公路施组_星塘街南延路桥、河道工程标段粉喷桩施工组织设计方案

星塘街南延路桥、河道工程标段三

粉喷桩工程

施

工

组

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设

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江苏神州建设工程有限公司

二00七年九月二十七日

粉喷桩工程施工组织设计

1. 工程概况：

1、苏州工业园区星塘街南延路桥、河道工程标段三北起东方大道，南接车郭东路，中间与普惠路相交，设计长度735米。道路标准横切断面为四幅式，双向六车道，路幅宽度45.6米：中央分隔带5米+机动车道11.25米*2+分隔带2.05米*2+非机动车道3米*2+人行道4米*2。交叉口展宽段路幅宽52.6米，中央分隔带5米+机动车道14.75米*2+分隔带2.05米*2+非机动车道3米*2+人行道4米*2。

2、本路段沿线基本为农田和宅基,根据钻探资料显示,原地面以下依次分布着素填土、淤泥质亚粘土、亚粘土、淤泥质亚粘土、粘土。道路全线原地面下1.5～5m均分布有淤泥质亚粘土层,层厚为3.5～4.5m左右,设计考虑道路全线采用粉喷桩加固处理。本工程大多为挖方路基,施工时,一般路段先挖除表层耕植土或老路,平整场地,同时迁移路幅内障碍物,然后施工粉喷桩；河塘段先筑坝抽水,清除塘底淤泥,然后采用素土回填至路槽顶面以下60cm (压实度大于87%),再施工粉喷桩。施工粉喷桩时,停灰面控制在路床顶面以下60cm左右。粉喷桩施工完毕后,养护期必须>28d,再翻挖桩顶40cm,掺6%石灰碾压,分层碾压,路基应同时填筑。粉喷桩桩径为50cm,桩长根据软土厚度确定,要求打入持力层50cm。粉喷桩采用的固化剂是32.5级水泥,水泥设计用量50Kg/m,实际施工时水泥的掺入量应通过室内配方试验确定,但需大于10%(重量比)。粉喷桩的桩身设计强度取90d龄期的试块抗压强度,其无侧限抗压强度大于1.0Mpa,施工中可根据实际情况可取7d、28d、90d的龄期作控制,上层填土需在28d以后开始施工。

3、主要工程量：粉喷桩根数16445根,粉喷桩总工程量67454m,粉喷桩加固土体12817m³。

二、施工方案及技术措施：

1、粉喷桩施工前的准备工作：

(1)现场踏勘,熟悉地形、施工条件及研究施工图纸,组织协调图纸会审工作。

(2)施工进场后进行合理的现场平面布置,其中包括临时办公用房及相应的生活设施、临时道路、材料堆场、施工及生活用水、电的布设,确保施工现场及周边环境的文明、卫生符合业主、监理及园区文明施工要求。

(3)机械设备安装调试。粉喷桩施工机械型号为GPP-7型粉喷桩机,配备PJ4-1型电脑喷粉记录仪,配套发电机功率为75KW,每台桩机配备储灰罐2个,空压机1台,储气罐1个,电脑喷粉记录仪1台。施工桩机摆布应利于连续施工,灰罐要求安装在离钻机50m范围内。

(4)原材料检验及室内配合比试验。施工用水泥为P.O32.5,需经检验合格方可进场使用。现场取原状土进行室内配合比试验,对桩身设计强度及水泥用量进行检测。已到场地取土样,送园区检测站,确定水泥的掺灰量为11%,每米粉喷桩掺灰量为43.8Kg。

(5)编制实施阶段施工组织设计,经审批后方可施工。正式施工前进行成桩工艺试验,桩数为5根,每台桩机正式施工前必须进行试打(不少于2根)。通过试打,在确保满足设计要求的前提下,确定相应的工艺、技术参数。

(6)准备好粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

(7)场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。

(7)粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为５根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

2、粉喷桩施工工艺流程：

(1)清表、原地面平整,根据设计要求,先挖除耕植土,整平原地面至粉喷桩施工高程1.50m处(位于雨污管道位置的粉喷桩施工至管基底部,污水干管位置的粉喷桩可不打)清除施工区域内空中、地面、地下的一切障碍物。

