工法桩施工方案定稿

天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建二标段SMW工法桩施工方案编制：审批：中铁二十局六公司天津西站交通枢纽工程土建二标段项目经理部2009年9月18日一、工程概况天津西站交通枢纽配套市政公用工程土建施工第二标段SMW工法桩位于西青道下沉工程东段和自由通廊工程。西青道下沉工程东段（XQK6+192.15~XQK6+297.2）SMW工法桩采用Ф850@600，桩长15.5m，型钢H700×300×13×24，长11.4m，采用隔一插二法，见图1；自由通廊工程SMW工法桩采用Ф850@600，桩长19m，型钢H700×300×13×24，长19.9m，采用隔一插一法。图1：Ф850@600工法桩布置图二、施工准备本标段SMW工法桩施工拟采用一台工法桩机，配备一台50T履带式起重机吊装H型钢，一台挖掘机平整场地及置换土处理，工期约60天。根据工期及设备配置所需劳动力见下表一：表一：本阶段拟需人员一览表序号工种人数工作范围1工法施工班16名完成搅拌成桩、打入H型钢及设备保养工作。2型钢焊接班8名完成H型钢对接及加强板的焊接工作。3机电班2名现场施工设备的维修及保证电器线路的正常运行。三、施工工艺流程根据施工场地大小、周围环境等因素合理安排施工顺序，防止搭接施工的相邻桩的施工间歇时间超过12小时，保证施工时不出现冷缝，因此合理设计施工流程，确保桩身质量、优质完成本工程。施工工艺流程见图二。1、测量放线⑴施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出围护中中心线角点坐标（或转角点坐标），利用全站仪精确放样出围护中心线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩。⑵SMW工法桩施工放线应根椐围护桩平面布置图、控制点坐标及施工图相关尺寸进行，并应考虑施工误差、桩体变形及施工技术水平综合考虑，确保内衬墙厚度及限界要求。⑶根据已知坐标进行垂直防渗墙轴线的交线定位，提前请监理进行放线复核。开挖沟槽设置导向定位型钢SMW搅拌机就位，校正复核桩机水平和垂直度拌制水泥浆液，开启空压机，送浆至桩机钻头钻头喷浆、气并切割土体下沉至设计桩底标高钻头喷浆、气并提升至设计桩顶标高H型钢垂直起吊，定位校核H型钢垂直度插入型钢固定型钢SMW搅拌机架设下一施工循环型钢进场，质量检验型钢涂磨擦材料2、开沟槽⑴根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽度根据围护结构宽度确定，槽宽约1.2m，深度约0.6m~1.0m。⑵施工时遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽，确保施工顺利进行。测量放样施工完毕搅拌桩机械移位图二：SMW工法施工工艺流程⑶在桩机就位前平整填筑场地，场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土。3、定位型钢放置在平行沟槽方向放置两根定位型钢，规格为300×300，长约8～12m，定位型钢必须放置水平并固定好，必要时用点焊进行相互连接固定；H型钢定位采用型钢定位卡，见图三。图三：定位H型钢定位示意图4、孔位放样及桩机就位⑴在开挖的工作沟槽两侧设计定位辅助线，按设计要求在定位辅助线上划出钻孔位置。⑵根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动距离。⑶开钻前应用水平尺将平台调平，并调直机架，确保机架垂直度。⑷由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。5、定位线挖沟槽前划定Ф850三轴机动力头中心线到机前定位线的距离，并在线上做好每一幅三轴机施工加固的定位标记（可用短钢筋打入土中定位）。6、喷浆、搅拌成桩⑴Ф850水泥搅拌桩围护采用P42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比拟定为1.3，水泥掺入比不小于18％，按水泥掺入18％计算每延米桩水泥用量为511.3kg。⑵施工的关键在于如何保证桩身的强度和均匀性。在施工中应加强对水泥用量和水灰比的控制，确保桩身质量。⑶根据钻头下沉和提升二种不同的速度，注入土体搅拌均匀的水泥浆液，确保水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌，水泥与被加固土体充分拌和，以确保搅拌桩的加固质量。