水泥搅拌桩施工工法(回填区基础)_secret

一、工程概况

1.1工作内容及范围

本工程为（二期）工程施工1标（桩号0+000～1+1+291.769m段）：包括长1087m（桩号0+000～1+291m段，海军船坞段196m除外）标准堤后32米范围内的软地基处理。本工程共加固地基34560M2，以水泥搅拌桩进行基础处理，预计水泥搅拌桩总数21900根桩，桩延米372300m，加固土体105265m3。设计桩径φ600mm，桩间距1.3m，梅花形布置，平均桩长约17m，桩顶标高为碎石垫层底标高（自然原土标高）。要求地基处理后复合地基承载力20M范围应达到110KPa以上，水泥土28天无侧限抗压强度≥2400KPa。

1.2工程地质情况

本工程区位于 左岸入海口处，是河水下泄入海和海水潮汐涨落出入的地段，地貌单一。地貌类型属潮汐河口，周期性水流往复作用是该区动力条件的主要特征。勘察区域水下地形的地面高程一般为-6.24m～0.28m，, 沿线地势由两岸向江心倾斜。施工场地地层自上而下可分为6层，如下：

第（1）层：杂填土，灰黄色，松散状，主要以粘土为主，含少量碎岩及生活垃圾。 第（2）层：粉质粘土，稍密，中～高压缩性，该层层位较稳定，土质较不均匀，场地均有分布。

第（3）层：淤泥夹粉砂，层厚3.85～12.40米，标高-13.08～-5.32米。夹粉砂灰色，流塑～软塑，夹粉砂微薄层，个别地段为粉砂团块，此外含少量小贝壳碎屑。场地内均有分布，向东厚度逐渐增大。

第（4）层：淤泥，层厚14.30～25.20米，层顶埋深3.85～12.40米，标高-30.84～-25.71米。灰～青灰色，流塑，干强度高，高压缩性，高韧性，切面光滑，含水量高，土质很软，含少量贝壳，夹粉砂微薄层。鳞片状构造。该层土质较均匀。场地内均有分布。

第（5）层：淤泥质粘土，层厚12.80～17.60米，层顶埋深22.80～29.40米，层底标高-46.46～-32.21米。青灰色，软～流塑，鳞片状构造，干强度高，中等韧性，摇振反应无，切面光滑。夹粉砂微薄层，局部为粉砂团块，含少量小贝壳碎屑。场地内均有分布。

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第（6）层：细砂混淤泥质粘土，稍密，中～高压缩性，层位较稳定，埋深37.80～43.80米，层底标高-51.～-44.70米。混淤泥质粘土。灰～深灰色，以细砂为主，局部为粉砂，个别钻孔揭露为中砂，土质较不均匀，应采取措施防止堤基产生过大的差异沉降。

二、施工编制依据

2.1、 标准堤（二期）工程施工1标（桩号0+000～1+1+291.769m段）施工合同协议书（合同编号：LLBB/C-01）[二0一0年十一月]

2.2、.工程施工图纸； 标准堤（二期）工程施工1标工程施工图（1标段标准堤桩基部分）[杭 理咨询有限公司，二0一0年十一月]

2.3、岩土工程勘察报告；

2.4、国家及行业有关规范规程标准； a.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002； b《水利水电工程施工质量评定规程》SL176-2007；

三、质量要求：

3.1、水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量≥15％；

3.2、水泥搅拌桩的抗压设计强度为2400KPa，水泥搅拌桩施工完毕后，复合地基承 载力20M范围应达到110KPa以上。

3.3、水泥搅拌桩垂直度偏差不应超过桩长的1.5％，桩位偏差不宜大于50mm，桩径偏差不宜大于4％。

四、回填区基础处理分部工程搅拌桩施工措施与工艺

4.1、施工准备

4.1.1.了解施工场地地质情况，熟悉设计图纸。编制施工进度和材料进场计划，制订保证质量的措施和各级岗位责任制。确定架空电线的位置高度，接通水电至施工现场。

4.1.2.按设计部门或业主提供的坐标控制点，水准点引测出施工期间易于使用的坐标控制点，按设计图纸确定搅拌桩施工范围。测量现场地面标高，确定桩顶标高。放线前对各控制点进行复核后，按设计图纸放线，准确定出各搅拌桩的位置；搅拌桩桩位应采用竹片或板条进行现场定位，点白灰定位，移动钻机要准确对孔，对孔误差不得大于50mm，并报监理复核。根据需要改动原设计位置的，需取得设计、监理等的同意后，方可执行；