(2)布设桩位。根据设计图纸及有关要求绘制桩位点状网格图报监理工程师批准后,依据布桩图及路线中桩、控制桩,现场用钢卷尺定出每一根桩的桩位,用竹签插入土层标定位置,并用石灰加以突出(桩位误差不得超过5cm,桩间距误差不得超过10cm)。

(3)桩机就位,校正桩架垂直度≤1%；丈量钻杆长度,使之满足设计要求并保证3m左右的预留长度。

(4)水泥过筛后加入灰罐,防止水泥块或其他块状物体进入灰罐。

(5)关闭粉喷桩机灰路阀门,打开气路阀门。

(6)开始钻机,揿下电脑喷粉记录仪按钮开始记录,启动空压机并缓慢打开气路压阀,对钻机供气。

(7)观察压力表读数,随钻杆下钻压力增大而调节压差,使后阀较前阀大0.02～0.05Mpa压差。

(8)钻头钻到持力层后,停钻,通知送灰人员送灰,空钻1分钟,待水泥灰送到桩底部后反转提升(或直接提钻,待水泥灰送达钻头处后再望下打至窀感底部)。视地质或其他情况调整转速,喷灰成桩,钻头提至地面下0.5m时停止供灰。

(9)关闭送灰阀,打开供气阀,钻机正转下钻复搅, 复搅深度为桩长的1/3。

(10)提升至停灰面顶旋转1分钟,将钻头提离地面0.2m。

(11)打开阀门,减压放气。

(12)施工中应注意电流表读数,粉喷桩钻机钻到桩底标高时,电流表读数要≥65A,但千万不要＞75A。

(13)钻机移位,进行下一根桩施工。施工完毕,整平场地,测量标高,整理施工记录。

(14)粉喷桩施工完毕后,翻挖表面40cm松散土及粉喷桩,掺6%石灰后回填碾压并填筑路基。

三、施工人员组织：

粉喷桩施工在项目经理和项目经理部的领导下施工。具体人员组织见下表：

四、主要机具设备及用电计划：

本工程投入PJZ-II型粉喷桩机2台,其他设备及用电计划如下表：

五、材料进场计划：

本工程主要材料为普通硅酸盐P.O32.5水泥,总用量为：3373T,为了保证工程施工,先进100T以后每天根据进度情况合理安排，保证现场不少于60T的水泥库存量，根据施工实际情况,详细制定出水泥用量计划。

六、工程进度计划：

本工程深层搅拌桩计划开工日期：2007年10月1日,计划竣工日期2007年11月30日,施工总工期61天(详见施工进度计划表)。

七、质量保证体系：

(一)建立质量保证体系管理网络,推行全面质量管理,实行以项目经理负责的质量安全管理体系和总工程师负责的质检、试验、测量三个质量保证体系,贯彻GB/T1900～ISO9002《质量管理和质量保证》族标准一系列现代企业制度,确保工程质量达标,争创优质工程；加强质量思想教育,树立“质量第一”的观念,加强技术业务培训工作；建立工地试验室,各类检测设备齐全,工程质检人员做好检测、检验工作。

项目工程师：李发军

测量员：尹磊

施工队长：王锡君

质检员：施松林

粉喷桩机台

王锡君

材料管理

杨春蕾

电工机修工

陆建良

生活后勤

程

运

友

专职安全员：陈中

安全员

成以亮

项目经理：江玉刚

(二)施工准备阶段的质量管理

要做好设计图纸的技术交底工作,做好交底记录,进行测量放线,验收原材料的质量。

(三)生产阶段的质量管理

严格执行按照《建筑地基处理规范》GJ79-91中华人民共和国行业标准《粉体喷搅法加固软弱层技术规范》(TB10113-96)及设计图纸的各项规定。质量要求见下表：

(四)保证质量的具体措施

(1)输灰泵送灰经输灰管达到搅拌机喷灰口的时间,应在施工前作好测定,预搅下沉和粉喷搅拌提升速度均为0.45～0.50m/min,重复搅拌提升速度均为0.8～1.47m/min。空气压力0.2～0.3Mpa。

