三轴搅拌桩标准化PPT

2017.2.18三轴搅拌桩施工标准化手册南昌轨道交通3号线建设工程1、作业准备2、施工方法及工艺流程5、技术要求大纲4、特殊情况处理3、施工具体要求6、说明及附件1、作业准备作业准备包含内业准备、外业准备、资源配置三项内容。1.1内业准备（1）掌握施工性施工组织设计、阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，并熟悉设计图纸、会审记录、《建筑地基处理技术规范》等相关规范规程、三轴搅拌桩施工工艺等。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行安全技术交底，对参加施工人员进行上岗前培训，考核合格后持证上岗。（2）根据现场实际情况及三轴搅拌桩施工编号图制定三轴搅拌桩顺序，编制施工方案、技术交底及安全技术交底。（3）制定质量保证措施、应急措施及雨季施工保证措施。（4）三轴搅拌桩桩机进场后报监理验收，相关仪器表必须经当地计量检测单位检测合格后报监理验收，监理验收合格后方能施工。1.2外业准备1.3.1施工人员组织在试桩方案、施工方案中应明确现场管理人员、技术人员名单，并明确相关管理人员岗位职责，人员配备见下表：1.3资源配置三轴搅拌桩施工前应进行施工现场、施工机械作业条件、给排水及供电条件、周边环境及地下管线、水文地质情况进行详细调查，并形成调查结果，作为施工方案的重要内容。序号工种人数备注1现场管理人员32现场技术人员23施工人员84制浆人员35电工11.3.2主要施工机械设备现场条件调查清楚后应进行机械选型（根据所施工区域地层情况及施工深度选择功率合理的机械及钻头）。（1）钻头选型地铁3号线地质情况以富砂层为主，由于砂层磨阻力较大，三轴搅拌桩机在砂层中钻进时动力头动力要求高，且在砂层中螺旋式钻头较叶片式钻头与土体接触面积大，因此要求在富砂地层中钻进时采用叶片式钻头。若钻进深度不超过14m，且不钻入砂层时，可选择螺旋式钻头;若超过14m时,采用叶片式合金钻头。要求每台三轴设备钻头配置不得低于2套，当钻速度低于控制速度的10%以上时,根据磨损程度进行更换钻头及维修。叶片式钻头图例螺旋式钻头图例（2）打桩架选择通常要求采用全液压步履式机架，如JB160A、IB250、JN250、JB250等型号。当场地狭窄、地面承载力较高、较为平整时可选用履带式机架，使用履带式机架时土路基应铺垫路基板。（3）钻孔机选择要求功率不小于180KW，可选用ZLD180/85-3-M2-S（电动机功率90KW*2）、ZKD85-3B（电动机功率75KW*3）等型号钻孔机。桩机序号型号桩架高度理论成桩长度（m）适用范围（m）1SF808履带式桩机36m28m场地狭窄、地面承载力较高、较为平整、钻桩深度不超过14m；2JB160步履式桩机39m32m14~20m3JN250、JB250步履式桩机48m40m20m以上三轴动力桩径功率（kw）型号850mm90X2=180ZKD-85-3A、MAC-24075X3=225ZKD85-3B三轴搅拌桩机常用型号一览表三轴搅拌桩设备配备一览表序号机械名称规格数量1三轴搅拌桩机根据地层及设计要求选型1台2自动搅拌机封闭式1套3玻美氏比重计4个4水泥浆试模3组1.3.3主要物资计划三轴搅拌桩主要涉及物资为42.5普通硅酸盐水泥，应提前进场向监理报验及试验送检，检测合格后方能投入使用。2、施工方法及工艺流程2.1施工工艺流程三轴水泥搅拌桩采用两喷两搅工艺，是用深层搅拌机为工具，以水泥为固化剂，在地基土中进行原位的强搅拌，待水泥土固化后形成桩体，以用作加固土体的方法。其施工原理为利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体，同时钻机前端低压注入水泥浆液，与切碎土体充分搅拌形成隔水性较高的水泥土柱列式挡墙。三轴水泥搅拌桩施工流程及布置详细流程见下图所示：搅拌桩施工工艺流程图2.2三轴搅拌桩施工顺序三轴搅拌桩施工流程图如下所示：阴影部分为重复套钻，以保证桩与桩之间充分搭接，确保墙体的连续性和接头的施工质量，达到止水的作用。