三轴搅拌桩施工标准化手册.docx
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三轴搅拌桩施工标准化手册
南昌轨道交通3号线工程土建施工03合同段
三轴搅拌桩
施工标准化手册
编制:
复核:
审核:
中铁二局南昌轨道交通3号线土建三标项目部
二O一六年八月九日
第一章规范性引用文件
1、岱山站站主体围护结构施工图
2、岱山站岩土工程勘察报告;
3、现行施工规范和操作规程,如下:
《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-1997)
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012);
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)
《建筑机械使用安全技术规程》 JGJ 33—2012;
《施工现场临时用电安全技术规范 》JGJ 46—2005;
第二章范围
适用于南昌轨道交通3号线土建三标项目岱山站三轴止水帷幕指导施工。
第三章机械选择
经综合考虑,本工程选择JB-160型三轴搅拌机。
①采用专用三轴搅拌机施工,两轴同向旋转喷浆与土拌合,中轴逆向高压喷气在孔内与水泥充分翻搅拌和,而且由于中轴高压喷出的气体在土中逆向翻转,使原来已拌合的土体更加均匀,成桩直径更加有效,加固效果更优。
②三轴搅拌机械施工效率高,相对单轴或双轴搅拌机械施工工期大大缩短,对于施工工期要求紧的工程,此法施工特别有效。
③使用范围广。
水泥深层搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土、泥炭土、有机质土等地基。
同时,水泥深层搅拌桩所形成的水泥土固体可作为竖向荷载的复合地基,基坑工程围护挡墙、被动区加固、防水帷幕等。
④三轴搅拌桩施工时,将要置换出一部分泥浆。
由于施工前开挖沟槽,避免了泥浆的益出,但由于加固深度的增加置换出的泥浆将会逐渐增多,置换出的泥浆在短时间内无法固结至使无法及时运到指定的弃土场,对施工现场的文明施工造成一定影响。
⑤施工机械设备比较大,现场组装需要提供很大的施工场地。
机械设备从现场组装到调试需要一个星期的时间,所以三轴搅拌桩加固需要较大的施工场地。
⑥同时,为保证成桩质量,建议使用灌浆自动记录仪,实时盯控施工过程数据,灌浆自动记录仪以压力传感器测量喷灌压力、流量计计量喷灌流量,集微型计算机系统对传感器信号采集、分析、数据处理,并且控制打印机打印施工过程数据
第四章设计要求及质量控制要求
1、岱山站设计自然地坪绝对标高约为33.7m,冠梁底标高为31.699m,三轴搅拌桩底标高为入中风化岩层0.2m,基坑开挖深度约为16.8m。
2、水泥搅拌桩采用PO.42.5普通硅酸盐水泥,止水帷幕的水泥掺量为25%,水灰比为1.5,渗透系数不应大于1×10-7cm/s,28天无侧限抗压强度标准值不低于0.8MPa。
3、桩身采用一次搅拌工艺,水泥和原状土须均匀拌合,下沉及提升均为喷浆搅拌,为保证水泥土搅拌均匀,必须控制好钻具下沉及提升速度,钻机钻进搅拌速度一般在0.8m/min,提升搅拌速度一般在1m/min,钻进时注浆量一般为额定浆量的70~80%,在桩底2m部分重复搅拌注浆,提升速度不宜过快,避免出现真空负压、孔壁塌方等引起周边地基沉降。
4、搅拌桩成桩应均匀、持续、无颈缩和断层,严禁在提升喷浆过程中断浆,特殊情况造成断浆应恢复压浆前将三轴搅拌机提升或下沉0.5m后再注浆搅拌施工,以保证搅拌的连续性,因故搁置超过2h以上的拌制浆液,应作废浆处理,严禁在用。
5、搅拌桩施工应有连续性,不得出现24h施工冷缝,如因特殊原因出现施工冷缝,则需补强并在图纸及现场标明位置,以便最后统一考虑加强方案,超过48h须在接头旁加桩补强。
6、由于浅层土层渗透系数大,止水帷幕的质量至关重要,各方应加以重视,包括施工队伍、施工机械的选取到施工的管理等各方面,均应加强,确保水泥搅拌桩施工质量。
7、搅拌桩施工过程中,必须对基坑周边沉降及位移进行监测,并根据监测资料,合理控制搅拌桩施工过程中搅拌头的压入阻力及注浆压力。
8、基坑开挖前,采用浆液试件强度试验对水泥土搅拌桩桩身强度进行检验,抽检根数为总数的2%,每根不少于3个取样点,每个取样点制作3件试块,试块28天无侧限抗压强度标准值不低于0.8MPa,搅拌桩成桩28d后,采用钻取芯样作桩身完整性检测,检验数量为施工总桩数的0.5%,且不少于6点。
