1、修改后双向螺旋挤土灌注桩试桩施工方案高铁*标(双向螺旋挤土灌注桩)试桩施工方案编制： 审核： 审批： 中铁#局集团#铁路#标项目经理部二一六年三月双向螺旋挤土灌注桩试桩施工方案1 编制依据及试桩目的1.1编制依据1、铁路混凝土施工质量验收标准（TB 10424-2010）2、高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB 10751-2010）3、高速铁路路基工程施工技术规程（Q/CR9602-2015）4、#2路基设计图5、#高铁工程管理制度汇编1.2试桩目的1、通过试桩施工，以复核地质资料及设备、工艺等是否适宜，确定混凝土配和比、塌落度、砼搅拌时间、提钻速度等各项参数。2、通过试桩施工，检验施工组
2、织设计的合理性和可操作性。3、通过试桩施工，检验设计混凝土配合比的合理性（混凝土的各项技术指标）。4、通过试桩施工，确定最佳的机械设备组合。5、通过试桩施工，收集现场第一手资料，总结经验，以便优化施工方案，以指导后续大批量的双向螺旋挤土灌注桩桩的正常进行。2 工程概况2.1路基工程双向螺旋挤土灌注桩概述新建#标段一工区路基工程起点里程为DK2#DK23#。本段地层岩性包括淤泥质黏土、粉质黏土、细砂、粗砂等，路基地基采用双向螺旋挤土灌注桩加固，图纸设计桩径为0.5m，桩长7-16.5m，正方形布置，桩间距1.82.0m，该段双向螺旋挤土灌注桩共1#根，#延米。工程施工图纸已到位；标段中心试验室、
3、混凝土拌和站已通过验收；工程作业指导书及技术交底编制完成，具备了开工的条件。在大批量双向螺旋挤土灌注桩开工前，在DK2#处路基进行双向螺旋挤土灌注桩试桩施工。2.2试桩情况描述本段双向螺旋挤土灌注桩基长度为9.5-15.5m；地貌属垄岗地貌，地形略有起伏，地势平坦、开阔，在DK238+800处，桩基范围地质情况从原地面至桩底依次为：1、粉质黏土，可塑，层厚0.8-7.5m ；2、粉质黏土，软塑，层厚1.99.4m；3、圆砾土，稍密，层厚2.8-4.6m。3 双向螺旋挤土灌注桩试桩施工安排路基工程双向螺旋挤土灌注桩首件选取DK#0处路基外，桩基深度范围内地质为粉质黏土，每根桩径0.5m、桩长为1
4、1m，选取根数3根，采用长螺旋钻机施工工艺。布置方式如上图:3.1 施工准备1、桩体混凝土所用原材检验、坍落度检验、搅拌时间、配合比等全部完成并上报监理站。 2、试验确定双向螺旋挤土灌注桩桩体（钻孔前）及桩间土（成桩后）范围内各层土的力学性能指标，包括：土的含水率、土的重度、土的干密度、土的孔隙比、土的压缩系数、压缩模量。3、施工范围内的地上地下障碍物已经清理、整平完毕，保证地面标高高于设计桩顶，并用压路机将原地面碾压，以免钻机施工时产生下沉。4、已经对现场施工人员进行了技术交底及培训。5、保证各种施工机械包括钻机、地泵等就位，各设备处于可施工状态。6、试桩前向混合料拌和站提供混合料拌和技术标
5、准及设计要求，按照C30混凝土指标控制，并对照检查拌合站的备料情况、运输道路等确保拌制的混合料质量符合要求，道路通畅。7、施工检测设备及计量器具已标定。8、施工现场已做好“三通一平”。9、安排好弃渣土外运路线及堆弃部位。3.2施工工艺流程详见图3.2-1双向螺旋挤土灌注桩施工工艺流程图3.3工艺描述及技术要求3.3.1平整场地桩基钻孔前清除地表杂物、换除软土、平整压实，用枕木或型钢等搭设工作平台。3.3.2桩位放样采用全站仪与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计布桩图，用全站仪将每一根桩的中心测出，桩位误差不大于3cm，并用白灰包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长
6、应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后由技术人员报监理复核。3.3.3钻机就位测量人员按照图纸、布桩设计要求放出桩位中心点，钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，确保双向螺旋挤土灌注桩垂直度容许偏差不大于1%，桩位允许偏差不大于5cm。3.3.4 开钻、清泥开钻前检查钻头上的楔形出料口是否闭合，严禁开口钻进，钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度定为1.01.5m/min，成孔过程中不得反转和提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提升至地面，对钻尖开启门重新清洗、调试、封口。进入软硬层交界时，应保证钻杆垂直，缓
