水泥搅拌桩施工组织设计

0水泥土搅拌桩防渗墙工程施工组织设计一、工程概况1、工程名称：***工程名称水泥搅拌桩防渗墙工程。2、地质情况：一标段：勘察场地地面高差较小，起伏不大，总体平坦，地貌类型属河流相冲洪积平原。场地总体较稳定，无断裂、岩溶等不良工程地质现象，适宜进行该工程建设。钻孔深度内，揭露地层可分为6层，主要土层在横向上对应较好，厚度比较均匀，说明该段地层比较稳定。各层特征如下：岩土层序号岩土名称平均厚度（米）1素填土1.852粉质粘土4.053粉砂3.604粉质粘土3.635粉细砂4.036粉质粘土最大揭露厚度5.5米勘察期内场区地下水稳定水位埋深为2～5.0米，水质一般，水、土质对混凝土基础无侵蚀性。二标段：杏冢子橡胶坝～北外环以北400米,勘察场地地形起伏不大，地貌类型属河流相冲积平原，场地总体较稳定，无断裂，岩溶等不良工程地质现象。钻孔深度内，揭露地层分为9层，主要土层在横向上对应较好,厚度比较均匀,说明该段地层比较稳定,各层特征如下：岩土层序号岩土名称平均厚度（米）1素填土2.8512中粗砂0.892-1粉土0.313粉质粘土7.304粉土2.664-1粉砂0.355粉质粘土2.176粉砂2.747中粗砂0.73勘察期内场区地下水稳定水位埋深为2～3.0米，水质一般，水、土质对混凝土基础无侵蚀性。本工程计划开工日期6月1日，竣工日期为7月31日，起点为济青高速橡胶坝，终点为北外环以北400米，施工分为两个标段，一标段桩号范围：0+100～2+300，二标段桩号范围2+300～4+800。具体内容为：沿河道两岸混凝土箱涵施打水泥土搅拌桩防渗墙，防渗墙设计厚度为30cm，墙体设计深度为7—14.5米，总长度约为9400米。两个标段防渗墙总面积约为94000平方米。杏冢子橡胶坝底板下防渗帷幕厚度为50㎝，设计深度为5米，长度为100米；北外环橡胶坝底板下防渗帷幕厚度为50㎝，设计深度为5米，长度为130米。详细内容以设计图纸为准。二、技术原理本工程项目为堤身防渗墙工程，设计采用多头小直径深层搅拌工艺形成防渗墙。其基本原理为：运用特制的多头深层搅拌设备把一定掺入量的水泥浆液喷入土体并搅拌均匀。经搅拌均匀的水泥土中的水、水泥、土发生以下理化反应：a、水泥的水解和水化反应，水化反应减少了软土中的含水量，增强了颗粒间的粘结力；b、离子交换与团粒化反应，离子交换与团粒化作用可以形成坚固的联合体；c、硬凝反应，可以增加水泥土的强度和足够的水稳定性；d、碳酸反应能进一步提高水泥土的强度。三、施工组织设计简述2本工程施工工艺采用“两喷两搅”多头小直径深层搅拌法，工艺过程见“工艺流程图”。我公司拟采用SJB-15C和BJ-15型两种三头深层搅拌桩机，采用一序成墙或两序成墙的方法。一序成墙法如图（1）所示，即一次钻进提升完成A1、A2、A3三根相互套接的桩，完成一个单元墙，二次钻进提升完成B1、B2、B3三根互相套接的桩，完成第二个单元墙，单元成墙长度为0.975m。二序成墙法如图（2）所示，即一次钻进提升完成A1、A2、A3三根相互独立的桩，二次钻进提升完成B1、B2、B3三根与一序桩互相套接的桩，两序完成一个单元墙，单元成墙长度为1.35m。主要设备性能参数表设备型号：SJB-15C型BJ-18型设备功率：75KW45*2最大钻孔深度：15m18m钻杆力矩：12Knm19Knm钻杆最大升降力：35Kn45Kn横向行程：500mm500mm纵向行程：1010mm1010mm上述成墙工艺在多年的工程设计和施工中均得到广泛应用，成墙质量稳定，施工效率高。四、施工总布置本工程视工期进展情况拟投入八套机组，其中东岸四套，西岸四套。东岸机组分布情况1#机K+100至民主路以南，2#机自民主路以北K1+535至高压电缆以南K2+870;3#机自K2+888至北外环路以南。4#机施工北外环路以北。西岸机组的分布因树木、建筑垃圾等障碍物较多，视场地情况而定。五、工艺实验参数与工艺流程说明31、施工准备（1）场地选择与平整压实；按照设计要求，结合现场施工条件，工艺试验段拟选择民主路白浪河桥东岸，北侧至高压线南侧，桩号（K1+535～K1+630）施工长度约为95m。