水泥搅拌桩施工方案.docx
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水泥搅拌桩施工方案
南水北调中线一期引江济汉工程
高石碑枢纽土建及金结、电气设备安装工程施工
水泥土搅拌桩施工方案
批准:
明廷山
审核:
欧阳水芽
编制:
程潇雨
葛洲坝集团第一工程有限公司
引江济汉高石碑枢纽工程施工项目部
二○一一年五月
水泥土搅拌桩施工方案
1概述
1.1工程概况
高石碑枢纽工程项目位于潜江市高石碑镇。
高石碑出水闸的主要建筑物为1级,次要建筑物如进出口连接建筑物、消能防冲设施等为3级。
其闸室轴线北偏东96°,与汉江干堤夹角为48°,位于汉江边高石碑镇以南,距兴隆水利枢纽3km;闸址位于汉江干堤内侧,与干堤堤脚相距约200m;由进口检修闸及启闭设备、穿堤涵洞段、出口防洪闸及启闭交通设施、闸室上游护坦、闸室下游消力池和海漫、进出口翼墙等组成;采用8孔涵洞式结构,每2孔一联,共4联;闸底板高程25.04m,纵坡1/1000。
枢纽全长234.4m,其中,进口闸室长16m,单孔尺寸8.0×7.2m;出口闸室长28m,单孔尺寸8.0×7.2m;穿堤涵洞段长60m,单孔尺寸8.45×7.2m;闸室上游护坦长56.08m,下游消力池及海漫长74.32m。
为增强地基承载力,出水闸闸室两侧边空箱挡土墙、闸室及其箱涵底板下设水泥土搅拌桩。
水泥土搅拌桩采取格栅式布置,桩径65cm,共8572根。
1.2地层情况
素填土(Q4s):
厚度0.0~1.0m,分布高程32.50~32.0m。
主要分布在田埂、小路上,成份以粘土、壤土为主。
含植物根茎、碎石等。
粉砂(Q4s):
厚度3.3~3.8m,分布高程32.70~28.9m。
主要分布在船闸闸址附近,出水闸闸址区无揭露。
壤土(Q4al):
厚度0~9.60m,分布高程32.00~22.90m。
在出水闸与船闸闸址表层及浅层地区均有出露。
呈黄褐、灰褐色,可塑状,厚度大,层位较稳定。
粘土(Q4al):
厚度0~10.2m,分布高程32.00~22.30m。
主要分布在闸址浅层地区。
呈黄褐、灰褐色,可塑状,厚度大,层位较稳定。
夹薄层壤土透镜体。
砂层(Q3al):
以粉砂,粉细纱为主,分布高程22.90~8.90m。
分布连续稳定。
砂卵石(Q3al):
卵石含量20~30%,平均粒径2~5cm,细粒为粉细砂。
顶板高程12.9~8.90m,钻孔未见底,层位稳定。
闸基底板高程25.04m,坐落在壤土层上,开挖后闸下壤土层厚约1.5~2.5m,承载力较低;下部为粉细砂层,其天然地基承载力为180kp,砂层下面为砂卵石层,承载力为300kp,可作为持力层。
壤土与混凝土的摩擦系数为0.25。
1.3编制依据
《建筑桩基基础工程施质量验收规范》(GB50202—2002),
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002);
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);
《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002);
《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008);
《建筑基桩检测技术规范》(JGT06—2003)、(J256—2003);
《水闸施工规范》(SL27—91)。
施工设计图纸等有关资料编制。
2设计参数及要求
2.1设计参数
高石碑出水闸闸室两侧边空箱挡土墙、闸室及其箱涵底板下设水泥土搅拌桩。
水泥土搅拌桩采取格栅式布置,桩径65cm,所用水泥为P.O42.5级的普通硅酸盐水泥、掺量为不小于15%。
闸基搅拌桩布置与上部结构分块对应,从内渠开始,第一、二节箱涵搅拌桩的间排距为1.3m,第三节箱涵的间排距为1.0m,第四、五节箱涵搅拌桩的间排距为0.9m,第六节箱涵搅拌桩的间排距为1.0m。
桩底部深入砂卵石层50cm。
水泥土搅拌桩单轴抗压强度:
R28≥1.5MPa;单桩承载力特征值≥219kPa;复合地基承载力特征值达到190—370kPa。
2.2工程量
本工程总桩数为8572根,设计桩长均为15.98~16.7米,工程量141288.74米。