(2)施工工艺应根据设计要求和施工规程进行。

(3)搅拌机喷粉搅拌深度误差不得大于5cm,时间误差不得大于5秒。搅拌机每次下沉或提升的时间及喷粉量与泵送水泥时间应有专人记录,施工中如发现问题,应及时处理。

(4)喷粉所用的水泥材料必须是新鲜水泥,严禁使用受潮湿不合格及无保证书的水泥。

(5)喷粉阶段不允许发生断灰现象,输粉管道不能发生堵塞,如遇停电、机械故障造成停灰,应采取复打措施,复打深度重叠1m以上,成桩后开盖检查,如发现用灰量不够,立即补喷。

(6)为保证粉体桩的垂直度偏差不超过1.0%,应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,机上配水平尺,随时检查机架的垂直度,发现倾斜或位移,及时调整。

(7)做好施工记录,做到认真、准确、真实,成桩过程中如有异常情况影响桩身质量,必须如实记录并及时与设计部门联系,以便及时处理。

(8)机械安全措施,严格执行岗位责任制和安全操作规程。

(9)对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯ 53cm。
（五)工程结束后的质量管理

(1)工程结束后要做好全部原始资料的汇总计算,土方开挖桩头要人工开挖,严禁用大锤直接夯击桩头。要配合做好检测工作。

(2)本粉喷桩工程的质量等级要满足设计要求,符合规范标准,成桩7天内可用轻便触探进行桩质量抽检,触探点应在桩径方向1/4处,抽检频率为2%。对不符合要求的桩进行桩头补强。

(3)成桩28天后在桩体上部(桩顶以下0.5m、1.0m、1.5m)截取三段桩体进行现场桩身无侧限抗压强度试验。检查频率为2‰,每一工点不得少于2根。

(4)在取得粉喷桩材料与波速关系的前提下,可采取小应变动测法进行桩长及成桩均匀性的定性检查。

八、冬、雨季施工措施：
1、冬季施工措施
（1）准备工作
有关冻期施工的工程，应预先做好各项准备工作，对各项设施和用料提前采取防雪、防冻等措施，专门制定安全措施。冻期施工，为防止气温的突然下降，免使工程遭受冻害，须在冻期施工前后的时间内随时注意天气的变化，并及时采取防冻措施。
（2）安全防护
加强放火、防冻、防电和粉尘污染等安全防护措施，并派专人负责经常检查及时处理完善。安排生产尽量避开高寒和冰冻天气，以免造成人身伤害事故。
2、雨季施工措施
（1）在工程场地包括生活区和施工区（特别是水泥库）做好排水工作，设置排水沟和集水井，配备合适流量的水泵，用以排除地表积水和防止水泥受潮。
（2）加强与当地气象部门的联系，在确保质量与安全的前提下，做好雨天施工生产安排，尽量减少雨季对施工工期的影响。
（3） 对施工材料要做好防雨准备，对作业现场的电器、开关箱以及通讯线路采取必要的防雨措施，以免发生触电、漏电等安全事故。
总之，考虑到雨季、冬季的特点，合理安排工程项目，确保工程流水作业的步序总体推进，尽量减少对工程进度的影响。
九、安全生产措施：

(1)贯彻“安全第一,预防为住”的方针,以项目经理为第一安全责任人。

(2)设专职安全员,负责工地安全管理工作,各班组设兼职安全员。项目经理、施工负责人、专职安全员组成项目安全委员会,督促项目的安全生产。

(3)工人进场由安全员进行安全教育,进场后施工人员必须认真执行“安全管理制度”“ 全生产责任制”,遵守“安全生产纪律”,定期召开安全工作会议,进行安全检查活动,杜绝安全隐患。

(4)施工现场设置安全警示牌,施工人员必须穿工作劳动鞋、戴安全帽上班。

(5)机电设备必须专人操作,认真执行规程,杜绝认为机械、生产安全事故。现场电缆必须安全布设,各种电控箱必须安装二级漏电保护装置,电器、电路必须断电修理,并挂上警示牌,定期检查电器、电路的安全性。

