水泥攪拌樁復合地基專項施工方案設計

1、*應急供水工程（EPC水泥攪拌樁復合地基專項施工方案編制人：審核人：審批人：編制單位：* 股份有限公司編制日期： 2016 年11月2日目 錄1、工程概況 22、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況 22.1工程地質(zhì)情況 32.2水文地質(zhì)情況 32.3場地地理位置及地形地貌 43、水泥土攪拌樁適用范圍 44、水泥土攪拌法的固化原理 44.1水泥漿液的基本性狀 44.2固化原理 55、水泥土攪拌樁工藝原理、布樁樣式及力學分析 55.1 工藝原理 55.2定位測量、放線 65.3鉆機就位 75.4下鉆 75.5鉆進結(jié)束 75.6提升 75.7提升結(jié)束、樁體形成 75.8檢查送漿量 75.9工藝流程 75.10樁

2、長 75.11置換率 86、施工程序 87、施工工藝參數(shù) 9&施工工期 109、施工組織 1010、工程進度計劃 1011、材料供應計劃 1012、施工中應注意的事項 11水泥攪拌樁復合地基專項施工方案1、工程概況擬建*應急供水工程（EPC位于陵水河東北面，沿濱河北路布設。擬建工程包括1處應急水廠、1處取水泵房、輸水管道及配水管道組成，擬建建（構(gòu)）筑物及勘 探點的平面位置圖詳見附錄。擬建應急水廠配備有虹吸濾池、廢水回收池、穿孔絮凝斜管沉淀池、加藥間、清 水池、吸水井、1層發(fā)電機房和配電間及3層綜合樓，框架結(jié)構(gòu)，無地下室，設計土0.00標高約7.00m,總用地面積5863.18m2、水泥攪拌施工

3、范圍為綜合樓 273根、 加藥間112根。擬建取水泵房配備有1層值班室配電間、取水泵房及檢修平臺以及陵 水河取水管，框架結(jié)構(gòu)，埋深約 8.00m，設計土 0.00標高約8.50m。取水管擬采用頂 管施工，為DN500- DN600球墨鑄鐵管。擬建輸水管道（AK0+000- AK2+043.962）沿濱河北路呈單直線分布，起點位于南 濱河北路沿河邊（坐標 X=164480.068,Y=48901.647），終點位于應急水廠（坐標 X=165857.066, Y=47883.092），沿路線總廠為 2043.962m,工設計有46個工作豎井（A1A46）,為DN500球墨鑄鐵管，設計管中心標高為

4、4.2897.494m，擬采取明挖 施工。擬建配水管道（BK0+00CBK0+326.129）沿濱河北路東北面呈L形分布，起點為 應急水廠（坐標 X=165871.304，Y=47879.776），終點位于縣城管網(wǎng)接管點（坐標 X=165919.525,Y=47651.560），沿路線總廠為326.129m,工設計有14個工作豎井（A1 A14）,為DN600球墨鑄鐵管，設計管中心標高為 2.8447.261m，擬采取明挖施工。2、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況2.1工程地質(zhì)情況根據(jù)勘察報告，主要涉及到以下土層：*應急供水工程工程地質(zhì)勘察報告 層素填土（ Qm）黃褐、灰褐等色，稍濕，松散，主要有砂土、

5、粘性土及少量 碎石等組成，為新近回填土。該層在個鉆孔中均有揭露。 層中砂（Q4a1+p1：黃、灰黃色，濕，松散，局部稍密，石英質(zhì)，亞圓形，以 中砂粒為主，粘粒含量約8%該層在各鉆孔中均有揭露。 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（ Q4a1+p1：灰、灰黑色，流塑，切面有光澤，主要由粘粒 及粉粒組成，局部夾有貝殼粉細砂薄層，含腐殖質(zhì)，具有腥臭味。 層中砂（Q4a1+p1：黃褐、灰黃色，飽和，松散稍密，石英質(zhì)，亞圓形，以 中砂粒為主、局部混粗砂粒，粘粒含量約 10%該層在部分鉆孔中均有揭露。 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（ Q4a1+p1：灰、灰黑色，流塑軟塑，切面有光澤，主要 由粘粒及粉粒組成，局部夾有貝殼粉細砂薄層，含腐

6、殖質(zhì)，具有腥臭味。該層僅在應 急水廠部分鉆孔中均有揭露。 層中砂（Q2a1+p1：灰、灰黃色，飽和，中密，石英質(zhì)，亞圓形，以中砂粒為 主、局部混角礫，粘粒含量約15%該層僅在應急水廠部分鉆孔中均有揭露。 層強風化花崗巖（P-T-Y）：灰、灰褐色，結(jié)構(gòu)基本破壞，殘余結(jié)構(gòu)強度，裂隙 很發(fā)育，巖體破碎，浸水易崩解，巖芯呈砂礫團塊狀為主。該層在部分鉆孔中均有 揭露。2.2水文地質(zhì)情況地表水擬建場地地表水主要陵水河，平時水深約 4.005.00m；河面寬約300.00m；水 流較緩慢；流向自西向東；兩岸均建設有河堤，無坍塌現(xiàn)場，穩(wěn)定現(xiàn)較好；經(jīng)現(xiàn)場調(diào) 查，取水泵房附近的河段洪水位是 8.05m,翻板閘上游