3试验项目及内容
3.1配浆试验
选择不同水灰比、不同水泥掺入比的浆液进行下列试验,确定最佳水灰比和不同水泥掺入比。
①浆液配制程序及拌制时间;
②浆液密度、流动性及沉淀稳定性
③浆液初凝和终凝时间;
④浆液结石的容重、强度(抗压、抗折)。
3.2现场生产性试验
通过成桩试验,选定施工工艺和施工机械,同时确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌机喷浆提升速度及搅喷次数;检测完成后采用反铲进行桩头开挖试验,通过破桩试验确定桩头开挖方法及时间。
4 施工方案
4.1施工准备
1) 现场踏勘,熟悉场地条件和周围环境,收集有关勘测资料。
参加图纸会审和技术交底。
编写详细施工方案。
2) 现场搭设制浆站、供浆管线等临建设施。
3)对开挖后基坑进行平整和铺一层厚20~30cm砂石料垫层。
3) 根据工作量和施工工期要求,确定机械设备的数量,对全部施工机具进行维修、调配与试车。
4) 现场施工人员的调配,以“作业班”为单位配齐各岗人员,并进行质量技术和安全交底,并做好记录存档。
4.2施工步骤
1) 已平整好的场地上标示桩孔位置,对轴线和桩位进行复检,并同监理单位办好签证手续。
2) 桩机就位、调平。
3) 预搅下沉至设计加固深度。
4) 制备水泥浆。
待搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。
5) 提升喷浆搅拌。
搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷浆边旋转,同时严格按照设计 确定的提升速度提升搅拌机。
6) 移位。
重复上述2~5步骤,再进行下一根桩的施工。
4.3施工流程
搅拌桩施工工艺流程图:
停止喷浆
喷浆搅拌
调平
停浆面
成桩
移位
复搅
钻进
钻孔对位
施工准备
喷浆搅拌提升
设计加固深度
在整个施工过程中,此工序要连续进行,直到达到设计要求的桩长,即完成该桩的施工。
搅拌桩施工过程中,注意做好制浆记录、钻孔记录、洗孔记录和搅喷记录等。
4.4主要施工质量标准和技术要求
本工程基础处理采用桩径为650mm的水泥土搅拌桩,桩长均为15.98~16.7m,施工时严格遵照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002),《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002),组织精心施工。
主要质量标准和技术要求:
1) 现场施工应予平整。
开机前必须调试,检查桩机运转和输料管畅通情况。
2) 根据实际施工经验,水泥土搅拌法在施工到顶端500mm范围时,因上覆土压力较小,搅拌质量较差。
因此,停浆面应高出桩顶标高500mm,必须在开挖搅拌桩顶端时用人工挖除该部分,确保桩顶质量。
3) 搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%,桩位的偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值。
4) 施工前确定搅拌机械的灰浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。
5) 制备好的浆液不得离析,泵送必须连续。
拌制浆液的罐数、外加剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。
6) 施工时因故停浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升。
4.5主要施工方法
(1)钻机就位:
进场PH-4A钻机8~10台,钻机根据全站仪确定的桩位(偏差不大于5cm)就位后,调平钻机,检查钻杆垂直度,使其偏差不超过1%。
(2)调制水泥浆:
按照室内选定的配比拌制水泥浆,拌制浆液采用二次搅拌,一次搅拌完毕后,通过滤网,进入到第二次搅拌桶搅拌。
(3)钻孔下沉:
对正放样桩位后,启动搅拌机电动机,切割地基土搅拌下沉。
根据土质情况调整速率,下沉的速度可由电动机的电流监测表控制,直到钻头下沉钻进至设计标高。
