三轴搅拌桩施工标准化手册

南昌轨道交通南昌轨道交通 3 3 号线工程土建施工号线工程土建施工 0303 合同段合同段 三轴搅拌桩三轴搅拌桩 施工标准化手册施工标准化手册 编 制 复 核 审 核 中铁二局南昌轨道交通 3 号线土建三标项目部 二O一六年八月九日 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 1 目录 第一章 规范性引用文件 3 第二章 范围 3 第三章 机械选择 3 第四章 设计要求及质量控制要求 4 第五章 三轴搅拌桩施工工艺及工序要求 5 5 1 施工准备 5 5 2 工艺试桩 5 5 3 施工工艺流程 6 5 4 主要施工参数 暂定 9 5 5 施工记录 9 5 6 质量检验 10 5 7 特殊部位处理 10 5 8 特殊情况处理措施 11 5 9 三轴搅拌桩施工技术要点 12 5 10 搅拌桩桩体验收标准 12 第六章 三轴搅拌桩参数计算实例 12 6 1 说明及要求 12 6 2 计算实例 13 第七章 施工组织 13 7 1 人员配备 13 7 2 机械配置 13 7 3 试验 测量仪器配置 14 第九章 项目管理机构 14 9 1 项目管理责任制 14 第十章 保证措施 15 10 1 质量保证措施 15 10 2 安全 文明及环保措施 15 第十一章 质量记录 16 第十二章 附件 18 12 1 施工记录 18 12 2 检验批资料 18 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 2 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 3 第一章第一章 规范性引用文件规范性引用文件 1 岱山站站主体围护结构施工图 2 岱山站岩土工程勘察报告 3 现行施工规范和操作规程 如下 建筑基坑工程技术规范 YB9258 1997 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2012 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 建筑基桩检测技术规范 JGJ106 2014 建筑机械使用安全技术规程 JGJ 33 2012 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ 46 2005 第二章第二章 范围范围 适用于南昌轨道交通 3 号线土建三标项目岱山站三轴止水帷幕指导施工 第三章第三章 机械选择机械选择 经综合考虑 本工程选择 JB 160 型三轴搅拌机 采用专用三轴搅拌机施工 两轴同向旋转喷浆与土拌合 中轴逆向高压喷气在孔 内与水泥充分翻搅拌和 而且由于中轴高压喷出的气体在土中逆向翻转 使原来已拌合 的土体更加均匀 成桩直径更加有效 加固效果更优 三轴搅拌机械施工效率高 相对单轴或双轴搅拌机械施工工期大大缩短 对于施 工工期要求紧的工程 此法施工特别有效 使用范围广 水泥深层搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土 粉土 饱 和黄土 素填土 粘性土 泥炭土 有机质土等地基 同时 水泥深层搅拌桩所形成的 水泥土固体可作为竖向荷载的复合地基 基坑工程围护挡墙 被动区加固 防水帷幕等 三轴搅拌桩施工时 将要置换出一部分泥浆 由于施工前开挖沟槽 避免了泥浆 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 4 的益出 但由于加固深度的增加置换出的泥浆将会逐渐增多 置换出的泥浆在短时间内 无法固结至使无法及时运到指定的弃土场 对施工现场的文明施工造成一定影响 施工机械设备比较大 现场组装需要提供很大的施工场地 机械设备从现场组装 到调试需要一个星期的时间 所以三轴搅拌桩加固需要较大的施工场地 同时 为保证成桩质量 建议使用灌浆自动记录仪 实时盯控施工过程数据 灌 浆自动记录仪以压力传感器测量喷灌压力 流量计计量喷灌流量 集微型计算机系统对 传感器信号采集 分析 数据处理 并且控制打印机打印施工过程数据 第四章第四章 设计要求及质量控制要求设计要求及质量控制要求 1 岱山站设计自然地坪绝对标高约为 33 7m 冠梁底标高为 31 699m 三轴搅拌桩 底标高为入中风化岩层 0 2m 基坑开挖深度约为 16 8m 2 水泥搅拌桩采用 PO 42 5 普通硅酸盐水泥 止水帷幕的水泥掺量为 25 水灰比 为 1 5 渗透系数不应大于 1 