基础水泥搅拌桩及二次开挖施工方案

-1-1.工程概况1.1竹洲头泵站目前完成情况竹洲头泵站一期基坑开挖已于2009年5月7日完成，根据实际开挖的地质情况，顺河流向围堰两端单薄处开挖至-1.0m高程，其余基坑已开挖至-3.0m高程。基坑支护水泥搅拌桩施工时，坑底铺垫了50cm砂垫层，基坑底部标高现为-2.5m。目前正在进行基坑支护水泥搅拌桩格栅状重力式挡墙施工。1.2竹洲头泵站地基处理水泥搅拌桩1.2.1搅拌桩布置竹洲头泵站地质情况较复杂，基础座落土层（岩层）有：淤泥、淤泥质粘土，大多土层承载力及不均匀沉降控制值不能满足设计要求，需做水泥土搅拌桩处理，采用干法施工。待基坑支护水泥搅拌桩格栅状重力式挡墙施工完后，在现有基坑底面标高-2.5m施打地基处理喷粉水泥搅拌桩及挡墙加固支护桩和各部位连接桩。建筑物地基处理搅拌桩分布在泵站设施（前池、进水间和主泵房）底部，桩径φ550mm，间距900mm，桩底至全风化层；加固桩分布在临江支护挡墙边7m区域，桩径φ550mm，间距900m，桩底高程至-12m。连接桩沿基坑支护桩格栅状重力式挡土墙内侧宽2.7m范围布置三排，桩径φ550mm，有效桩长为5.0～5.4m。连接桩把地基处理桩外四排粘结一起，有效保证支护结构稳定性。建筑物地基处理搅拌桩、加固桩和各部位连接桩桩位置详见附图1.2-1《竹洲头泵站地基处理搅拌桩及加固桩、连接桩布置图》。1.2.2设计技术要求(1)搅拌桩桩身：桩身水泥土90天龄期无侧限抗压强度平均值fcu＝1400KPa；桩身水泥土28天龄期无侧限抗压强度平均值qu≥800KPa。(2)水泥搅拌桩单桩竖向承载力特征值Ra＝100KN，处理后的复核地基承载力特征值fspk≥125KPa。1.2.3技术参数水泥选用江门市新昌水泥厂生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥；水泥掺入比18%；钻进下沉速度：0.8-1.5m/min；喷粉提升速度：0.6-1.2m/min；复搅：0.6-1.2m/min；压缩空气压力：0.2-0.4MPa；-2-气流量：20L/s；钻头搅拌速度：15mm/转；水泥搅拌桩垂直偏差不超过1％；布桩位置与设计误差不得大于20mm，成桩桩位偏差不得大于50mm；水泥搅拌桩搅拌头磨损量不得大于10mm。1.3竹洲头泵站基坑二次开挖竹洲头泵站基坑二次开挖，主要包括前池、进水间和主泵房等，深基坑长60.3m、宽54.5m、最深5.5m。待支护桩格栅状重力式挡土墙满足设计要求强度后，从现有基坑底▽-2.5m高程平台向下开挖至设计建基面高程。泵站开挖建基面高程见图1.3.1图1.3.1泵站建筑物平面布置图1.4工程量1、地基处理水泥搅拌桩桩径φ550mm，计3639根，总长约42002m(根据实际钻孔进尺情况调整)，空钻为：13288m2、被动土压力加固区桩径φ550mm，计426根，总长4047m，其中空钻长度1746m。3、连接桩径φ550mm，计581根，总长5269m，其中空钻长度2332m。4、二期基坑开挖土方工程量约为17400m3(根据实际开挖情况调整)。2.施工方案编制依据中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；-3-中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；广东省标准《建筑地基处理技术规范》DBJ15-38-2005；中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；广东省标准《建筑基坑支护技术规程》DBJ/T15-20-97；中华人民共和国行业标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83；《竹洲头泵站厂区布置图》XZ-4GC(B)-01（02）；《竹洲头泵站水泥土搅拌桩支护图》XZ-4GC(B)-07（08）；《竹洲头泵站地基处理及二次开挖图》XZ-4GC(B)-05（06）。