50cm)停止喷吹机送灰，钻机继续提升直至钻头离开地面，钻机停止。7、打开灰罐检查喷灰量情况，达到设计喷灰量要求后允许钻机移位。6.1.3施工技术要求1、桩位、桩长、喷灰量应按设计要求施工，并且根据成桩试验确定的技术参数进行施工；严格控制粉喷时间、停粉时间和水泥喷入量，确保粉喷桩长度，桩身上部（1/3桩身）范围内必须进行二次搅拌，确保桩身质量，发现喷粉量不足时，应整桩复打，喷粉中断时，复打重叠孔断应大于1m。2、钻深到设计标高后，必须等灰料送出后，(胶皮管有明显抖动)钻机空转30秒后，才开始用Ⅰ挡升50cm，然后再换挡，桩尖质量一定要严格控制。3、在离停灰地面50cm时，换Ⅰ挡提升或慢速提升，停灰面要严格掌握，最好采用复打，以保证桩头质量。4、提升和机械出故障或停电时，该桩应复打，喷灰量重叠长度不少于1.0m。5、粉喷桩成桩15天后才开挖，开挖后立即做垫层基础，三个月以内，可将全部荷载加上去。6、打桩完毕，记录员必须立即检查喷灰情况。7、施工所用水泥质量一定要满足设计要求标号，并有出厂质检证明书。8、施工原始记录。6.1.4质量检验1、每天检查当时施工记录，并对质量进行自检，对不符合以上规定的应及时补打。2、分段施工完毕后，应对桩位、桩长、喷灰量、桩头质量等进行全面检验，并做好软基加固隐敝工程记录。3、在验收时，抽取2％数量的桩进行开挖检验。基坑开挖后，粉喷桩桩径、桩长不得小于设计桩径。桩长、桩距允许偏差为±100mm，基坑开挖后，目测桩体明显，桩顶位置不得低于设计标高15cm。基坑开挖后，桩位偏差允许值为25cm。4、龄期达到28天时，抽取5%数量的桩体试件进行强度试验，试件尺寸为10×10×10cm，取样位置于桩顶以下，其无侧限极限抗压强度，在工程桩上随机取几根桩作静载试验，试验采用块法(每小时加2t荷载)设计加载为设计容许承载力的1.5～2倍，加载后沉降稳定标准为1小时，沉降量不超过0.1mm。粉喷桩质量检验表序号检验项目允许偏差检验数量检查方法及说明1桩位(纵横向)50mm抽样检验粉喷桩总数的10%，且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩身垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径≮设计值开挖50～100cm后，钢尺丈量4桩长≮设计值每根桩测量钻杆长度，查施工记录5桩体无侧限抗压强度≮设计值抽验检验成桩数量的2‰，且不少于3根桩头或桩身取样6复合地基承载力≮设计值平板载荷试验5、竣工验收应交资料现场施工原始记录放桩记录竣工图验桩报告试件无侧限抗压强度试验报告隐敝工程验收记录表水泥质检试验单工程竣工总结6.1.5粉喷桩质量控制注意事项1、关于复搅与拉升：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：如发现意外影响桩身质量时，应在水泥浆凝前采取补喷措施，补喷重叠长度≤1.0m。补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩间距20≥cm。3、输灰管须经常检查，不得泄漏堵塞，管道长度以60m为宜，对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯53cm。4、成桩顺序从四周边开始向中心进行,相邻两根桩必须跳跃间打。6.2碎石桩施工6.2.1施工方法成孔方法为重复压管，振动成孔。碎石桩的施工顺序应由外围向中间进行，从而保证桩间土的挤密效果，防止地基土的侧移。1、施工准备：施工准备主要是进场道路准备、施工工作准备和备料准备，进场道路要满足施工机械的进出要求，施工场地强度要满足机械的承载力要求，施工前，平整场地，做到“三通一平”，清理场地，将路幅范围内原地面上的淤泥、树根、草皮、腐植土等不适用材料全部挖除。施工前备齐以下施工技术资料：施工场地的工程地质报告、碎石桩设计桩位图以及原地面高程、加固深度与停石面高程；测量资料，包括平面控制桩、水准点的测量资料。2、机具准备和定位：施工用主要机具有：DZ-60Y型履带式碎石桩机、装载机、发电机。根据测量放样的桩位，将桩机就位并对准第一颗桩位，定位时，保证桩和导管桩尖在同一点及同一条铅垂线上。3、脱开卷扬机离合器，启动振动电机，使桩管下沉。机手在沉桩过程中，密切观察是否达到持力层，现场领工员负责检查控制桩管是否下沉至持力层，当桩管在振动锤的作用下不再下沉时，说明桩管已沉至持力层，停止振动，开始投料。装料数量由现场领工员根据桩管打入深度，计算单桩碎石用量。