基坑止水支护施工方案(SWM桩).doc

镇海污水处理厂基坑工程
SWM桩止水支护施工方案

一、工程概况
(一)概述
本工程地处镇海后海塘工业区内，东面及北面为海域，南面及西面为水塘或污水排放区，施工场地内都是土质差、压缩性高、厚度大的软土。场地最上一层为人工回填的塘碴，颗粒之间的缝隙非常的大，致使施工场地与四周形成一个相通的水域。根据宁波市镇海污水处理厂地质勘察报告、地下水情况及各构筑物地下部分埋深，本工程中的氧化沟、二沉池、中水池、计量闸阀井、消毒池、细格栅及沉砂池、污泥泵房和出水泵房及出水井工程，原始施工方案中的大体积开挖、井点降水的施工方案己不适用于本地质情况。施工过程中，拟采用基坑周围设置单排SWM桩作为止水帷幕兼基坑支护，水泥搅拌桩搭接长度为200mm。（具体见附图一，单位：厘米）
(二)桩基验算
在本工程中，SWM桩的主要作用是起止水帷幕，由于基坑开挖层全部位于淤泥层，所以在此只需作底部抗隆起检算，使其不发生管涌现象，达到止水效果。其计算简图如下所示：

桩基抗隆起计算示意图

：抗隆起安全系数，在此取1.4；
：自地表面至墙底各土层的加权平均重度；
：自基坑底面以下至墙底各土层的加权平均重度；
：搅拌桩插入深度；
：基坑开挖深度；
：地面超载；
：无量纲的承载力系数，仅与土的内摩擦角有关，查桩基设计规范可得；
各单体建筑桩长及基坑所在地层参数如下表：
构筑物名称
基坑所在地层
层厚m
土的重度kN/m3
开挖深度
SWM桩长
消毒池
②、④1
3、6
16.7、18.0
4.12
8
出水泵房及出水井
②、④1
3、6
16.7、18.0
4.15
7.5
计量闸阀井
②、④1
3、6
16.7、18.0
4.8
8
中水池
②、④1
3、6
16.7、18.0
4.00
8
氧化沟
②、④1
3、6
16.7、18.0
2.68
6
细格栅及沉砂池
②、④1
3、6
16.7、18.0
3.00
7
二沉池
②、④1
3、6
16.7、18.0
4.11
8
污泥泵房
②、④1
3、6
16.7、18.0
3.81
7
各单体桩平面布置见附图一。
对于SWM桩，通过反插于其内部的型钢以保证其抗弯及抗剪性能。
二、施工方法及工艺
施工前先做好场地平整工作，对不利于施工机械运行的松散场地，采取有效的回填或整平措施进行处理。雨天施工时，要采取有效的排水措施。对SWM桩施工范围内的表层塘碴进行挖除，然后用粘土换填，如下图所示：

障碍物清除示意图
（一）成桩原理
a、SWM桩是在软土地基中输入粉柱体加固材料，通过和原位地基土强制搅拌混合，使地基土和加固材料发生化学反应，在稳定地基土的同时，提高强度的方法。同时通过反插于内部的型钢，以确保其抗弯和抗剪性能，并且其上部的圈顶梁也一起参与基坑支护。
b、SWM桩施工工艺
水泥搅拌桩采用喷浆式深层搅拌法施工，根据地质勘测资料，含灰量取15%。其施工流程如下图所示：
SMW 施 工 流 程 图

c、SWM桩加固形成
制成独立柱状，连续搭接布置成壁状，纵、横网搭接成块状。
d、分体搅拌桩的排列
根据结构要求的承载力，在沉管灌筑桩外侧打单排Φ600SWM桩作为止水帷幕兼基坑支护，SWM桩搭接长度为200mm。
（二）操作工艺
（1）定位放线
根据施工场地内设立的测量控制点和水准点，进行施工放样。桩位平面偏差不大于10厘米。
（2）导沟开挖
为使钻机搅拌土层顺利进行，保证墙体垂直度，同时由于土层中注入大量水泥浆液有土体隆起，故沿挤压轴线开挖宽2.0米深2.0米的导沟。导沟开挖前，应对地下障碍物进行触探，一旦发现，及时进行处理。导沟及导轨施工如下图：

（3）搅拌桩机就位
为确保H型钢按设计要求位置顺利插入水泥土墙体中，在导沟两侧设置导向H型钢，在H型钢上标出桩位及插入型钢的位置。用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到1%以上。
（4）搅拌下沉
启动电动机，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉，如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进，直到钻头下沉钻进至桩底标高。
（5）注浆、搅拌、提升
开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按要求的速度提升搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，一直提升到桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。
（6）重复搅拌下沉
再次将搅拌机边搅拌边下沉至桩底设计标高。
（7）重复搅拌提升
边搅拌边提升（不注浆）至自然地面，关闭搅拌机。
（8）H型钢就位后，通过桩机定位装置控制，靠型钢自重或借助外力（卷扬机拉或桩锤重力）将型钢插入搅拌桩内。H型钢施工过程如下图：

