多頭小直徑攪拌樁試樁方案

1、南水北調(diào)東線一期工程魯北段工程小運河段工程標段3（合同編號：NSBD/LBD-XYH003 ）多頭小直徑水泥士攪拌樁試樁方案中國水利水電第*工程局有限公司南水北調(diào)魯北段小運河段工程項目經(jīng)理部二0 年H-一月十二日編寫:審核:批準:多頭小直徑水泥土攪拌樁試樁方案一、工程概況1.1 工程概況徒駭河倒虹吸工程位于聊城市東昌府區(qū)潘屯村南的徒駭河上，起點樁號為 36+813,末端樁號為37+091,建筑物全長278米。徒駭河倒虹吸設(shè)計輸水流量為 50m3/s ,工程級別為1級建筑物。徒駭河倒虹吸采用3孔鋼筋碎箱涵，每孔3.5mM.5m,每節(jié)長912m,洞身下均 設(shè)C15素碎墊層，分縫下均設(shè)鋼筋碎墊梁以減

2、少不均勻沉降；為方便運行管理及檢修 維護，每隔200m左右設(shè)置0.8m>0.8m的檢修井。洞身段基礎(chǔ)采用多頭小直徑水泥土 攪拌樁對地基圍封處理方案，防滲墻厚度0.3m,防滲墻面積約4427.9m2。地基處理范圍：長度方向為整個洞身長度范圍內(nèi)，寬度方向為整個洞身寬度范圍內(nèi)，攪拌樁采 用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，攪拌樁水泥摻入比15% (與被加固濕土的質(zhì)量比)。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2001),徒駭河倒虹地震動峰值加速度 為0.15g,相應的地震基本烈度為 叩度；地震動反應譜特征周期為 0.35s。1.2 工程地質(zhì)根據(jù)工程地質(zhì)勘探報告，徒駭河倒虹吸場區(qū)地貌類型為

3、黃河沖積平原。場區(qū)地層 主要為第四系全新統(tǒng)沖積堆積物，上部為砂壤土，夾有粘土、裂隙粘土、壤土等，下 部為粉細砂，底部為中砂。地層分為 7層，從上至下分述如下：層砂壤土，層厚 0.72.2m,底高程30.8032.98m；層裂隙粘土，層厚 0.501.70m,底高程 30.3031.88m；層砂壤土，層厚68.8m ,底高程21.8924.3m；層粘土，層厚 0.40.8m,底高程 21.0823.80m；層砂壤土，層厚 2.54.8m ,底高程 16.6918.58m； 層粉細砂，層厚8.79.4m,底高程6.8912.2m。倒虹吸洞底板高程21.05m,座在 層砂壤土和層粉細砂粉細砂頂部。層

4、砂壤土在叩度地震條件下為液化層，根據(jù) 設(shè)計要求需要進行多頭小直徑水泥土攪拌樁圍封處理。1.3 水文地質(zhì)輸水工程沿線地下水為第四紀孔隙潛水，分布于沿線第四系松散沉積層中。主要受大氣降水補給；臨黃河段接收黃河水的側(cè)滲補給。以地下緩徑流及人工取水為主要 排洪途徑。地下水位年變幅2.04.0m左右。地下水埋藏深度受地形和引水影響。 勘探 期間，地下水埋深一般 0.907.80m,局部深達8.5610.08m。地下水化學類型主要為重碳酸氯化物-鈣鎂型、重碳酸硫酸氯化物-鈣鈉型、重碳 酸-鈣鎂型等，受污染的河水為重碳酸氯化物硫酸-鈉鈣鎂型等。地下水礦化度為0.651.58g/l,無侵蝕性CO2,對混凝土無

5、腐蝕性。二、試驗目的根據(jù)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等單位要求，徒駭河倒虹吸洞身段多頭小直徑水泥土攪拌 樁需要進行工藝試驗，通過工藝試驗確定供漿、供氣壓力、攪拌下沉速度、攪拌提升 速度、各工序工作時間等各項施工參數(shù)，用以指導大批量多頭小直徑水泥土攪拌樁的 施工。三、施工準備(1)試驗場地根據(jù)現(xiàn)場實際情況，擬定在 19#洞身兩側(cè)，兩臺樁機各做兩個單元的防滲墻，首 先進行場地平整，并消除地上的障礙物，為工藝試樁提供施工平臺。施工前沿防滲墻軸線開挖一條深不小于 0.5m,寬約0.3m的工作槽，防止泥漿外 流，以保持場地的清潔。(2)試驗人員技術(shù)工人16人，工程技術(shù)人員5人 管理人員2人。(3)機械設(shè)備現(xiàn)已進場一

