多头小直径防渗墙方案要点.doc

江苏科技大学 新校区 建设项目江苏科技大学 新校区 建设项目 东固水库改建工程防渗墙搅拌桩东固水库改建工程防渗墙搅拌桩 施 工 方 案 编 制 审 核 审 批 江苏建筑工程集团有限公司 2016 年 2 月 26 日 1 目录目录 一 工程概况一 工程概况 1 1 设计依据设计依据 1 2 土层分布土层分布 1 3 工作内容工作内容 二 设备选型及水泥用量二 设备选型及水泥用量 2 1 机械选型机械选型 2 2 档位选择档位选择 2 3 钻头直径计算钻头直径计算 2 4 水泥量计算水泥量计算 三 试桩及质量检测试验三 试桩及质量检测试验 3 1 试桩目的试桩目的 3 2 试桩要求试桩要求 四 施工工艺及质量保证四 施工工艺及质量保证 4 1 施工工艺流程施工工艺流程 4 2 搭接方法搭接方法 4 3 质量控制措施质量控制措施 4 4 质量检测试验质量检测试验 五 施工进度计划及施工顺序五 施工进度计划及施工顺序 六 施工注意事项及常见问题六 施工注意事项及常见问题 6 1 施工注意事项施工注意事项 6 2 常见事故处理常见事故处理 0 多头小直径防渗处理工程多头小直径防渗处理工程 一 工程一 工程概况概况 本工程位于丹徒区长香西路 工程的主要功能是防洪 灌溉等 水库加固 后总库容 116 54 万 M3 工程规模属小 1 型 工程等别为 等 水库枢纽包 括土坝 溢洪道 涵洞 主要建筑物级别为 4 级 洪水设计标准为 30 年一遇 校核标准为 500 年一遇 1 1 设计依据 1 镇江市镇防指 2014 32 号 关于同意调整镇江市丹徒区高资镇东固水 库控制运用方案的批复 2 镇江市工程勘测设计研究院提供的 镇江市丹徒区东固水库工程改建工 程设计报告 3 镇江市丹徒区东固水库工程改建工程设计报告的批复 4 镇江市工程勘测设计研究院提供的 镇江市丹徒区东固水库工程地质勘 察报告 1 2 土层分布 工程地质自上而下分别为 1 素填土 坝身填土 C 27kpa 8 层厚极不均匀 平均层厚 6 22m 2 粉质粘土 C 28kpa 11 平均层厚 2 74m 3 碎石夹粉质粘土 勘探未钻穿该层 4 基岩层 本层未钻穿 1 3 工作内容 大坝全线采用多头小直径水泥搅拌桩防渗墙加固方案 搅拌桩布置在坝顶 偏上游侧 防渗墙顶高程 50 3m 防渗墙底须进入 2 号土层以内 1m 或至基岩层 1 有效成墙厚度不小于 0 22m 施工保障 0 25m 2 第一章第一章 多头小直径防渗处理工程多头小直径防渗处理工程 一 设计要求 1 固化剂主剂 本工程采用标号 42 5 级的普通硅酸盐水泥 水泥掺入 量 占天然土重的百分比 为 15 以试桩为主 2 水灰比 根据地质复勘报告反映的土层性质 土的孔隙率 孔洞裂隙 情况 土层含水量初步确定水灰比为 0 6 0 8 然后再根据现场施工情况修正 3 搭接 单根桩与桩之间搭接长度应不小于 110mm 随墙深增加而应 增加搭接长度 相邻墙的施工间歇不超过 24h 4 墙体的垂直度 误差不大于 1 H H 为设计墙深 5 桩位布置 允许误差不大于 50mm 6 墙深偏差 不大于 200mm 7 室内水泥土无侧限抗压强度不小于 1200Kpa 截渗墙现场取芯 无侧 限抗压强度不小于 600Kpa 要求渗透系数达 1 5 E 6cm s 二 设备选型及二 设备选型及水泥用量水泥用量 2 12 1 机械选型机械选型 按照设计要求 本工程采用 ZCJ 45 30 型多头小直径深层搅拌机 该机移 动灵活 工效高 噪音低 成墙效果好 防渗设备独特的联锁器装置 避免了 墙体桩位分离开叉的现象 适合本工程施工 机 型单位ZCJ 45 30 电机功率45kw个2 搅拌轴数量个3 搅拌翼片外径mm400搅拌装置 搅拌轴转速 正反 r min25 75 提升速度m min0 6 1 2 提升能力kN200起吊设备 提升高度m21 制浆机容量L800 储浆罐容量L1600制浆系统 供浆压力MPa0 3 1 0 3 灰浆泵供加量L min22 100 加固一单元墙长m0 80 0 90 最大加固深度m25生产能力 施工效率m2 