并取桩号（K1+620～K1+630）约10m按照10%掺入比进行，施工后为开挖检查段。其它按掺数比12%进行。场地平整，高程高于桩顶高程的场地，挖至桩顶高程或沿轴线开挖50cm宽的导向槽，导向槽深度至桩顶高程；高程低于桩顶高程的场地，推土填平，夯实地表，以形成施工平台。清除地下障碍物，无法清除的予以标记并上报监理部。（2）水、电、水泥的备用与检测；①水：水质应符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89。②水泥：标号为42.5普通硅酸盐水泥，水泥新鲜无结块，过4900孔筛筛余量不大于5%。并抽样进行物理性和力学性能试验。试验项目及要求应符合设计规定。③电：试验设备需采用不小于200KW柴油发电机，柴油标号0号，正常施工情况下，需用量每天220L*2桶。施工用电采用可移动柴油发电机组，根据投入使用的机械设备功率计算，每台套SJB-15C型深层搅拌桩机及其配套设备用电总功率约为131KW，结合以往施工经验，本工程每台套SJB-15C型深层搅拌桩机配套200KW发电机组一台。每台套JB-18型深层搅拌桩机配套150KW发电机组一台。2、测量放样（1）高程测量放样，按照项目部提供的高程及测量数据进行。（2）轴线测量放样，按照项目部提供的放样轴线进行。3、设备安装调试；4工艺试验前应进行设备的安装调试，包括桩机就位，清水钻进试机。各档位试运转，钻杆垂直度校准，水平进尺校核，注浆泵压力流量测量与计量方法校核，搅头直径测量等。4、水泥掺入比、水灰比设计：根据设计要求和施工经验，水泥掺入比为10%-12%之间，所以试验采用两个掺入比即10%和12%。工艺试验所用水泥浆液水灰比控制为1.8±0.1之间，则设计以下掺入比和水灰比参数进行成墙试验。试验至少做10个单元，总长度0.975*10=9.75m配合比实验参数设计如下：1-25单元桩号（K1+535—K1+582）不小于12%试桩26-35单元桩号（K1+583—K1+592）水灰比1.5±0.1水泥掺入比12%36-65单元桩号（K1+593—K1+621）水灰比1.6±0.1水泥掺入比11%66-75单元桩号（K1+622—K1+630）水灰比1.8±0.1水泥掺入比10%根据实验结果，地质剖面图所示土层的不同，合理选择水泥掺入比，水灰比等参数,并报监理工程师批准。5、水泥土搅拌桩参数设计与试验（1）搅拌桩直径（搅头直径）设计搅拌桩直径与最小成墙厚度，一般计算公式为：L1=222)2(LLB1=2122LBB≥B1式中：L1——钻杆开叉最大时的距离mmL2——钻杆间的距离mm；所用设备为325Lm——设计墙深（桩长）m；设计最大值为14.5——钻杆垂直偏差率，一般为0.5%-1.5%；取值1%。B——施工控制墙厚mm5B1——设计墙厚mm；设计为300B2——搅头直径mm；设计要求成墙厚度≥300mm，设计施工深度为10m，一般垂直度控制要求为＜1%时，按照上述计算公式计算。计算结果如图示。其中图（1）为一序成墙设备。图（2）为二序成墙设备。图（1）图（2）（2）橡胶坝施工均采用双排桩，计算如图：300..444Φ375A1A2B2A3B3150B1450300..444325Φ442325325325325A1A3B1B2B3118A26(3)水泥掺入量的计算每平方米水泥渗入量估算公式为每平方米成墙体积×土体湿重×水泥掺入比。其中土湿重度采用设计提供的参考值1600kg/m3。水泥渗入量12%，深度以1m长度1m计算。钻头直径为0.442m时水泥用量估算为：3×πr21m×1600×12%÷0.975=90.72(Kg)/m2；掺入比为10%时，估算值为75.6(Kg)/m2。6、制浆搅拌与拌和输送本工程中水泥浆液制备系统可采用单筒立式搅拌机进行，由HBW150型中压灌浆泵经高压胶管输送至深层搅拌机喷浆搅拌。喷浆搅拌下沉：7、予搅下沉：启动层搅拌桩机主动电机，选择实验确定的低位档速，少量喷浆搅拌下沉至设计深度；8、喷浆搅拌提升：深层搅拌机搅拌头下沉至设计深度后，加大供浆量，注浆搅拌30S，然后按设计或实验确定的速度喷浆并提升搅拌头。