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4.1.3.施工便道和场地平整：便道应修通至施工现场，便于施工机械设备和施工材料的运输。场地清理应做到清除场地内有碍成桩的块石，混凝土块树根和生活垃圾等硬质杂物；将凹凸不平的地面回填整平。做好临时截、排水设施，如有长期浸水泡软的地段，抽水后晾晒一段时间或回填粘土作工作垫层。

4.2、主要材料及机械设备 4.2.1主要施工设备：

钻孔及钻机具选用：搅拌桩施工主要机具包括：搅拌桩机、输浆泵和水泥浆搅拌机，搅拌桩机型号为PH-5A、PH-5B，输浆泵采用BW-100型泥浆泵，每台搅拌桩机均配一台输浆泵和水泥浆搅拌机。

表3 主要施工机械设备表

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 设备名称 挖掘机 推土机 搅拌桩机 泥浆泵 高压泵 规格（型号） 单位 PC200 D60P PH—5A PH—5B BW150 8NC-14300 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 2 1 2 2 4 4 4 2 5 备注 水泥浆搅拌机 NJ600 发电机组 120 kw 电焊机 15kw 压力软管 耐压50kg/cm2 4.2.2施工主要劳动力配备。

表4 主要劳动力配备表

工程或岗位 机长或班长、记录员 100型钻机操作工 水泥浆拌制 电工 搅拌桩机台普工 机修工 合计 3 / 11

人数 1 3（每套） 1（每套） 1 12 2 主要工作内容 统一指挥施工操作、试验记录 进行钻孔和旋喷 搬运水泥及搅拌水泥浆 60 4.2.3 主要材料

水泥搅拌桩施工采用的固化剂主要为水泥，选用P.O42.5普通硅酸盐水泥。每批水泥 在投入使用前需随机抽样送检，检查其强度、安定性、细度、凝结时间等物理力学性质指标。送检合格后方能投入使用。

水泥掺入比≥15%，施工前根据室内配比试验强度的结果、输浆的难易程度及地基土的含水量综合确定水灰比。

4.2.4 施工用电拟全部采用市区电网供电。 4.3、配比试验

水泥搅拌桩应采用合格的42.5级普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。水灰比一般为0.45～0.55，水泥掺灰量拟为15﹪（水泥重量为被加固土体重量的15﹪），使用前，我部实验室将水泥的样品送监理工程师指定的试验室检验。检测符合要求后，所需材料应提前进场，水泥及外加剂必须有出厂合格证，水泥必须在试验室检验合格后方能使用。

搅拌桩施工前，需采集原状土（应保持原来含水量，水泥土拌和均匀）在室内进行配比试验，试验结果包括水泥土28天龄期的含水量、密度、压缩模量和无侧限抗压强度等。当施工现场所用水泥品种与标号同室内试验所用的不同时，为保证桩身强度，满足设计要求，对每一批不同规格的水泥应备样进行配比试验。 4.4、试桩：

4.4.1试桩要求

为确保施工方案的经济可行，在大面积地基处理施工前，先进行工艺试桩，以确定施工参数，用以指导地基处理施工。

试桩分两个部分进行：复合地基承载力试验和单桩试验(单桩承载力或钻孔取芯试验)，试验数据以复合地基承载力试验为准，单桩试验作为校核。复合地基承载力试桩桩位采用正三角形布置，桩间距1.3m，分3组，每组3根，共9根桩，其中三根作单桩试验桩位。固化剂材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