7、慢进入，在含有杂填土层或含水量较大的软塑性土层钻进时，应尽量减少钻杆晃动，以免孔径变化异常，钻进时注意电流变化状态，电流值超越操作规程时，应及时适当提升后再钻，直至3.2-1 双向螺旋挤土灌注桩施工工艺流程图电流变化为正常状态，钻出的土应随钻随清，钻至设计标高时，钻孔保持正向旋转，钻进过程中随时检查钻杆垂直度，确保钻杆垂直，作好现场施工记录。钻到设计标高后，钻孔保持正向旋转，待混凝土泵入钻具并停顿10 20s后再缓慢提升钻具，并保持钻具正向旋转。3.3.5混合料搅拌按试验配合比进行配料并搅拌混合料，上料顺序为：先装碎石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加石屑搅拌均匀，放入搅拌桶。每盘料搅拌时间不
8、小于120s。混合料坍落度宜控制在180220mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm，具体搅拌时间由拌和站集中控制室进行控制，并在电脑中详细记录。混凝土由3#拌和站拌制，由于目前便道未完全拉通，需要绕行，至施工现场约15Km,行程40min，配备2台10m3罐车运输混凝土，能够满足施工需要。3.3.6灌注及拔管1、对主要机械及配套设备进行检查、维修。地泵与钻机距离一般应控制在60m以内。混凝土的泵送要连续进行，当钻机移位时，地泵内的混凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，保持斗内混凝土的高度，不得低于40cm。2、灌注前试验人员对拌和料进行检查，如坍落度检测，制作试件，进行28d抗压强度试块。成孔
9、到达设计桩底停止钻进，当钻头进入硬层时，钻头摇晃相对较大，同时钻机设备的电流值骤然增大并稳定，继续钻进0.5.米，电流值稳定后，取土样确认地质情况，首批有代表性的桩，设计到现场确认。3、泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，不可先拔管后泵料。混合料的泵送量与拔管速度相匹配，拔管速度控制在23m/min,泵压控制在5MPa。成桩过程须连续进行，施工中因其他原因不能连续灌注，须避开饱和砂土、粉土层停机。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm左右。确保桩长能保证有效桩体的施工图标示高程和保护桩体。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。3.3.7移机当上一根桩施工完毕后，钻机进行移位，进行下一根桩的
10、施工。由于成桩后，经常将临近的桩位覆盖或钻机支撑工作时将相邻桩位移动，必须对桩位进行复测，确保准确。3.3.8成桩1、双向螺旋挤土灌注完成后，不允许车辆进入已施工的部位，以免造成端桩。2、桩头截除、修整。1）桩体施工完成后2-3h，在初凝前采用挖掘机平整，多余土运至施工区域外。清运时不得对设计桩顶标高以下的桩身造成损害，不可扰动桩间土，不可破坏工作面未施工的桩位。清运完毕，待双向螺旋挤土灌注桩施工完毕一段，用挖机和人工开挖其下50cm桩间土。施工时严格控制标高，不得超挖。2）桩间土清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，宜采用截桩机环切截桩。截桩后，需露出新鲜混凝土面，并且有效长度应满足设计要求。如
11、果在基槽开挖和截桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须接桩达到桩顶设计标高，剔平桩顶，用与桩体材料、配合比相同的混合料接桩，并超出桩周200mm。3）控制成桩桩径，并做好自检记录，填报报验资料。4 施工资源配置情况4.1 管理机构设置及人员配备组织机构见下图4.1-1组织机构图。 4.1-1 组织机构图 4.1-2 劳动组织及每台钻机人员配备序号职务人数工作范围1队长1现场全面施工管理2技术负责人1现场施工技术指导3技术员1具体现场施工技术管理4施工员2现场具体施工管理5试验员1施工现场试验6安全员1现场施工安全监督7质量员1现场施工质量监督8钻机操作手1钻机施工操作及日常维护保养9辅助施工
12、人员44.2主要机械配备4.2-1 主要机械配备表序号设备名称单位数量备注1长螺旋钻机台12砼输送泵台13砼输送车台24挖掘机台15水准仪台16全站仪台17运输车台14.3材料计划表4.3-1 材料计划表材料名称数量产地来源主要技术指标备 注混凝土15 m3C30混凝土中各项原材料水泥3.75tP.O 42.5粉煤灰2.03t不低于级标准中砂12.86m符合TB 10424-2010要求5-16mm碎石15.159m3符合TB 10424-2010要求减水剂57.75Kg符合TB 10424-2010要求5 施工进度计划5.1-1 施工进度计划表作业位置作业内容开始时间结束时间施工时间（d）D
13、K238+800施工准备（三通一平）2016年1月28日2016年3月10日40DK238+800（0-1、0-3、0-5）钻孔、灌注2016年3月20日2016年3月23日36 质量管理计划6.1质量验收标准6.1.1钻孔1.主控项目1）双向螺旋挤土灌注桩所用的水泥、粉煤灰、粗细骨料的品种、规格及质量应符合设计要求。检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的水泥，散装水泥500t为一批，不足500t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，400m为一批，不足400m时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粉煤灰每200t为一批，不足200t时也按一批计。各种原材料施工