10 7cm s 28 天无侧限抗压强度标准值不低于 0 8MPa 3 桩身采用一次搅拌工艺 水泥和原状土须均匀拌合 下沉及提升均为喷浆搅拌 为保证水泥土搅拌均匀 必须控制好钻具下沉及提升速度 钻机钻进搅拌速度一般在 0 8m min 提升搅拌速度一般在 1m min 钻进时注浆量一般为额定浆量的 70 80 在桩 底 2m 部分重复搅拌注浆 提升速度不宜过快 避免出现真空负压 孔壁塌方等引起周边 地基沉降 4 搅拌桩成桩应均匀 持续 无颈缩和断层 严禁在提升喷浆过程中断浆 特殊情 况造成断浆应恢复压浆前将三轴搅拌机提升或下沉 0 5m 后再注浆搅拌施工 以保证搅拌 的连续性 因故搁置超过 2h 以上的拌制浆液 应作废浆处理 严禁在用 5 搅拌桩施工应有连续性 不得出现 24h 施工冷缝 如因特殊原因出现施工冷缝 则需补强并在图纸及现场标明位置 以便最后统一考虑加强方案 超过 48h 须在接头旁 加桩补强 6 由于浅层土层渗透系数大 止水帷幕的质量至关重要 各方应加以重视 包括施 工队伍 施工机械的选取到施工的管理等各方面 均应加强 确保水泥搅拌桩施工质量 7 搅拌桩施工过程中 必须对基坑周边沉降及位移进行监测 并根据监测资料 合 理控制搅拌桩施工过程中搅拌头的压入阻力及注浆压力 8 基坑开挖前 采用浆液试件强度试验对水泥土搅拌桩桩身强度进行检验 抽检根 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 5 数为总数的 2 每根不少于 3 个取样点 每个取样点制作 3 件试块 试块 28 天无侧限抗 压强度标准值不低于 0 8MPa 搅拌桩成桩 28d 后 采用钻取芯样作桩身完整性检测 检 验数量为施工总桩数的 0 5 且不少于 6 点 第五章第五章 三轴搅拌桩施工三轴搅拌桩施工工艺及工序要求工艺及工序要求 5 1 施工准备施工准备 5 1 1 技术准备 认真熟悉现场的工程地质和水文地质资料 场区内地下障碍物和邻近区域的地下管 线 管道 电缆 地下构筑物 房屋等调查资料 完成施工组织设计以及施工方案的审批 对图纸进行会审及设计交底 完成相关手续工作 对现场施工人员进行图纸和施工方案交底 专业工种应进行短期专业技术培训 特殊工种人员必须持证上岗 组织现场所有管理人员和施工人员学习有关安全 文明施工规程 增强职工安全 文明施工和环保意识 进行测量基准点交底 复测及验收工作 5 1 2 测量准备 测量放样前 先完成对施工图纸的审核 完成对测量依据定位点的交接与检测 完成 测量方案的编制与数据准备 完成对测量工具仪器的检测与纠正 以及进场报验 5 1 3 试验准备 开工前 试验需要完成的工作有 仔细核对图纸 确认水泥标号和预计使用数量 强 度检测方式方法 完成已进场原材料的抽样检测并取得检测报告 5 1 4 作业条件准备 现场临建场地完成 具备作业环境 通过监理验收 施工用水 用电接至施工场区 并满足三轴机械施工要求 通过监理验收 泥浆储备池已完成 三轴搅拌机械试运转完毕 5 2 工艺试桩工艺试桩 5 2 1 根据设计图要求 配合建设 监理单位 组织由设计 质监 地质勘探部门一 起参加的工艺试打桩工作 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 6 5 2 2 现场施工人员认真填写施工原始记录 记录内容应包括 施工桩号 施工日期 天气情况 喷浆深度 停浆标高 灰浆泵压力 管道压力 钻机转速 钻进速度 提升速度 浆液流量 每米喷浆量 复搅深度 5 2 3 根据试打桩确定三轴水泥搅拌桩机喷浆量 钻进速度 提升速度 搅拌次数等 参数 填写试打桩报告 方能进行大面积施工 5 3 施工工艺流程施工工艺流程 5 3 1 三轴搅拌桩施工工艺流程图 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 7 三轴搅拌桩施工工艺流程图 5 3 2 三轴搅拌桩桩位施工顺序 三轴搅拌桩按下图所示顺序进行施工 其中两圆相交的公共部分为重复套钻 以保 证墙体的连续性和接头的施工质量 该施工顺序一般适用于 N 值小于 50 的地基土 跳槽 式双孔全套复搅式连接 一般情况下均采用该种方式进行施工 详见下图所示 对于围 墙转角或有施工间断情况下采用单侧挤压式连接方式 详见下图所示 施工顺序2施工顺序1 施工顺序3 施工顺序4 施工顺序5 跳槽式双孔全套复搅式连接方式图 施工顺序3施工顺序1 施工顺序2 施工顺序5 施工顺序4 单侧挤压式连接方式图 5 3 3 施工场地平整 施工前 必须先进行施工区域内的场地平整 