⑷在施工中根据地层条件，严格控制搅拌钻机下沉速度和提升速度，确保搅拌时间，根据设计图纸的搅拌桩深度，钻机在钻孔下沉和提升过程中，下钻进的速度不大于1.6m/min，上提时的速度不大于0.8m/min，以便尽可能保证水泥土的充分搅拌又可获得较高的贯入速度。应根据各土层土质情况选择水泥浆液的配合比以便得到较均匀的墙体。图四：重复搅拌示意图⑸喷浆口到达桩顶设计标高时宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。施工中因故停浆应将搅拌机下沉到停浆点下0.5m，待恢复供浆时再搅拌提升。桩与桩搭接时间不应大于24小时，如间歇时间较长，搭接质量无法保证时应采用局部注浆处理。⑹严格控制压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比等，确保桩体的成桩质量。⑺三轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均必须注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。7、H型钢选材与焊接H型钢选用H700×300型钢，在H700×300型钢顶端双面焊接645×200×12mm的加强板，且在距H型钢顶端0.2m处开一个圆形孔，孔径约10cm。（详见：型钢端部加强板示意图）若所需H型钢长度不够，需进行拼焊，焊缝应均为破口满焊，焊好后用砂轮打磨焊缝至与型钢面一样平。加筋板δ=12mm断面图五：型钢端部加强板示意图8、涂刷减摩剂根据设计要求，本支护结构的H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，以利拔出；要求型钢表面均匀涂刷减摩剂。⑴清除H型钢表面的污垢及铁锈。⑵减摩剂必须用电热棒加热至完全融化，用搅棒搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢上，否则涂层不均匀，易剥落。⑶如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。⑷如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂刷施工前抹去表面灰尘。⑸H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。⑹基坑开挖后，设置支撑钢牛腿时，必须清除H型钢外露部分的涂层，方能电焊。地下结构完成后撤除支撑，必须清除钢牛腿和牛腿周围的混凝土，并磨平型钢表面，然后重新均匀涂刷上减摩剂，否则型钢将无法拔出。9、型钢的插入与固定⑴利于H型钢回收再利用，在H型钢插入前预先热涂减摩剂，用电热丝将固体状减摩剂加热熔化后均匀涂抹在H型钢表面。⑵待水泥土搅拌桩施工完毕后2～3小时内型钢插入，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。装好吊具和固定钩，采用50吨履带吊机起吊H型钢，型钢必须保持垂直状态。H型钢插入时间必须控制在搅拌桩施工完毕3小时内。⑶用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心沿定位卡慢慢、垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤控制垂直度。⑷当H型钢插入到设计标高时，用8吊筋将H型钢固定。溢出的水泥土进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。⑸待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢撤除。⑹若H型钢插放达不到设计标高时，则采用提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。H型钢3、H型钢固定吊钩Φ8钢筋H型钢槽钢水泥土搅拌桩定位型钢1、H型钢吊放4、H型钢成型水泥土搅拌桩定位型钢定位卡H型钢2、H型钢定位吊钩图3：H型钢成桩步骤图六：H型钢插入示意图10、施工记录施工过程中，由工长负责填写施工记录，施工记录表中详细记录了桩位编号、桩长、断面面积、下沉（提升）搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入比、水灰比。