多头小直径防渗墙方案要点

1、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日目录一、工程概况1.1 设计依据1.2 土层分布1.3 工作内容二、设备选型及水泥用量2.1 机械选型2.2 档位选择2.3 钻头直径计算2.4 水泥量计算三、试桩及质量检测试验3.1 试桩目的3.2 试桩要求四、施工工艺及质量保证4.1 施工工艺流程4.2 搭接方法4.3 质量控制措施4.4 质量检测试验五、施工进度计划及施工顺序六、施工注意事项及常见问题6.1 施工注意事项6.2 常见事故处理#多头小直径防渗处理工程一、工程概况本工程位于丹徒区长香西路， 工程的

2、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iv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201432 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

3、,6=8 ,层厚极不均匀，平均层厚6.22m； （2）粉质粘土，c=28kpa （|）=110 ,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，有效成墙厚度不小于0.22m （施工保障0.25m）。第一章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 115% (以试桩为主)。(2)水灰比：根据地质复勘报告反映的土

4、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 0.60.8;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(15) e-6cm/s。二、设备选型及水泥用量2.1机械选型按照设计要求，本工程采用zcj-45(30)型多头小直径

5、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搅拌装置搅拌轴数量个3搅拌翼片外径mm400搅拌轴转速(正反)r/min25 75起吊设备提升速度m/min0.6 1.2提升能力kn200提升高度m21制浆系统制浆机容量l800储浆罐容量l1600供浆压力mpa0.3 1.0灰浆泵供加量l/min22 100生产能力加固一单兀墙长m0.80 0.90最大加固深度m25施工效率m/台班150 2002.2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

6、参考下表施工方向地层档位速度(m/min)素填土r0.8 1.0搅拌下沉粉质粘土n, m0.8 1.0基岩层i1.0 1.2喷浆提升n0.8 1.02.3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。钻头直径计算d为：a、最小钻头直径：d=2x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。他、2 fb、2二-7v -

7、 +- = 250 + 250 2 =353.55mm八2) 山b、每班钻头翼片磨损：d20 10.00mmc、则钻头直径 d=d+d =353.44+10.00=363.55mm,选用 360mmd、360mnfi径对应墙厚b=259mm2.4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 li=2x d/2+3s=360+3x250=1110mm3(3)搭接长度 l2 =2x (d/2-s/2) =d-s=110mm。(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52m =4 d2 -2 34b2

8、2arcsin 乙d-2b360 万dl2i222=3481.72cm水泥掺加量b为15%, 土容重y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c mh g=94kg1000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3.1 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

9、、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。3.2 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。四、施工工艺及质量保证4.1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

10、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

11、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 3mi

12、n ；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（ 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

13、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多头小直径深层搅拌水泥土防渗墙施工工艺流程图9场地平整供水系统测量放线定位安装水泵接通水源搅进 水输 浆复搅提升到顶预搅喷浆下沉到基岩储浆泵送系统钻头检查清洗桩机移位（至下一桩位或下一单元墙）多头小直径深层搅拌水泥土防渗墙主要工序示意图11sfi完毕清洗移机口5 复搅喷浆提升到顶重复搅拌喷浆下沉 至基岩层1，二一二，喷浆搅u 预搅喷浆下沉到 基岩层定位居中调平机身移位轴线定位控制示意图说明:m n为机身上的定位点；ai、bi、为、r、

14、a、r为每次机身位移时地面上的定位点。（ 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。4.2 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

15、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。

16、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。4.3 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100200mm,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

17、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0.40.6mpa,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和处理情况，也要如实记录，以便汇总分析。17多头搅成墙单元施工搭接示意图单元搭接方式为墙体搭接110120mm墙体相割搭接有效成墙厚度d=360mmb=250m

18、m第二单元墙d/2250mmk 3第一单元墙i多头搅成墙遇障或转弯搭接示意图（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土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1530s,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

19、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1.01.5m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810h,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

20、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。4.4 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510m,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

21、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6.1 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)应注意储浆桶内浆液的均匀性和连续性，压浆阶段不允许发生断浆现 象，喷浆搅