路基承重荷载以能行走三轴搅拌机 械为准 因该工法要求连续施工 故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清 理或移位 以保证施工顺利进行 5 3 4 桩位放样 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 8 根据提供的坐标基准点 按照设计图进行放样定位及高程引测工作 并做好永久及 临时标志 放样定位后 请监理进行复核验收签证 确认无误后方可进行搅拌施工 5 3 5 开挖导向沟槽 在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土 为了保证桩机的安全移位和施工现 场的整洁 需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽 根据基坑围护内边控制线 采用 0 6m3挖机开挖导向沟 遇有地下障碍物时 用挖土 机清除 开挖导向沟余土应及时处理 以保证桩机水平行走 并达到文明工地要求 5 3 6 搅拌桩孔位定位 由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位 桩位平面偏差不大于 2cm 本工 程使用的三轴搅拌机桩径为 850mm 轴心距为 600mm 搅拌桩搭接 250mm 三轴搅拌 桩采用套打一孔工艺 因此桩心距为 1200mm 5 3 7 桩机就位与垂直度校正 移动搅拌桩机到达作业位置 并调整桩架垂直度达到 0 5 以 上 在桩机上焊接一半 径为 5cm 的铁圈 10m 高处悬挂一铅锤 利用经纬仪校直钻杆垂直度 使铅锤正好通过 铁圈中心 每次施工前必须适当调节钻杆 使铅锤位于铁圈内 即把钻杆垂直度误差控 制在 0 5 内 桩机移位由当班组长统一指挥 移动前必须仔细观察现场情况 移位要作到平稳 安全 桩机定位后 由当班组长负责对桩机桩位进行复核 偏差不得大于 20mm 为便于成桩深度的控制 施工前应在钻杆上做好标记 控制搅拌桩桩长不得小于设 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 9 1 2 3 4 下沉搅拌注浆 提升搅拌注浆 施工时间 深 度 计桩长 当桩长变化时擦去旧标记 做好新标记 5 3 8 水泥浆液拌制 施工前应搭建好拌浆施工平台 平台附近搭建水泥库 对全体工人做好详细的施工 技术交底工作 水泥采用 P0 42 5 级普通硅酸盐水泥 水泥浆液的水灰比严格控制在 1 5 1 6 具体根据可现场实际情况调整 水泥总体掺量为 25 空桩为 5 重量 5 3 9 注浆 搅拌 提升 启动电动机 根据土质情况按计算速率 放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下 沉 直到钻头下沉钻进至桩底标高 按照搅拌桩施工工艺要求 钻杆在下沉和提升时均 需注入水泥浆液 每次下降时喷浆 70 80 提升时喷浆 20 30 钻机钻进速度不 大于 0 8m min 提升速度宜不大于 1m min 按照技术交底要求均匀 连续注入拌制好的 水泥浆液 钻杆提升完毕时 设计水泥浆液全部注完 见下图 搅拌时间 下沉 提升关 系图 搅拌时间 下沉 提升关系图 5 45 4 主要施工参数主要施工参数 暂定 暂定 下沉速度 0 6 0 8m min 提升速度 0 8 1m min 搅拌转速 30 50rod min 浆液流量 140 160L min 浆液配比 水 水泥 1 5 1 注浆压力 1 5 2 5Mpa 5 55 5 施工记录施工记录 施工过程中 由技术员负责填写施工记录 施工记录表中详细记录了桩位编号 桩 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 10 长 断面面积 下沉 提升 搅拌喷浆的时间及深度 水泥用量 试块编号 水泥掺入 比 水灰比 施工过程中质检员 技术员 监理工程师监督施工 施工记录报项目监理 审批 5 65 6 质量检验质量检验 施工前应检查水泥的质量 桩位 搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度 水 泥必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书 并按批次取样送检测中心试验合格后方 能使用 施工中质量检验包括机械性能 材料质量 掺合比试验等资料的验证 以及桩位 桩长 桩顶高程 桩身垂直度 桩身水泥掺量 