水泥土搅拌桩施工组织设计

南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第1页共16页一、工程概况:本工程为南京市地下铁道南北线一期工程试验段盾构工作井围护结构，该工程位于南京市中山南路、长乐路口。为提高基坑开挖时的稳定性及基坑止水性能，根据设计要求采用Φ850SMW工法水泥土搅拌桩作为围护结构，直径为850mm，搅拌桩搭接250mm。在盾构工作井范围内，型钢密插，型钢规格为（700×300×12×14），盾构出洞口处搅拌桩内插24根25.7米H型钢，其余内插138根25米长型钢。在里程K5+334.442-K5+365.142范围内，每三根搅拌桩内插两根型钢，型钢长19米共61根。在K5+304.442-K5+334.442范围内间隔插H型钢，型钢长17米，共50根。考虑方便盾构出洞，待主体结构强度达到设计要求后拔除出洞口范围内H型钢，长25.7米，共24根。此次端头井围护结构施工搅拌桩方量约为4140m3，型钢总重约786吨。三轴搅拌桩水泥掺入量为20%，水灰比为1.5∽2.0。施工设备采用日本进口设备（PAS-200VAR）三轴搅拌桩机，桩架采用步履式重型桩架。二、工程地质(见地基土物理力学性质指标表)三、SMW施工步骤（一）场地回填三轴机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物,素土回填夯实，路基承重荷载以能行走50t大吊车及步履式重型桩架为准。（二）测量放线根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第2页共16页作,并做好永久及临时标志。为防止万一搅拌桩向内倾斜，造成内衬墙厚度不足，影响结构安全使用，按设计要求每边外放10cm,放样定线后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收签证。确认无误后进行搅拌施工。（三）开挖沟槽根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，沟槽尺寸如图一，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工,并达到文明工地要求。（四）定位型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300×300，长约8∽20m，转角处H型钢采取与围护中心线成45°角插入，H型钢定位采用型1.2m0.5m-0.7m0.325m中心轴线围护内边线围护内边线定位型钢沟槽开挖示意图南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第3页共16页钢定位卡。具体位置及尺寸见下图（视实际情况而定）。（五）三轴搅拌桩孔位定位三轴搅拌桩三轴中心间距为1200mm，根据这个尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。（六）SMW工法施工（1）根据施工工艺的要求，采用日本进口的三轴深搅设备，其型号为PAS—200VAR，根据工程的规模和工期的要求以及现场场地条件和临时用电等情况，合理确定设备的投入力量和机械的配套工具，详见下表：8001000槽沟定位型钢型钢定位卡425桩位中心线基坑内边线定位型钢示意图南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第4页共16页SMW工法主要施工设备表序号设备名称规格型号数量备注1三轴搅拌桩机PAS-200VAR1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6吊机50t1台7水准仪1台8路基箱板2m×6m12块9挖土机0.4m31台10空压机9m31台注：根据图表中设备的总用电量约350kw。（2）施工顺序SMW工法施工按下图顺序进行，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量，该施工顺序一般适用于N值小于50的地基土，水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证，以达到止水的作用。南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第5页共16页a)跳槽式双孔全套复搅式连接：一般情况下均采用该种方式进行施工。b）单侧挤压式连接方式：对于围护墙转角处或有施工间断情况下采用此连接施工顺序1施工顺序2施工顺序4施工顺序3施工顺序5施工顺序1施工顺序3施工顺序5施工顺序2施工顺序4南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第6页共16页(3)桩机就位a)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，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。b)桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度。c)三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。(4)搅拌速度及注浆控制a)三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。详见下图深度施工时间提升搅拌注浆（2m/min)下沉搅拌注浆（1m/min)搅拌时间-下沉、提升关系图南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第7页共16页b)制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建100m2水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。水泥浆液的水灰比为1.5∽2.0，每立方搅拌水泥土水泥用量为360kg，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，因为南京地区土质属于砂性土，经搅拌后容易产生沉淀不利于下插型钢，通过以往工程实践可以向水泥浆液掺加5%-10%的膨润土，防止过快沉淀造成型钢下插困难,对搅拌桩体止水有利.注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，以浆液输送能力控制。土体加固后，搅拌土体28天抗压强度不小于1.5Mpa。(5)H型钢插入三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。