6、次成墻及兩次成墻多頭小直徑截滲樁機各1臺(現(xiàn)已組裝調(diào)試完畢，就位待命)，另配備輸漿泵2臺，制漿設(shè)備2套，挖掘機1臺。(4)施工材料水泥選用強度等級為 42.5級普通硅酸鹽水泥。進場水泥必須具備出廠合格證， 拌制水泥漿所用水泥要求新鮮無結(jié)塊，并經(jīng)現(xiàn)場取樣送試驗室復檢合格，存放場地要 充分滿足施工需要，備好滿足試樁要求的水泥量。同時做好現(xiàn)場水泥的防雨、防潮措 施。(5)施工供水抽取無砂管井內(nèi)地下水(6)施工供電接當?shù)鼐W(wǎng)電，備足柴油發(fā)電機 四、參數(shù)設(shè)定4.1設(shè)計參數(shù)(1)加固劑：強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；(2)水泥摻入比：15% (與被加固濕土的質(zhì)量比)；(3)有效樁長3.9411.18m

7、施工樁長4.4411.68m,保證樁深穿透粉細砂層以 下1米；(4)最小墻厚：不小于 300mm；(6)攪拌樁滲透系數(shù)：不大于 2X106cm/s ；(7)攪拌樁抗壓強度：不低于1.5MPa。4.2施工參數(shù)(1)水灰比：1.5: 1,泥漿比重：2.5/(1.5/1+1/3.1)=1.37 ;(2)垂直度允許偏差： 0.5%;(3)樁位允許偏差： 1cm；(3)樁徑：本次共投入多頭小直徑攪拌樁機2套，一套一次成墻，一套兩次成墻。一次成墻樁樁徑440mm,樁距320mm ,搭接寬度120mm,理論成墻厚度302mm , 下一單元移位960mm ,具體成樁布置圖詳見下圖：兩次成墻樁樁徑 380mm

8、,單序樁樁距 450mm,臨序樁樁距 225mm ,搭接寬度 155mm,理論成墻厚度306mm, H序樁移位225mm,下一單元移位1350mm,具體 成樁布置圖詳見下圖：(4)水泥摻入量每米樁(包括3顆樁)長摻入水泥量：1) 一次成墻樁每米土的體積：3V=3 Xn2xim=3 X3.14>0.222 X =0.456m3土的濕密度：= =1.96g/cm 3=1.96X10kg/m 3 (地勘報告)每米土的質(zhì)量：G=VXp =0.456m3xi.96MC3kg/m 3=893.76kg15%的水泥摻入量 M=893.76kg M5%=134.06kg即：每米樁長水泥摻入量為 134.

9、06kg;需要加水134.06X1.5=201.09kg;需要配置水泥漿體積(201.09+134.06)/1.37=0.25m3。2)兩次成墻樁每米土的體積：3V=3 x n2X1m=3 M.14>091 =0.34m3土的濕密度：= =1.96g/cm 3=1.96X10kg/m 3 (地勘報告)每米土的質(zhì)量：G=V Xp =0.34m3M.96X103kg/m 3=666.52kg15%的水泥摻入量 M=666.52kg X15%=99.98kg即：每米樁長水泥摻入量為 99.98kg;需要加水99.98 X1.5=149.97kg;需要配置水泥漿體積(149.97+99.98)/

10、1.37=0.18m3。五、施工方法5.1 一次成墻樁機施工方法采用“二噴二攪”施工工藝。(1)測量放樣根據(jù)業(yè)主移交的水準點和控制網(wǎng)點坐標等永久標樁進行復查核實，確保準確無誤 根據(jù)施工圖紙，用全站儀定出防滲墻軸線，按設(shè)計圖定出每單元樁的樁位以及應該打 設(shè)的深度，并做好標記和記錄，編制防滲墻施工樁深控制表，每根樁位平面允許誤差 01cm。每個單元幅起始點用頂端涂有紅漆的 30cm長竹簽垂直插標，標志點高出地面5cm左右。樁位測放完畢后報監(jiān)理核查，合格后方可施工試驗樁按同樣的方法，測放兩個單元樁位。測量工作由專人負責，實行定期復測、 校正。施工期間所有的施工放線、測量記錄和繪制圖表及時整理、匯編、

