搅拌桩施工指导

1 二 二 场场地岩土工程地地岩土工程地质质及水文条件及水文条件 1 场场地岩土工程地地岩土工程地质质 根据勘察资料 场地微观原始地貌单元属深圳湾海水区域 场地内分布的地 层主要有人工填土层 第四系全新统海相沉积层 上更新统海陆交互相沉积层及 中更新统残积层 下伏基岩为燕山晚期花岗岩 与基坑开挖相关地层其野外特征 按自上而下的顺序描述如下 人工填土层 人工填土层 Q4ml 褐黄 褐红 褐灰等杂色 属素填土 20 世纪 90 年代由 人工填海造陆堆填而成 堆填时间已超过 10a 地表为厚约 2 5cm 的混凝土层 其下主要由粘性土 碎石及粗砾砂等构成 呈湿 稍密状态 层顶标高介于 0 20 3 77m 层厚 1 20 6 50m 平均厚度 3 19m 第四系全新统海相沉积层 第四系全新统海相沉积层 Q4m 淤泥质粉质粘土 褐灰色 含有机质 具腥臭 味 含贝壳 海螺等生物碎屑及未完全分解的植物残骸 局部发育粉细砂薄夹层 因 20 世纪 90 年代填海造陆后 已进行插板堆载预压地基处理 该层中残留有塑 料排水板 呈很湿 饱和 软塑 可塑状态 层顶埋深介于 1 20 6 50m 层顶标 高介于 6 44 0 79m 层厚 6 00 14 20m 平均厚度 9 85m 第四系上更新统海陆交互相沉积层 第四系上更新统海陆交互相沉积层 Q3mc 由粉质粘土 泥炭 粉土 细中砂 含卵石粗砾砂等 5 层构成 其中粉质粘土 泥炭 粉土等层在场地内呈透镜状或 互层状产出 粉质粘土 灰黄 浅黄 浅灰等色 不均匀混少量细砂 含少量有机质 很湿 饱和 软塑 可塑 层顶埋深介于 10 30 15 80m 层顶标高介于 15 18 10 20m 层厚 1 00 6 00m 平均厚度 3 07m 泥炭 黑色 含有机质及大量未完全分解植物残骸 具腥臭味 结构松散 土 质很轻 浸水体胀 易崩解 干缩现象明显 呈饱和 软塑状态 层顶埋深介于 9 80 17 90m 层顶标高介于 17 37 8 78m 层厚 0 50 3 60m 平均厚度 1 50m 粉土 浅灰 浅黄色 不均匀混少量细砂 粘性土含量介于 10 8 15 3 湿 饱和 稍密 局部中密状态 层顶埋深介于 12 10 18 50m 层顶标高介于 16 96 8 90m 层厚 0 40 3 90m 平均厚度 1 81m 细中砂 灰黄 浅灰 褐红等杂色 石英及长石质 含少量粘性土 呈饱和 松 2 散 稍密状态 该层在场地内呈透镜状产出 层顶埋深介于 12 00 20 00m 层顶 标高介于 18 31 11 96m 层厚 0 50 4 30m 平均厚度 2 41m 含卵石粗砾砂 灰白 浅黄色 成分为石英质 含少量粘性土 不均匀混 20 40 圆砾及卵石 卵石成分为石英质 质坚硬 次棱角状 亚圆形 粒径一般 为 2 4cm 大者 6 8cm 呈饱和 中密 密实状态 层顶埋深介于 14 00 20 50m 层顶标高介于 18 81 14 01m 层厚 0 80 13 30m 平均厚度 3 72m 第四系中更新统残积层 第四系中更新统残积 Q2el 砾质粘性土 浅灰 肉红色 系由花岗岩风化残 积而成 原岩结构清晰可辨 残留 20 30 石英颗粒 呈湿 稍湿 硬塑状态 其 顶面埋深为 16 40 24 00m 标高介于 22 02 16 42m 层厚 1 70 11 00m 平均 厚度 4 25m 燕山晚期花岗岩 燕山晚期花岗岩 53 1 肉红 浅灰 灰绿色 风化后呈褐红 灰黄色 主要 由长石 石英及黑云母等矿物组成 含少量其他暗色蚀变矿物 粗粒结构 致密 块状构造 基岩按风化程度可划分为全风化 强风化 中风化及微风化四带 具 体描述如下 全风化花岗岩 褐黄 褐红 灰黄色 绝大部分矿物已风化变质 其中钾长石 风化后呈粉末状 手捻有砂感 岩芯呈土状 其顶面埋深 17 50 31 90m 标高介 于 29 77 16 29m 层厚 1 00 18 60m 平均厚度 4 75m 因风化不均匀 该层中 残留有强风化球状岩体或夹层 强风化花岗岩 褐黄 褐红 灰绿色 大部分矿物已风化变质 石英及钾长石 呈颗粒状及砂状 风化裂隙极发育 不均匀残留少量中风化岩块 芯多呈砂砾状 及土夹碎块状 其顶面埋深 