（1）跳槽式双孔全套复搅式连接：一般情况下（平直无转角处、围护结构、止水帷幕、槽壁加固）均采用该种方式进行施工，施工顺序如下所示：跳槽式施工示意图（2）单侧挤压式连接方式：对于围护结构转角处或有施工间断时采用此方式，施工顺序如下所示：单侧挤压式施工示意图2.3工艺性试桩搅拌桩前应根据设计进行工艺性试桩，数量不少于6组。试桩采用根据实际情况可进行原位试桩，试桩应满足以下要求。2.3.1试桩目的通过工艺性试桩应达到以下效果：⑴确定满足设计要求的各地层及水位以上、水位以下地层的浆液配合比、钻进速度、提升速度、喷浆压力等最优施工参数，作为正式施工控制依据。⑵检验选定的施工设备和施工工艺是否满足要求，用以指导大面积施工。2.3.2试桩要求⑴设计要求加固后土体强度值及掺量为综合平均值，试桩过程中应以桩体均匀完整，并到达设计要求为目的，针对不同地层，区分水位上土层及水位下土层，确定不同的试桩参数，水泥掺量及无侧限强度不得低于设计要求。南昌轨道交通3号线设计要求参数如下表所示：施工部位整桩平均最小水泥掺量地下水位以上最小水泥掺量地下水位以下最小水泥掺量最低强度（Mpa）槽壁加固（不含接缝止水及隔离桩）20%————0.8建筑物隔离桩、接缝止水25%20%30%1.2端头强加固区25%20%28%0.8端头加固弱加固区10%10%10%不做要求附属基坑SMW25%20%30%1.2⑵试桩主要通过调整水灰比、注浆时间、注浆流量、水泥掺量等参数进行。建议通过调整水灰比、水位以上提升（下沉）速度控制水位以上地层的三轴搅拌桩成桩质量；调整水灰比、水位以下提升（下沉）速度、注浆流量为变量控制水位以下地层的三轴搅拌桩成桩质量。进行多角度分析试桩工艺，形成三轴搅拌桩施工参数控制表。⑶试桩质量最终以钻孔芯样为准，现场取得芯样应现场封存不得销毁。⑷施工过程中施工单位及监理单位全程参与、盯控，如实记录，进行分析。试桩原始记录表详见附件4-1~4-2：三轴搅拌桩施工记录表。2.3.3试桩参数控制（1）端头加固试桩参数控制端头加固试桩时应针对弱加固区、强加固区、水位下地层、水位上地层设定不同的参数，并要充分考虑水位下地层渗透系数，确定是否增加膨润土等外加剂。试桩根数不小于6根，建议以水灰比、水位以上提升（下沉）速度为变量控制水位以上搅拌桩成桩效果，其根数不小于3根；以水灰比、注浆流速、水下提升（下沉）速度为变量控制水位以下搅拌桩成桩效果，其根数不小于3根，外加剂根据设计要求、地质特点可选择是否需要。桩底复搅时间不得低于10min。端头加固试桩方案中应形成三轴搅拌桩试桩控制变量情况一览表、三轴搅拌桩试桩控制参数一览表，样表如下表所示：试桩编号试桩1试桩2试桩3试桩4试桩5试桩6相同参数控制变量相同参数控制变量相同参数控制变量相同参数控制变量相同参数控制变量相同参数控制变量试桩1/水泥掺量水灰比、喷浆时间、流量水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量/水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量/试桩2水泥掺量水灰比、喷浆时间、流量//水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量/水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量试桩3水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量水泥掺量、流量水灰比、喷浆时间/流量、水泥掺量水灰比、喷浆时间/水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量试桩4/水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量水灰比、流量、复搅时间速度//流量、水泥掺量水灰比、喷浆时间试桩5水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量/流量速度、水灰比速度、流量水灰比/流量、水泥掺量水灰比、喷浆时间试桩6/水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量水灰比、流量喷浆时间、水泥掺量流量、水泥掺量水灰比、喷浆时间流量、水泥掺量水灰比、喷浆时间/三轴搅拌桩试桩控制变量情况一览表（样表）试桩编