11、妥善保存， 做為施工記載資料。(2)樁機就位攪拌樁機到達作業(yè)位置，由當班機長統(tǒng)一指揮，移動前仔細觀察現(xiàn)場情況，確保 移位平穩(wěn)、安全，待樁機就位后，調(diào)整樁機液壓支腿，使調(diào)平裝置中三個水管液面偏 差在±3mm內(nèi)。同時，在鉆桿頂部用10米長細鋼絲懸吊一錘球，下部放置一個間距為 1厘米的圓盤，可從圓盤直接讀出偏移尺寸及方向。每次調(diào)平攪拌樁機平臺后使靜止 狀態(tài)下錘球?qū)手行?，向下鉆進一半時，讀出錘球中心偏移刻度，打倒樁底時，再讀 出刻度，如果超出允許偏移量則對機架重新進行復鉆，確保垂直度偏差不大于0.5%,并在樁機架上畫出以米為單位的長度標記，便于鉆桿入土時觀察、記錄鉆桿的鉆進深 度，確保攪拌

12、樁長不少于設(shè)計樁長。為了在施工過程中確保垂直度控制良好，在鉆機四個支座處加設(shè)較大面積的鋼墊 箱，使鉆機在鉆進中保持平穩(wěn)，鉆進時要經(jīng)常檢查垂直度，如發(fā)現(xiàn)偏差則邊鉆進邊調(diào) 整，對于設(shè)計長度較長的水泥攪拌樁，在開始保持較慢的鉆進速度，待機身穩(wěn)定后再 加快鉆進速度。樁的孔位置與圖紙偏差不得大于 10mm。(3)配制泥漿按本方案“四、參數(shù)設(shè)定”規(guī)定的參數(shù)并結(jié)合每單元幅(或每序樁)的樁長配置 水泥漿，按每單元幅(或每序樁)一桶漿定量，嚴格控制每桶攪拌桶的水泥用量及液 面高度。水泥漿的制備須有充分的時間，要求不小于3分鐘，以保證攪拌均勻性。水泥漿從泥漿攪拌機倒入儲漿罐時，必須通過過濾網(wǎng)，把水泥硬塊剔出。漿液

13、進入儲漿 罐中必須不停地攪拌，以保證漿液不離析。拌制漿液的時間超過3個小時的應作為廢漿處理，施工時泵送水泥漿必須連續(xù)，水泥漿用量、泵壓以及泵送水泥漿的時間應有 專人記錄。(4)噴漿攪拌下沉啟動漿噴機電動機，放松起重機或卷揚機鋼絲純，使?jié){噴樁機沿導向架自上而下 漿噴切土下沉，下沉速度V&1.0m/min,開啟泥漿泵同時噴漿，注漿壓力：1.52.5Mpa, 邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，輸漿管道不能發(fā)生堵塞，使水泥漿和原地基土充分拌合，直到下沉鉆 進至樁底標高并超深1020cm,偏差不大于50mm,并原位噴漿30S以上。(5)提升噴漿攪拌鉆進至樁底標高并超深1020cm且在原位噴漿30S以上后，調(diào)整泥漿泵

14、檔位及樁 機檔位，以V<2m/min的速度提升攪拌鉆頭，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，提升到超出樁頂設(shè)計 標高50cm后關(guān)閉泥漿泵，在原位轉(zhuǎn)動噴漿 30s,以保證樁頭均勻密實。第一個單元 施工完成，檢查水泥漿用量，確保一個單元一桶漿。(6)樁機移位第一個單元施工完成后，主機整體沿預先標定的方向移動960mm至下一單元就位，兩單元搭接尺寸為120mm。(7)重復(3) (5)工序，施工下一單元，試驗樁施工完成。5.2 兩次成墻樁機施工方法同樣采用“二噴二攪”施工工藝。(1)測量放樣測量放樣方法同一次成墻樁機，測放處兩個單元共四序樁的樁位及高程，技術(shù)標 準同一次成墻樁機。(2)樁機就位同一次成墻樁機。(3)

15、配制泥漿同一次成墻樁機，配備兩個單元共四序樁的水泥漿量，每序一桶。(4)噴漿攪拌下沉同一次成墻樁機(5)提升噴漿攪拌同一次成墻樁機，完成第一個單元第I序樁施工。(6)機架移位第一個單元第I序孔施工完成后，主機上機架縱移 225mm至該單元第H序樁， 調(diào)平主機。(7)重復(3) (5)工序，施工第一單元第H序樁，完成第一單元施工(8)主機整體沿預先標定的方向移動 1350mm至下一單元第I序樁就位，兩單元搭接尺寸為155mm。(9)重復(3) (7)工序，施工下一單元，試驗樁施工完成。六、施工質(zhì)量控制與檢測(1)測量放樣施工開始前，會同監(jiān)理復核樁位的現(xiàn)場放樣成果，經(jīng)監(jiān)理簽認后方可開始施工。樁位允