4.4.2试桩目的

为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。必须待试桩成功后方可进行水泥搅拌桩的正式施工。试桩检验应取地基原状土作室内配比实验和现场工艺性成桩实验，要求水泥搅拌桩的抗压设计强度为：7d无侧限抗压强度qu≥0.8MPa；28d无侧限抗压强度qu≥1.6MPa；90d无侧限抗压强度qu≥2.4MPa；现场质量检测：28d

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取芯强度：R28qu≥0.8MPa；90d取芯强度：R90qu≥1.2MPa；水泥搅拌桩桩径Φ600mm，有效桩长17m，施工桩长根据施工现场标高具体确定。要求复合地基承载力不低于110kpa，水泥土28d无侧限抗压强度不低于1.2Mpa。

水泥掺入比不低于15%，采用三种水泥掺量，分别为60kg/m, 65kg/m, 70kg/m，每种掺量各施工一组(3根桩)，水灰比均为0.5。

4.4.3进行成桩工艺性试验的主要目的是： ①.确定灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间。 ②.确定钻进深度和终搅电流。

③.确定搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度。 ④.确定灰浆稠度（水灰比）。 ⑤.确定喷浆压力和单位时间喷浆量。

⑥.根据不同掺入比（60kg/m, 65kg/m, 70kg/m）确定技术参数。 ⑦.确定针对本工程的施工质量检验标准评价依据。 ⑧.检验施工设备及选定的施工工艺。

⑨.根据复合地基承载力试验确定施工掺入比。 ⑩.校核水泥土28d无侧限抗压强度。 4.5 操作方法

搅拌桩施工程序工艺图

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4.6、施工工艺流程

场地平整→桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→预搅钻进至设计深度→打开高压 注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.5m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。

4.6.1.布置桩位：根据场地边线及桩位布置图，按顺序布置出搅拌桩桩位。定位：将搅拌桩机移到指定桩位处，定位对中并保证桩架垂直。

4.6.2. 制备水泥浆：按设计确定的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗。

4.6.3. 预搅下沉：待搅拌机的水循环正常后，启动搅拌机电机，输浆泵送浆，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导架搅拌切土下沉至设计加固深度。下沉的速度可由电机的电流监测表控制，注意工作电流不应大于40A额定电流。搅拌机下沉时开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷边旋转。

4.6.4. 提升喷浆搅拌，搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。边搅拌提升直至设计桩顶，以利水泥浆和土搅拌均匀。

4.6.5.重复搅拌：为保证软土与水泥浆搅拌均匀，重复上、下搅拌，搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空，为使软土和水泥浆搅拌均匀，再次将钻头下沉至设计加固深度，再继续喷浆搅拌提升，至设计桩顶标高以上0.5m时停止喷浆。

4.6.6.清洗，向集料斗注入适量热水，开启灰浆泵、清洗全部管线中的残存水泥浆，直到基本干净，并将粘附在搅拌头上的杂物清洗干净。

4.6.7、移位，重复上述1-5步骤，再进行下一根桩的施工。

4.6.8.施工顺序：可根据场地平整情况，采用多个作业面同时施工。

施工时可由作业面一侧向另一侧推进，也可采用由两侧向中间推进的方法。具体施工时按设计要求采用梅花形布置桩位。

五、质量检验

5.1、触探试验：成桩后3天内，根据现有的轻便触探击数(N10)或小应变法检查桩长和每米桩身的均匀性，检查数量为施工总桩数的1﹪，且不小于3根。

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5.2、开挖检查：成桩7天后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面以下0.5米），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查量为总桩数的2﹪。

5.3、水泥搅拌桩复合地基承载力检查应采用复合地基载荷实验或单桩复合地基载荷实验，每段检查为该桩数量的0.2﹪，且没项单体工程不应少于3点。（具体检测方法见路基软基处理设计说明书）。

5.4、经载荷实验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28天后，用双管单动取样器钻孔取芯做抗压强度实验，检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯检验数量为该段施工桩数的0.2﹪，且不少于2根。对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。其他未尽事项按《建筑地基处理规范》（JGJ79-2002）等相关规范、规定及图纸要求（含专用图）办理。

