土建工程TJ4001标项目经理部
地 基 加 固 施 工 作 业
中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部
中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 地基加固作业指导书
一、适用范围
本作业指导书适用宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标地基加固工程，此次地基加固工程采用两种施工工艺，其分别是三轴搅拌桩工程施工及高压旋喷桩工程施工。
二、施工准备
2.1三轴搅拌装施工准备
1、技术准备
（1）组织工程部、实验室、作业队伍等有关人员进行熟悉施工设计图纸以及施工技术规范要求，认真组织学习施工方案及工艺要求，质量检测标准及质量操作要点，材料质量要求及检测方式频率等。 （2）施工场地的工程地质水文地质资料。 （3）制定施工安全保证措施，提出应急预案。
（4）对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。 （5）放样经复核，交底复核、并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查。
（6）三轴搅拌桩施工前进行试桩，根据实际情况以确定预定的浆液配比、喷射压力、喷浆量等技术参数。并报监理单位确认后，方可施工。 2、场地准备
（1）平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。 （2）建齐施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。 （3）施工前应设置安全标志和安全保护措施。 3、机具设备人员准备 （1）施工人员配置
本工程工期短，机械化作业高，工作面广，专业性强，劳动力用量不多，但要求施工人员专业水平高。本工程的施工人员配备按下表进行，具体如下： 序号 1 2 3 4 5 工种 三轴搅拌桩机操作 挖掘机司机 汽车吊司机 焊工 后勤及场地看护 单位 数量 个 个 个 个 个 12 2 3 2 6 备注 含维修人员 两班轮换 两班轮换 两个工作班组，每个班组3人，1 - 1 -
中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 个后勤2个场地看护。 （2）进场材料
建筑物保护及槽壁加固主要用42.5级普通硅酸盐水泥，因地处宁波市区，材料供应比较充分，材料按照随用随购原则采购，施工场地内不存放大量原材料。 （3）施工机械设备选择
三轴搅拌桩施工应根据地质条件、作业环境与成桩深度选用不同形式或不同功率的三轴搅拌机，配套桩架的性能参数必须与三轴搅拌机的成桩深度和提升能力相匹配。因土建五标施工范围内地层中砂砾及圆砾层较厚、埋深较深，砂砾层平均厚度为2.9m，粒径≥20mm约占5%，埋深至13.80m；圆砾层平均厚度4.15m，粒径≥20mm约占9.7%，埋深至12.60m，需选用大功率的三轴搅拌桩机，本工程拟选用主功率为90×2Kw的大功率三轴搅拌机，搅拌形式以螺旋叶片式为主。通过比选，选用SF-808I型号桩架钻杆直径为850mm的三轴搅拌机，具体参数如下表。
三轴搅拌桩机技术参数表
参数 型号 SF-808I 参数 型号 钻头直径（mm） 钻杆根数（根） ZKD85-3 Ф850 3 立柱筒体直径Ф920 （mm） 最大立柱长度（m) 39 91.5(第一层） 钻杆中心距（mm） 600*600 卷单绳拉力（KN）扬卷、放绳速度0-26（无级变30 钻进深度（m） 机 （m/min） 速） 三轴75*2(90*2) 桩行走方式 全液压步履式 主功率（kw) 搅架 拌钻杆转速（正、反）16-35 机 （n/min） 额定输出功率（kw） 电动机 45kw 单根钻杆额定扭矩30.6 （KN*m) 接地比压（Mpa） 0.1 外形尺寸（m）（长14*9.5*41 *宽*高） 桩机总质量（T） 130 钻杆直径（mm） 传动形式 桩机总质量（T） Ф273 动力头顶驱 38 - 2 -
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三轴水泥土搅拌桩机及桩架图
2.2高压旋喷桩施工准备
1、技术准备
（1）组织工程部、实验室、作业队伍等有关人员进行熟悉施工设计图纸以及施工技术规范要求，认真组织学习施工方案及工艺要求，质量检测标准及质量操作要点，材料质量要求及检测方式频率等。 （2）施工场地的工程地质水文地质资料。 （3）制定施工安全保证措施，提出应急预案。
（4）对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。 （5）放样经复核，交底复核、并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查。 2、机械设备、材料准备
（1）进场后，对施工机械设备配套情况、完好率情况等情况等检查、维修、保养，对所有计量的仪表（计量装置、压力表等）检定情况进行确认。
（2）调查水泥料源，严把材料进场关，保证水泥质量符合要求，进场水泥经试验室检测合格并经监理工程师确认后方可使用。
（3）严禁使用受潮、结块、变质的加固材料、外加剂。 3、施工现场准备
（1）平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。 （2）建齐施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。 （3）施工前应设置安全标志和安全保护措施。
