水泥搅拌桩复合地基专项综合项目施工专项方案

***应急供水工程（EPC）

水泥搅拌桩复合地基专题施工方案

编制人：____________

审核人:____________

审批人：

编制单位：******股份

编制日期：11月2日

目录

1、工程概况.................................................................2

2、工程地质、水文地质情况...................................................2

2.1工程地质情况........................................................3

2.2水文地质情况........................................................3

2.3场地地理位置及地形地貌.............................................4

3、水泥土搅拌桩适用范围.....................................................4

4、水泥上搅拌法固化原理.....................................................4

4.1水泥浆液基础性状....................................................4

4.2固化原理............................................................5

5、水泥土搅拌桩工艺原理、布桩样式及力学分析................................5

5.1工艺原理............................................................5

5.2定位测量、放线......................................................6

5.3钻机就位............................................................7

5.4下钻................................................................7

5.5钻进结束............................................................7

5.6提升................................................................7

5.7提升结束、桩体形成.................................................7

5.8检验送浆量..........................................................7

5.9工艺步骤............................................................7

5.10桩长...............................................................7

5.11置换率.............................................................8

6、施工程序.................................................................8

7、•••••••»••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9

8、施工工期................................................................10

9、•••••••••••►•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10

10、工程进度计划...........................................................10

11、材料供给计划...........................................................10