(4)提升钻头、喷浆搅拌:
搅拌机下沉到设计深度后,开启输浆泵进行喷浆作业,将制备好的水泥浆喷入,在桩底坐浆应不小于30秒,然后边喷浆、边旋转。
搅拌头按估算的速度提升边喷浆,到达桩顶标高时,拌制的水泥浆正好喷完。
提升速度估算:
设计需喷入单桩的浆液体积减去30秒桩底的坐浆液体积,除以每分钟泵出浆量,等于桩长除以每分钟提升速度。
(5)复搅:
搅拌头重复搅拌下沉到设计标高,以估算的提升速度再将搅拌头重复搅拌提升至桩顶标高,进行一次复搅可以使水泥浆与地基土搅拌均匀。
至此,完成一根桩的成桩施工。
4.6异常情况的预防与处理
⑴桩机在安装和拆卸过程中严格按照操作规程进行,严禁起重臂下站人;钻机安放平稳,防止机具突然倾倒或钻具下落,造成人员伤亡或设备损坏;造孔时钻机旁要有人看守值班,防止意外事故发生。
⑵施工中,各机电设备应由专人值守,电器操作人员必须持证上岗,电气设备一机一闸,严格接地、接零和安装漏电保护器,设备和部件检修时必须切断电源,严禁带电作业。
⑶成桩过程中出现涌水、涌砂现象立即停止作业,并及时向监理汇报情况。
⑷供浆、供水必须连续,一旦中断,应将旋喷管下沉至停供点以下0.5m,待恢复供应时再旋喷提升;因故停机超过半小时,应对泵体和输浆管路妥善清洗。
⑸桩机入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时,减慢升、降速度或补给清水,一旦发生停钻、卡管现象,应切断电源,待将桩机强制提起以后方能重新启动电机。
(6)施工中发现喷浆量不足,应按监理工程师要求整桩复搅,复喷的喷浆量不小于设计用量。
如遇停电、机械故障原因,喷浆中断时应及时记录中断深度。
在12小时内采取补喷处理措施,并将补喷情况填报于施工记录内。
补喷重叠段应大于100cm,超过12小时应采取补桩措施。
4.7质量检验
(1)施工完成后3d内的N10轻便触探试验,主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性,检测频率为施工总桩数的1%。
(2)施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力(静载)试验,可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。
主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高,检验桩身否达到设计和规范要求,检验数量为施工总桩数的0.5%。
(3)成桩后,采用反铲浅部开挖桩头(深度宜在停浆面50cm左右),目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,检查量为总桩数的5%。
4.8桩头处理
在水泥土搅拌桩成桩后,采用反铲浅部开挖桩头检查后,接着采用反铲直接进行上部桩头开挖处理。
或先用风镐进行桩顶标高5~10cm以上的破桩作业,然后采用凿子人工进行余下桩头的清理作业,避免对搅拌桩强度产生机械损伤。
搅拌桩桩头清理施工前,施工员必须对每条桩进行精确的标高控制,每条桩用红笔划好标记,允许偏差不大于5mm。
5施工进度计划
本工程搅拌桩施工计划工期60天,计划进8~10台桩机,开工时间初定为2011年5月29日,至2011年7月30日完成(不包括质量检测时间),计划每天每台桩机完成20~30根桩,遇极端气候或其它不可抗力因素,工期顺延。
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,确保计划进度按时完成,力争缩短工期。
6施工人员与设备配置
表1施工人员配备计划
序号
工种
人数
备注
1
桩机操作工
20
2
制浆、送浆工
10
3
质量、安全员
2
4
电工
2
5
试验员
3
6
测量员
3
7
管理人员
10
8
其他人员
10
表2主要设备配置表
序号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
搅拌桩机
PH-4A
台
8~10
2
灌浆泵
SGB6-10
台
8~10
3
高速制浆机
NJ-600
台
4
4
低速搅拌桶
JJS-2B
台
4
5
输浆管路
Φ50
套
8~10
6
流量计
Ls-2
套
8~10