第五章三轴搅拌桩施工工艺及工序要求
5.1施工准备
5.1.1技术准备
①认真熟悉现场的工程地质和水文地质资料,场区内地下障碍物和邻近区域的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、房屋等调查资料。
②完成施工组织设计以及施工方案的审批。
③对图纸进行会审及设计交底,完成相关手续工作。
④对现场施工人员进行图纸和施工方案交底,专业工种应进行短期专业技术培训。
特殊工种人员必须持证上岗。
⑤组织现场所有管理人员和施工人员学习有关安全、文明施工规程,增强职工安全、文明施工和环保意识。
⑥进行测量基准点交底、复测及验收工作。
5.1.2测量准备
测量放样前,先完成对施工图纸的审核,完成对测量依据定位点的交接与检测,完成测量方案的编制与数据准备,完成对测量工具仪器的检测与纠正,以及进场报验。
5.1.3试验准备
开工前,试验需要完成的工作有:
仔细核对图纸,确认水泥标号和预计使用数量,强度检测方式方法,完成已进场原材料的抽样检测并取得检测报告。
5.1.4作业条件准备
①现场临建场地完成,具备作业环境,通过监理验收。
②施工用水、用电接至施工场区,并满足三轴机械施工要求,通过监理验收。
③泥浆储备池已完成。
④三轴搅拌机械试运转完毕。
5.2工艺试桩
5.2.1根据设计图要求,配合建设、监理单位,组织由设计、质监、地质勘探部门一起参加的工艺试打桩工作。
5.2.2现场施工人员认真填写施工原始记录,
记录内容应包括:
①施工桩号、施工日期、天气情况;
②喷浆深度、停浆标高;
③灰浆泵压力、管道压力;
④钻机转速;
⑤钻进速度、
⑥提升速度;
⑦浆液流量;
⑧每米喷浆量;
⑨复搅深度。
5.2.3根据试打桩确定三轴水泥搅拌桩机喷浆量、钻进速度、提升速度、搅拌次数等参数,填写试打桩报告,方能进行大面积施工。
5.3施工工艺流程
5.3.1三轴搅拌桩施工工艺流程图
三轴搅拌桩施工工艺流程图
5.3.2三轴搅拌桩桩位施工顺序
三轴搅拌桩按下图所示顺序进行施工。
其中两圆相交的公共部分为重复套钻,以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。
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,详见下图所示。
对于围墙转角或有施工间断情况下采用单侧挤压式连接方式,详见下图所示:
跳槽式双孔全套复搅式连接方式图
单侧挤压式连接方式图
5.3.3施工场地平整
施工前,必须先进行施工区域内的场地平整。
路基承重荷载以能行走三轴搅拌机械为准。
因该工法要求连续施工,故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清理或移位,以保证施工顺利进行。
5.3.4桩位放样
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作,并做好永久及临时标志。
放样定位后,请监理进行复核验收签证。
确认无误后方可进行搅拌施工。
5.3.5开挖导向沟槽
在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土,为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁,需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。
根据基坑围护内边控制线,采用0.6m3挖机开挖导向沟,遇有地下障碍物时,用挖土机清除,开挖导向沟余土应及时处理,以保证桩机水平行走,并达到文明工地要求。
5.3.6搅拌桩孔位定位
由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位,桩位平面偏差不大于2cm。
本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm,轴心距为600mm,搅拌桩搭接250mm。
三轴搅拌桩采用套打一孔工艺,因此桩心距为1200mm。
5.3.7桩机就位与垂直度校正
移动搅拌桩机到达作业位置,并调整桩架垂直度达到0.5%以上。