7、附近的洪水位是 6.90m。地下水在勘探深度范圍內(nèi)，場地地下水屬孔隙潛水、巖石裂隙水，其中上部含水層（砂土 及巖石）均為強透水層。其補給來源主要是側(cè)向逕流和降雨補給， 排泄途徑主要是人 工開采和側(cè)向向南陵水河逕流。地下水受季節(jié)性及陵水河影響較大， 本工程勘察測得 地下水位埋深為3.007.90m （標高為0.411.33m）。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，地下水位 年變化幅度約為2.00m。2.3場地地理位置及地形地貌擬建工程位于陵水河東北面，沿濱河北路布設。擬建應急水廠場地地形開闊，地 勢較平坦，周邊為居民區(qū)，鉆孔高程為 3.415.89m,高差2.48m。擬建取水房沿陵 水河北岸建筑，鄰近濱河北路，地

8、形較為狹窄，地勢平坦，鉆孔高程為8.598.78m， 高差0.09m。擬建輸水管道沿線地形較為狹窄，地勢西高東低，鉆孔高程為5.6610.86m，高差5.20m。擬建配水管道沿線地形較為狹窄，地勢西低東高，鉆孔高程為 5.667.65m，高差1.99m。場地原始地貌均為陵水河河流一級階地。3、水泥土攪拌樁適用范圍水泥土攪拌法：是以水泥為主要固化劑，通過特制的深層攪拌機械，將固化劑和 地基土強制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的樁體的地基處理方 法。水泥土攪拌樁分為兩類：施工中柱狀固結(jié)體是由水泥漿和軟土攪拌形成的，稱為 水泥漿攪拌樁；由水泥粉體和軟土攪拌形成的，稱其為粉噴樁。水泥攪

9、拌樁兩種方法 的采用，主要是通過被加固土層中的含水量決定的。通常土層中的天然含水量小于 30%寸，較為適合使用濕法，在大于 50%寸較為適合使用干法，而在 30%50沱間時 需要根據(jù)具體的情況進行靈活選擇，水泥土攪拌樁優(yōu)點有很多，比如：工程造價較低、 工期比較短、利用原土，基本上不存在擠土，對周圍建筑干擾少，工藝上簡單，易于 操作，土體經(jīng)加固后重力基本不變，其下臥層不會產(chǎn)生較大附加沉降，施工無振動， 噪音小，樁體布置形式靈活，基于這些有點水泥土攪拌樁在市政道路軟土處理中經(jīng)常 使用。4、水泥土攪拌法的固化原理4.1水泥漿液的基本性狀在軟土地基處理加固中，純水泥漿是硬化劑的主體，其化學成分是氧化鈣

10、、氧化硅、氧化鋁以及氧化鐵和氧化鎂，這些氧化物在水的作用下經(jīng)過一系列的物理-化學反應一定時間后生成具有一定強度的結(jié)石，有實驗數(shù)據(jù)顯示；純水泥漿的28天的抗壓強度隨水灰比變小而增大，水泥土的強度也隨水泥等級的提高而提高，一般水泥強 度提高一個等級，水泥土的強度提高 45%-95%事實上，在水泥漿中加入諸如 NN0 NR3 NASiO3之類的擴散劑也能有效提高固結(jié)體的強度，除此之外，常用的外加劑還 有速凝劑、塑化劑、緩凝劑、膨脹劑、加氣劑以滿足不同工程的性能需要。表水泥的化學成分化學成分最高%最低%氧化鈣6766氧化硅23.119.3氧化鋁7.64.1氧化鐵5.81.5氧化鎂4.51.74.2固化

11、原理水泥漿注入土體中后，同土混合，由于土的物理力學性質(zhì)不同，其固化的原理有 所不同，當?shù)鼗翞樯百|(zhì)土時，其固結(jié)的強度較高，地基土為粘土時，固結(jié)體的強度 相比較而言要低些，其物理化學反應也略有所不同。在水泥漿注入土體的過程中，被振動和高壓水沖壓的土體粉碎成各種顆粒，顆粒 間被水泥漿包裹，水泥水化后，在顆粒的四周形成水化物體（鋁酸三鈣水化物和氧化 鈣水化物），這就是固化的第一步，水泥的水化反應。由于土體顆粒的吸附作用，這 些結(jié)晶體開始包裹這些顆粒便面，形成膠凝膜，隨著膠凝膜發(fā)展連接繼而形成膠凝體。 當這種膠凝體由于水化作用的持續(xù)進行在消耗水分的同時生成更多的晶體時，這些不斷生長、延長的不溶于水的晶