当喷浆口提升到达设计桩顶时，应停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。500295385162.57附：深层搅拌防渗墙施工工艺流程图施工准备设备安装就位测量放样喷浆搅拌提升连续成墙拌和输送水泥浆配合比设计垂直度周期校准喷浆搅拌下沉清洗检查水泥土搅拌试验制浆搅拌移机就位搭接89、清洗检查：施工完毕或停机超过2h，应向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗并检查全部管路，直至干净能畅，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。10、移机就位搭接：一序成墙移机行程为0.975mm。设置长度标尺和标线控制移位行程和直线度。二序成墙移机行程为225和1350。11、连续成墙：重复上述作业流程可连续成墙。六、堤身防渗墙施工参数的控制（1）桩径控制：桩径控制应经常检查钻头直径大小，搅头直径不得小于设计或实验确定的数值。一般情况下，每班检查至少两次，遇特殊地层时，增加检查频率。（2）孔位控制：孔位偏差控制在±5mm，采用标线控制成桩的直线度，标线直径约2mm，长度不小于5个单元长。采用标杆控制桩间搭接尺寸，标杆应牢固定位于地面，与标线平行。深层搅拌桩机进尺指针紧靠标线行进。（3）偏斜度控制：偏斜度不应大于1%，控制液压台车水平标尺±5mm，并定期采用经纬仪校准钻杆垂直度，校正水平管标尺。初次使用或维修钻杆后应追加校准。（4）原材料控制：工程用主要原料为水和水泥。水质应符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89。水泥标号425#普通硅酸盐水泥，水泥新鲜无结块，过4900孔筛筛余量不大于5%。不同批号的水泥应抽样进行物理性和力学性能试验。试验项目及要求应符合设计规定。不同批号的水泥应分类放置。（5）搅浆控制：水灰比控制应在1.8±0.1，具体数值由实验确定。水泥浆液搅拌时间不得小于3分钟。（6）储浆控制：水泥浆液应随配随用，为防止水泥浆发生离析，应在灰浆拌制机中不断搅拌。搅拌后的水泥浆液应严格过滤，在灰浆拌制机与集料斗之间设一道过滤网。搅拌好后的水泥浆一般在2小时内使用完毕。特殊情况下应符合下列规定：9（a）当气温在10℃以上时，不宜超过5h。(b)当气温在10℃以下时，不宜超过3h。(c)当浆液存放时间超过有效时间时，应按废弃浆处理。(d)浆液存放时应控制浆体温度在5-40℃范围内。如超出上述规定应废弃。（7）输浆量：由于地层地质条件的不同，吃浆量也不一样，为保证水泥掺入量符合设计要求同时要求墙体搅拌均匀，输浆量的控制以10cm为单位，进行段浆量控制。段浆量理论计算为:段浆量（L/10cm）=理论水泥用量×（1+水灰比）÷浆液比重÷桩深（8）停浆：当浆液到达出浆口后，应在桩底喷浆30秒，使浆液完全到达桩端。喷浆口提升到达设计桩深时，应停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。（9）供浆：供浆供水必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下0.5m，待恢复供应时再旋喷提升，当因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。（10）一般情况下，桩机的浆泵工作压力控制在0.3-0.8Mpa，通过设备的无级调速系统，按照设计要求或实验确定的参数准确调整钻杆的提升（下沉）速度、钻进转速，以保证墙体喷浆搅拌均匀。（11）搅拌深度和送浆量控制：深度控制宜采用钻杆标记法，在钻杆的适当位置标记深度，必要时标记刻度。送浆量控制一般采用经验压力值并多次测算控制。深度误差可控制在±10cm，注浆量可控制在90%-110%。七、桩间接头和与穿堤构筑物施工接头处理理想状态下，桩与桩的搭接间歇时间不应大于24小时，即无接头。如因特殊原因超过24小时，可首先偿试在原桩位复搅的方法保证桩桩搭接质量。若原桩位无法复搅也可采用局部补桩方案：错位补桩长度一般为二个单元长。10成桩过程中