台班150 200 2 22 2 档位选择档位选择 施工中不同地层选用不同档位 根据以往施工经验 档位选择可参考下表 施工方向地层档位速度 m min 素填土 0 8 1 0 粉质粘土 0 8 1 0 搅拌下沉 基岩层 1 0 1 2 喷浆提升 0 8 1 0 2 32 3 钻头直径计算钻头直径计算 多头搅钻头直径的选择 应以满足设计最小有效厚度为前提 在满足钻杆 漂移的垂直偏差 轴线对中的允许偏差的同时 特别是要对轴线定位和机身调 平进行严格控制 确保精度 以最大限度地减小钻头直径 节约成本 提高效 益 为保证设计要求成墙有效厚度不小于 220mm 所以我方为保障有效厚度 以钻杆轴距 桩间中心间距 S 250mm 防渗墙最小有效墙厚为 B 250mm 钻头直径计算 D 为 a 最小钻头直径 D1 2 353 55mm 22 22 BS 22 250250 b 每班钻头翼片磨损 D2 10 00mm c 则钻头直径 D D1 D2 353 44 10 00 363 55mm 选用 360mm d 360mm 直径对应墙厚 B 259mm 2 42 4 水泥量计算水泥量计算 1 取钻头直径 D 360mm 轴距 S 250mm 墙厚 B 259mm 每单元为 4 轴 2 每一单元实际施工长度 L1 2 D 2 3S 360 3 250 1110mm 3 搭接长度 L2 2 D 2 S 2 D S 110mm 4 4 每一单元每米成墙水泥用量 kg 每一单元成墙水平截面积 3481 72cm2 222360 2 2 arcsin2 4 32 4 4 2 2 2 LDB D B D DM 水泥掺加量 为 15 土容重 为 1 8g cm3 深度 H 为 100cm 墙厚 B 为 259mm L2 11 0cm 每一单元每米成墙水泥用量 94kg 1000 MH G 注 若不考虑磨损 取 B 250mm D 353 55mm 则每单元每米成墙水泥用 量 G 91 58kg 综合以上数据取实际水泥用量 G 94kg 三 试桩及质量检测试验三 试桩及质量检测试验 3 13 1 试桩目的试桩目的 1 确定灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间 2 确定搅拌下沉 提升速度和重复搅拌下沉 提升速度 3 确定灰浆稠度 水灰比 4 根据不同水灰比确定技术参数 5 确定工作压力 6 确定针对本工程的施工质量检验标准评价依据 7 检验施工设备及选定的施工工艺 3 23 2 试桩要求试桩要求 搅拌桩正式开工前须做试桩施工 为节省工时提高效率 试桩亦为成桩 本段落不小于 2 组试桩 以检验机具性能及施工工艺的各项技术参数 拟选择本标段起始位置搅拌桩 做试验桩 按照 4 种水灰比 0 75 1 0 7 1 0 65 1 0 6 1 各打 1 根桩 以确定最终的施工配合比 试验桩位置选择在干流河段 即工程起点桩号 处 5 四 施工工艺及质量保证四 施工工艺及质量保证 4 14 1 施工工艺流程施工工艺流程 多头小直径深层水泥搅拌桩防渗墙施工工艺流程图和主要工序示意图 1 场地平整 首先进行施工场地平整 破除受影响的砼道路 清除地上及空中的障碍物 场地低洼处回填碾压 根据大致的防渗墙中心线位置 对将要施工的防渗墙段 开挖导槽 导槽宽约 0 6m 深度控制在桩顶至少预留 50cm 以上 在开挖导槽 的过程中 遇到地下石块 树根 建筑垃圾等所能见到的障碍物须及时清除干 净 2 测量放线定位 按照设计图纸 沿堤防轴线方面测量放线 确定防渗墙的中心轴线位置 在距离迎水面 道路边线 50cm 处 布设控制桩 并用石灰在堤面上撒线 在 平行于轴线的后侧 测量放样 A B 二道移机控制基准线 根据布设的控制桩和预设的防渗墙施工单元 在导槽内的防渗墙轴线上及 A B 二道移机控制基准线上 沿施工顺序方向逐段测放单元桩位 3 设备就位调平 每次移动多头搅机械时 用平面几何的方法按照预测的桩位点进行就位操 作 详见下页附图 就位后还须进行以下校对调平 轴线桩位 首先要校对机身的平面位置 确保钻头就位对中与孔位中心 和防渗墙轴线一致 