12、體交織在一起形成空間性狀的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，也就是我們常 說的水泥骨架。骨架一旦形成，混合體的強度開始生成，這也就是水泥的固化，當骨 架里的晶體生成的數(shù)量越多，晶體硬結(jié)析水越快，越緊密，混合體的強度越大。砂質(zhì) 土和粘土固化過程的區(qū)別在砂質(zhì)土中具有一定強度的較大粒徑參與到骨架的構(gòu)建中 成為骨架的一部分，而粘土由于微粒粒徑蕭，懸浮在這些晶體中，其生成的強度完全 是在固化過程生成的晶體的自身強度，故砂質(zhì)土比粘土的水泥土強度高。需要指出， 水化反應是個長期的過程。深層水泥土攪拌樁用以解決的問題：（1）樁體穿透可液化層（2）增加軟土地基的承載力（3）減少軟土地基的沉降量（4）減少軟土地基的沉降速度（5）做為側(cè)向

13、支護增加開挖邊坡的穩(wěn)定性（6）較一般深層攪拌樁強度高3-5倍（7）由于漿體作用降低了樁間土的含水量，提高了樁間土的垂直承載力的摩阻 力。（8）由于該法形成的樁體變形特性接近于剛性樁，因此經(jīng)處理后的地基，很快 結(jié)束了變形。5、水泥土攪拌樁工藝原理、布樁樣式及力學分析5.1工藝原理使用水泥攪拌樁鉆機鉆入設計深度后，利用鉆機鉆頭在攪松的軟土中以一定的壓 力噴入預先配好水泥（漿），水泥（漿）和軟土在鉆頭的旋轉(zhuǎn)作用下攪拌混合，形成 具有一定強度、柱狀、和良好的水穩(wěn)定性的水泥穩(wěn)定土樁， 以此實現(xiàn)軟土地基承載力 增強的目的。在實際的施工中一般采用四攪兩噴或四攪四噴。5.2定位測量、放線測量放線由專職技術人員

14、承擔，精度必須滿足規(guī)范要求及驗收標準， 施工前施工 員在測量技術人員指定樁位，定位偏差不大于2cm開工前應對樁位進行定位測量。 測量完成后對測量的定樁點坐標進行復核， 復核完成后由施工員對施工樁位進行放樣。 定位測量及放樣必須符合設計要求及驗收規(guī)范要求。5.3鉆機就位根據(jù)樁位平面圖布樁并編號，攪拌鉆機根據(jù)施工流水安排，對準樁位。5.4下鉆啟動攪拌鉆機，鉆進0.5m后，開動空壓機噴射壓縮空氣，以防鉆進時堵塞灰口，同時借助壓縮空減少負載扭矩，使鉆進順利，被加固的土體在原位攪動切碎。5.5鉆進結(jié)束鉆至設計加固深度后停鉆，本工程場地因底層比較均勻，埋深變化不大。加固深度為：8m5.6提升鉆到設計加固深

15、度后，鉆機原位反向旋轉(zhuǎn)，啟動水泥漿發(fā)送裝置，等水泥漿送出 后，再開始提升。為使土體和水泥進行充分攪拌并滿足設計送漿量的要求， 以確保粉 噴樁體的質(zhì)量，鉆機提升速度和水泥發(fā)送裝置的轉(zhuǎn)速應嚴格按照工藝設計的要求。5.7提升結(jié)束、樁體形成鉆頭提升至樁標高時，關閉水泥發(fā)送裝置。鉆機原位旋轉(zhuǎn)1mi n,排空管道內(nèi)的余漿，在繼續(xù)提升至地面。5.8檢查送漿量一定達到設計送漿量要求時， 方能允許鉆機移位，若發(fā)現(xiàn)水泥漿 排空后漿量達不到設計要求時，按照施工及質(zhì)量驗收規(guī)程進行二次噴漿復攪。每根樁 的編號及送漿量等應記入原始記錄表上。5.9工藝流程平整場地一施工準備（樁機移位）-樁機就位一鉆進一鉆至設計孔深一提升、