a)起吊前在距H型钢顶端0.07m处开一个中心圆孔，孔径约4cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，用线锤校核垂直度,必须确保垂直。b)在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，垂直度控制用线锤控制。c)根据甲方提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差，在定位型钢上搁置槽钢，焊Ф8吊筋控制H型钢顶标高，误差控制在±5cm以内。d)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。e)若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第8页共16页使其插到设计标高，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。(6)报表记录施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间和H型钢的下插情况，记录要求详细、真实、准确。及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。工艺流程见附图。(七）涂刷减摩剂为便于H型钢回收，将涂刷减摩剂后插入水泥土搅拌桩，结构强度达到设计要求后起拔回收。（1）清除H型钢表面的污垢及铁锈。（2）减摩剂必须用电炉加热至完全融化，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。（3）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。（4）如H型钢在表面铁锈清除后不立即涂减摩剂，必须在以后涂料施工前抹去表面灰尘。（5）H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。（6）基坑开挖后，设置支撑牛腿时，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，必须清除牛腿，并磨平型钢表面，然后重新涂刷减摩剂。（7）浇注压顶圈梁时，埋设在圈梁中是H型钢部分必须用牛南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第9页共16页皮纸将其与混凝土隔开，否则将影响H型钢的起拔回收。（八）H型钢回收（1）待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。（2）用0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙，减少对邻近建筑物及地下管线的影响（九）工程量计算方法（按两孔计算方法）S为每幅断面面积，V为每幅搅拌体积方量幅数为n幅，深度为h米，两孔中心距为0.6m，搅拌体平均厚度为0.773米，搅拌桩直径为0.85米。S=0.6×0.773+π/4×0.852=1.0312(米2)V=Sh总搅拌方量为：V总=nV=nSh=1.0312nh(米3)四、质量保证措施（一）工程管理网络图(二)深层搅拌桩施工质量措施南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第10页共16页（1）孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于1/200桩长。施工前严格按照设计提出的搅拌桩两边尺寸外放100mm要求进行定位放样。（2）严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于2m/min。（3）施工前对搅拌桩进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。（4）桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。（5）工程实施过程中，严禁发生定位型钢移位，一旦发现挖机在清除沟槽土时碰撞定位型钢使其跑位，立即重新放线，严格按照设计图纸进行施工。（6）场地布置综合考虑各方面因素,避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。（7）严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后方可使用。（三）施工冷缝处理施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm左右。南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第11页共16页（四）渗漏水处理在整个基坑开挖阶段，我公司将组织工地现场小组常驻工地并备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现墙体有漏点，及时进行封堵。具体采用以下两种方法补漏。（1）引流管：在基坑渗水点插引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆到达强度后，再将引流管打结。（2）双液注浆：a)配制化学浆液。b)将配制拌合好的化学浆和水泥浆送入贮浆桶内备用。c)注浆时启动注浆泵，通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从H口混合注入孔底被加固的土体部位。d)注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。e)施工参数。注浆压力：0.3-0.8Mpa注浆流量：25-35l/min注浆量：0.375m3/延米浆液配比：施工冷缝10cm素桩施工冷缝处理图南京地铁南北线一期工程盾构第一标段盾构工作井围护结构施工方案上海隧道工程股份有限公司第12页共16页A液水:水泥:膨润土:外掺剂=0.7:1:0.03:0.03水泥选用普通硅酸盐水泥标号为425#。B液水玻璃选用波宽度为35-40°blA液:B液=1:1初凝时间：45秒凝固强度：3-4Mpa/2h（五）确保桩身强度和均匀性要求做到：（1）由于从日本引进的机器设备没有随带水泥流量、注浆压力等计量器具，所以采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。（2）土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎有利于水泥浆与土均匀拌和。（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。（4）压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象