16、許偏差： 1cm o樁頂、樁底高程，均不應低于設(shè)計值。樁底一般應超深 100-200mm,樁頂應超過0.5m。(2)垂直度檢測施工中應保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直，攪拌樁的垂直偏差不得超過 0.5%。(3)原材料檢驗水泥采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，存放時間不超過出廠日期后三個月。水泥進場后，應堆放整齊，堆放高度不宜超過 10袋，并作好防潮、防雨等措施。(4)水泥漿制備專人負責，嚴格按設(shè)計參數(shù)及要求配制水泥漿，配合比允許偏差不大于土0.1,可用比重計檢驗。定時檢查、維護制漿泵送系統(tǒng)，保證施工時連續(xù)供漿。(5)設(shè)備檢驗1)經(jīng)常對攪拌樁機進行維修保養(yǎng)，盡量減少施工過程中由于設(shè)備故

17、障而造成的質(zhì) 量問題。設(shè)專人負責操作，上崗前必須檢查機械設(shè)備的性能，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。每 班施工前測定鉆頭直徑，并記錄數(shù)值，控制鉆頭磨損誤差在± 10mm以內(nèi)。2)水泥攪拌樁開鉆之前，應采用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。噴漿攪拌施工過程中發(fā)生事故而停機1小時以上，先拆卸管路，排除水泥結(jié)石，然后進行清洗。3)在機械運轉(zhuǎn)過程中操作人員要時刻對電流大小、空壓機的壓力、送漿計量值、 攪拌升降速度等進行觀察，保證其正常運轉(zhuǎn)。4)當發(fā)現(xiàn)攪拌機的入土切削和提升攪拌負荷太大及電機工作電流超過額定值時， 應減慢升降速度或補給清水；發(fā)生卡轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)現(xiàn)象時，切斷電源，并將攪拌機

18、強制提開出地面，然后再重新啟動電機5）當電網(wǎng)電壓低于350v時，暫停施工，以保護電機。（5）鉆進、提升速度控制在下沉和提升過程中保持螺桿勻速下鉆，勻速提升。攪拌下沉速度不超過1m/min , 提升速度不超過2m/min。（6）噴漿控制樁機鉆頭下沉至設(shè)計深度以下100mm200mm時，稍微停留，噴漿的同時繼續(xù)攪 拌，原地轉(zhuǎn)動噴漿30秒，使?jié){液完全到達樁底，提升時停漿面應該高于樁頂設(shè)計標 高0.5m,原地轉(zhuǎn)動噴漿30秒，以保證樁頭均勻密實。施工時如因故停漿，應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿攪拌提升，保證預攪和攪拌的連續(xù)性和均勻性。施工中發(fā)現(xiàn)噴漿不足，應要求整樁復攪，復噴的噴

19、漿量不小于設(shè)計用量。如遇停 電、機械故障原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在 12h內(nèi)采取噴漿處理措施， 并將補噴情況填報施工記錄內(nèi)。補噴重疊段應大于100cm,超過12h應采取補樁措施。（7）樁端處理根據(jù)實際施工經(jīng)驗，水泥土攪拌法在施工到頂端 300500mm范圍時，因上覆土 壓力較小，攪拌質(zhì)量較差。因此，停漿面應高出樁頂標高 500mm,必須在開挖攪拌樁 頂端時用人工挖除該部分，確保樁頂質(zhì)量。（8）現(xiàn)場記錄現(xiàn)場施工人員認真填寫施工原始記錄， 記錄內(nèi)容應包括：1）施工樁號、施工日期、 天氣情況；2）單樁水泥用量；3）水灰比；4）泥漿泵壓力、管道壓力；5）漿液流量； 6）每米噴漿量；7）噴漿深度、停漿標高；8）鉆機轉(zhuǎn)速；9）鉆進速度、提升速度； 和外摻劑用量；1。復攪深度。（9）質(zhì)量檢測成樁后3天內(nèi)，用輕型動力觸探（N10）僉查每米樁身的均勻性。檢驗數(shù)量為施工總 樁數(shù)的1%,且不少于3根。成樁7天后，采用淺部開挖樁頭（深度宜超過停漿面以 下0.5m）,目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑，檢查量為總樁數(shù)的5%,不小于3根，荷載實驗須在成樁28天后，對單樁承載力及復合地基承載力進行檢測， 檢驗數(shù)量 為樁總數(shù)的0.5%1%,且不小于3根。滲透檢測：在防滲墻的一側(cè)加厚一單元墻，在兩墻中心鉆孔，然后注水試驗，觀 測水位變化，該法可直接測出滲透系數(shù)。七、試驗結(jié)果整理工藝成樁試