在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈,10m高处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈中心。
每次施工前必须适当调节钻杆,使铅锤位于铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。
桩机移位由当班组长统一指挥,移动前必须仔细观察现场情况,移位要作到平稳、安全。
桩机定位后,由当班组长负责对桩机桩位进行复核,偏差不得大于20mm。
为便于成桩深度的控制,施工前应在钻杆上做好标记,控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长,当桩长变化时擦去旧标记,做好新标记。
5.3.8水泥浆液拌制
施工前应搭建好拌浆施工平台,平台附近搭建水泥库,对全体工人做好详细的施工技术交底工作,水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比严格控制在1.5~1.6,具体根据可现场实际情况调整,水泥总体掺量为25%,空桩为5%(重量)。
5.3.9注浆、搅拌、提升
启动电动机,根据土质情况按计算速率,放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉,直到钻头下沉钻进至桩底标高。
按照搅拌桩施工工艺要求,钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液,每次下降时喷浆70%~80%,提升时喷浆20%~30%。
钻机钻进速度不大于0.8m/min,提升速度宜不大于1m/min,按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液,钻杆提升完毕时,设计水泥浆液全部注完。
见下图:
搅拌时间-下沉、提升关系图。
搅拌时间-下沉、提升关系图
5.4主要施工参数(暂定)
下沉速度:
0.6~0.8m/min
提升速度:
0.8~1m/min
搅拌转速:
30~50rod/min
浆液流量:
140~160L/min
浆液配比:
水:
水泥=1.5:
1
注浆压力1.5~2.5Mpa
5.5施工记录
施工过程中,由技术员负责填写施工记录,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、技术员、监理工程师监督施工,施工记录报项目监理审批。
5.6质量检验
①施工前应检查水泥的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度。
水泥必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书,并按批次取样送检测中心试验合格后方能使用。
②施工中质量检验包括机械性能、材料质量、掺合比试验等资料的验证,以及桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、喷浆速度、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等。
③施工结束后,应检查桩体强度、桩体直径、防渗效果等。
④水泥土搅拌桩桩身强度应符合设计要求。
5.7特殊部位处理
(1)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,以防偏桩,保证补桩效果,素桩与围护桩搭接厚度约10cm.具体如下图所示:
施工冷缝处理图
(2)搅拌桩渗水处理
在整个基坑开挖阶段,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:
a引流管
在基坑渗水点插入引流管,在其周围用速凝防水水泥砂浆封堵,待水泥砂浆达到强度后,将引流管打结。
b双液注浆
①配置化学浆液浆液配比:
A液水:
水泥:
膨润土:
外掺剂=0.7:
1:
0.03:
0.03
水泥选用复合硅酸盐水泥标号为32.5#。
B液水玻璃选用波宽度为35—40°bl
A液:
B液=1:
1
初凝时间:
45秒
凝固强度:
3—4Mpa/2h
③将配制拌合好的化学浆液和水泥浆送入贮浆桶内备用。
④注浆过程中应尽可能控制流量和压力,防止浆液流失。
⑤施工参数:
注浆流量150—200L/min;注浆压力4—6Mpa。