施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工，施工记录报项目监理审核。11、拔除H型钢⑴在围护结构完成使用功能后，以书面形式通知进场拔除。⑵H型钢拔除场地较小，机械停在顶板上作业，应保证围护外侧满足履带吊＞6m回转半径的施工作业面。型钢两面用钢板贴焊加强，顶升夹具将H型钢夹紧后，用千斤顶反复顶升夹具，直至吊车配合将H型钢拔除。⑶H型钢露出地面部分，不能有串连现象，否则必须用氧气、乙炔把连接部分割除，并用磨光机磨平。⑷桩头两面应有钢板贴焊，增加强度，检查桩头Φ100圆孔是否符合要求，若孔径不足必须改成Φ100；如孔径超过则应该割除桩头并重新开孔，每根桩头必须待两面贴焊钢板后才能进行拔除施工。为保证Ф850三轴水泥搅拌桩的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，主要依靠重复套钻来保证，下图阴影部分为重复套钻示意部位。图七：Ф850水泥搅拌围护桩施工顺序四、施工要求1、SMW工法桩施工前必须经过试桩，试桩数量为一组6根，水泥掺入比18%，桩长、桩径同围护结构施工图中SMW桩。2、SMW工法桩采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量18%，水灰比取1.3，28天水泥土无侧向抗压强度不小于1.0MPa，渗透系数不大于1×10cm-7/s。3、搅拌桩允许偏差：桩底标高+100-50mm、桩位偏差不大于20mm、桩径+10mm、桩身垂直度不大于2‰；4、在机具就位前应平整填筑场地，场地低洼时应回填粘性土料，不得回填杂填土；5、在搅拌桩成孔时，所需70%～80%的水泥浆，在下行钻进时灌入，其余的20%～30%在螺旋钻上行回程时灌入；6、施工停浆面必须高出桩顶设计标高0.5m，在冠梁施工时将高出部分挖除；7、在搅拌桩施工过程中下钻进的速度比上提时的速度慢一倍左右，以便尽可能保证水泥土的充分搅拌又可获得较高的贯入速度。根据各土层土质情况选择水泥浆液的具体配合比以便得到较均匀的墙体；8、喷浆口到达桩顶设计标高时停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。施工中因故停浆时需将搅拌机下沉到停浆点下0.5m，待恢复供浆时再搅拌提升。桩与桩搭接时间不得大于24小时，如间歇时间较长，搭接质量无保证时采用注浆处理。预搅下沉时不宜冲水当遇到较硬土层时方可适量冲水，但需考虑冲水对桩身强度的影响；9、型钢在成桩2～3小时内插入。施工使用的固化剂和外掺剂必须通过加固土室内试验检验方能使用，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。10、SMW工法桩与连续墙连接部位设置两根Ф800@600高压旋喷止水，桩长同围护结构桩长。五、施工质量保证措施（一）、三轴SMW工法桩施工质量保证措施1、水泥、钢材，严格控制质量标准，检查复核质量保证资料，坚持进行必要的实验测试，包括H型钢的接长加工。做到工艺检查，设备检查，施工操作检查，焊接质量检查，建立严格验收把关制度。2、施工现场专职质量检查人员，检查桩机，桩架的走位，钻孔的深度、速度，检查配制水泥浆液的规范操作、控制水灰比在允许范围。3、桩机移位、开钻、提升有现场指挥负责，开钻前需检查桩机平稳性，做到固定端正，桩架垂直，并采用测量仪器或其它手段，完成桩架的水平度，桩架的垂直度，在确认无误后，指挥下达操作命令。4、根据确定的水泥浆液的配合比，做好量具的检验可行手段，严格控制水灰比，搅拌时间，浆液质量，注浆时控制注浆压力和注浆速度。每台班制作一组（3块）7.07×7.07×7.07cm水泥土试块。5、严格控制钻管下钻，提升的速度，若出现注浆阻塞或断浆现象，应及时停泵，排除故障后，再采取有效的措施进行复喷浆，严防断桩、空桩。6、在插入H型钢时，必须做到型钢垂直，插入的深度控制桩顶标高。严防型钢插入错位、插偏、扭歪。7、为保持工作连续性，严禁钻管下钻提升中途进行换岗接班，建立交接班记录制度。8、整个施工接受监理的监督，听从监理的有益的建议，并与工程有关协作单位建立良好协作关系，确保工程顺利进行。9、异常情况处理（1）停机、停电机械故障处理：由于对本项工程施工特殊性考虑，将选用DH608履带式吊机，移动灵活、设备性能优良，但是由于施工现场特殊因素，产生停电、设备故障，排除故障时间过长造成断桩，空桩，及插入H型钢困难等局面，我们将采取快速反应措施。A）、当H型钢不能靠自重完全下插到位时，采取SMW钻管头部静压或采用挖机送压。B），当上述方案失败时，即可