喷浆速度 水灰比 搅拌和喷浆起止时 间 喷浆量的均匀度 搭接桩施工间歇时间等 施工结束后 应检查桩体强度 桩体直径 防渗效果等 水泥土搅拌桩桩身强度应符合设计要求 5 7 特殊部位处理特殊部位处理 1 施工冷缝处理 施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案 在围护桩达到 一定强度后进行补桩 以防偏桩 保证补桩效果 素桩与围护桩搭接厚度约 10cm 具体如 下图所示 冷冷冷冷 10cm 冷冷 施工冷缝处理图 2 搅拌桩渗水处理 在整个基坑开挖阶段 备好相应设备及材料 密切注视基坑开挖情况 一旦发现墙 体有漏点 及时进行封堵 具体采用以下两种方法补漏 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 11 a 引流管 在基坑渗水点插入引流管 在其周围用速凝防水水泥砂浆封堵 待水泥砂浆达到强 度后 将引流管打结 b 双液注浆 配置化学浆液浆液配比 A 液 水 水泥 膨润土 外掺剂 0 7 1 0 03 0 03 水泥选用复合硅酸盐水泥 标号为 32 5 B 液 水玻璃选用波宽度为 35 40 bl A 液 B 液 1 1 初凝时间 45 秒 凝固强度 3 4Mpa 2h 将配制拌合好的化学浆液和水泥浆送入贮浆桶内备用 注浆过程中应尽可能控制流量和压力 防止浆液流失 施工参数 注浆流量 150 200L min 注浆压力 4 6Mpa 5 8 特殊情况处理措施特殊情况处理措施 有异常时 如遇无法达到设计深度进行施工时 应及时上报甲方 监理 经各方 研究后 采取补救措施 在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时 宜与设计单位 业主 监理共 同协商 确定解决办法 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 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 考虑障碍物过深 场地受限 无法进行深开挖清障 当工法桩遇此障碍无法钻入 时 应尽量先行朝基坑外侧绕开 见下图 若不具备绕开条件 则跳开 对空缺部分可 采用钻孔灌注桩结合高压旋喷止水桩进行闭合 下图 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 12 5 95 9 三轴搅拌桩施工技术要点三轴搅拌桩施工技术要点 严格按照设计要求配制浆液 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 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 水泥土搅拌桩施工时 不得冲水下沉 钻头提升速度控制在 1 0m 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 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 对溢出的泥土及时采用内驳车运到施工现场集土坑内 临时集中堆放 待达到一 定强度后方能再组织土方外运 5 10 搅拌桩桩体验收标准搅拌桩桩体验收标准 实测项目允许偏差 平行基坑方向 20mm 桩位偏差 垂直基坑方向 20mm 垂直度 5 成桩深度 50mm 桩顶标高和桩深应满足设计要求 水泥浆灌入量要有严格保证 无异常过少现象 成桩过程中对水泥土取样 制成标准试块 取样数量为每台 班机一组 每组 9 块 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 13 搅拌桩桩体在达到龄期 28 天后 进行钻孔取芯测试其强度 其抗压强度不应小于 0 8MPa 检查桩的数量不少于已完成桩数的 2 第六章第六章 三轴搅拌桩参数计算实例三轴搅拌桩参数计算实例 6 1 说明及要求说明及要求 三轴止水帷幕采用 850 600 搅拌桩施工 单根桩长约 26 17m 其中实桩长度为 24 22m 水泥掺量为 25 空桩长度为 1 95m 水泥掺量为 5 6 2 计算实例计算实例 单根桩理论水泥用量 实桩 24 22 实桩长 1 8 土体比重 1 495 单幅面积 0 25 水泥掺量 16 29t 空桩 1 95 1 8 1 495 0 05 0 26t 总用量 16 29 0 26 16 55t 单根桩理论水泥浆浆液用量 浆液配比为水 水泥 1 5 1 浆液比重为 1 37t