14、单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位检验数量的10%见证检验，且不少于1组。检验方法：查验产品质量证明文件。在材料库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，粉煤灰的细度、烧失量、需水量比、三氧化硫；在料场抽样检验粗细骨料含泥量（人工砂检验石粉含量）、松散密度，筛分试验检验其颗粒级配。2）双向螺旋挤土灌注桩混合料坍落度应按监理工程师批准的参数进行控制。检验数量：施工单位每台班抽样检验3次。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。检验方法：现场坍落度试验。3）双向螺旋挤土灌注桩混合料强度应符合设计要求。检测数量：每台班一组（3块）试块。检测方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压
15、强度检测。 4）双向螺旋挤土灌注桩的数量、布设形式应符合设计要求。检测数量：施工单位全部检验。检测方法：观察、现场清点。5）每根桩的投料量不应小于设计灌注量。检验数量：施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法：料斗现场计量或混凝土泵自动记录。6）双向螺旋挤土灌注桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。检验数量：施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。检验方法：施工前测量钻杆或沉管长度，施工单位检查是否达到设计深度标志，计算出桩的有效长度。7）双向螺旋挤土灌注桩的桩身完整性、均匀性、桩身强度、单桩和复合
16、地基承载力应满足设计要求。桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度检验可采用以下方法：（1）成桩7天后采用低应变检测，检测数量为总桩数的10%抽样检查，且不少于3根；（2）成桩28后钻孔取芯方法，取芯检验数为总桩数的2，且不少于3根，钻芯后孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。8）单桩承载力及复合地基承载力应符合设计要求。检测数量：总桩数的2，且每检测批不少于3根。检测方法：平板载荷试验。2、一般项目1）原材料每盘称料的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表规定：序号材料名称允许偏差检验数量检验方法1水泥、粉煤灰等干燥状态的掺和量2%施工单位每工班检验不少于1次复称2粗、细骨料3%3水、外加剂2%2）双向螺旋挤
17、土灌注桩施工的允许偏差、检验数量及方法应符合下表的规定。序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位（纵横向）50mm按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根测量2桩体垂直度1%经测量仪器或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50100cm深后，钢卷尺测量周长，计算桩体直径4桩顶高程50mm仪器测量6.1.4砼施工及养护序号项目质量要求检验数量检验方法1原材料称重允许偏差符合规范要求每工作班1次复称2砂、石含水率测试符合规范要求每工作班1次测试，提出施工配合比3坍落度符合要求，偏差20mm每拌制50m3或每工作班1次坍落度测试4水下砼浇筑工艺符合施工工艺设计要求全部检查
18、观察和测量5入模温度符合规范要求每工作班3次并填写测温记录温度测试6与邻接介质温差20每部位1次并填写测温记录温度测试7标准养护试件取样、留置和砼强度等级桩的强度等级符合设计要求；标养试件强度符合设计强度等级的1.15倍每根桩在砼浇筑地点随机抽样制作试件不得少于2组砼强度试验8桩身顶端处理符合规范和设计要求全部检查观察和测量9桩身砼质量符合规范要求全部检查检查检测报告10桩尖注浆质量/11附加防腐蚀措施质量/12桩的承载力试验符合设计要求按设计要求数量静载试验13其他检验项目/6.1.5控制细则1、双向螺旋挤土灌注桩钻孔过程中，应记录施工设备贯入地层的反应，核查地质资料，桩底应置于设计桩底地层