配套
7
浆液自动记录仪
PJ4-2
套
8~10
配套
8
转速、提升速度自动记录仪
pJ4-2
套
8~10
配套
9
挖掘机
台
1
备用
10
空压机
15kw
台
8
11
电焊机
50-500
台
8
12
全钻仪
台
1
13
水准仪
N2N3
台
1
14
精纬仪
020
台
1
15
潜水泵
台
4
7施工质量保证措施
本着“质量第一,信誉第一”的宗旨,将对该工程的质量进行严格管理。
施工前做好图纸会审工作,达到指导施工的目的,通过层层技术交底,使各级人员通晓本工程施工方法、技术措施、安全要求、质量标准。
实行严格的质量奖惩措施,奖优罚劣,对不合格的人员坚决撤换。
项目部实行三级质检制度,即每台机作业班组进行自检、施工员初检、再经项目部质安部终检。
具体质量保证措施如下:
1) 现场施工及管理人员必须严格遵守各自的岗位职责,强化质量意识,定期召开工程进度、质量协调例会,切实保证施工过程严格按照有关规程、规范、设计的要求、施工工艺技术要求或施工方案执行。
2) 质量把关落实到人,各负其责,职责分明。
质量责任人在施工过程中处处检查,层层把关。
3) 每班施工认真作好详细的原始记录。
全部原始记录汇总归档。
4) 保持施工设备状态良好,经常进行检查、保养和维修。
5) 施工过程中安排专人负责桩的垂直度的监测工作。
6) 现场施工负责人对整个施工过程进行详细的施工日志记录。
7) 现场技术负责人认真作好资料校核、汇总、施工过程的自检与信息反馈工作。
8) 施工中同业主和设计有关人员保持联系,场地条件或其他原因以致达不到设计要求时,要及时进行协商,采取改进措施。
重要的事项以书面文字通知,签证后归档。
8施工进度保证措施
工期管理目标:
精心组织、为求提前完成。
具体的工期保证措施有:
1) 精心编写施工方案,确保重点,统筹兼顾。
2) 认真作好施工准备,包括项目部资质、材料、设备的报验工作,人员、后勤保障和技术、质量交底等工作。
3) 合理组织施工,有章有序,统一指挥。
分工细致,层层落实,各负其责。
施工中不断完善施工工艺,提高施工速度和效率。
4) 强化质量意识,防止因质量问题而造成返工。
5) 加强设备检修,确保燃料和配件等及时补给、创造良好的施工环境。
6) 搞好业主、监理、当地部门和群众的关系,创造良好的施工环境。
7) 建立奖罚严明的责任制,提高工作效率。
9安全文明施工保证措施
在现场施工中,应严格执行《建设工程施工现场管理规定》、《项目施工安全手册》及建设单位各项安全文明生产规章制度中的有关规定。
根据本工程情况,具体措施有:
1) 在施工过程中,严格执行本工地制订的安全施工措施。
对第一次进入现场的施工人员,要明确有关安全制度,进行有关安全意识教育等的交底,并办理安全教育签证手续。
班前的安全活动由安全员负责按项目部规定的内容进行。
2) 非有关工作人员不得进入搅拌桩机工作范围10m以内。
施工现场临近交通要道, 要有明显标志或加设临时围栏严禁闲人进入。
3) 开工前必须检查各部分连接是否牢靠,各系统部件有否松动,脱落等现象。
4) 工作时必须戴安全帽,不得赤脚,穿拖鞋及赤膊;严禁违章指挥和违章操作,特殊工种的上岗证件放到项目部存查。
5) 在施工现场的人员要密切注意桩机的动态,防止发生意外事故。
6) 施工现场用的电缆、电线应尽可能做到架空,电缆电线通过走道时,一定要加保护设施,以免车辆滚压造成电线破裂,发生触电事故。
生活用电不许乱接乱拉,注意用电安全。
7) 工地设专职电工管理日常施工用电工作,每一开关箱应加设漏电保护开关;全部电动机具都应按规定接地线;检修时,开关箱应挂牌示意。
8) 施工、机具、材料应摆放整齐、不乱堆乱放。
做好场地排水,防止施工用水、泥浆满地流。
10存在问题与建议
由于出水闸进出口箱涵部位施工部位较小,按设计边线开挖后,搅拌桩钻机无法进行施工。
我部拟采用在出水闸进出口箱涵段上下游及内侧进行扩挖,满足搅拌桩布置的需要。
出水闸进出口箱涵段上下游需扩3m,内侧需扩挖1.4m,出水闸左右侧边坡也需适当进行扩挖满足布置搅拌桩钻机的需要,共增加开挖方量2400m3。
请业主、设计、监理考虑由于实际施工中需增加的工程量,并予以计量。
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