m 实桩部分 16 29 水泥用量 1 2 5 水 水灰 1 37 浆液比重 29 73m 空桩部分 0 26 1 2 5 1 37 0 47 m 浆液总量为 29 73 0 47 30 2m 第七章第七章 施工组织施工组织 7 1 人员配备人员配备 施工人员配备见下表 一个班组人员 序号序号工种名称工种名称人员数量人员数量备注备注 1 三轴搅拌机操作手 1 2 班组长 1 3 测量工 2 4 后台操作员 1 5 普工 6 6 挖机司机 1 7 合计 12 说明 劳动力以每个工作面的配置人数为准 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 14 7 2 机械配置机械配置 主主要要施施工工机机械械设设备备配配备备计计划划 序号序号机械名称机械名称规格型号规格型号数量数量 台台 备注备注 1 三轴搅拌机 JB 1601 2 散装水泥自动拌浆系 统 套 1 3 空压机 WY 6 0 6 0 91 4 水泥储存罐 1 5 压浆泵 BW 2001 6 挖机 PC2201 7 3 试验 测量仪器配置试验 测量仪器配置 序号序号设备名称设备名称单位单位数量数量施工部位施工部位 1 全站仪台 1 施工放样及垂直度检测 2 水平仪台1标高测量 3 钢卷尺把2桩位引测 第九章第九章 项目管理机构项目管理机构 9 1 项目管理责任制项目管理责任制 制定质量管理责任制 认真按照设计要求和现行施工规范组织施工 施工全过程严 格按有关质量标准进行 落实质量责任制 层层签订质量责任书 实行质量目标管理 并逐级分解质量创优目标 明确各级人员的质量责 权 利 管理层质量责任制建立后 将其纳入年度考核内容 作业层 定人员 定任务 定工期 定质量 定安全 包括文 明施工 定报酬 定奖罚 的 七定 质量承包责任制 且与各级人员的经济收入挂钩 奖优罚劣 真正做到从项目管理班子到作业工人均有质量目标和实施计划 责任到人 落实到位 项目责任管理机构图见下表 项目经理 项目总工项目副经理 项目经理部 项目书记 生产经理 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 15 第十章第十章 保证措施保证措施 10 1 质量保证措施质量保证措施 三轴搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程 施工中必须随时检查施工记录和计 量记录 重点检查水泥用量 桩长 钻头提升速度 喷浆深度 停浆处理方法等 正式开工前应做试验桩 确定合理的施工参数 施工前 根据施工图纸对所有桩体进行编号 施工时按照编号桩体进行施工并及时 做好施工记录 三轴搅拌桩在下沉和提升过程中保持螺杆匀速转动 匀速下钻 匀速提升 注浆施 工时严格控制搅拌桩搅拌下沉和提升速度 搅拌下沉速度不超过 0 8 米 分钟 提升速 度不超过 1 米 分钟 严格控制水泥浆浆液配比 为了防止浆液离析 水泥浆配置好后不得超过 2 小时 经常对搅拌桩机进行维修保养 尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问 题 设专人负责操作 上岗前必须检查机械设备的性能 确保设备正常运转 严禁使用过期水泥 受潮水泥 对每批水泥进行复核 合格后方能使用 对现场施工的每一个作业人员进行作业指导书 技术 安全教育培训 严格按照交 底内容施工 水泥流量 注浆压力采用人工控制 严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度 用水量采取总量控制 并用比重仪随时检查水泥浆的比重 注浆压力控制在 1 5 2 5Mpa 物 机 部 工 程 管 理 部 安 质 环 保 部 全 组 组 综 合 办 公 室 试 验 室 财 务 部 钻 机 班 后 台 班 测 量 班 排 污 班 电 工 班 普 工 班 清 障 班 炊 事 班 工 经 部 南昌轨道交通 3 号线土建施工 03 合同段 中中铁铁二二局局工工程程有有限限公公司司 16 根据有关规定每台班做一组 7 07 7 07 7 07 3水泥土试块 试样来源于沟槽中 置换出的水泥土 按规定条件养护 到达龄期后送去实验室做抗压强度试验 试验报告 及时提交监理与甲方 10 2 安全 文明及环保措施安全 文明及环保措施 10 2 1 施工安全 设备拼装时指派专人负责安全监督指导 非工作人员严禁进入施工现场 开工前必须进行安全三级教育 做好安全交底 每周进行一次安全生产自检活动 制订完整的安全生产管理制度 明确分工 各负其责 专