水泥搅拌桩复合地基专项综合项目施工专项方案.docx

*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22、工程地质、水文地质情况22.1 工程地质情况32.2 水文地质情况32.3 场地地理位置及地形地貌43、水泥土搅拌桩适用范围44、水泥土搅拌法固化原理44.1水泥浆液基础性状44.2固化原理55、水泥土搅拌桩工艺原理、布桩样式及力学分析55.1 工艺原理55.2 定位测量、放线65.3 钻机就位75.4 下钻75.5 钻进结束75.6 提升75.7 提升结束、桩体形成75.8 检验送浆量75.9 工艺步骤75.10 桩长75.11 置换率86、施工程序87、施工工艺参数98、施工工期109、施工组织1010、工程进度计划1011、材料供给计划1012、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、加药间、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DN500DN600球墨铸铁管。拟建输水管道（AK0+000AK2+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X=164480.068,Y=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（A1A46），为DN500球墨铸铁管，设计管中心标高为4.2897.494m，拟采取明挖施工。拟建配水管道（BK0+000BK0+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=47651.560），沿路线总厂为326.129m，工设计有14个工作竖井（A1A14）,为DN600球墨铸铁管，设计管中心标高为2.8447.261m，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：*应急供水工程工程地质勘察汇报层素填土（Qm1）：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。层中砂（Q4a1+p1）：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8%。该层在各钻孔中全部有揭露。层淤泥质粉质粘土（Q4a1+p1）：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。层中砂（Q4a1+p1）：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%。该层在部分钻孔中全部有揭露。层淤泥质粉质粘土（Q4a1+p1）：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。层中砂（Q2a1+p1）：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%。该层仅在应急水厂部分钻孔中全部有揭露。层强风化花岗岩（P-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4.005.00m；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3.007.90m（标高为0.411.33m）。依据区域地质资料，地下水位年改变幅度约为2.00m。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3.415.89m，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8.598.78m，高差0.09m。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5.6610.86m，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5.667.65m，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%。实际上，在水泥浆中加入诸如NN0、NR3、NASi03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4.51.74.2 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（铝酸三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目标。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0.5m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1min，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 工艺步骤平整场地施工准备（桩机移位）桩机就位钻进钻至设计孔深提升、送浆复喷、提升成孔桩机移位。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La。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。 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。 施工中施工用电和生活用水要确保供给，电表、水表计量。 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5cm，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：桩机就位对准桩位预搅下沉至桩底标高喷浆提升至设计停浆面停止送浆复搅钻进至桩长1/3复搅提升钻头提升地面成桩。7.2桩机就位对中许可误差5cm，钻架垂直度用垂球控制，许可误差1.0%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。PH25型浆体喷射搅拌机关键技术参数浆喷搅拌机搅拌轴规格（mm）125125搅拌翼外径（mm）500-800搅拌轴转速（r/min）正（反）32，58，100，120扭矩（KN/m）6.6、11.2、16.5电机功率（kw）75起吊设备进架结构高度（m）门型-4级-25m提升力（KN）9-120提升速度（m/min）0.48、0.7、1.1、1.4、1.9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。劳动力使用计划表岗位项目经理队长副队长施工员质检员安全员修配工电 工材料后勤机组人员累计人数112222241810、工程进度计划10.1本施工方案采取两班制作业，每班设备四人，14小时工作，投入钻机一台，天天进度120m(15根），因下暴雨、停电和机械故障，设备检修，排除地下障碍物等不可抗力时，需延长工期。10.2人员组织：为严格控制施工质量，确保施工进度，设置由项目经历全方面负责质量管理控制体系。11、材料供给计划 本工程以水泥作为固料，施工用水泥供给数量较大，施工中要做好水泥供给工作。因为施工设备现场流动性大，通常采取每日直接送到机组方法供给（每台机确保现场堆码30吨贮备量）。12、施工中应注意事项（1）垫层摊铺、平整后，严格碾压，确保桩间土满足设计压实度，以利于发挥搅拌桩承载力。（2）桩机就位，桩位要准，桩机需调平，吊架垂直，确保桩垂直度，许可偏差1.5%。（3）依据工作电流改变判定是否已进入持力层，有经验标明，正常工作电流较平稳，当钻头进入持力层，电流变大，忽然增大意味着钻头碰上了岩层或其它障碍物，所以，必需依据设计文件和地勘汇报作业，施工前做好技术交底工作。地基加固是一项隐蔽工程，地基加固质量好坏直接影响到工程质量安全和使用。所以，每道工序、每道操作工作全部得严格实施操作规程，严格控制好加固材料本身质量和喷入数量，确保搅拌均匀，严格按图施工。（4） 文明施工，水泥搅拌桩施工作业区在居民居住区，合理按时施工作业时间、避免噪声污染扰民行为。（5） 现场施工作业区在显著位置设置显著警示牌、局部用彩色围护带进行围墙，确保施工作业区域安全生产。（6） 现场施工预备应急及抢救药品和防中暑药水，确保现场作业人员人身安全。