12、施工中应注意事项.......................................................11

水泥搅拌桩复合地基专题施工方案

1、工程概况

拟建***应急供水工程（EPC）在陵水河东北面，沿滨河北路布设。拟建工程包含

1处应急水厂、1处取水泵房、输水管道及配水管道组成，拟建建（构）筑物及勘探

点平面位置图详见附录。

拟建应急水厂配置有虹吸滤池、废水回收池、穿孔絮凝斜管沉淀池、力n药间、清

水池、吸水井、1层发电机房和配电间及3层综合楼，框架结构，无地下室，设计土

0.00标高约7.00m,总用地面积5863.18M、水泥搅拌施工范围为综合楼273根、加

药间112根。拟建取水泵房配置有1层值班室配电间、取水泵房及检修平台和陵水河

取水管，框架结构，埋深约8.00m,设计±0.00标高约8.50m。取水管拟采取顶管施

工，为DN500〜DN600球墨铸铁管。

拟建输水管道(AKO+000〜AK2+043.962)沿滨河北路呈单直线分布，起点在南滨

河北路沿河边(坐标>>164480.068,¥=48901.647),终点在应急水厂(坐标

X=165857.066,Y=47883.092),沿路线总厂为2043.962m,工设计有46个工作竖井

(A1-A46),为DN500球墨铸铁管，设计管中心标高为4.289〜7.494m,拟采取明挖

施工。

拟建配水管道(BKO+000〜BK0+326.129)沿滨河北路东北面呈L形分布，起点为

应急水厂(坐标X=165871.304,Y=47879.776),终点在县城管网接管点(坐标

X=165919.525,Y=4765L560),沿路线总厂为326.129m,工设计有14个工作竖井(A1〜

A14)，为DN600球墨铸铁管，设计管中心标高为2.344〜7.261m,拟采取明挖施工。

2、工程地质、水文地质情况

2.1工程地质情况

依据勘察汇报，关键包含到以下土层：

《***应急供水工程.I：程地质勘察汇报》

①层素填土(Qml)：黄褐、灰褐等色，稍湿，松散，关键有砂土、粘性土及少许

碎石等组成，为新近回填土。该层在个钻孔中全部有揭露。

②层中砂(Q4al+pl)：黄、灰黄色，湿，松散，局部稍密，石英质，亚圆形，以

中砂粒为主，粘粒含量约B%。该层在各钻孔中全部有揭露。

③层淤泥质粉质粘土(Q4al+pl)：灰、灰黑色，流塑,切面有光泽，关键由粘粒

及粉粒组成，局部夹有贝壳粉细砂薄层，含腐殖质，含有腥臭味。

④层中砂(Q4al+pl)：黄褐、灰黄色，饱和，松散〜稍密，石英质，亚圆形，以

中砂粒为主、局部混粗砂粒，粘粒含量约10%0该层在部分钻孔中全部有揭露。

⑤层淤泥质粉质粘土(Q4al+pl)：灰、灰黑色，流塑〜软塑，切面有光泽，关键

由粘粒及粉粒组成，局部夹有贝壳粉细砂薄层，含腐殖质，含有腥臭味。该层仅在应

急水厂部分钻孔中全部有揭露。

⑥层中砂(Q2al+pl)：灰、灰黄色，饱和，中密，石英质，亚圆形，以中砂粒为

主、局部混角砾，粘粒含量约15%o该层仅在应急水厂部分钻孔中全部有揭露。

⑦层强风化花岗岩(F-T-Y)：灰、灰褐色，结构基础破坏，残余结构强度，裂隙

很发育，岩体破碎，浸水易崩解，岩芯呈砂砾〜团块状为主。该层在部分钻孔中全部

有揭露。

2.2水文地质情况

2.2.1地表水

拟建场地地表水关键陵水河，平时水深约4.00〜5.00m；河面宽约300.00m；水

流较缓慢；流向自西向东；两岸均建设有河堤，无坍塌现场，稳定现很好；经现场调

查，取水泵房周围河段洪水位是8.05m,翻板闸上游周围洪水位是6.90m。

2.2.2地下水

在勘探深度范围内，场地地下水属孔隙潜水、岩石裂隙水，其中上部含水层(砂土

及岩石)均为强透水层。其补给起源关键是侧向迳流和降雨补给，排泄路径关键是人

工开采和侧向向南陵水河迳流。地下水受季节性及陵水河影响较大，本工程勘察测得

地下水位埋深为3.00〜7.90m(标高为0.41〜1.33m)。依据区域地质资料，地下水位

年改变幅度约为2.00mo

2.3场地地理位置及地形地貌

拟建工程在陵水河东北面，沿滨河北路布设。拟建应急水厂场地地形开阔，地势

较平坦，周围为居民区，钻孔高程为3.41〜5.89m,高差2.48m。拟建取水房沿陵水

河北岸建筑，邻近滨河北路，地形较为狭窄，地势平坦，钻孔高程为8.59-8.78m,

高差0.09mo拟建输水管道沿线地形较为狭窄，地势西高东低，钻孔高程为5.66〜

10.86m,高差5.20m。拟建配水管道沿线地形较为狭窄，地势西低东高，钻孔高程为

5.66〜7.65m,高差1.99m。场地原始地貌均为陵水河河流一级阶地。