3、地基处理喷粉水泥搅拌桩施工3.1施工部署3.1.1施工分区地基处理桩、连接桩和被动土压力加固桩，分A～E型八个区六个作业段。六个作业段分别为：A厂右+B1区、A厂左+B2区、C1区、C2区、D+D1+D2区、E+E1区。每个作业段安排一台搅拌桩机（型号与桩径相匹配）；每台搅拌桩机台配一台空压机、喷粉机、储灰缸等。3.1.2搅拌桩编号为便于施工管理，对进场的六台水泥搅拌桩机进行编号。即：1#机施工A区厂右+B1区，2#机施工A区厂左+B2区，3#机施工C1区，4#机施工C2区，5#机施工D1+D2区、6#机施工E区。3.1.3桩机施工顺序1#、2#机从0+000开始分别向厂右、厂左移动施工，1#机直至左厂上0+028.5,2#机直至右厂上0+028.5；3#、4#机从厂上0+028.5中间开始分别向厂左、厂右移动施工，直至右、左厂上0-007.8；5#、6#机从厂上006.9开始分别向厂左、厂右移动施工，直至右、左厂下0+009.3；5#机施打D2区结束后再施工D1区。共安排六台搅拌桩机每天三班施工。附图3.1-1～8：桩位分区、编号及桩机施工顺序图（8张）3.2喷粉水泥搅拌桩施工工艺3.2.1喷粉水泥搅拌桩工艺流程喷粉水泥搅拌桩施工工艺流程（二喷四搅）见图3.2-1。-4-图3.2-1喷粉水泥搅拌桩施工工艺流程图3.2.2施工方法(1)测放桩位①施工前，首先根据轴线交叉点坐标用全站仪定出轴线。②根据桩位平面图及主要轴线，用全站仪定向，钢尺量距，确定桩位。③引出主要控制点于施工现场不易碾压的位置，用混凝土固定保留。④测量现场地面标高，确定桩顶标高。对桩位进行编号，以利于施工管理和资料整理。(2)桩机就位：桩位复核，桩机就位，对准桩位，保持起吊架垂直。钻机就位应满足图纸要求，垂直度偏差不大于1%(装吊垂球检测)，为确保垂直度控制良好，分别在钻机四个支座处加设较大面积的钢板，使钻机在钻进中保持平稳，钻进时要经常检查垂直度，如发现偏差要边钻进边调整，桩的孔位置与图纸偏差不得大于50mm。(2)启动空压机，使气流正常运转时，开动动钻机向正向转动，加压下钻，当搅拌头到达设计桩底以上1.5m时，即开启喷粉机提前进行喷粉作业，直到设计深度的持力层，转约1分钟。钻进速度为0.8～1.5m/min。(3)转1分钟后，立即提钻，同时开动钻机反转，边提升边搅拌边喷粉，提钻喷粉至桩顶标高以上0.5m处停止喷粉，平均提升速度为0.6～1.2m/min，钻头的搅拌速度为15mm/转，复搅与提升时的管道压力：0.2Mpa～0.4Mpa，汽流量为20L/S。桩机就位二次复搅至设计桩标高至设计深度反转提升预搅下沉至设计桩顶标高钻头提升至地面，清除钻头泥包关闭喷粉阀门打开喷粉阀门移机进入下一条桩施工打开送气阀门-5-(4)重复下钻喷粉搅拌到设计孔深，完成三次搅拌。(5)关闭喷粉阀门，提升钻头，搅拌到设计桩顶标高，完成二喷粉四搅拌工序。(6)对搅拌钻头进行检查，钻头内磨损量不得大于10mm，超过允许值，须更换。(7)清理：钻头提升至地面，清除钻头泥包。清理完后，将钻机移至下一个桩位重复施工，同时对桩头进行处理，达到设计要求。3.3质量检验3.3.1成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度为停浆面以下0.5m）目测检查搅拌桩的均匀性，量测成桩直径，检查量不小于150根；3.3.2成桩28d后，采用复合地基载荷实验检查搅拌桩复合地基承载能力，检查数量不少于16根；3.3.3经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验，检验数量不少于16根。3.4人员及机械设备配备3.4.1人员配备表3.4-1主要投入人员一览表序号工种人数备注1施工员42司泵工123记录员64空压工65供料工126电工27机修工38普工15合计723.4.2机械设备配备表3.4-2主要施工机具设备计划表序号设备名称规格型号单位数量备注1水泥搅拌机PH-5B台52水泥搅拌机ZGZ-A型台1-6-3空气压缩机台64灰罐及供料器0.6MP套65电子计量系统套66电焊机BX3-300-2台24、基坑二次开挖施工4.1施工准备工作4.1.1二次开挖施工道路布置二次开挖施工道路由基坑下游侧连接1#临时公路和临时弃渣场，下基坑至主泵房，道路宽6m，铺筑泥结石路面，纵坡i＝0.11，采用块石铺路，路面为泥结石路面，路基分层碾压，每层厚度≤30cm。