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 三、施工方法
3.1三轴搅拌装施工方法
1、施工工艺流程
施工工艺流程图
2、施工顺序
三轴止水搅拌桩施工按下图顺序进行。施工时先施工第一单元，然后施工第二单元。第三单元的A轴及C轴分别插入到第一单元的C轴及第二单元的A轴孔中，完全套接施工。依次类推，施工第四单元和套接第五单元，形成连续的水泥土搅拌墙体，如下图所示。
跳槽式双孔全套打复搅式连接方式
3、施工过程
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 场地布置及地平处理：三轴搅拌机施工前，施工范围内的管线、绿化、路面其他设施均迁改完毕；建筑物外立面悬挂的广告牌、景观灯及空调等占用施工空间设施也拆除或迁改完毕。施工区域临时围挡、围挡内外各种道路指示牌、安全警示牌、安全警示灯等均按照规范及宁波市相关文件规定布置到位；检查水、电接头及线路，保证供水供电正常。
三轴机施工前，必须先进行推土和场地平整，清除施工区域的表层硬物，素土回填夯实。路基承受荷载，以能行走50t大吊车及步履式重型桩架为准。地平处理面积，以距离基坑围护周边外约8m左右控制。 放线定位、挖槽 ：根据基坑围护边线用0.4m³挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为1000（宽）×1200（深）mm,并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证搅拌桩正常施工。搅拌孔位定位：三轴搅拌桩φ850中心间距为1200mm，根据此尺寸在平行地下墙内外线定位。桩机定位严格按照定位线，保证单幅墙体间的搭接。开挖沟槽若遇未迁改的地下管线，应立即停止施工，上报业主、设计及监理单位，并邀请至现场详细察看，确定管线处理方案，处理完毕经业主同意开工后方可继续施工。沟槽开挖完毕后，在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200的槽钢，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格700×300的工字钢，长约10m，转角处H型钢采取与围护中心线成45°角插入，H型钢定位采用型钢定位卡。 三轴搅拌桩搅拌并注浆：选用SF-808I型号桩架钻杆直径为850mm的三轴搅拌机，主要选用跳槽式双孔全套打复搅式连接方式，局部采用单侧挤压式连接方式，如在转角处、密插型钢及施工间断的情况。 （1）桩机就位：由当班班长统一指挥，桩机就位，因施工位置均离建筑物非常近，甚至紧贴墙体，移动前必须看清上、下、左、右各方面的情况，移动应缓慢匀速，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用全站仪进行双向垂直度校正，确保钻机垂直度。三轴水泥搅拌桩桩机定位后再进行定位复核，偏差值应小于3cm。成桩后桩径偏差不得超过10mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。 （2）水泥土配合比
据围护施工的特点, 水泥土配比的技术要求如下:
①设计合理的水泥浆液及水灰比，使其确保水泥土的强度。
②水泥掺入比的设计，必须确保水泥土强度，降低土体置换率，减轻施工时对环境的扰动影响。 （3）根据设计要求，结合工程实际，拟订此次三轴搅拌桩的水泥浆液配合比为： ①水泥采用普通硅酸盐水泥，标号为P.C42.5级； ②水灰比暂定为1.50；（可视现场土层情况适当调整） ③水泥浆液比重为1.364。
④三轴搅拌桩水泥掺量20%，即每立方米搅拌桩体中水泥掺量360kg； ⑤桩身28天无侧限抗压强度≥0.8Mpa。
⑥搅拌桩施工时每班组需做试块同条件养护，28天强度应不小于0.8Mpa。 （4）制备水泥浆液及浆液注入
a.在施工现场布置自动搅拌站及水泥桶，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。
b.水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过24小时。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入，注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，注浆流量为145L/min/台。
（5）钻进搅拌
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 搅拌桩施工过程中需密切关注下钻时设备电流负荷情况，合理调整下钻速度。
三轴搅拌桩桩身采用四搅两喷施工工艺，水泥浆和原状土须均匀搅拌，在四次搅拌过程中有两次注浆搅拌，为了使水泥浆与土体均匀搅拌，喷浆时由空压机送气切割土体，促使均匀搅拌，也为了防止桩体内产生气泡。同时严格控制下沉和提升速度： 下沉速度为0.85m／min； 提升速度为1.2m／min； 在桩底部分重复搅拌注浆。 并做好原始记录。参见以下图所示：
三轴搅拌桩钻进搅拌关系图表 （6）清洗、移位
将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，然后移位再进行下幅根桩的施工。 （7）施工冷缝处理
相临搅拌桩施工时间间隔不得超过12小时，如遇特殊原因不可避免出现冷缝，则采取在冷缝处搅拌桩外侧补搅设计参数相同的搅拌桩的方案或采取其它补救措施（如旋喷桩），并标明位置。在先施工搅拌桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，补桩与先施工搅拌桩搭接厚度约10cm。
