水泥搅拌桩方案.doc

竹洲头泵站基坑支护水泥搅拌桩施工方案竹洲头泵站基坑支护水泥搅拌桩施工方案编制： 审核：批准： 中国葛洲坝集团股份有限公司珠海竹银水源工程二标段施工项目部2009年5月10日一、 工程概述1.1、 工程内容按泵站基坑开挖要求，基坑一期开挖、地质复勘、搅拌桩试验、砂垫层等工作已经完成，具备支护桩施工条件。支护工作内容主要有：搅拌桩施工、钢筋钢管插设、桩顶混凝土板、基坑监测点布置及监测、四周截水沟及增加边坡喷护项目施工等。1.2、 工程地质根据地质勘察，站址处岩土层自上而下为：人工填土层，厚度14m；-2淤泥质粉质粘土、淤泥层，厚度2.625m；-3淤泥质粉细砂、含泥砂卵砾石层，厚度1.45m；全风化细砂岩或花岗闪长石、细砂岩层，厚度014m；强风化花岗闪长岩、细砂岩层，厚度02.53m。地质复勘情况已经汇报监理、设计，4个部位与地质报告略有出入。1.3、 设计要求根据竹洲头泵站基坑支护专题设计，基坑支护方案采用大开挖结合水泥土搅拌桩栅格状重力式挡墙。1.3.1、支护桩布置基坑支护桩布置在泵站设施（前池、进水间、主泵房）周边（除主泵房出水管侧外）布置，桩顶高程根据实际开挖情况在-1.0m-2.5m高程间位置不等,分区控制桩顶高程。支护桩径700mm，由多桩组成的格栅状重力挡土墙；临江边被动土压力加固区桩径600mm，桩顶高程-6.6m。在支护桩顶浇筑一层20cm厚C20混凝土顶板。在支护桩外侧、开挖边坡底部设置一条300400mm的砖砌排水沟。1.3.2、分区及类型支护桩分A、B、C、D、E个区域，按桩墙栅格结构分型、型、型、型4种。其中B、D、E区支护桩与建筑物基础桩连接。连接桩沿基坑支护桩内侧宽2.7m范围布置，桩顶标高按区不同，除A区桩长为5.4m外，其它部位桩长为5.4m，桩径600mm。附图1：竹洲头泵站深基坑一期开挖平面图附图2：支护桩平面布置图1.3.3、设计技术要求 （1）、水泥土搅拌桩自一次开挖面（-1.0m）开始施打，被动土压力加固区桩体-1.0m高程至设计桩顶段为空钻段。 （2）、水泥土搅拌桩施工技术要求同“泵站地基处理”中的水泥土搅拌桩技术要求详见泵站地基处理及二次开挖图（2/2），水泥土搅拌支护桩桩径为700mm，被动土压力加固区水泥土搅拌桩桩径为600m，各种类型支护及加固区桩长各有不同，靠近支护附近加打有连接桩，基坑监测详见竹洲头泵站厂区基坑监测平面布置图XZ-4GC(B)-09。 （3）、设计要求支护桩及加固区搅拌桩桩身：设计采用湿法，掺加石膏（掺入量应同试验确定建议初取1%）以提高桩身早期强度，桩身水泥土28天龄期无侧限抗压强度平均值qu800KPa，达到设计要求强度后方可进行二次开挖；水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯法检测墙身完整性，钻孔抽芯数量按规范要求为施工总桩数的0.5，取样进行单轴抗压强度试验。 （4）、支护墙顶平台坡脚环支护墙一周布设临时排水沟，将水汇至施工临时抽排井集中抽排出基坑。 （5）、加固桩和连接桩布置按泵站水泥土搅拌桩支护图中的大样布置施工。1.3.4、工艺参数选取 根据设计要求及搅拌桩试验结果，参数选取如下： 水泥选用根据试验选用江门市新昌水泥厂生产的P.O 42.5R普通硅酸盐水泥。 水泥土桩掺入比根据试验检测报告编号：质(桩)2009-016，水泥土桩水泥掺入比采用18%，即700mm桩每米掺水泥量为120kg，600mm桩每米掺水泥量为90kg。 搅拌方式：采用四搅四喷方式。 水灰比根据试验结果采用0.55。 钻入的提升速度：钻入速度为0.7m/min，提升速度0.8m/min。 搅拌速度：3050r/min。 