水泥搅拌桩是用特制的机械设备把水泥浆液送入地下,通过和原位地基土强制混合,使原来的软土地基变成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固土桩复合地基,从而提高地基承载力,减少地基沉降,达到加固地基的目的。
1、工程概况
一号桥桥头渐变段水泥搅拌桩桩径D60cm,42.5级水泥掺量为加固湿体的18%,加灌长度见施工图,桩基施工采用四次搅拌二次半喷浆的变掺量施工法,L=12m,含凿桩头,废料就近堆放至道路两侧,并整平至标高3.5m。
一号桥桥头加密段水泥搅拌桩桩径D60cm,42.5级水泥掺量为加固湿体的18%,加灌长度见施工图,桩基施工采用四次搅拌二次半喷浆的变掺量施工法,L=15m,含凿桩头,废料就近堆放至道路两侧,并整平至标高3.5m。
一号桥驳坎下水泥搅拌桩桩径D60cm,42.5级水泥掺量为加固土体质量的15%,L=15.5m,施工采用二喷二搅再1/3复喷,含凿桩头,废料就近堆放至道路两侧,并整平至标高3.5m。
三号桥驳坎下水泥搅拌桩桩径D60cm,42.5级水泥掺量为加固土体质量的15%,L=15.5m,施工采用二喷二搅再1/3复喷,含凿桩头,废料就近堆放至道路两侧,并整平至标高3.5m。
工程量统计表
序号 | 施工部位 | 桩径(㎜) | 桩长L | 桩长(m) |
1 | 一号桥头渐变段 | 600 | 12 | 107 |
2 | 一号桥头加密段 | 600 | 15 | 14250 |
3 | 一号桥驳坎下 | 600 | 15.5 | 10540 |
4 | 三号桥驳坎下 | 600 | 15.5 | 8587 |
合计 | 44141 |
1、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)
2、《水泥搅拌桩施工工艺及质量验收标准》(QB/BY10301-2003)
2、《建筑工程施工手册》
3、本工程相关图纸
三、水文、地质
本区域地处浙东南沿海,属亚热带海洋性季风气候,冬短夏长,四季分明,雨水充沛。多年平均气温为17.9℃,无霜期272天,年极端最高气温39.3℃,极端最低气温为-4.5℃。
本区域全年雨水充沛,降水成因主要是锋面雨、台风雨。雨量的多少与台风活动及梅雨期的长短密切相关。4~6月为梅雨期,降水量占全年的36~44%,成为该地区主要汛期,雨量多,常造成较大的内涝灾害。其次为7~10月的台风、暴雨期,雨量大,强度大,降水量占全年的20~28%。
温州是台风(热带风暴、强热带风暴)活动频繁区域,温州的洪潮灾害有95%以上是由于台风影响而产生的。
温州湾受季风影响,冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风,春秋季为季风交替时期,偏南和偏北风交替出现。
根据场地含水层埋藏、赋存条件、分布、水理性质和水力特征,将场地勘探深度范围内地下水分为第四系孔隙潜水和孔隙承压水两大类。
根据场地地基土构成分析,地下水主要由浅部①0层杂填土、①1层素填土、②1层淤泥质粉质粘土中的潜水及下部④3圆砾、⑤2’层卵石、⑥3层卵石中的承压水组成。孔隙潜水赋存于浅部填土、淤泥质土中,水位受大气降水、季节和地表水影响,渗透性弱,水量小,接受大气降水及地表水补给,以蒸发和向河流径流为主要排泄途径;地下水位受季节气候、瓯江口潮汐及闸门放水影响及控制。
4、施工计划
1、施工准备:包括场地平整、材料设备进场报审、材料送检等。
2、水泥搅拌桩试桩专项方案通过监理工程师审核后进行。
3、一号桥驳坎下水泥搅拌桩一个月内完成。
4、三号桥驳坎下水泥搅拌桩一个月内完成。
5、桥台水泥搅拌桩一个半月内完成。
6、水泥搅拌桩单桩承载力、复合地基承载力、动测、取芯等检测在水泥搅拌桩完成28天后进行。
5、测量控制
1、施工测量和施工放样,是各项工程开工前最重要的一环,将根据业主提供的坐标控制点、水准点及里程、桩位点、轴线设立辅助施工控制网。施工控制网及施工水准点应设置在不受干扰,牢固可靠,且通视好,便于控制的地方。
2、根据控制桩点和施工图纸,用全站仪放出相应的加密点及桩位,并进行系统编号。
3、深层搅拌桩放样,首先放样出所有的主要工程控制点,再根据主要工程控制点,用径纬仪和钢卷尺(50米)相结合测量,用内差法和内分法放样出每个搅拌桩的中心点位,其放样精度要求应符合规范要求,即桩的点位误差应控制在设计及规范要求以内。桩位处地面标高测量用自动安平水准仪和普通水准标尺测量。
六、工艺流程
施工准备→成桩试验→确定工艺参数→搅拌机定位→预搅下沉→提升→喷浆搅拌→重复上下搅拌→清洗→移位→质量检验→加固效果评价
下图为搅拌桩施工过程图:
七、主要施工方法