5.8特殊情况处理措施
①有异常时,如遇无法达到设计深度进行施工时,应及时上报甲方、监理,经各方研究后,采取补救措施。
②在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时,宜与设计单位、业主、监理共同协商,确定解决办法。
③施工过程中,如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时,均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆钻搅,以防止出现不连续墙体;如因故停机时间较长,宜先拆卸输浆管路,妥为清洗,以防止浆液硬结堵管。
④发现管道堵塞,应立即停泵处理。
待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,等10~20秒恢复向上提升搅拌,以防断桩发生。
⑤考虑障碍物过深,场地受限,无法进行深开挖清障,当工法桩遇此障碍无法钻入时,应尽量先行朝基坑外侧绕开(见下图),若不具备绕开条件,则跳开,对空缺部分可采用钻孔灌注桩结合高压旋喷止水桩进行闭合(下图)。
5.9三轴搅拌桩施工技术要点
①严格按照设计要求配制浆液。
②土体应充分搅拌,严格控制下沉速度,使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。
同时为了加速和减少对周边地层影响,搅拌时可接入压缩空气进行充分搅拌。
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水泥土搅拌桩施工时,不得冲水下沉,钻头提升速度控制在1.0m/min,其垂直度偏差不得超过0.5%,相邻两桩施工间隔不得超过12h。
⑤压浆阶段不允许发生断浆现象,输浆管道不能堵塞,全桩须注浆均匀,不得发生夹心层。
发现管道堵塞,立即停泵进行处理。
待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆,等10-20秒后恢复正常搅拌,以防断桩。
⑥对溢出的泥土及时采用内驳车运到施工现场集土坑内,临时集中堆放,待达到一定强度后方能再组织土方外运。
5.10搅拌桩桩体验收标准
实测项目
允许偏差
桩位偏差
平行基坑方向
±20mm
垂直基坑方向
±20mm
垂直度
5‰
成桩深度
±50mm
1桩顶标高和桩深应满足设计要求。
2水泥浆灌入量要有严格保证,无异常过少现象。
③成桩过程中对水泥土取样,制成标准试块,取样数量为每台·班机一组,每组9块。
④搅拌桩桩体在达到龄期28天后,进行钻孔取芯测试其强度,其抗压强度不应小于0.8MPa,检查桩的数量不少于已完成桩数的2%。
第六章三轴搅拌桩参数计算实例
6.1说明及要求
三轴止水帷幕采用850@600搅拌桩施工,单根桩长约26.17m,其中实桩长度为24.22m,水泥掺量为25%;空桩长度为1.95m,水泥掺量为5%。
6.2计算实例
①单根桩理论水泥用量:
实桩24.22(实桩长)*1.8(土体比重)*1.495(单幅面积)*0.25(水泥掺量)=16.29t;空桩1.95*1.8*1.495*0.05=0.26t;总用量:
16.29+0.26=16.55t。
②单根桩理论水泥浆浆液用量:
浆液配比为水:
水泥=1.5:
1,浆液比重为1.37t/m³,实桩部分:
16.29(水泥用量)/(1/2.5)(水/水灰)/1.37(浆液比重)=29.73m³;空桩部分:
0.26/(1/2.5)/1.37=0.47m³,浆液总量为:
29.73+0.47=30.2m³。
第七章施工组织
7.1人员配备
施工人员配备见下表(一个班组人员)。
序号
工种名称
人员数量
备注
1
三轴搅拌机操作手
1
2
班组长
1
3
测量工
2
4
后台操作员
1
5
普工
6
6
挖机司机
1
7
合计
12
说明:
劳动力以每个工作面的配置人数为准
7.2机械配置
主要施工机械设备配备计划
序号
机械名称
规格型号
数量(台)
备注
1
三轴搅拌机
JB-160
1
2
散装水泥自动拌浆系统(套)
1
3
空压机
WY-6(0.6~0.9
1
4
水泥储存罐
1
5
压浆泵
BW-200
1
6
挖机
PC220
1
7.3试验、测量仪器配置
序号
设备名称
单位
数量
施工部位
1
全站仪
台
1
施工放样及垂直度检测
2
水平仪
台
1
标高测量
3