17 50 31 00m 标高介于 32 32 16 29m 层厚 1 00 25 70m 平均厚度 7 54m 因风化不均匀 该层中残留有强风化 2 2 球 状岩体或夹层 强风化花岗岩 褐黄 褐红 灰绿色 大部分矿物已风化变质 主要由砂砾状 或碎块状强风化岩夹中风化岩块构成 风化裂隙极发育 岩芯多呈砂砾状 碎块 状 块状 其顶面埋深 23 30 54 20m 标高介于 54 16 23 23m 层厚 0 50 30 20m 平均厚度 5 11m 因风化不均匀 该层中残留有中风化球状岩体或 夹层 2 水文地 水文地质质条件条件 地表水 在 20 世纪 90 年代 勘察场地内已开挖出深 2 3m 的基坑 基坑内已人工开 3 挖多条深度介于 20 25m 未灌注混凝土空桩 按照本次勘察结果 各空桩已穿 过透水性强的砂层和其他各土层 桩端已进入强风化花岗岩中 又因本场地由填 海造陆堆填而成 东侧和南侧邻近深圳湾 地下水易透过砂层入渗至本场地内 并与汇聚到现基坑内的地表水联通 2009 年 5 月 26 日测得现状基坑内地表水水 面标高为 0 79m 地下水埋深条件 地下水类型及含水性 勘察期间 各钻孔均遇见地下水 赋存 运移于人工填土 第四系海陆交互 相沉积粉土 细中砂 含卵石粗砾砂层 残积层及花岗岩各风化带的孔隙 裂隙 中 地下水类型属上层滞水 承压水和基岩裂隙水 上层滞水主要赋存于人工填土中 承压水主要赋存于粉土 细中砂 含卵石 粗砾砂中 水量较大 均受大气降水及地表水补给 水位随季节性变化 其中粉 土 细中砂 含卵石粗砾砂为本地区主要的透水性地层 赋存丰富的地下水 是 场地内地下水运移的主要通道 花岗岩各风化带内所赋存的地下水属基岩裂隙 水 受节理裂隙控制 未形成连续 稳定的水位面 根据地区工程经验及室内渗 透试验结果 场地内除粉土 细中砂 含卵石粗砾砂属中 强透水层外 其他各 地层均属弱透水 不透水性地层 由于场地内地下水与地表水已联通 而无法测 得各层地下水的稳定水面标高 4 三 三 搅搅拌拌桩桩的施工的施工 1 施工情况及安排 施工情况及安排 因受基坑场地的限制 搅拌桩先施工基坑西侧及北侧 1 台搅拌桩机 施工西侧 I 点至 H 点 1 台施工 I 点至 A 点 北侧由 A 点施工至 D 点 待东面 南面清理出工作面紧接施工 因场地已施工完成的一层地下室支护系统均需破除 需查明原支护 系统土钉长度 是否对现基坑支护体系有影响 首先清理回填工作面提供相对较为简单的基坑西侧 北侧 东侧北段 场地为搅拌桩施工工作面以上场地高程在黄海高程 3 90 4 10m 然后根据现场 实际逐步提供其它部位工作面 施工场地临时道路 桩芯的回填以利用场地的土为前提 如果场地上 的土满足不了回填要求时采取混凝土盖板 桩芯回填后沿支护桩四周铺设 500mm 的砖渣或 C25 混凝土临时道路为灌注混凝土时和吊钢筋笼的汽车道路 因搅拌桩需施工工作面 需要的距离为搅拌桩中线至机械最前端约 为 1 3m 故在施工过程中 东侧北段 西侧 北侧需在自然地面施工 需增加空桩 预计需 4 台机械设备进场施工 每台机械设备的功率约为 55KW 工期预计 35 天 同理因工作面原因 搅拌桩南侧需调整设计方案 将上部改为直立陡 坡支护 东侧南段目前有工地出入口等 待西大门和东大门搅拌桩支护桩施工完 成后 破除现有路面 其余区段适当采取上部放坡度不变但开挖边向外移 1100mm 本工程采用深层水泥双排搅拌桩作为截水帷幕 同时起到超前支护土体作 用 技术参数如下 1 搅拌桩桩径为 550mm 桩间距为 450mm 水泥采用 P O 32 5 水泥 2 施工前应进行配合比试验 以确定合理的施工参数 3 水泥掺入量按 45kg m 具体可根据配合比试验进行调整 水泥浆水灰比 可选用 0 55 0 65 4 搅拌桩的垂直偏差不得超过 1 桩位的偏差不得大于 50mm 搅拌头的 直径应每天检查一次 其磨损量不得大于 10mm 成桩直径和桩长不得小于设计 值 5 成桩 7d 后 采用浅部开挖桩头 深度宜超过停浆面下 0 5m 目测检查搅 拌的均匀性 量测成桩直径 检查量为施工总桩数的 2 如不符合设计要求 应 采取有效补救措施 5 2 深 