1、准备工作:清理地下、地面及空中障碍物,在检测合格的场地内,测定搅拌桩桩位。布置现场,现场安装施工机具,调试到运转正常。进行水泥加固土的室内试验,根据被加固土的性质及单桩承载力要求,确定水泥掺入比。
2、成桩试验:试验桩不少于5根,经试验确定技术参数,如每米下沉时间,提升时间、送浆时间、停浆时间、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷入量等。根据地层、地质情况确定覆喷范围、掌握下钻、提升的阻力等情况,确定搅拌均匀性,选择合理的技术措施。试验桩达到设计要求标准。
3、施工:
A、按照试桩确定的配合比制备水泥浆,并存放在集料中,水泥浆水灰比宜为0.45~0.55。
B、吊机就位后,悬吊深层搅拌机到指定位置,对正桩位,保持起吊架垂直。设备就位后必须平整,确保施工过程中不发生倾斜和移动,机架和钻杆的垂直度偏差不大于1%,桩位对中偏差不得大于50mm。施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度,如发现偏差过大,必须及时调整。
C、待深层搅拌机冷却水循环正常后,启动搅拌机,缓慢放松起吊钢丝绳,使深层搅拌机沿导向架边搅拌边切土下沉。
D、下沉速度由电机电流监测表控制,搅拌头预搅下沉时电机的工作电流不得超过60A,如果下沉速度太慢,阻力太大,可通过输浆管适当送水稀释土体,减少摩擦力以利钻进。
E、下沉到一定深度时将按设计配合比拌制水泥浆,倒入集料斗中。深层搅拌机下沉至设计深度,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边喷浆、边旋转,按设计要求的提升速度均匀提升深层搅拌机。
F、施工中要严格控制搅拌机的上升和下沉速度,提升和下沉速度不得超过1m/min。提升至地面以下1m时,放慢提升和旋转速度,将出地面时,停止提升,搅拌30s,以保证桩头密实。如因故障短时间停浆,应将搅拌头下沉到停浆点0.5m以下,待回复供浆后再喷浆搅拌。如停浆40分钟以上,必须对输浆管路全面清洗,防止水泥浆在管路中凝结影响施工。
G、为使软土与水泥浆搅拌均匀,在旋喷完成后,关闭灰浆泵,再次将深层搅拌机下沉至设计要求深度,边搅拌边提升至地面,进行重复搅拌。
H、施工中因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时应及时通知监理和设计人员,以便及时采取补桩措施。
I、再次提升出来以后向集料斗中注入清水,开启灰浆泵,将管道中残存的水泥浆清洗干净,钻机移位于下一个桩位施工。
八、质量监控及检测
1、水泥强度试验
施工时应按设计的掺入比,进行加固土试压块的立方体抗压强度试验,可根据7天的强度推求水泥土28、90天龄期无侧限抗压强度,如果达不到设计要求,应立即通知监理工程师。
2、施工记录
施工时,每根桩均应做好施工记录并对照设计要求进行质量评定,对不合格的桩应通知监理工程师进行相应处理。
水泥搅拌桩的施工在路基工程中,属于隐蔽工程,在现场施工中要形成严格的质量管理体系,在施工过程中控制好每一个环节,及时发现问题,及时解决问题,确保最后完成的路基满足施工规范及设计要求。
3、抽检
驳坎下水泥搅拌桩28天无侧限抗压强度不低于1.0MPa,成桩28天后在桥下河道两侧各任取两个点进行钻孔取芯,现场检查桩基完整性、均匀程度及施工长度,第个检查点取三个芯样送实验室进行强度检验 ,三个芯样的取样标高分别为-6.0、-10.0、-14.0。
桥台搅拌桩28天无侧限抗压强度不低于0.80MPa,90天无侧限抗压强度不低于1.60MPa,养护期不小于28天,水泥搅拌桩单桩承载力特征值应大于113KPa,处理段复合承载力特征值应大于124KPa,过渡段复合承载力特征值应大于97KPa,桩基完工后应随机抽取1%桩进行动测,测试结果满足设计要求后方可实施上部工序。
4、水泥搅拌桩地基质量检测标准
水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程,施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录,并对照规定的施工工艺对每要桩进行质量评定。
水泥搅拌桩地基质量检测标准
项目 | 序号 | 检查项目 | 允许偏差或允许值 | 检查方法 | |
主控项目 | 1 | 水泥及外掺剂质量 | 单位 | 数值 | 查产品合格证或抽样送检 |
2 | 水泥用量 | 设计要求 | 查看流量表及水泥浆水灰比 | ||
3 | 桩体强度 | 参数指标 | 切取试样或无损检测 | ||
4 | 地基承载力 | 设计要求 | 查复合地基承载力检验报告 | ||