施工冷缝处理示意图 （8）报表记录
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。每天要求做两组7.07×7.07×7.07cm试块，试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头上的土，试块制作好后进行编号、记录、养护，到龄期后由监理单位随机抽取几组送实验室做抗压强度试验，28天龄期无侧限抗压强度要求不小于0.8MPa。 吊放型钢：三轴水泥土搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。
①起吊前在距H型钢顶端200mm处开一个中心圆孔，孔径为40mm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。 ②型钢插入
a.型钢的插入宜在搅拌桩施工结束后30min内进行，插入前必须检查其直线度，接头焊缝质量，并满足设计要求。
b.型钢的插入必须采用牢固的定位导向架，用吊车起吊型钢，必要时可采用全站仪校核型钢插入时的垂直度，型钢插入到位后，用悬挂物件控制型钢顶标高。
c.型钢插入宜依靠自重插入，也可借助带有液压钳的振动锤等辅助手段下沉到位，严禁多次重复起吊型钢，并松钩下落的插入方法，若采用振动锤下沉工艺时，不得影响周围环境。
d.若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度，并用全站仪校核。
③根据高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差，在定位型钢搁置槽钢，焊φ10吊筋控制H型钢顶标高，误差控制在±5cm以内。 ④待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。 ⑤三轴搅拌机移位进入下个循环施工。 4、施工中注意要点
（1）严格控制设计要求配制浆液。
（2）水泥浆中应掺入一定量的缓凝剂(多用木质素黄酸钙),还可掺入一定量的膨胀土,利用膨胀土的保水性来增加水泥土的变形能力,防止墙体变形后过早开裂影响抗渗性。
（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。
（4）在压浆时，前方搅拌桩机与后台供浆应紧密配合，联络信号必须明确，后台供浆必须连续，一旦因故停浆，必须立即通知前方。
（5）土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。同时为了加速和减少对周边地层影响，搅拌时可接入压缩空气进行充分搅拌。
（6）在搅拌桩的施工过程中,要特别注意控制下钻与提升的速度。下钻速度应比提升速度慢1倍左右,既可保证水泥土的充分搅拌,又可获得较高的贯入速度。
（7）水泥土搅拌桩施工时，不得冲水下沉，钻头提升速度不得大于2m/min，其垂直度偏差不得超过0.5%，相邻两桩施工间隔不得超过12h。
（8）在搅拌成桩时,所需容量70%～80%的水泥浆宜在钻进时灌入,其余的20%～30% 宜在搅拌提升时灌入，以充填钻具撤出留下的空隙。螺旋钻提升时，最好反向旋转，且不能停止，防止产生真空导致柱体墙的坍塌。
（9）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。发现管道堵
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10-20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。
（10）在深层搅拌桩施工过程中,注入地层的浆液总有一部分返回地面(冒浆) ,为防止水泥浆四处溢流妨碍施工,应将设备行进方向的泥浆及时清理出沟槽。 （11）搅拌桩应养护28d后方可进行连续墙的施工。
（12）H型钢应该一次轧成,到工地连接,制作时必须平整,不能发生平面形状的弯曲变形,贴角必须满焊以保证力的传递,使H型钢能够顺利插入。
（13）施工中应注意,水泥土要充分结硬后才能拆除固定型钢的槽钢,否则将导致型钢的再次下沉, 使型钢标高不足,影响起拔。
（14）SMW工法施工完成后,必须注意桩顶位移监测,保证其水平位移量不能>5cm。
3.2高压旋喷桩施工方法
1、施工工艺流程
钻机就位→钻孔→制桨→试喷→下喷射管→旋喷→冲洗及移位。
2、工艺原理
旋喷注浆桩地基，简称旋喷桩地基是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥桨液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）旋转，一面低速（15~30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥桨充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度（0.5~8.0MPa）的圆柱体（称为旋喷桩），从而使地基得到加固。
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 3、施工工艺
（1）测量放样:严格按照设计放样定孔位，其误差控制在设计及规范允许范围内，桩位中心点钉入小木楔并洒白灰做标记。