3、水泥土搅拌桩适用范围

水泥土搅拌法：是以水泥为关键固化剂，经过特制深层搅拌机械，将固化剂和地

基土强制搅拌，使软土硬结成含有整体性、水稳性和一定强度桩体地基处理方法。水

泥土搅拌桩分为两类：施工中柱状固结体是由水泥浆和软土搅拌形成，称为水泥浆搅

拌桩；由水泥粉体和软土搅拌形成，称其为粉喷桩。水泥搅拌桩两种方法采取，关键

是经过被加固土层中含水量决定。通常土层中天然含水量小于30%时，较为适合使用

湿法，在大于50%时较为适合使用干法，而在30%〜50%之间时需要依据具体情况进行

灵活选择，水泥土搅拌桩优点有很多，比如：工程造价较低、工期比较短、利用原土，

基础上不存在挤土，对周围建筑干扰少，工艺上简单，易于操作，土体经加固后重力

基础不变，其下卧层不会产生较大附加沉降，施工无振动，噪音小，桩体部署形式灵

活，基于这些有点水泥土搅拌桩在市政道路软土处理中常常使用。

4、水泥土搅拌法固化原理

4.1水泥浆液基础性状

在软土地基处理加固中，纯水泥浆是硬化剂主体,其化学成份是氧化钙、氧化硅、

氧化铝和氧化铁和氧化镁，这些氧化物在水作用下经过一系列物理-化学反应一定时

间后生成含有一定强度结石，有试验数据显示；纯水泥浆28天抗压强度随水灰比变

小而增大，水泥土强度也随水泥等级提升而提升，通常水泥强度提升一个等级，水泥

土强度提升45%〜95双实际上，在水泥浆中加入诸如NNO、NR3、NASiO3之类扩散剂

也能有效提升固结体强度，除此之外，常见外加剂还有速凝剂、塑化剂、缓凝剂、膨

胀剂、加气剂以满足不一样工程性能需要。

表3.1.1水泥化学成份

化学成份最高%最低％

氧化钙6766

氧化硅23.119.3

氧化铝7.64.1

氧化铁5.81.5

氧化镁4.51.7

4.2固化原理

水泥浆注入土体中后，同土混合，因为土物理力学性质不一样，其固化原理有所

不一样，当地基土为砂质土时，其固结强度较高，地基土为粘土时，固结体强度相比

较而言要低些，其物理化学反应也略有所不一样。

在水泥浆注入土体过程中，被振动和高压水冲压土体粉碎成多种颗粒，颗粒间被

水泥浆包裹,水泥水化后,在颗粒四面形成水化物体（铝酸二钙水化物和氧化钙水化

物），这就是固化第一步，水泥水化反应。因为土体颗粒吸附作用，这些结晶体开始

包裹这些颗粒便面，形成胶凝膜，伴随胶凝膜发展连接继而形成胶凝体。当这种胶凝

体因为水化作用连续进行在消耗水分同时生成更多晶体时，这些不停生长、延长不溶

于水晶体交织在一起形成空间性状网络结构，也就是我们常说水泥骨架。骨架一旦形

成，混合体强度开始生成，这也就是水泥固化，当骨架里晶体生成数量越多，晶体硬

结析水越快，越紧密，混合体强度越大。砂质土和粘土固化过程区分在砂质土中含有

一定强度较大粒径参与到骨架构建中成为骨架一部分，而粘土因为微粒粒径萧，悬浮

在这些晶体中，其生成强度完全是在固化过程生成晶体本身强度，故砂质土比粘土水

泥土强度高。需要指出，水化反应是个长久过程。深层水泥土搅拌桩用以处理问题：

（1）桩体穿透可液化层

（2）增加软土地基承载力

（3）降低软土地基沉降量

（4）降低软土地基沉降速度

（5）做为侧向支护增加开挖边坡稳定性

（6）较通常深层搅拌桩强度高3-5倍

（7）因为浆体作用降低了桩间土含水量，提升了桩间土垂直承载力摩阻力。

（8）因为该法形成桩体变形特征靠近于刚性桩，所以经处理后地基，很快结束

了变形。

5、水泥土搅拌桩工艺原理、布桩样式及力学分析

5.1工艺原理

使用水泥搅拌桩钻机钻入设计深度后，利用钻机钻头在搅松软土中以一定压力喷

入预先配好水泥（浆），水泥（浆）和软土在钻头旋转作用下搅拌混合，形成含有一

定强度、柱状、和良好水稳定性水泥稳定土桩，以此实现软土地基承载力增强11标。

在实际施工中通常采取四搅两喷或四搅四喷。

5.2定位测量、放线

测量放线由专职技术人员负担，精度必需满足规范要求及验收标准，施工前施工

员在测量技术人员指定桩位，定位偏差小于2cm,开工前应对桩位进行定位测量。测

量完成后对测量定桩点坐标进行复核，复核完成后由施工员对施工桩位进行放样。定

位测量及放样必需符合设计要求及验收规范要求。

5.3钻机就位

依据桩位平面图布桩并编号，搅拌钻机依据施工流水安排，对准桩位。

5.4下钻

开启搅拌钻机，钻进0.5口后，开动空压机喷射压缩空气，以防钻进时堵塞灰口，

同时借助压缩空降低负载扭矩，使钻进顺利，被加固土体在原位搅动切碎。

5.5钻进结束

钻至设计加固深度后停钻，本工程场地因底层比较均匀，埋深改变不大。加固深

度为:8m。

5.6提升

