工法桩施工方案及工艺(定稿)

苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案1苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程SMW工法桩施工方案及工艺1．工程概况1.1工程简介钟南街站位于园区规划的翠园路地下，跨钟南街布置，车站有效站台中心里程为DK25+453.000，设计起终点分界里程分别为右DK25+277.000，右DK25+754.000。车站外包总长度为478.4m(净长477m),标准段外包总宽18.7m(净宽17.3m)，两端加宽段外包总宽20.65m(净宽19.25m)，半加宽段外包总宽19.25m(净宽17.85m)，全加宽段外包总宽19.8m(净宽18.4m)。围护结构采用SMW工法桩作为施工期间的临时围护结构。SMW工法桩由φ1000@750水泥土搅拌桩内插H型钢（标准段隔一插一，端头井密插）组成。1.2工程地质钟南街站地层属江南地层区苏州～长兴小区的江苏部分，场地位于太湖冲湖积平原区，地势平坦，地表水系发育，第四系覆盖层厚度较大，各土层水平向分布较稳定，基底地质构造与水文地质条件较复杂，人类工程活动对地质环境的扰动和作用强烈。地质环境条件复杂程度属中等地区。本场地55.30m以浅地基土属第四系（Q）沉积地层，按其成因类型、岩性和工程性能可划分8个工程地质层，15个工程地质亚层。地基土特征自上而下分述如下：①1a淤泥灰色，为新近人工回填的废弃泥浆，回填时间不足半年，表层约30cm含水量较低，以下为饱水状，层底标高-1.27～2.01m；层厚1.00～3.30m，平均厚度2.90m。该层成分不均匀。①1b素填土黄褐～灰黄色，松软，以粘性土为主，含少量碎石、碎砖，含腐植物根茎。其时代为第四系全新世（Q44）。层底标高-1.43～1.14m；层厚0.90～3.70m，平均厚度2.80m。该层压缩性高且不均匀，该土层除河道外缺失，其余地段均有分布。①2淤泥灰黑色，流塑，富含有机质及腐植物，有腥臭味，为河底淤积物。其时代为苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案2第四系全新世（Q44）。层底标高-0.90m；层厚0.60m，该层土质极软弱，分布于河道内。③1粘土层黄褐色～褐黄色，可塑，含铁锰质结核，夹青灰色条纹，无摇振反应，刀切面具油脂光泽，干强度、韧性高。为第四系晚更新统（Q32-3）冲湖积相沉积物。埋深1.6～3.7m，平均2.6m；层厚-4.06～-3.06m。含水量25.7％；重度19.9KN/m3；孔隙比0.736；塑性指数Ip20.1；液性指数IL0.29；压缩系数α0.274MPa-1，压缩模量Es6.47MPa；（固快剪切指标）粘聚力C54.36KPa，摩擦角φ11.26度，该层压缩性中等。③2粉质粘土层灰黄色，可塑，含铁锰质氧化斑点，夹少量粉土薄层，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等。为第四系晚更新统（Q32-3）冲湖积相沉积物。埋深5.4～7.2m，平均6.3m；层厚3.60～5.10m。含水量28.3％；重度19.4KN/m3；孔隙比0.794；塑性指数Ip12.7；液性指数IL0.63；压缩系数α0.291MPa-1，压缩模量Es6.45MPa；（固快剪切指标）粘聚力C32.84KPa，摩擦角φ12.70度，该层压缩性中等。④1a粉质粘土灰色，软塑～流塑，具水平层理，夹薄层状粉土，稍有光泽，干强度中等，韧性中等偏低，无摇振反应。为第四系晚更新统（Q32-2）冲湖积～滨海岸积沉积物，埋深9.7～11.5m；层厚2.10～3.70m。含水量31.6％；重度18.9KN/m3；孔隙比0.896；塑性指数Ip11.0；液性指数IL1.00；压缩系数α0.329MPa-1，压缩模量Es6.40MPa；（固快剪切指标）粘聚力C25.00KPa，摩擦角φ14.45度，该层压缩性中等，勘区内主要分布在车站东侧。④2粉砂灰色，中密，饱和，夹薄层状粉质粘土，主要矿物成分为石英、长石，含云母碎片。