满足规范要求并尽量减小偏差 垂直度 用水平尺 吊锤校正机身平台的四角水平度和导向机架的垂直 度 满足规范要求并尽量减小偏差 确保墙底搭接部分的有效厚度 施工深度 测量校对机身底架平台的高程 使其满足规范要求并尽量减 少偏差 确保防渗墙的施工深度 4 制供水泥浆液 建立制供浆系统 严格按照设计确定的配合比拌制水泥浆 浆液在搅拌桶 内应不断搅拌 以防水泥浆离析 每次搅拌时间不少于 3min 压浆前经加筛过 滤后倒入集料斗中 搅拌桶和集料斗内根据容量划线标志 以此控制供浆量 预搅 6 5 供浆下沉到底 启动机械电机 待钻头转速正常后 放松钢丝绳 使搅拌机沿导向架预搅 拌土喷搅下沉 下沉速度可由电机的电流监测表控制 工作电流一般不应大于 70A 带适量浆液 6 喷浆搅拌提升 多头搅拌机下沉到达设计深度后 将搅拌机略提一点 开启灰浆泵输送水 泥浆 并且边喷浆 边旋转提升 使浆液与土体充分拌合 同时严格按照试验 确定的提升速度提升搅拌机到设计的桩顶孔口 7 重复喷搅下沉及复搅喷浆提升到顶 当第一次多头搅拌机喷浆提升至设计加固深度的顶面标高时 集料斗中的 水泥浆应正好排空一半 再次将搅拌机边旋转 边下沉钻入土中至设计加固深 度底部 集料斗中的水泥浆应正好排空 再次将搅拌机边旋转边提升出地面 使软土和水泥浆进一步搅拌均匀 7 场地平整 测量放线定位 设备就位调平 预搅喷浆下沉到基岩 搅拌喷浆提升到顶 钻头检查清洗注水 桩机移位 至下一桩位或下一单元墙 复搅提升到顶 重复搅拌喷浆下沉 至基岩层 送浆 搅拌 储浆泵送系统 输 浆 搅 拌 上 灰 进 水接通水源 安装水泵 制浆系统 供水系统 多头小直径深层搅拌水泥土防渗墙施工工艺流程图 一 喷 二 搅 8 预搅喷浆下沉到 基岩层 喷浆搅拌上升 完毕清洗移机 复搅喷浆提升到顶 2 34 重复搅拌喷浆下沉 至基岩层 56 定位居中调平 1 多头小直径深层搅拌水泥土防渗墙主要工序示意图 导 槽 防渗墙定位轴线 机 身 定位基准线 A 定位基准线 B M N An Bn A1A2 B1B2 说明 M N 为机身上的定位点 A1 B1 A2 B2 An Bn为每次机身位移时地面上的定位点 机身移位轴线定位控制示意图 9 8 钻头清洗检查 向集料斗中注入适量清水 开启灰浆泵 清洗全部管路中残存的水泥浆 直至基本干净 防止堵塞输浆管道 同时应将粘附在搅拌钻头上的软土泥团清 洗干净 9 桩机移位 重复上述 3 8 步骤 将机械移位进行下一单元的防渗墙施工 4 24 2 搭接方法搭接方法 桩体间的搭接工艺是影响防渗功能的关键因素 本工程采用错位相切搭接 与相割搭接的方法 施工简单 搭接可靠 不用增加任何施工设备和辅助工艺 1 基本单元的搭接方法 按正常搭接厚度采用相割方法搭接 详见附图 基本单位尾首接头也可采用整桩全径套接方法搭接 2 避障或转弯的搭接方法 遇到地层深处块石无法挖除或有电杆 构筑物等不能拆迁等障碍物以及堤 防需要转弯转角时 采取改变轴线的折线搭接方法 详见下页附图 3 中断 24 小时以上的搭接方法 桩与桩的搭接间歇时间不应大于 24h 如因特殊原因超过上述时间 应对 最后一根桩搭接处进行空钻留出榫头以待下一单元桩搭接 如间歇时间过长 如因故停电 机械故障 地质条件 材料供应 外部环境等 原桩基本凝固 与后续桩无法搭接 为减小对原桩的扰动应在设计和监理工程师认可后 采取 局部补桩或注浆措施处理 4 局部厚度不够的搭接方法 在该处轴线前或前后局部补桩 为减少对已凝固原桩的扰动 采用相切搭 接 也可用注浆的方法加强 5 漏桩的搭接方法 在轴线前侧 迎水区 增加防渗墙 其长度在漏桩范围两侧各增加一个单 元 各增加的一个单元与原桩位采取相切搭接 也可注浆处理 4 34 3 质量控制措施质量控制措施 1 采用水准仪 经纬仪 平面几何等方法 进行桩机就位对中调平测量 在施工过程中并用水平尺 三连管等方法进行动态随时检测 以保证桩位中心 轴线 钻杆垂直度 桩机底架高程的准确 不仅要满足规范要求 而且使偏差 越小越好 2 防渗墙底部要超深 100 200mm 墙顶超过 500mm 到顶 3 每班交接时都应检查钻头翼片的直径 其磨损量不得大于 10mm 否 