19、中。检验数量：施工单位全部检验，监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法：设备贯入地层过程中，记录电流表或其他能反映贯入阻力的仪表读数和对应地层标高。每贯入1m及仪表突然变化时记录。 2、双向螺旋挤土灌注桩所用的水泥、粉煤灰、粗细骨料的品种、规格及质量应符合设计要求。检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的水泥，散装水泥500t为一批，不足500t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，400m为一批，不足400m时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粉煤灰每200t为一批，不足200t时也按一批计。各种原材料施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位
20、检验数量的10%见证检验，且不少于1组。检验方法：查验产品质量证明文件。在材料库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，粉煤灰的细度、烧失量、需水量比、三氧化硫；在料场抽样检验粗细骨料含泥量、松散密度，筛分试验检验其颗粒级配。3、 双向螺旋挤土灌注桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。检验数量：施工单位每台班抽样检验3次。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。检验方法：现场坍落度试验。4、 双向螺旋挤土灌注桩混合料强度应符合设计要求。检测数量：每台班一组（3块）试块。检测方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。 11.10 双向螺旋挤土灌注
21、桩的数量、布设形式应符合设计要求。检测数量：施工单位全部检验。检测方法：观察、现场清点。5、 每根桩的投料量不应小于设计灌注量。检验数量：施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。检验方法：料斗现场计量或混凝土泵自动记录。6、 双向螺旋挤土灌注桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。检验数量：施工单位全部检验。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。检验方法：施工前测量钻杆或沉管长度，施工单位检查是否达到设计深度标志，施工后检查并清理浮浆，计算出桩的有效长度。7、 双向螺旋挤土灌注桩的桩身完整性、均匀性、桩身强度、单桩和复合地基
22、承载力应满足设计要求。桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度检验可采用以下方法：（1）成桩7天后采用低应变检测，检测数量为总桩数的10%抽样检查，且不少于3根；（2）成桩28后钻孔取芯方法，取芯检验数为总桩数的2，且不少于3根，钻芯后孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。8、 单桩承载力及复合地基承载力应符合设计要求。检测数量：总桩数的2，且每检测批不少于3根。检测方法：平板载荷试验。6.2 双向螺旋挤土灌注桩施工过程中质量通病及防治措施6.2.1 双向螺旋挤土灌注桩施工的质量通病及防治双向螺旋挤土灌注桩工程属于重要的隐蔽工程,其质量的好坏直接影响整个工程。1.堵管（1）配合比不合理，混合料工作性能差产生原因
23、：低强度混凝土混合料中细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料的流动性差。外加剂与水泥相容性差，混合料的黏聚性、保水性差，容易离析。混合料坍落度太大，易产生泌水和离析，管内浆液在泵压作用下，先流动，骨料和砂浆分离，摩擦力增大容易堵管。坍落度太小，混合料在输送管内流动性差，容易堵管。防治措施：在使用配合比前室内试验必须保证混凝土的和易性，控制混凝土施工坍落度在180220mm，骨料最大粒径不大于20mm，保证混凝土的泵送工作性能，防止堵管。（2）施工气温高，管壁浆液容易凝固产生原因：夏季施工管内温度高，管壁砂浆易凝固，增大管壁阻力，容易堵管。防治措施：施工时在管壁覆盖草袋并经常洒水保持草袋湿润，降低管道
24、温度。（3）施工操作不当，堵塞管路 产生原因：钻头至桩底开始泵料后，在钻杆充满混凝土后没有及时提钻，浆液在泵压作用下从钻头挤走，管内剩下少浆混合料塞体，造成堵管。防治措施：施工时应在管内填充混凝土后及时提钻，避免造成堵管。2.窜孔（1）土体发生液化，桩内混凝土突然下落。产生原因：土体由于受剪切扰动能量的积累，发生液化，使已施工未凝固桩体相邻桩内混凝土下落。防止措施：桩机向后退打时，减少一次打桩的排数，同时隔桩跳打施工，减少对已打桩扰动能量的积累，有效防止相邻桩内混凝土下落，同时对未施工桩做好标记，混凝土终凝后补打桩。（2）桩底流塑状土连通，导致相邻桩在泵送压力作用下冒浆。产生原因：岩面上流塑状