注浆压力：0.250.4MPa。 注浆量及注浆泵转速：桩径700mm的桩注浆量按每分钟31L注浆，相应的注浆转速为450r/min；桩径600的桩注浆量按每分钟23L注浆，相应的注浆泵转速为375r/min。1.4、 施工监测 基坑监测根据要求由第三方进行。监测从支护结构施工至泵站地下室完成。监测项目、范围、频次等要求见竹洲头泵站厂区基坑监测平面布置图XZ-4GC(B)-09。二、 编制依据地基与基础工程施工及验收规范GBJ 202-83；建筑地基处理技术规范JGJ 79-91；基桩低应变动力检测规程JGJT 93-95；珠海市竹银水源工程第二标段竹洲头泵站、供水管线、平岗泵站改建工程招标文件、招标图纸、技术条款及答疑资料等；珠海市竹银水源工程第二标段竹洲头泵站、供水管线、平岗泵站改建工程投标文件珠海市竹银水源工程竹洲头泵站基坑支护专题设计报告厂区布置图XZ-4GC(B)-01（02）厂区一期开挖图XZ-4GC(B)-03（04）竹洲头泵站水泥土搅拌桩支护图XZ-4GC(B)-07（08）竹洲头泵站厂区基坑监测平面布置图XZ-4GC(B)-09三、 工程量3.1 支护桩及加固区水泥土搅拌桩支护桩径700mm，计3456根，总长55590m。被动土压力加固区桩径600mm，计428根，总长4708m，其中空钻长度2397m。3.2 连接桩连接桩径600mm，计724根，总长7764m，其中空钻长度4037m。3.3 桩顶混凝土板支护桩顶C20混凝土板计323m3。3.4 排水沟支护桩外侧砖砌排水沟总长320m。3.5 砂垫层在一期基坑开挖完成后，为满足施工机械正常工作，在基坑表面铺1m厚中粗砂，总计4866.4m3。四、 水泥土搅拌桩施工方法4.1 施工准备4.1.1 施工用电布置及供电安排施工队根据竹洲泵站深基坑开挖施工方案中的配电设施要求已做好了施工现场的供电准备工作。除已建并在使用的315kw变压器供电外，还备了一台75kw的柴油发电机，另须增加的一台75kw和一台100kw的柴油发电机根据需要随时进场。4.1.2 垫层铺垫及道路在桩基施工前，按深基坑开挖方案中的要求一期基坑开挖完成后底部垫100cm厚的粗砂，便于机械行走和施工。4.1.3 拌浆池布置拌浆池就近水泥堆放区布置，便于搬运水泥。水泥用船从水路运到工地，堆放在基坑上下游边坡外5m，以免对基坑边坡产生影响。4.1.4 基坑监测点布设根据珠海市竹银水源工程竹洲头泵站基坑支护专题设计报告和竹洲头泵站厂区基坑监测平面布置图XZ-4GC(B)-09中的要求，在基坑四周设置17个位移、沉降测点；17个土体侧向变形测点；17个位移、沉降、结构变形测点；在支护桩顶设置14个位移、沉降、结构变形测点。基坑监测详见竹洲头泵站监测方案。4.2 施工部署4.2.1、施工分区基坑支护桩分AE型八个支护区五个作业段。五个作业段分别为：A1区、A2区、C1区B1区、C2区B2区、D区E区。每个作业段安排一台搅拌桩机（型号与管径相匹配）；每台搅拌桩机用一机一桶一池（即一台搅拌桩机配一个水泥浆搅拌桶一个搅拌池）。4.2.2、搅拌桩编号为便于施工管理，对进场的五台水泥搅拌桩机进行编号。即：1#机施工A1区，2#机施工A2区，3#机施工C1区B1区，4#机施工C2区B2区，5#机施工D区E区。4.2.3、桩机施工顺序1#、2#机从厂左厂右0+000开始分别向厂右、厂左移动施工，直至厂上0-42.15；3#、4#机从厂上0-007.65开始分别向坑左、坑右移动施工，直至厂上0-042.15；5#机从厂上0-007.65开始至厂下0+010.35结束。共安排五台搅拌桩机每天三班施工。