(6)要经常检查机台和钢丝绳,发现损伤,要及时更换,防止脱落伤人。外露传动系统必须有防护罩。

十、文明施工措施：

(1)从项目经理到各级管理人员必须将文明施工及环境卫生列为重要的工作职责,协调好与外界各有关单位的关系,共同做好工地文明施工。

(2)施工现场安排场地施工人员经常清理,保证场地清洁,材料堆放应整齐有序。

(3)经常保养、清洁施工设备,保证设备的清洁和完好。

(4)注意环境卫生，对灰罐中排出的水泥灰（气）应进行处理，防止污染附近的农作物和环境。

(5)生活区周围应保持卫生,不随便乱倒污物、污水和生活垃圾。办公室、职工宿舍、食堂保持整洁、卫生、有序。提供简易的文化娱乐设施,提倡并积极组织职工进行有益的文体活动,制止各种不健康、违法的行为。

(6)职工要注意个人形象,衣着整洁,言谈举止文明,在内外交往中讲文明礼貌；实行岗位挂牌,明确职责范围,促进联系,方便监督,搞好现场文明施工。

一、工程概况及主要工程数量

本段粉喷桩直径为50cm，呈三角形布置，间距有1.2m和1.8m两种。总长为48090m。

　　二、施工设备和施工质量控制

水泥粉喷桩的施工机械设备主要是钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头和动力设备（发电机组）等。严禁使用非定型产品或自行改装设备；进场设备必须配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表，显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤或流量计。

1、钻机。

钻机是粉体喷射搅拌法施工的主要机械，必须安装电子计量装置，它必须满足：①动力大、扭矩大和符合大直径钻头成桩要求，钻头直径一般与水泥粉喷桩的直径相同；②具有正向钻进，反转提升的功能；③具有反转提升时能匀速提升、均匀搅拌、匀速喷粉等功能。

2、粉体发送器。

粉体发送器是定时发送粉体材料的设备，它是粉体喷射搅拌法加固施工机械中的关键设备，其工作原理为：由空气压缩机送来的压缩空气，通过节流阀调节风量大小，压缩空气进入“气水分离器”使压缩空气中气水分离，然后“干风”送到粉体发送器喉管与“转鼓”里输出的粉体混合，成为气粉混合体，进入钻机的旋转龙头，经空心钻杆由钻头喷出，使水泥粉经钻叶与软土拌和。

粉体的定量输出，由转鼓转速控制。施工时根据配合比确定掺入比和钻头提升速度及钻机的转速，并选定合适的粉体发送量（确定转鼓转速）。

每根桩水泥总量喷入多少，由灰罐电子称控制。喷粉过程中认真做好粉量记录，确保掺入量符合设计要求，水泥掺入比参考值为48-50kg/m。

3、空气压缩机。

粉喷桩水泥的喷出，是以空气压缩机作为风源。空气压缩机的选定主要由加固工程的地质条件及加固深度所决定，但平常采用的空气压缩机压力不大，为0.2～0.4MPa，其风量也不宜太大，一般为1.6～2.0M3。

4、搅拌钻头。

粉体喷射搅拌法凭借钻头叶片的搅拌作用将使灰粉与软土混合，因此，搅拌钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。搅拌钻头的形状要保证在反向旋转提升时，对桩中土体有压密作用，而不是将灰、土向地面翻升而降低桩体质量。

5、计量装置及动力设备。

计量装置在粉喷桩施工过程中起到质量监测的作用，施工前必须标定，施工过程中要有专人监控记录。施工过程中监测一般包括深度计、电子称、各种压力表、电压表读数等。电压表、电流表主要反映钻头钻进过程中的受力情况，从中可判别钻头经过地层的情况。一般为75kw的发电机组即可满足动力设备要求，也可使用市电。动力设备与桩机为一一配置。