25、土未注浆或注浆效果差，注浆后流塑状在桩底连通，桩内灌混凝土时在泵送压力下相邻桩内浆液从桩内冒出，导致相邻桩部分市区浆液而存在质量缺陷。防止措施：对岩面上流塑状土层补充注浆，加固岩面上土层。采用跳桩施工方案，同时对未施工桩做好标记以后补打。3.断桩、夹层虽然为开始施工未出现断桩、夹层情况，但应结合其他区段施工，采取以下措施防治及处理断桩现象出现。（1）拔管太快，桩体存在缺陷产生原因：成桩过程中拔管速度太快，在桩内容易形成空洞或桩内掉泥，使桩身存在缺陷或桩身夹泥，造成断桩或缺陷。防治措施：控制拔管速度在22.5m/min，使泵送混凝土速度与拔管速度相匹配，确保桩身混凝土质量。（2）成品未进行保护，
26、成桩后外力破坏产生原因：双向螺旋挤土灌注桩为素混凝土桩，抗弯、抗剪能力较差，在未施工褥垫层前大型机械进入双向螺旋挤土灌注桩加固区，造成断桩；另外，使用大型挖机在混凝土终凝后清理桩间土触碰混凝土桩体，造成断桩。防治措施：混凝土终凝后，禁止使用大型机械在没有任何垫层情况下清理桩间土，采用小型机械清理桩间土时，必须有专人指挥，防止机械触碰桩体；成桩后，在没有垫层情况下禁止任何机械进入加固区。（3)断桩拟采取处理措施 浅部3m以内断桩时，在桩上距边缘10cm采用钻心机对称凿3个100mm孔至断桩位置下0.5m，注M30水泥浆后插入18mm螺纹钢补强处理；3m以下断桩时，在桩侧重新补桩处理。4.吊脚桩产
27、生原因：螺旋钻未钻至岩面停钻，导致桩尖悬空，成吊脚桩，无法满足承载力要求。防治措施：由有经验的操作手操作钻机，根据钻机钻至岩面后，钻机摇摆情况及钻杆钢丝绳的松弛情况判断钻头是否到达岩面。处理措施：全部重新施工，以确保工后沉降。5.施工记录不准确，对小应变检测桩长产生困难产生原因：主要为责任不清、施工责任心不强，导向架标识不清楚，双向螺旋挤土灌注桩的施工桩长及桩头截除长度记录不准确造成。防治措施：清晰导向架标识，在每次桩机组装后复核标识，明确责任，提高施工的责任心，采用双人记录复核签认制，准确记录桩长。6.偏桩一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对
28、钻杆跑偏等原因造成。控制措施：1）施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；2）放桩位时认真仔细，严格控制误差；3）桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。7.断桩、夹层由于提钻太快泵送混合料跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。控制措施：1）保持砼灌注的连续性，可以采取加大混合料泵量，配备储料罐等措施。2）严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混合料，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混合料的初凝时间时，应重新成孔灌桩。8.桩身混合料强度不足压灌桩受泵送混合料技术要求，塌落度一般不小于1620cm，因此要求和易性好。混合料中有粉煤灰，这样混合料前期强度低，
29、加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成混合料强度低。控制措施：1）优化粗骨料级配。大塌落度砼一般用0.51.5cm石子，根据桩径及地下水情况可以加入部分24cm石子，并尽量不要加大砂率。2）合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。3）粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰选用级灰。9.桩身砼回缩。桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数达到试桩确定的充盈系数（充盈系数1）。控制措施：1）桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。2）选择减水效果好的减水剂。10.桩头质量问题多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。控制措施：1）及时清除或外运桩口出土。2）保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。3）桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。6.2.2 成品保护要求1、刚浇完混凝土的双向螺旋挤土灌注桩，不宜立即在其附近、相邻桩内施工，采取间隔施工，防止因振动或土体侧向挤压而造成桩变形或裂断。2、桩顶超灌部分砼的凿除可用风镐、截桩机并结合人工凿除至设计标高，设计桩顶位置采用无齿锯环切法，以确保桩体完整，不得损坏设计桩身砼。6.2.4 质量记录