号区段地层水灰比水泥掺量钻进速度（cm/min)钻进时间（min)提升速度(cm/min)提升时间（min）合计时间（min）注浆流量（L/min）水泥用量（t)合计水泥掺量试桩1（示例）0～6.848m(弱加固区）2.08.4%60117318010.748.4%6.848~16.31m（水位上，强加固区）1.520.3%501929027.3%16.31~19.348m(水位以下，强加固区）1.549.1%40829019.348m1.5底部原位喷浆时间10（min)29016.31~19.348m(水位以下，强加固区）1.549.1%4082906.848~16.31m（水位上，强加固区）1.520.3%70142900～6.848m(弱加固区）2.08.4%8081808.4%试桩2（深度）弱加固区180（深度）水位上强加固区290（深度）水位以下强加固区290设计桩底位置底部原位喷浆时间10（min)290（深度）水位以下强加固区290（深度）水位上强加固区290（深度）弱加固区180试桩3（深度）弱加固区180（深度）水位上强加固区290（深度）水位以下强加固区290设计桩底位置底部原位喷浆时间10（min)290（深度）水位以下强加固区290（深度）水位上强加固区290（深度）弱加固区180三轴搅拌桩试桩控制参数表（样表）试桩编号区段地层水灰比水泥掺量钻进速度（cm/min)钻进时间（min)提升速度(cm/min)提升时间（min）合计时间（min）注浆流量（L/min）水泥用量（t)合计水泥掺量试桩4（深度）弱加固区180（深度）水位上强加固区290（深度）水位下强加固区290设计桩底位置底部原位喷浆时间10（min)290（深度）水位下强加固区290（深度）水位上强加固区290（深度）弱加固区180试桩5（深度）弱加固区180（深度）水位上强加固区290（深度）水位下强加固区290设计桩底位置底部原位喷浆时间10（min)290（深度）水位下强加固区290（深度）水位上强加固区290（深度）弱加固区180试桩6（深度）弱加固区180（深度）水位上强加固区290（深度）水位下强加固区290设计桩底位置底部原位喷浆时间10（min)290（深度）水位下强加固区290（深度）水位上强加固区290（深度）弱加固区180三轴搅拌桩试桩控制参数表（样表）下面以试桩1为例，计算水泥掺量。试桩1参数见下表：水灰比深度（m）流量（l/min）下沉速度（m/min）提升速度（m/min）桩底复喷时间（min）2.06.8481800.60.8101.59.4622900.50.71.53.0382900.40.4已知水灰比1.5：1时水泥浆比重分别为1.375；2.0：1时比重1.295.⑴计算时间时间S（min）=深度h（m）÷速度v（m/min）由下沉及提升速度以及深度可分别计算出下沉及提升时间为：下沉时间（min）提升时间（min）11.48.618.913.57.67.6⑵计算水泥用量水泥用量m（t）=流量L（l/min）×时间S（min）×水泥浆比重×1÷（水灰比值+1）；则可得出弱加固区水泥用量：m1=180×（11.4+8.6）×1.295×1÷（1+2）=1554kg=1.554t；水位以上强加固区水泥用量：m2=290×（18.9+13.5）×1.375×1÷（1+1.5）=5167.8kg=5.1678t；水位以下强加固区水泥用量：m3=290×（7.6+7.6+10）×1.375×1÷（1+1.5）=4019.4kg=4.0194t；⑶计算水泥掺量水泥掺量=水泥用量÷（加固体积×1.8）。弱加固区水泥掺量=1.554÷（1.495×6.858×1.8）=8.4%；水位以上强加固区水泥掺量=5.1678÷（1.495×9.462×1.8）=20.3%；水位以下强加固区水泥掺量=4.019÷（1.495×3.038×1.8）=49.1%；强加固区总水泥掺量=（5.1678+4.019）÷（1.495×12.5×1.8）=27.3%。试桩根数不小于6根，建议以水灰比、水位以上提升（下沉）速度为变量控制水位以上搅拌桩成桩效果，其根数不小于3根；以水位以下提升（下沉）速度、外加剂为变量控制水位以下搅拌桩成桩效果，其根数不小于3根。试桩方案中应形成三轴搅拌桩试桩控制变量情