施工道路布置详见附图4.1-1《竹洲头泵站基坑二次开挖施工平面布置图》。4.1.2基坑排水为了便于开挖后有利于基坑边坡稳定，及时做好边坡、基坑围护及井点降水设备的布设，昼夜抽水，并保证坑内无集水，避免集水滑坡。按图纸要求，在临时支护桩转角处做1.0m×1.0m×1.0m集水坑。4.1.3基坑四周的安全围护采用DN48钢管连接做护栏，立杆打入砼盖板上，间距2.0m，高1.2m，上下用涂有黄黑色漆的钢管连接，并用密目网封闭。4.2二次开挖施工工艺流程基坑二次开挖施工工艺流程详见图4.2-1。-7-图4.2-1基坑二次开挖施工工艺流程图4.3基坑二次开挖施工方法4.3.1施工测量放样根据设计坐标，对前池、进水间、主泵房等各个建筑物轮廓进行定点测量放线，各个不同位置用白石灰粉将测放的分界木桩点连接起来，作为开挖轮廓线控制。引测高程固定点，在稳定的土体和挡墙上布设固定点，为深基坑开挖提供水准测量基准点，开挖时根据相对应内起坡线、建筑物轮廊线，用水准仪控制标高的开挖深度，做到边开挖边测量，控制高程到不回挖，一次成形，坑底，挖预留50cm作为人工清基处理层，做到不超挖。准备工作场地清理、平整确定开挖顺序施工场地安全围护、包括设交通警示指引监理工程师审核测量放样分层开挖出渣形成开挖平台边坡检查人工边坡修整和清理（三检）自检监理工程师检查下道工序修垫开挖道路-8-4.3.2基坑二次开挖(1)泵站坑基坑二次开挖时，由厂房1#临时公路1#临时公路和临时弃渣场(顺基坑下游侧修垫道路)下基坑至主泵房；(2)开挖采用1.0m3反铲分二层进行开挖，每层开挖厚度3～4m，采用反铲接力转土，再装车运走；(3)开挖从河边向后山侧退挖，先开挖前池和进水间，再开挖主泵房。(4)开挖离道路远的前池和进水间时，用2～3台反铲接力转土至道路旁边，再用反铲装车运走；(5)道路附近的挖方采用反铲开挖后直接装车；(6)反铲在进行边坡开挖时，预留土20～30cm由人工削坡至设计边线；底部基础面开挖时，为防止超挖，预留土50cm左右在进行垫层或混凝土施工时由人工挖除。(7)二次开挖土方量均运送至临时弃渣场回填。(8)土方开挖基本完成后，测量人员进行复线和测量基底高程，然后人工进行清理，满足桩基检测要求。4.4土方开挖施工监测方案4.4.1施工监测的目的(1)认识影响地表和土体变形的各种因素，以便有针对性地改进施工工艺和施工参数，减少地表和土体变形，保证工程安全。(2)预测施工引起的地表和土体变形，根据地表变形发展趋势情况，决定是否需要采取保护措施。(3)检查施工引起的地表的变形和沉降是否超过允许范围，为在发生事故时提供仲裁依据。(4)为研究地层、地下水、施工参数及地表和土体变形的关系，地表沉降与土体变形的分析预测方法等积累数据，并为改进设计提供依据。(5)了解支护桩支护受力情况，及时调整施工措施，或采取其他安全防护措施，确保基坑施工安全。4.4.3施工监测项目设置本工程根据施工图纸要求，结合现场施工实际需要，拟对以下项目实行监测（见下表），具体监测点布置见附图4.4-1《竹洲头泵站基坑沉降位移观测点布置图》和监理单位要求等有关文件规定，按如下要求实施：表4.4-1竹洲头泵站基坑监测项目表-9-部位监测项目监测对象测点布置备注垂直支护水平位移垂直支护桩顶见布置图沉降垂直支护桩体见布置图边坡坡顶水平位移坡顶每典型边坡不少于3个点坡顶沉降坡顶周围地表沉降地表典型部位裂缝地表超载状况地表周围地表基坑渗漏水基坑底典型基坑底及边坡不少于3个点地下水位坡顶及基坑底代表部位坡顶和坡底各1个孔4.4.4监测频率监测频率按相关要求，结合现场实际施工情况，本工程对各监测项目的的监测频率、目标控制值及测量精度的要求见下表：表4.4-2