则应及时补焊接长至规定尺寸 以保证墙体的有效厚度 4 施工前应通过试验确定搅拌机械的灰浆泵输浆量 起吊设备提升速度 等施工参数 并根据设计要求通过成桩试验 确定搅拌桩的配合比等各项参数 和施工工艺 严格搅拌头上提下搅喷浆的速度 注浆泵出口压力保持在 0 4 0 6MPa 使输浆量与输浆速度与搅拌提升下搅的喷浆速度同步 5 搅拌头喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求 应有专人记 录搅拌头每次下沉深度和提升的时间 记录内容和项目要齐全真实 其中深度 记录偏差不得大于 50mm 时间记录误差不得大于 5s 施工过程中发生的问题 10 和处理情况 也要如实记录 以便汇总分析 墙体搭接 110 120mm 单元搭接方式为 墙体相割搭接 12341 250mm 3 有效成墙厚度 B 250mm D 360mm D 2 第一单元墙 第二单元墙 多头搅成墙单元施工搭接示意图 2 3 障碍物 多头搅成墙遇障或转弯搭接示意图 11 6 水泥强度等级 水泥品种按设计要求 拟选用 42 5 级海螺牌水泥 按设计要求检查每根桩的水泥用量 允许每根桩的水泥用量在 25kg 半包水 泥 范围内调整 7 搅拌机械预搅下沉时应使土体充分切削搅碎 以利于和水泥浆均匀搅 拌 控制重复搅拌时的下沉和提升速度 以保证加固范围内每一深度均得到充 分搅拌 应严格按试验设计确定的参数控制水泥浆的喷出量和搅拌提升速度 误差不得大于 10cm min 8 当钻头下沉到设计深度时 停钻喷浆一段时间 一般为 15 30s 直 至孔口返浆 然后启动主机反向旋转 使钻头上升 边搅拌边提升 保持孔口 微微返浆 9 为保证桩端施工质量 当浆液达到出浆口后 应喷浆座底 30s 使浆 液完全到达桩端 当喷浆口到达桩顶高程时 宜停止提升 搅拌数秒 以保证 堤顶桩头的均匀密实 10 搅拌机提升过程中 由于钻头小 对土的作用力大 上部 1 0m 左右 涌土大 桩身上部更易出现空洞 为消除隐患 对墙顶上部 1 0 1 5m 的墙体 控制速度加强搅拌 防止成墙后出现蜂窝状结构缺陷 11 防渗墙应尽量连续施工 每单元的搭接时间不应大于 8 10h 如因 特殊原因超过上述时间 应对最后一根桩先进行空钻留出榫头 以待下一单元 搭接 如间歇时间太长 停电等 与第二单元无法正常搭接 应在监理工程师 认可后 采取局部补桩或注浆措施处理 12 质量目标 我公司承诺的质量目标为 优良 确保本工程的质量全部达到验收标准 一次验收合格率为 100 优良率为 95 以上 最终质量评定等级为优良 4 44 4 质量检测试验质量检测试验 1 墙位轴线 墙顶高程 墙深限位 钻杆垂直度 水灰比 水泥掺加量 以上各项在施工过程中须严加控制 原始记录详尽 完善 如实 发现问题及 时纠正处理 每施工单元均如此操作 2 开挖检验 沿防渗墙轴线每 1 5km 开挖一处 每处长 5 10m 深约 2 5m 检查防渗墙的轴线位置是否准确 外观墙面有无蜂窝孔洞 桩间搭接是 12 否完好 墙体厚度是否满足设计要求 整体性质是否良好 3 钻孔取芯 在监理工程师或代表在场的情况下 沿防渗墙轴线每 300m 抽检一孔 并钻取芯样以检查水泥土的抗压强度和渗透系数 其中取 60 的 样品做抗压强度试验 40 的样品做渗透系数和允许破坏比降试验 钻孔取芯 完成后 空孔采用水泥砂浆进行灌堵 五 施工进度计划及施工顺序五 施工进度计划及施工顺序 本工程桩基础施工计划工期 30 天 计划进 1 台桩机 开工时间初定为 年 月 日 计划每天每台桩机完成 350m2 遇极端气候或其它不可抗力 因素 工期顺延 水泥土防渗墙施工顺序 按桩号顺序 在施工过程中考虑到机械保养等因素影响 应注意合理安排时间 确保计 划按时完成 力争缩短工期 六 施工注意事项及常见问题六 施工注意事项及常见问题 6 16 1 施工注意事项施工注意事项 1 制备好的浆液不得离析 泵送必须连续 不能停置时间过长 超过 2h 的浆液不准使用 水泥浆要严格按设计试验配合比配置 要预先筛除水泥中 的结块 拌制浆液的罐数 固化剂用量等应有专人记录 2 应注意储浆桶内浆