钻到设计加固深度后，钻机原位反向旋转，开启水泥浆发送装置，等水泥浆送出

后，再开始提升。为使土体和水泥进行充足搅拌并满足设计送浆量要求，以确保粉喷

桩体质量，钻机提升速度和水泥发送装置转速应严格根据工艺设计要求。

5.7提升结束、桩体形成

钻头提升至桩标高时，关闭水泥发送装置。钻机原位旋转Imin,排空管道内余

浆，在继续提升至地面。

5.8检验送浆量一定达成设计送浆量要求时，方能许可钻机移位，若发觉水泥浆

排空后浆量达不到设计要求时，根据施工及质量验收规程进行二次喷浆复搅。每根桩

编号及送浆量等应记入原始统计表上。

5.9工艺步骤

平整场地一施工准备（桩机移位）一桩机就位一钻进一钻至设计孔深一提升、

送浆一复喷、提升一成孔一桩机移位。

5.10桩长

水泥搅拌桩加固深厚软土地基，桩短多为软土，支撑作用很小，按承载也行归属

于纯摩擦桩一类。有试验显示，搅拌桩承载力随桩长增加而增加，不过桩长达成一定

长度时，承载力几乎不再增加，原因是搅拌桩侧摩阻力首先在深搅拌桩上端达成极限

摩阻力，然后逐步向下发展，桩侧摩阻力和桩端阻力就不一样时发挥，对于深层搅拌

桩而言，桩承载力全部由桩材料（尤其是上半部）和桩周摩阻力来确定。随桩长增加

而桩承载力不再显著增加长度被称之为有效桩长，在设计上，设计搅拌桩设计长度L

不宜超出有效桩长Lao研究标明，影响有效桩长原因有三项，分别是桩身强度、地

基土支撑力和桩土模量比°具体到某一具体工程，在取得地勘资料后，设计人员只需

要套用公式加以简单计算，经现场验证后就能够确定。

5.11置换率

在荷载标准组合得以确定情况下，复合地基置换率依据前参考期地质勘察数据对

应设计规范是轻易确定。以下两种方法能够让废弃水泥发挥作用。

5.11.1先铺设碎石垫层，整瓶碾压后进行水泥搅拌桩施工，水泥浆和碎石搅拌

结成混凝土，这么既省去凿除桩头这道工序，同时还能增加了桩长，提升了桩头强度，

达成深入改善复合地基承载力效果。

5.11.2提升水泥搅拌桩施工质量，确保桩头质量不预留虚桩，将节省水泥部分

均匀撒布在碎石垫层上，形成类似排水混凝土这么结构，间接改善了桩间土体承载力,

也能达成改善复合地基承载力效果。

6、施工程序

6.1、办理相关施工前往来单位及责任人相关手续。

6.2、清理施工现场地下及空中障碍物。

6.3、检验三通一平工作。

①路面要有25T装卸车所需承载力和宽度，便于设备进出场及材料供给。

②施工中施工用电和生活用水要确保供给，电表、水表计量。

③按搅拌桩机功率要求，场地内须有能满足功率为75kw/台机电力接口，本工

程计划1台搅拌桩机施工，所以满足75kw功率用电要求，若常常停电还需配置对应

功率发电机组。

6.4、技术交底

依据图纸、相关技术规范、规程组织全部技术施工人员进行技术交底，方便使

全部些人员全部对本工程情况、特点、难点、关键有具体了解，在施工过程中给予重

视、把握。严格根据设计图纸及施工规范施工。

6.5、测量放线

依据施工现场测量控制点测放轴线及角桩，再依据角桩用网格法测放桩位，桩

位放样误差＜5cnb用施工现场水准点测放±0.00标高，并标识于一固定处，用来确

定施工中孔深、停灰面等一系列参数。为确保成桩质量，按设计要求为桩体上部1/3

进行复搅。

7、施工工艺参数

7.1、施工工艺步骤：桩机就位对准桩位一预搅下沉至桩底标高喷浆提升一至设

计停浆面停止送浆f复搅钻进至桩长1/3一复搅提升一钻头提升地面一成桩。

7.2桩机就位对中许可误差W5cm,钻架垂直度用垂球控制，许可误差W1.0与H。

7.3设备选型：

依据本工程地质情况、设计具体要求和喷浆机性能应选择PH-25型浆体喷射搅拌

机。

PH-25型浆体喷射搅拌机关键技术参数

浆搅拌轴规格（mm）125X125

喷搅拌翼外径（mm）500-800

搅搅拌轴转速（r/min）正(反)32,58,100,120

拌扭矩(KN/m)6.6、11.2、16.5

机电机功率（kw）75

起进架结构高度（m）门型-4级-25m

吊提升力（KN）9-120

设提升速度（m/min）0.48、0.7、1.1、1.4、1.9

备接地压力（kpa）34

空压机配置18Mpa/3.0公升

8、施工工期

依据施工现场情况、参考工程量及工期要求，此次施工一台搅拌桩机，按搅拌桩

机每日施工进度120m计，施工工期约26天，如因停电、下雨、台风等自然条件或

场地地下障碍等客观条件影响，工期将酌情顺眼，具体施工进度计划安排依据现场实

际情况为准。

9、施工组织

9.1设计组织：

依据本工程工程量、工期要求及场地情况，进一台搅拌桩机及配套设备，进场后

现进行机械组装及调试工作。