16、送漿f復噴、提升f成孔f樁機移位。5.10樁長水泥攪拌樁加固深厚軟土地基，樁短多為軟土，支撐作用很小，按承載的也行歸屬于純摩擦樁一類。有實驗顯示，攪拌樁的承載力隨樁長增加而增加， 但是樁長達到 一定長度時，承載力幾乎不再增加，原因是攪拌樁側(cè)摩阻力首先在深攪拌樁上端達到 極限摩阻力，然后逐步向下發(fā)展，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力就不同步發(fā)揮，對于深層攪拌樁而言，樁承載力全部由樁材料（尤其是上半部）與樁周的摩阻力來確定。隨樁長 增加而樁的承載力不再明顯增加的長度被稱之為有效樁長，在設計上，設計攪拌樁的設計長度L不宜超過有效樁長La。研究標明，影響有效樁長的因素有三項，分別是 樁身強度、地基土支撐力和樁土模

17、量比。具體到某一具體工程，在取得地勘資料后， 設計人員只需要套用公式加以簡單的計算，經(jīng)現(xiàn)場驗證后就可以確定。5.11置換率在荷載標準組合得以確認的情況下，復合地基置換率根據(jù)前參照期地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)相應的設計規(guī)范是容易確定的。以下兩種方法可以讓廢棄的水泥發(fā)揮作用。先鋪設碎石墊層，整瓶碾壓后進行水泥攪拌樁施工，水泥漿和碎石攪拌 結(jié)成混凝土，這樣既省去鑿除樁頭這道工序，同時還能增加了樁長，提高了樁頭強度， 達到進一步改善復合地基承載力的效果。提高水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，確保樁頭質(zhì)量不預留虛樁，將節(jié)省的水泥 部分均勻撒布在碎石墊層上，形成類似排水混凝土這樣的結(jié)構(gòu)，間接的改善了樁間土 體承載力，也能達到改善復

18、合地基承載力的效果。6、施工程序6.1 、辦理有關施工前往來單位及責任人有關手續(xù)。6.2 、清理施工現(xiàn)場地下及空中障礙物。6.3 、檢查三通一平工作。 路面要有25T裝卸車所需的承載力和寬度，便于設備的進出場及材料供應。 施工中的施工用電和生活用水要確保供應，電表、水表計量。 按攪拌樁機功率要求，場地內(nèi)須有能滿足功率為75kw/臺機的電力接口，本工程計劃1臺攪拌樁機施工，所以滿足 75kw功率的用電要求，若經(jīng)常停電還需配備相應功率的發(fā)電機組。6.4 、技術交底根據(jù)圖紙、有關技術規(guī)范、規(guī)程組織所有技術施工人員進行技術交底，以便使 所有人員都對本工程情況、特點、難點、重點有詳細了解，在施工過程中予

19、以重視、 把握。嚴格按照設計圖紙及施工規(guī)范施工。6.5 、測量放線根據(jù)施工現(xiàn)場測量控制點測放軸線及角樁，再依據(jù)角樁用網(wǎng)格法測放樁位，樁位放樣誤差w 5cm用施工現(xiàn)場水準點測放土 0.00標高，并標記于一固定處，用來確 定施工中的孔深、停灰面等一系列參數(shù)。為確保成樁質(zhì)量，按設計的要求為樁體上部 1/3進行復攪。7、施工工藝參數(shù)7.1、施工工藝流程：樁機就位對準樁位一預攪下沉至樁底標高噴漿提升一至設 計停漿面停止送漿f復攪鉆進至樁長 1/3 f復攪提升f鉆頭提高地面f成樁。7.2樁機就位對中允許誤差w 5cm,鉆架垂直度用垂球控制，允許誤差w 1.0%H= 7.3設備選型：根據(jù)本工程地質(zhì)狀況、設計

20、的具體要求以及噴漿機的性能應選用PH-25型漿體噴射攪拌機。PH 25型漿體噴射攪拌機主要技術參數(shù)漿噴攪拌機攪拌軸規(guī)格（mrh125X 125攪拌翼外徑（mrh500-800攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/mi n ）正（反）32，58，100，120扭矩（KN/n）6.6、11.2、16.5電機功率（kw）75起吊進架結(jié)構(gòu)高度（m門型-4級-25m提升力（KN9-120設備提升速度（m/min）0.48、0.7、1.1、1.4、1.9接地壓力（kpa）34空壓機配置18Mpa/3.0 公升8施工工期根據(jù)施工現(xiàn)場情況、參照工程量及工期要求，此次施工一臺攪拌樁機，按攪拌樁 機每日施工進度120m計，施工工期約26天，如因停電、下雨、臺風等自然條件或 場地地下障礙等客觀條件影響，工期將酌情順眼，具體施工進度計劃安排根據(jù)現(xiàn)場實 際情況為準。9、施工組織9.1設計組織：根據(jù)本工程的工程量、工期要求及場地情況，進一臺攪拌樁機及配套設備，進場 后現(xiàn)進行機械的組裝及調(diào)試工作。勞動力使用計劃表崗位項目經(jīng)理隊長副隊長施工員質(zhì)檢員安全員修配工 電工材料后 勤機組人員合計人數(shù)1122222X 41810