一般项目 | 1 | 机头提升速度 | m/min | ≤0.5 | 量机头上长距离及时间 |
2 | 桩底标高 | mm | ±200 | 测机头深度 | |
3 | 桩顶标高 | mm | +100 -50 | 水准仪(最上部500mm不计入) | |
4 | 桩位偏差 | mm | <50 | 用钢尺量 | |
5 | 桩径 | <0.04D | 用钢尺量,D为桩径 | ||
6 | 垂直度 | % | ≤1.5 | 用钢尺量 | |
搭接 | mm | >200 | 用钢尺量 |
设备 | 型号及规格 | 额定功率(KW) | 单位 | 数量 |
搅拌桩机 | SJB— | 50 | 台套 | 2 |
灰浆泵 | HB6—3 | 4 | 台 | 2 |
灰浆搅拌机 | HJ—500B | 3 | 台 | 2 |
电焊机 | AX—320 | 7.5 | 台 | 1 |
序号 | 工 种 | 人数 | 备注 |
1 | 工程管理人员 | 3 | |
2 | 工程技术人员 | 2 | |
3 | 电工 | 2 | |
4 | 桩工 | 6 | |
5 | 电焊工 | 1 | |
6 | 测量工 | 2 | |
7 | 行车司机 | 2 | |
8 | 料工 | 2 | |
9 | 普工 | 4 | |
合计 | 24 |
1、雨季施工管理措施
加强组织领导,有针对性的进行抗洪防汛安全教育,提高广大职工的抗洪防汛意识和警觉性。
在雨季、汛期到来之前,开展抗洪防汛大检查,重点检查抗洪防汛方案是否可行,职工住房环境、设备停放地点、材料储存场所等是否安全可靠,排水、防水设施是否齐备等。并认真执行雨前、雨后两检查制度。
积极与当地气象局联系,及时收集气象信息,并向各施工队发布信息。
项目经理部成立防汛抗洪领导小组,在雨季、汛期,各施工队在项目经理部的统一领导下,组成应急突击队,明确责任,落实到人。
坚持值班制度,遇有险情及时组织力量抢修,并及时与当地取得联系。
汛期加强与其它相邻单位的联系,互相配合,相互支持。
2、雨季施工技术措施
路基工程中受降雨影响的项目,雨季来临前,针对工程各自特点制订相应的防雨措施,以确保工程顺利进行。基坑开挖后及时组织下道工序施工,同时坑外设拦水设施,确保基坑不受水浸泡。
施工场地及混凝土拌和站,根据地形合理布置场地排水系统,以保证水流畅通,不积水。并防止四周水倒流进入场地内。
主要运输便道路基碾压密实,采用泥结碎石路面,并作好路拱。路两旁设排水沟,保证雨季交通畅通。
防汛器材、防雨材料、防护用品、抽排水设备充足,配备发电机确保供电。
机电设备的电闸箱采取防雨、防潮等措施,并安装好接地保护装置。
对大型机械设备进行全面检查,使其符合规程要求。
怕雨淋的材料要采取防雨措施,放入棚内或屋内,垫高码放并通风良好。
对现场临时设施,如工人宿舍、办公室、食堂、仓库等进行全面检查,对危险建筑物应进行全面翻修加固或拆除。
对雨季停工工程进行检查并作好维护,对基坑等基础工程在雨季加以遮盖或封闭,防止雨水灌入。
专人负责已施工段及现场设施的防护,发现问题及时解决,减少对施工的影响。
十二、安全措施和环境保护
1、安全措施
1)、坚持贯彻“安全第一,预防为主”的方针,严格遵守国家、交通部、住建部和浙江省颁布的有关安全生产的法律、法规、规范和规范性的文件等要求、规定。
2)、各级安全检查人员需经地市劳动部门考试批准,取得劳动部门颁发的证件,持证上岗。
3)、施工现场设置安全警示牌,施工人员必须穿工作服、劳动鞋,戴安全帽。
4)、施工场地内一切电源、电路的安装和拆除,必须由持证电工负责,电器必须严格接地。现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉、乱搭。
5)、所有起重设备、电器设备、运输设备等,加强保养,使其保持良好的工作状态并具有完备的安全装置,所有机具设备的操作人员均经严格训练,持证上岗,并严格遵守操作规程。
6)、夜间施工,现场设置足够的照明设施,并有备用数量。
2、环境保护
1)、遵守国家及地方环保部门有关规定,制定完善的环保、水保措施,施工满足环保、水保要求。
2)、水泥等材料堆放必须有防雨、防潮措施,不得污染。
3)、加强检查和监控工作,加强对施工现场扬尘、噪声、振动、废气、强光的监控、监测及检查管理,定期组织有关人员进行环保工作评定。
4)、保持施工区环境卫生,及时清理垃圾,将其运至指定地点并按规定处理。
5)、做好场地的排水设施,管理好施工材料,及时收集并运出建筑垃圾,保证施工材料、建筑垃圾不被雨水冲走。
6)、加强机械设备的维修保养和达标工作,减少机械废气对大气环境的污染。
7)、施工完成后,所有临时设施、临时工程全部拆除。