（2）钻机就位：将钻机安置在设计孔位上，使钻杆头对准孔位中心。为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后做水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1.5%。 （3）钻孔：在设计桩位的中心先用钻机钻一为旋喷管插入用的导孔，孔深须达到预定深度。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。 （4）制浆：注浆材料一般采用普通硅酸盐水泥与水搅拌成纯水泥浆液，水泥浆液的水灰比宜为1:1。水泥浆液符合要求后通过高压泥桨泵的压力进行注浆。旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵旋喷前应进行过滤。在拌制桨过程中应随时测量浆液比重，每孔高压喷桨结束后要真实记录喷浆数量，并换算成水泥材料用量。浆液用高速搅拌机拌制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间要符合规范要求。配制好的水泥桨在使用前要不停的搅拌。如果浆液因机械或停电等原因2h内未使用，必须废弃，不得继续使用。
（5）试喷：高压喷射管搭接好后，入孔前先在地面上试喷，以检验旋喷机工作是否正常，排除故障。 （6）下喷射管：试管检验合格后，将高压喷射管钻进到地层预定的设计深度。旋喷钻初期强度较低，为防止施工时对临近桩体的破坏，在施工顺序上采取跳排施工方法。
（7）旋喷：当喷射管钻进到土中预定深度后，即可开始旋喷注浆。水泥桨通过高压泥浆泵形成高压水泥浆，以大于20Mpa的压力，通过喷射管由喷嘴向土中喷射。钻杆一边旋钻，一边向上提升。喷射的水泥浆一边切削四周土体，一边与土体搅拌混合，形成圆柱状的水泥与土混合的加固体即旋喷桩。
（8）冲洗及移位：高压喷射完毕后，应迅速拔出喷射管，把喷射管等机具冲洗干净，管内机不得残存水泥浆，通常把浆液换成水。宜在地面上喷射，以便把泥浆泵、喷射管路内的浆液全部排出。冲洗干净后，把钻机等机具设备移到下一孔位。
四、质量保证措施
4.1三轴搅拌桩施工质量保证措施
1、有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报工程部技术主管，经研究后，采取补救措施。
2、在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与工程部技术人员协商，确定解决办法。 3、施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续墙体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。
4、发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。 5、施工冷缝处理
由常规套钻1个孔改为套钻2个孔来增加搭接的强度和抗渗度。严格控制上提和下沉的速度，做到轻压慢速以提高搭接的质量。
如上述方法无法满足要求，采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。
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中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司 宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部 6、遇孤石的处理措施
一般情况下，三轴搅拌机对粒径10cm以下的卵石地层亦适用。在成桩过程中如遇较大孤石，则采用加水冲击，提高水泥掺量的方法，若孤石较大无法冲脱，则采用加桩补强的方法。 7、垂直度控制及纠斜措施
准确定位桩的平面位置，桩机就位严格按桩的平面位置就位；对于有偏斜的桩位，采用加桩的措施，在其背面补作加强桩。
8、型钢下沉困难时措施
当H型钢不能靠自重完全下插到位时，采取SMW钻管头部静压或采用振动锤进行振压。当上述方案失败时，即可果断地割除露出地面部分的型钢，在外档加一幅水泥土搅拌桩，加插H700×300型钢作强度补偿。
4.2高压旋喷桩施工质量保证措施
1、确保定位轴线质量
（1）严格按照施工图及施工现场实际位置定出桩的起始点及轴线位置； （2）旋喷桩起始点及轴线位置经验收合格后，方可进行旋喷桩施工； 2、确保桩位质量
桩位移机前要量好间距尺寸并做好标记，移位时在内外边线间移动，就位前对桩间距进行复核，以确保桩间搭接长度符合设计要求。
3、确保桩顶、桩底标高施工时应不断测量施工场地及机架标高，并及时修正相应桩深和其它标高控制位置。
4、保证桩体垂直度
在铺设道轨枕木处要垫平整实，使道轨枕木在同一水平线上，在开孔前用水平尺对机架进行校对以确保桩体垂直度（不得超过1.0%h）达到设计要求。
5、保证加固体强度均匀性
（1）压浆阶段杜绝断浆和输浆管道堵塞现象。
（2）控制喷浆量和提升速度。压浆压力淤泥及粉土、砂土20 Mpa，高压空气喷射压力0.7Mpa；提升速度为20 cm/min；旋转速度约20r/min。
（3）桩机下沉至停浆面下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。 （4）邻桩间隔搭接时间不得超过24小时。
（5）水泥采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥均必须有出厂质保书、准用证，并经化验合格后方可使用。水泥浆配制时，严格进行计量。
（6）水泥浆液严格按设计水灰比进行配料；水泥浆液搅拌好后，进入储浆筒前，用筛网清除水泥中的结块和杂物；只能在压浆前进入储浆筒中，以保证水泥浆不发生离析。
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