附图3：桩位分区、编号及桩机施工顺序图（4张）4.3 施工工艺（四搅四喷）4.3.1 工艺流程桩位放样 钻机就位 检验、调整钻机 钻进并打开高压注浆泵注浆至设计深度 提钻喷浆搅拌上升至工作基准面以下0.5 m 重复喷浆搅拌下钻至设计深度 重复喷浆搅拌上升至设计深度至地表 成桩结束 施工下一根桩4.3.2 施工方法（1）定位：桩位复核、桩机就位后，对准桩位，保持起吊架垂直。钻机就位应满足图纸要求，垂直度偏差不大于1.5%(装吊垂球检测)，为确保垂直度控制良好，分别在钻机四个支座处加设较大面积的钢板，使钻机在钻进中保持平稳，钻进时要经常检查垂直度，如发现偏差要边钻进边调整，在开始时保持较慢的钻进速度,待机身稳定后再加快钻进速度。桩的孔位置与图纸偏差不得大于50mm。（2）配制水泥浆：在搅拌机沿导向架边搅拌切土下沉前，开始按试验确定的水泥掺入比拌制水泥浆，配置好的浆液过筛，将水泥浆倒入集料斗中备用。（3）预搅喷浆下沉：待深层搅拌机冷却水循环正常后，启动搅拌机缓慢放松起吊钢链条，使深层搅拌机沿导向架边搅拌边切土下沉、边打开高压注浆泵注浆，下沉速度由电机电流监测表控制，保证工作电流不大于额定电流。施工过程中严格控制搅拌时的下沉和提升速度（下沉速度0.7m/min、提升速度0.8m/min），以保证加固范围内每一次深度均得到充分搅拌和喷浆。在成桩过程中遇故障时应停止喷浆，第二次喷浆接桩时，其重叠长度不得小于0.5m。接桩间隔时间不大于24小时，否则应重打该桩。（4）搅拌桩机在深层搅拌喷浆下沉至设计深度后，按试验结果确定的搅拌机提升速度、喷浆。当深层搅拌机提升至地面以下1m时，应慢速提升和旋转，即将出地面时，应停止提升，搅拌1020s，以保证桩头密实。（5）重复搅拌：为使软土与水泥浆搅拌均匀，再次将搅拌机喷浆下沉至设计要求深度，边搅拌边喷浆提升至地面。根据设计图纸要求，水泥土搅拌桩桩顶以下3m范围内应复搅。（6）清洗：向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，清洗全部管道中残存的水泥浆，将钻头清洗干净，保持设备干净。 对搅拌钻头进行检查，钻头内磨损量不得大于10mm，超过允许值，须更换。 清洗后，将钻机移至下一个桩位重复施工。 施工桩顶标高宜高出桩顶标高不少于0.5m，在开挖基坑时，应将搅拌桩桩顶施工质量较差的桩段用人工挖除。五、 进度计划5.1、工期安排根据总进度计划，基坑水泥搅拌桩支护2009年5月5日开始施工，2009年6月23日结束，共50天。5.2、施工计划图见附图4。5.3、强度计算水泥搅拌支护桩、被动土压力加固桩和连接桩总桩长为68062m（含空桩长），按每台220-240米计算，配置6台搅拌桩机。可以满足搅拌桩施工进度需要。六、 质量保证体系及质量保证措施6.1 质量管理体系根据水泥搅拌桩试桩施工任务和特点，遵循质量体系文件和合同文件要求，项目部成立项目常务经理领导下的质量管理机构，建立本项目保证体系和质量责任制，明确各级人员质量职责，合理分配质量要素，实施全面质量管理，确保质量目标的实现。项目部质量管理体系图框6.1-1，质量保证体系框图5.1-2项目常务经理：叶卫国项目总工：李伟 质安部长：童大炜项目部值班人员余京斌项目部值班人员吴勇项目部值班人员宋超施工队值班人员万翠竹施工队值班人员刘长根施工队值班人员邱坚荣图6.1-1 质量体系组织框图计划合同部财务部工程管理部试验测量组安质环部物资设备部综合办公室质量方针宣传质量意识教育质量管理制度及措施施工准备的质量控制文件与资料质量控制人力资金等资源控制采购过程的质量控制施工、检测设备控制施工过程的质量控制质量记录的质量控制缺陷责任期质量控制质量管理领导小组控制体系思想体系组织体系确定项目质量目标质量信息反馈质量管理体系作业队 图6.1-2 质量保证体系框图6.2 质量保证措施1) 项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工。