（9）压顶圈梁施工
作为支护结构，每根桩必须通过桩顶连接共同作用，制作压顶圈梁，使SWM桩成为一个整体，共同参与基坑支护，以提高SWM桩的整体承载能力。压顶圈梁如下图所示：

（10）回收H型钢
待地下主体结构完成并结束挡土使命后，用顶拔装置将H型钢从搅拌桩中顶拔出来，回收后经过整形保养，可重复使用。回收H型钢后，用6%～10%的水泥浆填充H型钢拔除后的空隙。
（三）SMW桩施工注意事项
（1）开机前必须探明和清除一切地下障碍物，需回填土的部位，必须分层回填夯实，以确保桩的质量。
（2）桩机行驶轨道不得下沉，桩机垂直度不大于1%。
（3）水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为15%，水灰比为0.8，根据不同地质情况可考虑掺加外加剂。
（4）按设计要求严格控制水灰比，水泥浆搅拌时间不少于2分钟，滤浆后倒入集料池中，随后不断的搅拌，防止水泥离析，压浆也要连续进行不可中断。
（5）严格控制注浆量和提升速度，防止出现夹心层和断浆情况。
（6）搅拌头二次提升速度控制在50cm/min以内，注浆泵出口压力控制在0.4～0.6MPa。
（7）桩与桩的搭接要注意下列事项：
①桩与桩的搭接时间不应大于24小时。
②如超过24小时，则在第二根桩施工时增加注浆量20%，同时减慢提升速度。
③如因相隔时间太长致使第二根桩无法搭接，则需采取局部补桩或注浆措施，同时报知业主、监理。
（8）尽可能在搅拌桩施工完成后30分钟内插入H型钢，若水灰比或水泥掺量较大时，H型钢的插入时间可相应增加。
（9）每根H型钢到场后，都要检验垂直度、平整度和焊缝厚度等，不符合规定要求的不得使用。
（10）必须设置H型钢悬挂梁或其它可以将H型钢固定到位的悬挂装置，以免H型钢插入到位后再下沉。
（11）涂刷H型钢隔离剂时，要严格按照操作规程作业，确保隔离剂的粘结质量符合要求。
（12）搅拌桩施工完成后，凿除桩顶水泥土，露出的H型钢表面需用隔离材料包扎或粘贴，然后制作顶圈梁。
（13）钻机及桅秆安装在载体上，在地面上进行操作，要满足耐压力要求。施工人员要配戴防护眼镜。
（14）钻头提升距地面30－50cm 应停止喷浆，以防溢出地面。
2．4 质量标准
a、保证项目
使用材料的各种指标，包括含灰量、灰液性指数和外加剂品种掺量，必须符合设计要求。检验方法：材料出厂证明、合格证、试验报告及施工日志。
成桩垂直度偏差不超过3‰，桩位布置纵横向偏差不大于±3厘米，成桩深度偏差为0～+10厘米。
SMW工法桩体不允许出现大面积的湿迹和渗漏现象，若有渗漏要及时封堵。
b、基本项目
( l ）桩径、深度及灰土质量，必须符合设计要求。
( 2 ）经养护后进行载荷试验，试验桩体强度，要符合设计要求。
c、允许偏差
检查数量：桩数5 %
项 目
允许偏差（mm)
检验方法
桩位中心位置
l0
拉线及尺量检查
桩（墙）体垂直度
lH/100
吊线检查
三、工程数量及费用
工程数量及费用如附表一
工程数量及费用表 附 表 一
序号
构筑物名称
工程项目名称
单位
数量
单价
合价（元）
桩长（m）
2
消毒池
SWM桩
m3
186
529
98394
8
4
出水泵房及出水井
SWM桩
m3
420
529
222180
7.5
6
计量闸阀井
SWM桩
m3
251.1
529
132831.9
8
8
中水池
SWM桩
m3
312.2
529
165153.8
8
10
氧化沟
SWM桩
m3
865.2
529
457690.8
6
12
细格栅及沉砂池
SWM桩
m3
180.1
529
95272.9
7
14
二沉池
SWM桩
m3
796.2
529
421189.8
8
16
污泥泵房
SWM桩
m3
203.9
529
107863.1
7
17
临时工程
清除障碍物
m3
1670
52
86840

18
合 计
1787416.3
附图一：

单位：厘米