六、施工质量保证措施

为保证施工质量，在施工中严格按设计要求和有关施工规范、规程进行。从原材料进场开始至搅拌桩施工结束的每一道工序都严把质量关。搅拌桩施工中尤其要抓好以下方面：

6.1、施工前现场地面应予平整，必须清除地上地下一切障碍物。不得回填杂填土或生活垃圾。施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，并进行实际标定，有关技术参数及时提供现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量的依据。

6.2.根据设计要求进行工艺性试验，确定出各项施工参数，施工过程中严格按设计及工艺要求进行。

6.3、开机前必须调试，检查桩机运转和输料管畅通情况。施工时，设计停浆(灰)面应高出操作面标高0.5米，在开挖时应将该施工质量较差段挖去。

6.4、保证垂直度：设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位的偏差不大于50mm，成桩直径及桩长不得小于设计值。施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用平水尺测量机架的调平情况，如发现偏差过大，及时调整； 6.5、桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于5厘米；桩径不得小于设计值。 6.6、.严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。施工中要对原材料进行定期、

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定批量随机抽查（每500吨水泥抽检一次样），凡是不合格的原材料一律不准使用。所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，停置时间不得超过规定时间，若停置时间过长，不得使用，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥、掺合料的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。

6.7、严格按设计确定的参数控制喷浆量和搅拌下沉、提升速度。以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌；确保桩身强度和均匀性喷浆搅拌提升(或下沉)的速度和搅拌次数必须符合设计及施工工艺要求，并有专人记录。为保证施工质量、提高工作效率和减少水泥浪费，应尽量连续工作。输浆阶段必须保证足够的输浆压力，连续供浆。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，应将搅拌头下沉到停浆点0.5米以下，待恢复供浆后再喷浆搅拌；如

停工40分钟以上，必须立即进行全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工；

6.8.搅拌桩预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉困难时，可适量冲水，并适当提高水泥掺量。

6.9.施工时如因故停浆，及时通知前台以防止断桩和缺浆。将搅拌桩机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。停机后3小时，将输浆管拆下，妥为清洗。

6.10.当喷浆口至桩顶标高时，宜停止提升，搅拌10-20s，以保证桩头密实均匀。 6.11.当搅拌头叶片预搅下沉至喷浆位置后，应喷浆搅拌30s，在水泥与土层充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

6.12、深层搅拌施工中采用少量多次喷浆的方法，搅拌过程中均喷水泥浆； 6.13、施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，应及时通知监理、设计人员，以便及时采取补桩措施，以保证施工质量；

6.14、严格按照设计的水灰比配制浆液，配制好的浆液必须过滤；水灰比控制：根据水泥用量计算每槽用水量，在储水罐上做好标志，在施工中严格做好计量工作。水泥搅拌配合比：水灰比0.45～0.55、水泥掺量15％、在制作水泥浆时可适当掺入外加剂。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数固化剂和外加剂的用量以及泵送浆液时间等应有专人记录。

6.15、施工记录必须详尽完善：施工记录必须有专人负责，深度记录误差不得大于10cm，时间记录误差不得大于10秒钟。施工中发生的问题和处理情况，均须如实记录，以便汇总分析；

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6.16、施工中应经常检查施工用电及机械情况，发现问题及时修理。当输浆管有弯折、外压或漏浆情况时要及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时停机换管。当输浆管道过长，沿程压力损失增大时可使制浆池布置靠近桩位，以缩短送浆管道。当场地条件不具备时，可适当调增泵送压。

6.17、水泥搅拌桩施工，第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。 6.18、为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。

6.19、质量检查内容

6.19．1.为提高施工质量并及时发现和解决问题，施工过程中须抽样检查桩体质量是否符合规定的质量要求。检查项目及施工允许偏差见表1。

搅拌桩施工检查项目及允许偏差表

项目 桩距 桩径 桩长 竖直度 全桩水泥用量 6.19.2.成桩7d后，采用浅部开挖桩头，进行轻型动力触探(N10)试验，以检查搅拌的均匀性，同时根据轻便触探击数判断各桩段水泥土的强度。