为第四系晚更新统（Q32-2）冲湖积～滨海岸积沉积物，埋深12.2～14.3m；层厚2.00～3.20m。含水量31.8％；重度18.8KN/m3；孔隙比0.894；压缩系数α0.147MPa-1，压缩模量Es13.47MPa；（固快剪切指标）粘聚力C20.00KPa，摩擦角φ25.10度，该层压缩性中等，勘区内主要分布在车站东侧。④3粉质粘土夹粉土层灰色，软塑，具水平层理，夹薄层状粉土，局部夹有黑色炭质斑点及半腐烂苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案3的树木碎屑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等偏低，无摇振反应。为第四系晚更新统（Q32-2）冲湖积～滨海岸积沉积物，埋深9.5～11.5m；层厚4.20～5.80m。含水量30.4％；重度19.1KN/m3；孔隙比0.853；塑性指数Ip11.3；液性指数IL0.99；压缩系数α0.332MPa-1，压缩模量Es6.47MPa；（固快剪切指标）粘聚力C19.64KPa，摩擦角φ18.55度，该层压缩性中等，勘区内东侧缺失。⑤粉质粘土层灰色，软塑，局部夹薄层状粉土，稍有光泽，干强度中等，韧性中等偏低，无摇振反应。为第四系晚更新统（Q32-2）海陆交互相沉积物，埋深15.0～16.9m；层厚6.60～9.80m。含水量29.7％；重度19.3KN/m3；孔隙比0.828；塑性指数Ip13.1；液性指数IL0.80；压缩系数α0.298MPa-1，压缩模量Es6.51MPa；（固快剪切指标）粘聚力C27.23KPa，摩擦角φ11.56度，该层压缩性中等。⑥1粘土层暗绿色，可塑，均质致密，偶含铁锰质结核，无摇振反应，刀切面有油脂光泽，干强度、韧性高。为第四系晚更新统（Q32-1）冲湖积相沉积物。埋深22.2～25.0m；层厚2.00～4.00m。含水量23.4％；重度20.2KN/m3；孔隙比0.669；塑性指数Ip18.3；液性指数IL0.35；压缩系数α0.248MPa-1，压缩模量Es6.88MPa；（固快剪切指标）粘聚力C50.73KPa，摩擦角φ13.45度，该层压缩性中等。⑥2粉质粘土层青灰色～灰黄色，可塑，含青灰团块，局部夹有薄层状粉土，粉粒含量较高，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等。为第四系晚更新统（Q32-1）冲湖积相沉积物。埋深25.8～27.2m；层厚2.30～4.00m。含水量29.9％；重度19.1KN/m3；孔隙比0.849；塑性指数Ip13.4；液性指数IL0.58；压缩系数α0.238MPa-1，压缩模量Es8.04MPa；（固快剪切指标）粘聚力C37.11KPa，摩擦角φ14.97度，勘区内均有分布。⑦2粉土夹粉砂层灰黄色～灰色，中密～密实，层理发育，互层状，夹薄层粉砂、粉质粘土，刀切面无光泽，干强度、韧性低，摇振反应中等～迅速，为第四系晚更新统（Q32-1）冲湖积、滨海岸积相沉积物。埋深28.5～30.7m；层厚10.90～14.80m。含水量31.1％；重度18.7KN/m3；孔隙比0.901；压缩系数α0.170MPa-1，压缩模量Es12.08MPa；（固快剪切指标）粘聚力C11.28KPa，摩擦角φ29.58度，勘区内均有分布。苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案4⑧2粉质粘土层灰色，可塑，较均质，含有机质条纹，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等，无摇振反应，为第四系晚更新统（Q31）冲湖积相沉积物。埋深40.5～43.4m；层厚4.00～9.00m。含水量29.0％；重度19.4KN/m3；孔隙比0.812；塑性指数Ip13.3；液性指数IL0.64；压缩系数α0.246MPa-1，压缩模量Es7.52MPa；（固快剪切指标）粘聚力C33.50KPa，摩擦角φ14.93度，勘区内均有分布。