V=π*R2*H*k式中V：计划碎石用量(m3)R：设计碎石桩半径(m)H：桩管打入深度(m)K：拟定充盈系数，采用1.24、振动拔管:边振动边提升桩管，每次拔高0.8m后，反插0.5m，反复循环，直至桩顶。拔管速度控制在0.8～1.6m／min，以保证桩体连续性，避免出现断桩、缩颈等现象。桩底留振时间20-30s，以保证桩体的密实度。5、计算实际充盈系数k＝V／(π*R2*H)式中V：实际碎石用量(m3)R：设计碎石桩半径(m)H：桩管打入深度(m)工艺性试桩：不同地区具有不同的地质条件，为了克服施工的盲目性，确保碎石桩加固地基达到预期效果，在工程桩施工前必须进行工艺性试桩，以掌握该场地的成桩施工经验及各种操作技术参数，满足各种设计参数。如振动施工时，可根据沉管和挤密情况，控制填石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等，以保证挤密均匀和桩身的连续性。选择合理的技术措施；工艺性试桩不应少于2根。桩身检测：采用重型动力触探试验检测成桩成量。6.2.2施工要点1、碎石采用洁净、干燥、颗粒形状具有棱角，且具有足够强度和耐磨耗性的未风化碎石，碎石粒径20-50mm，含泥量≯5％。材料必须检测合格并经监理工程师检查通过后方可进场，检测不合格的材料坚决清退出场。2、施工时，碎石料分批加入，用小斗车计量，每次加入量一般为1m堆高的填料，施工中严格控制灌料量，保证充盈系数达到要求。3）电压及电流：施工中保证电压380V±20V，振冲至孔底时保证50A的密实电流，桩身保证40A的密实电流，孔口以下范围内55A的密实电流。3、控制充盈系数不得小于实际充盈系数。4、打桩深度宜按打至持力层控制。5、提升高度和反插深度：每次提升高度小于0．8m，反插深度大于0.5m，反复振动击实。6、桩底留振时间：控制在20s～30s之间。7、在碎石桩施工中根据沉管和挤密情况，重点控制碎石用量，通过控制桩管提升高度、速度和反插深度及速度、挤密次数和时间、电机的工作电流等，以保证挤密均匀和桩身的连续性。8、当施工发现出现较大变化时，应及时反馈，并重新试桩，确定新的施工参数。9、加强施工过程的质量检查，随时检查施工记录，对桩点遗漏、桩位偏差或不满足要求的桩点及时纠正或采取补救措施。10、注意环境保护，控制废油等对环境的污染。6.2.3质量要求碎石桩桩体应选用一定级配且未风化的干净碎石或砾石，粒径宜为20～50mm，含泥量不得大于5%。施工前在料场抽样检验砂子含泥量、筛分试验颗粒级配。碎石桩质量检测应在施工结束后间隔一定时间进行。饱和粘性土宜为2周，其它土为3～5d。检验项目、标准、数量及方法见下表：碎石桩施工允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差检验数量检验方法1桩位(纵、横)50㎜抽样检验成桩总数的5%，且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩径振动法-20mm钢尺丈量锤击法+100mm,-50mm3桩身垂直度1.5%抽样检验成桩总数的2%，且每检验批不少于3根经纬仪或吊线测桩架倾斜度4桩长≮设计值每根桩测桩管深度控制线查施工记录5复合地基承载力≮设计值成桩数量的2‰抽样检验，且每检验批不少于3根。现场平板载荷试验6可液化土地基桩间土的加固效果≮设计值沿线路纵向每100m抽样检验5处标准贯入、静力触探或动力触探试验，当探头达到桩顶1m以下后，开始计数7碎石桩桩身密实度≮设计值按成桩数量的2％抽样检验，且不少于2根进行标准贯入或动力触探试验，当探头达到桩顶2m以下后，开始计数。6.3浆喷搅拌桩施工6.3.1施工方法桩位放样：根据设计桩位，用全站仪在路基断面内每10m放样每排的中间桩和坡脚桩，作为其它桩的定位控制桩。钻机长根据桩位图及控制桩用钢尺逐桩放样对位。桩机就位、对位：开动绞车移动桩机到达指定桩位对中。检查机械垂直度及偏差：采用经纬仪或全站仪检查，及时修正。第一次喷浆搅拌下沉：开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进并连续喷浆。本次喷浆量及钻进速度、钻速、喷浆压力等均按试桩成功后技术参数进行。当确定进入硬土层或满足设计深度时停止钻进，原地喷浆半分钟，再匀速反钻提升。第二次喷浆提升搅拌至停灰面：反钻匀速提升，同时连续喷浆直至设计停灰面。如搅拌头被软粘土包裹，及时清除。第三、第四次下沉提升喷浆搅拌与前述相同。第四次提升至停灰面