　　三、施工工艺及质量控制

1、施工顺序及施工工艺

水泥粉喷桩的主要施工顺序为：施工准备→钻机就位→钻进→提升喷粉搅拌→升到设计标高后再复钻→提升复拌喷灰→升到设计标高后停机→下一桩循环施工。

2、施工质量控制

（1）施工准备。

粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。
场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。压实度不小于85%。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。
施工机具准备，进行机械组装和试运转。

粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩10根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。

（2）工艺性试桩。

粉喷桩正式施工前要先进行成桩试验，水泥掺入比参考值为48—50kg/m.粉喷桩施工前应做好加固土室内试验，根据设计要求的无侧限抗压强度，按7天龄期的试验成果求出合适的掺入比，7天龄期抗压强度不小于1100KPa.以确定：①要穿过软土层的实际深度；②了解各软土的阻力，以确定钻进及提升速度和喷粉量。在实际工作中根据其抽芯质量情况发现，对含水量较大的软土，提升速度要慢，风量要大才能保证成桩质量；对砂层，特别是粗砂层，提升速度应较淤泥层快，风量应较淤泥层的小。（3）各主要工序的质量控制要点。

①桩基就位：根据设计，确定加固放置机体位置的基础（即加垫砂层），使搅拌桩机机轴保持垂直，以防打斜桩，影响桩基承载力。

②下钻：启动搅拌桩机，钻头边旋转边钻进。为不致于堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，减小负载扭距。随着钻进，准备被加固的土体在原位受到搅动。

③提升钻头并反转：在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和。要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的水泥土桩，提升速度根据试桩参数确定。

④提升结束：当钻头提升到距地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，成桩结束。这时由于装置的回路是封闭的，粉体不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面30cm处停止喷粉，粉粒不会溢出地面。一般在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用。

⑤复拌：停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计深度处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。

　　四、质量标准及检测验收

1、基本要求。

水泥要符合设计要求，要按成桩试验所确定的技术参数进行施工；严格控制喷粉时间、停粉时间及高程、水泥喷入量，确保粉喷桩的长度；全桩复搅，确保桩体质量；发现喷粉量不足时，应整桩复打；喷粉中断时复打的重叠孔段应大于1米。

2、桩体质量检验及质量分析。

粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。检测时，现场监理应全过程旁站，对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩，应由监理工程师指定。对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。
取芯时，取芯位置应取在桩半径1/2处，而不应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心是钻杆占据的空间，成桩后中心部位强度较低，易造成桩体强度偏小的假象；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，导致取芯失败；取芯长度应比桩长长50cm左右，以检验桩底土性状。
在粉喷桩检测方法中，应以取芯试验为主，通过该方法，可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等。

质量检测：粉喷桩属地下隐蔽工程，施工质量受机具、施工工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响，因而其质量控制要贯穿于施工的全过程，并坚持全方位的施工质量控制检查。施工过程中必须随时检查加固料用量、桩长、复搅长度及施工中有无异常情况，记录其处理方法及措施。成桩７天内浅部开挖桩头，其深度宜为０.５ｍ，目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径。检查频率为2％。在成桩７天内采用轻便触探仪检查桩的质量，触探点应在桩径方向１／４处，抽检频率为２％。成桩２８天后在桩体上部(桩顶以下０.５ｍ、１.０ｍ、１.５ｍ)分别截取３段桩体进行现场桩身无侧限抗压强度试验，检查频率为5％，每一工点不少２根。

　　五、施工注意事项

1、关于复搅与提升：为了加强桩身强度.全程全长复搅一次。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：如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度大于1.0m.补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm.

3、输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，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、在灌注桩两侧布设粉喷桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm.

5、成桩施工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、砂砾垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。

7、质检人员必须对粉喷桩施工进行全过程旁站。

　　六、工程进度计划

拟定于2005年11月开工，2006年3月竣工。

　　七、人员及机械配备情况

拟定人员配备表

序号 职务或工种 数量 备注 1 队长 1 2 工程技术 2 3 安全员 1 4 管理人员 3 5 驾驶员 2 6 电工 1 7 杂工 10
拟定机械配备表

序号 机械名称 数量 备注 1 钻机 1 2 粉体发送器 1 3 空气压缩机 1 4 发电机 1 5 物资运输车 1

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