深层搅层搅拌拌桩桩施工工施工工艺艺流程流程图图 搅搅拌拌桩桩施工工施工工艺艺流程流程图图 3 施工方法 施工方法 A 定位 测量员根据设计图纸 放出深层搅拌桩的桩位 示以明显标志 步履式深层 搅拌机就位 对中 当地面起伏不平时 可通过桩机流压系统调节桩架垂直度 保证搅拌机水平 B 预搅下沉 待深层搅拌机的冷却水循环正常后 启动搅拌机电机 放松桩架钢丝绳 使 搅拌机沿导向架切土下沉 下沉速度可由电机的电流监测表控制 工作电流不应 大于70A 如果下沉速度太慢 可以输浆系统补给清水 以利钻进 C 制备水泥浆 待深层搅拌桩下沉至一定深度时 即开始按设计确定的配合比 水泥掺入量 15 拌制水泥浆 水泥浆必须拌制均匀 待压浆前浆水泥浆倒入集料斗中 D 喷浆搅拌提升 深层搅拌机下沉到达设计深度后 开启灰浆泵 其出口压力保持0 4 0 6Mpa 使水泥浆自动连续喷入地基 搅拌机边喷浆 边摆转 按照0 6 1 0m min 的速度提升 直到设计要求桩顶标高 E 重复搅拌下沉 为使已喷入土中的水泥浆与土充搅拌均匀 再次将搅拌机边摆转边沉入土 中 直至设计要求的深度 平整场地 预搅下沉 同时配制水泥浆 喷浆搅拌 提升 重复搅拌下沉 重复搅拌提升至孔口成桩 关闭搅拌机 清洗浆管 移机位至下一根桩 开挖返浆沟 6 F 重复喷浆搅拌提升 一般情况下 即将搅拌机边摆转边提升 再次回到设计要求桩顶标高 并上 升至地面 制桩完毕 考虑到本工程基坑两侧及南侧砂砾石层较厚 含水丰富 涌水量大 故在重复搅拌提升时增喷水泥浆 直至设计桩顶标高 G 重复上 下搅拌 深层搅拌机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 为使软土和水泥浆搅拌均匀 可再次将搅拌机边摆转边沉入土中 直至设 计加固深度后再将搅拌机提升出地面 H 清洗 向已排空的集料斗注入适量清水 开启灰浆泵 清洗全部管道中残留的水泥 浆 直至基本干净 同时将粘附在搅拌头清洗干净 I 移位 重复上述A H步骤进行下一根桩的施工 4 深 深层搅层搅拌拌桩桩施工中常施工中常见见的的问题问题和和处处理方法理方法见见下表下表 深层搅拌桩施工中常见的问题和处理方法 常见问题发生原因处理办法 预搅下沉困难 电流 值高 电机跳闸 1 电压偏低 2 土质较硬 阻力太大 3 遇大石或树根等障碍物 1 调高电压 2 适量冲水下沉 3 开挖排除障碍 搅拌机下不到预定 深度 但电流不高 1 土质太粘 2 搅拌机自重不够 1 增加搅拌机自重 2 加设反压装置 喷浆提升未到设计 顶面标高 集料斗中浆液 中排空 1 后台投料不准 2 灰浆泵磨损漏浆 3 灰浆泵输浆量增大 1 重新标定投料量 2 检修灰浆泵 3 重新标定灰浆泵输浆量 喷浆担升到设计顶 面标高 集料斗中剩浆过 多 1 后台拌浆加水过量 2 输浆管路部分阻塞 1 重新标定拌浆用水量 2 清洗输浆管路 输浆管堵塞 爆裂1 浆管内有浆液硬结块 2 喷浆口球阀间隙太小 1 拆洗输浆管 2 使喷浆口球阀间隙适当 5 搅搅拌拌桩桩安全施工操作安全施工操作规规程程 1 作业场地至电源变压器或供电主干线和距离应在 200m 以内 作业区应 有明显标志或围栏 非工作人员不得进入 2 电源容量与导线截面应符合出厂使用说明书的规定 启动时 当电动机 7 额定电压变动在 5 10 的范围内时 可以额定功率连续运行 当超过时 则应控制负荷 3 液压箱 电气箱应置于安全平坦的地方 电气箱和电动机必须安装保护 接地设施 4 长期停放重新使用前 应测定电动机的绝缘值 且不得小于 0 5M 并 应对电缆芯线进行导通试验 电缆外包橡胶层应完好无损 5 应检查并确认电气箱内各部件完好 接触无松动 接触器触点无烧毛现 象 6 作业前 应检查转盘与连轴器的连接螺栓的紧固性 不得在螺栓松动或 缺件的状态下启动 7 应检查并确认油箱内润滑油位在规定范围内 用手盘转胶带轮时 变速 箱内不得有任何异响 8 应检查各传动胶带的松紧度 过松或过紧时应进行调整 胶带防护罩不 应有破损 9 塔架与机体连接处的紧固螺栓不得松动 液压缸根部的接头防护罩应齐 全 10 检查各电控箱是否是一机一闸一漏电 否则禁止开机搅拌 11 启动搅拌桩应监视启动电流和电压 一次启动时间不应超过 10s