单位 mm mm cm ％ ％ 允许偏差 ±50 不小于600 不小于设计值 ≤1.0H ≤1% 检查方法和频率 现场检查5% 现场检查5% 查施工记录100% 查施工记录100% 查施工记录100% 七、安全交底

7.1、搅拌桩机进场后,作业人员必须戴安全帽,机长安排人员装机、竖支架、布设临时用电，做到安全合理；

7.2、搅拌桩机按要求就位后，由安全股、机材股联合进行一次全面的施工前安全检查。检查内容有：用电安全、桩架的稳定性，操作部位的性能，导向部件的稳固程度等，确保安全符合要求后才准予施工；

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7.3、每次施工前，由施工员负责对搅拌机进行安全检查，不符合安全要求的禁止强行施工；

7.4、必须配有专门的电工，持证上岗；

7.5、操作手必须经过专业培训，熟练掌握搅拌桩机施工操作规程；

7.6、所有用电开关必须有保险装置，禁止用铜丝或其它导体代替专用保险丝，所用电缆线必须完好不破损，不漏电，接头部位必须包扎好，用干燥的绝缘物支架起来；

八、施工部署及工期安排

回填区基础处理（水泥搅拌桩）分部工程为非主要分部工程，且覆盖整个标准堤工段的堤后处理，所以对水泥搅拌桩的施工安排必须在不妨碍主要分部工程——标准堤施工的前提下进行。

8.1回填区基础处理分部工程(水泥搅拌桩)施工工期计划：

根据总进度计划，0+000——0+700工段回填区基础处理(水泥搅拌桩)分部工程计划工期为：2011.05.15——2012.06.10共13个月，去掉春节等其他节假日、不确定因素，施工时段12个月。完成搅拌桩施工14000根。平均每月完成搅拌桩1170根。

0+6——1+291工段回填区基础处理(水泥搅拌桩)分部工程计划工期为：

2011.04.25——2011.12.25共8个月，完成搅拌桩施工7900根。平均每月完成搅拌桩988根。

8.2 0+000——0+700工段影响因素：

8.2.1 0+000——0+150外侧搅拌桩先行施工，待回填到▽5.8m高程，形成临时闭合堤、具备防洪功能后，再进行标准堤施工（破老堤）。标准堤施工完成具备挡水功能之后再完成堤内侧搅拌桩施工。

8.2.2 由于九村水闸要到2011.12.才具备泄水功能，盟建水闸在2011.12.前还要承担该流域的防洪排涝任务，该工段0+400——0+500搅拌桩施工要安排在2011.12之后，且等该工段的标准堤施工完成后才能进行。

8.3 0+000——0+700工段水泥搅拌桩工程施工计划安排

2011.05.15——2011.11.15 ；0+000——0+150工段；搅拌桩3000根。 2011.05.30——2011.10.30 ；0+150——0+400工段；搅拌桩5000根。 2011.11.15——2012.03.20 ；0+500——0+700工段；搅拌桩4000根。 2012.04.05——2012.06.10 ；0+400——0+500工段；搅拌桩2000根。

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8.4 0+6——1+291工段影响因素：

该工段全部在老堤之外， 1+200——1+291有导流明渠穿过，要在九村水闸完成、导流明渠回填、标准堤形成之后才能进行施工。

8.5 0+6——1+291工段水泥搅拌桩分部工程施工计划安排：

2011年04月25日——2011年11月25日；0+6——1+291工段；搅拌桩7900根。 该工段安排流水作业施工，分段作业,逐步推进。

5.2.3 桩号0+6～1+196工段安排三台桩机，工期五个月，2011年04月25日～2011年09月30日，打设搅拌桩6000根 。

5.2.4 桩号1+196～1+291.769工段安排二台桩机，工期两个月，2011年10月16日～2011年12月25日，打设搅拌桩1900根。

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