并安排项目部领导值班、质检员值班和作业队值班并做好当班记录，全过程旁站水泥搅拌桩的施工过程。2) 所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人。3) 水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。4) 为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。5) 对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。6) 现场配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。7) 水泥搅拌配合比：水灰比0.55、水泥掺量18、700mm每米掺灰量不少于120kg；600mm每米掺灰量不少于90kg8) 水泥喷浆搅拌桩施工采用四喷四搅工艺。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。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa。9) 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。10) 现场施工人员认真填写施工原始记录。 6.3 施工过程控制关键点（1）桩位及桩高程的控制 A、桩位。施工前由施工单位在桩中心插桩位标，由测量监理校核。要求桩位偏差不大于50mm。 B、桩顶、桩底高程。要求桩底高程超高1020cm，装订高程超高10cm。 C、桩深垂直度。每根桩施工时，根据导向架的吊锤偏移用米尺测定搅拌轴垂直度，间接测定桩身垂直度。要求桩身垂直度偏差不超过1.0%。 （2）水泥掺量及浆液控制 A、桩身水泥掺量。水泥掺量是水泥搅拌桩质量的主要影响因素之一，施工时一定要确保每根桩的水泥掺量。严格检查每根桩的水泥用量。 B、水泥标号。水泥进场后必须检验合格后方可使用。 C、浆液。通过特制的制浆桶水的体积核选定的水灰比，确定每次制浆加入的水泥量。制备好的浆液不得离析、不得停置时间过长，超过2小时的浆液不再使用。 D、水泥浆液搅拌均匀性。贮浆池内浆液应均匀，输送时应确保其连续，喷浆搅拌时，若输浆管道堵塞或爆裂，应及时组织处理，时间过长应换浆。 （3）搅拌和喷浆时间控制 喷浆时的提升速度也是影响搅拌桩质量的主要因素之一，施工时严格控制提升速度不大于0.8m/min。搅拌时不允许出现搅拌桩头未到桩顶浆液已拌完的现象。一旦因故停浆，为防止断桩和缺浆，搅拌机应下沉停浆点以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。6.4 施工中常见的问题和处理方法表6.4 喷浆成桩施工中常见问题和处理方法常见问题发生原因处理方法预搅下沉困难土层硬，阻力太大遇大石块、树根等障碍物适量喷些浆液挖除障碍物喷浆未到设计桩顶面（或底部桩端）标高，集料斗浆液已排空投料不准确灰浆泵磨损漏浆灰浆泵输浆量偏大重新标定投料量检修灰浆泵重新调整送浆压力喷浆到设计位置集料斗中剩浆液过多拌浆加水过量输浆管路部分阻塞重新标定浆液水灰比清洗输浆管路喷浆管堵塞爆裂输浆管内有水泥结块喷浆口球阀间隙太小更换输浆管使喷浆口球阀间隙适当七、 安全保证1、现场配备一名专职安全员，专职安全员加强现场安全巡视