钢卷尺
把
2
桩位引测
第九章项目管理机构
9.1项目管理责任制
项目经理部
制定质量管理责任制,认真按照设计要求和现行施工规范组织施工,施工全过程严格按有关质量标准进行,落实质量责任制,层层签订质量责任书。
实行质量目标管理,并逐级分解质量创优目标,明确各级人员的质量责、权、利,管理层质量责任制建立后,将其纳入年度考核内容,作业层“定人员、定任务、定工期、定质量、定安全(包括文明施工)、定报酬、定奖罚”的“七定”质量承包责任制,且与各级人员的经济收入挂钩,奖优罚劣。
真正做到从项目管理班子到作业工人均有质量目标和实施计划,责任到人,落实到位。
(项目责任管理机构图见下表)
第十章保证措施
10.1质量保证措施
①三轴搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程,施工中必须随时检查施工记录和计量记录。
重点检查水泥用量、桩长、钻头提升速度、喷浆深度、停浆处理方法等。
3正式开工前应做试验桩,确定合理的施工参数。
③施工前,根据施工图纸对所有桩体进行编号,施工时按照编号桩体进行施工并及时做好施工记录。
④三轴搅拌桩在下沉和提升过程中保持螺杆匀速转动,匀速下钻,匀速提升。
注浆施工时严格控制搅拌桩搅拌下沉和提升速度,搅拌下沉速度不超过0.8米/分钟,提升速度不超过1米/分钟。
4严格控制水泥浆浆液配比,为了防止浆液离析,水泥浆配置好后不得超过2小时。
⑥经常对搅拌桩机进行维修保养,尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。
设专人负责操作,上岗前必须检查机械设备的性能,确保设备正常运转。
⑦严禁使用过期水泥,受潮水泥,对每批水泥进行复核,合格后方能使用。
⑧对现场施工的每一个作业人员进行作业指导书、技术、安全教育培训,严格按照交底内容施工。
⑨水泥流量、注浆压力采用人工控制,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,注浆压力控制在1.5~2.5Mpa。
⑩根据有关规定每台班做一组7.07×7.07×7.07㎝3水泥土试块。
试样来源于沟槽中置换出的水泥土,按规定条件养护,到达龄期后送去实验室做抗压强度试验,试验报告及时提交监理与甲方。
10.2安全、文明及环保措施
10.2.1施工安全
①设备拼装时指派专人负责安全监督指导,非工作人员严禁进入施工现场。
②开工前必须进行安全三级教育,做好安全交底,每周进行一次安全生产自检活动。
③制订完整的安全生产管理制度,明确分工,各负其责。
专职安全员负责日常安全生产检查,督促安全管理工作。
④认真全面检查和清洗干净,防止泵体内有残渣和铁屑存在,各类密封圈必须完整良好,无泄漏现场。
5安全阀中的安全销要进行试压检测,确保达到最高压力。
6指定专人负责泵,定期检测检修压力表。
⑦高压泵死机、钻孔司机和浆液搅拌组等都要密切配合,一旦某部发生故障,应及时联系停泵停机,及时排除故障,做好运转情况的记录,以备日后复查分析。
⑧加强监测工作,如发现地面开裂,沉降加速等情况,应立即停止施工,并采取有效的措施,在经现场施工监理确认安全,并上报业主及相关设计人员确定后方能继续进行施工。
⑨高压胶管:
使用时,不能超过压力范围,以免降低其使用寿命,同时应小于规定的最小弯曲半径,以免产生早起疲劳损坏。
10.2.2文明施工、环境保护
①不在工地门前、围挡外侧以及公用场地堆放材料、水泥和垃圾等。
②减少施工现场噪音对居民干扰。
③施工中溢出的浆液或置换土应回收或外运处理,防止环境污染。
④运输车辆出场均要检查车轮,做到不将污泥带出施工场地,排污(废泥浆外运)用密封槽罐车外运排放,做到不溢漏,不污染环境。
第十一章质量记录
1、施工过程中资料员负责整理、保管日常的技术资料,并对技术资料的准确性和完整性把关。
2、工程完工前,资料员做好技术资料的汇总工作。
3、工程完工提供资料内容
①施工技术资料
A-1工程质量证明文件
A-2设计图纸会审及交底
A-3工程基线、基准点复核单及轴线测量定位图
②施工质量管理资料
B-1砂浆试块抗压试验报告
B-2砂浆试块强度数理统计表
B-3水泥质保单及原材料试验报告
B-4其他质量证明书
③施工技术管理资料
C-1施工方案审批表
C-2施工方案
C-3施工记录(样表见附件)
C-4检验批资料(样表见附件)
第十二章附件
12.1施工记录
12.2检验批资料