典型结构剖面图1.3水文地质条件地表水：根据详勘报告，拟建车站东端处有一河道，河水面标高1.60米。由于受人类工程活动的影响，河道与本地区骨干性河流无水力联系，河水位主要受大气降水的控制。潜水：潜水含水层主要由全新统Q4冲湖积相沉积粘性填土层组成，勘察区域内均有分布，根据勘察结果，潜水埋深在0.46～0.86m，相应标高1.90m～2.21m。根据区域水文地质资料，潜水位主要受大气降水影响，丰水期水位标高1.33～2.63米，枯水期水位标高-0.21～1.35米。微承压水：主要分布在④2粉砂层，该层渗透系数KV=6.9E-04cm/s、KH=9.3E-04cm/s，承压水头丰水期时标高在1.40～1.74米，枯水期时标高在0.62米左右。该层微承压含水层富水性较差。承压水：主要分布于⑦2粉土夹粉砂层中，承压水头标高－2.70～－3.00苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案5米，该含水层分布面积大、但透水性差，补给条件较差，出水量较小。该层承压含水层距结构底板距离较大，故承压水对本工程施工及运营影响不大。2．总体施工流程导沟开挖→置放导轨→设定施工标志→钻掘及搅拌→800×300mmH型钢插入→固定H型钢→施工完成SMW→型钢回收3．SMW工法桩施工3.1施工准备(1)场地准备施工前先进行场地平整和桩位定位，然后开挖导沟。安装机械用的场地地基必须能够经受住机械的振动和压力，必要时采取地基加固措施(换填表面软弱土层，整平和碾压地基，采用30cm石碴铺筑临时便道等)。(2)水电准备水、电源接通综合考虑与钻孔灌注桩的协调共用；根据施工规模及设备配置情况，计算和确定工地所需的供电量，并考虑生活照明等，设置变压器及配电系统，全面设计施工供水的水源及给水管系统。(3)施工参数选择为了保证施工质量，施工中必须加强主要技术参数的控制，并要求在施工现场做到挂牌施工，其主要技术参数见表-1。SMW工法桩主要施工参数表-1序号技术参数指标1水泥(PO32.5)掺入比≥20%2供浆流量160L/min～180L/min3浆液配比(水:水泥)1.6～2.0:14泵送压力1.5～2.5Mpa5下沉速度100cm/min6提升速度200cm/min728天无侧限抗压强度≥1.5Mpa8水泥浆的比重1.29～1.379搅拌速度两边搅拌头:26.0rpm/min中间搅拌头:14.5rpm/min苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案610每桶水泥用量(0.6立方容量)258kg～316kg(4)劳动力配备见表-2劳动力配备表表-2序号工种主要工作内容人数备注1钻机司机钻机的操作和调试2专业上岗2挖掘机司机平整场地、临时起重等1专业上岗3起重工吊放作业、配合钻机定位2专业上岗4灰浆工灰浆拌制和输送以及该设备系统的安装和调试6机电安装除外5电焊工制作型钢及安装连接的全部工作6专业上岗6机电工现场电器设备安装、维修2专业上岗7测量检验工放样与施工监测、超声波测壁等3专业上岗8杂工清理卫生、搬运辅助材料等59管理人员现场安全、技术、质量、材料、生活管理等方面工作5项目配置、通用合计32(5)主要机械设备配备根据施工总体工期要求，结合现场实际情况，施工拟配备三台灰浆搅拌机、一台三轴搅拌机钻进成桩，成桩后将钻机移到下一桩位施工。在搅拌下沉过程中，利用12m3空压机压缩空气使周围土体松散，保证水泥浆液与周围土体充分接触，提高成桩的强度和防水性能，水泥浆液采用压浆泵注入。主要机械设备配备详见表-3。SMW工法主要施工设备表表-3序号设备名称规格型号数量备注1三轴搅拌桩机SF-8081台200kw2桩机重力桩架1台3灰浆桶0.6m35只4存浆桶6m31只5压浆泵200l/min3台1台备用苏州市轨道交通一号线I-TS-17标土建工程钟南街站SMW工法桩施工方案76吊机50t1台7吊机100t1台8水准仪1台9路基箱板2m×6m12块10挖掘机0.4m31台空压机9m31台注：根据图表中设备的总用电量约350kw。(6)设备安装准备清理障碍物，然后铺设行走板，在行走板上安装底盘(底盘上下为钢板，中间