水泥攪拌樁復(fù)合地基專項(xiàng)施工方案

水泥攪拌樁復(fù)合地基專項(xiàng)施工方案***應(yīng)急供水工程（EPC）水泥攪拌樁復(fù)合地基專項(xiàng)施工方案編制人：審核人：審批人：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(chǎng)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(xué)分析 55.1工藝原理 55.2定位測(cè)量、放線 65.3鉆機(jī)就位 75.4下鉆 75.5鉆進(jìn)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樁長(zhǎng) 75.11置換率 86、施工程序 87、施工工藝參數(shù) 98、施工工期 109、施工組織 1010、工程進(jìn)度計(jì)劃 1011、材料供應(yīng)計(jì)劃 1012、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng) 11水泥攪拌樁復(fù)合地基專項(xiàng)施工方案1、工程概況擬建***應(yīng)急供水工程（EPC）位于陵水河?xùn)|北面，沿濱河北路布設(shè)。擬建工程包括1處應(yīng)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(diǎn)的平面位置圖詳見附錄。擬建應(yīng)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(jī)房和配電間及3層綜合樓，框架結(jié)構(gòu)，無地下室，設(shè)計(jì)±0.00標(biāo)高約7.00m，總用地面積5863.18m2、水泥攪拌施工范圍為綜合樓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(tái)以及陵水河取水管，框架結(jié)構(gòu)，埋深約8.00m，設(shè)計(jì)±0.00標(biāo)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(diǎn)位于南濱河北路沿河邊（坐標(biāo)X=164480.068,Y=48901.647），終點(diǎn)位于應(yīng)急水廠（坐標(biāo)X=165857.066，Y=47883.092），沿路線總廠為2043.962m，工設(shè)計(jì)有46個(gè)工作豎井（A1～A46），為DN500球墨鑄鐵管，設(shè)計(jì)管中心標(biāo)高為4.289～7.494m，擬采取明挖施工。擬建配水管道（BK0+000～BK0+326.129）沿濱河北路東北面呈L形分布，起點(diǎn)為應(yīng)急水廠（坐標(biāo)X=165871.304，Y=47879.776），終點(diǎn)位于縣城管網(wǎng)接管點(diǎn)（坐標(biāo)X=165919.525,Y=47651.560），沿路線總廠為326.129m，工設(shè)計(jì)有14個(gè)工作豎井（A1～A14）,為DN600球墨鑄鐵管，設(shè)計(jì)管中心標(biāo)高為2.844～7.261m，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(bào)告，主要涉及到以下土層：《***應(yīng)急供水工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告》①層素填土（Qm1）：黃褐、灰褐等色，稍濕，松散，主要有砂土、粘性土及少量碎石等組成，為新近回填土。該層在個(gè)鉆孔中均有揭露。②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。③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(xì)砂薄層，含腐殖質(zhì)，具有腥臭味。④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。⑤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(xì)砂薄層，含腐殖質(zhì)，具有腥臭味。該層僅在應(yīng)急水廠部分鉆孔中均有揭露。⑥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(yīng)急水廠部分鉆孔中均有揭露。⑦層強(qiáng)風(fēng)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(qiáng)度，裂隙很發(fā)育，巖體破碎，浸水易崩解，巖芯呈砂礫～團(tuán)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2.2.1地表水?dāng)M建場(chǎng)地地表水主要陵水河，平時(shí)水深約4.00～5.00m；河面寬約300.00m；水流較緩慢；流向自西向東；兩岸均建設(shè)有河堤，無坍塌現(xiàn)場(chǎng)，穩(wěn)定現(xiàn)較好；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，取水泵房附近的河段洪水位是8.05m，翻板閘上游附近的洪水位是6.90m。2.2.2地下水在勘探深度范圍內(nèi)，場(chǎng)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(qiáng)透水層。其補(bǔ)給來源主要是側(cè)向逕流和降雨補(bǔ)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(cè)得地下水位埋深為3.00～7.90m（標(biāo)高為0.41～1.33m）。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(chǎng)地地理位置及地形地貌擬建工程位于陵水河?xùn)|北面，沿濱河北路布設(shè)。擬建應(yīng)急水廠場(chǎng)地地形開闊，地勢(shì)較平坦，周邊為居民區(qū)，鉆孔高程為3.41～5.89m，高差2.48m。擬建取水房沿陵水河北岸建筑，鄰近濱河北路，地形較為狹窄，地勢(shì)平坦，鉆孔高程為8.59～8.78m，高差0.09m。擬建輸水管道沿線地形較為狹窄，地勢(shì)西高東低，鉆孔高程為5.66～10.86m，高差5.20m。擬建配水管道沿線地形較為狹窄，地勢(shì)西低東高，鉆孔高程為5.66～7.65m，高差1.99m。場(chǎng)地原始地貌均為陵水河河流一級(jí)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(jī)械，將固化劑和地基土強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)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%時(shí)，較為適合使用濕法，在大于50%時(shí)較為適合使用干法，而在30%～50%之間時(shí)需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行靈活選擇，水泥土攪拌樁優(yōu)點(diǎn)有很多，比如：工程造價(jià)較低、工期比較短、利用原土，基本上不存在擠土，對(duì)周圍建筑干擾少，工藝上簡(jiǎn)單，易于操作，土體經(jīng)加固后重力基本不變，其下臥層不會(huì)產(chǎn)生較大附加沉降，施工無振動(dòng)，噪音小，樁體布置形式靈活，基于這些有點(diǎn)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(xué)成分是氧化鈣、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(xué)反應(yīng)一定時(shí)間后生成具有一定強(qiáng)度的結(jié)石，有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示；純水泥漿的28天的抗壓強(qiáng)度隨水灰比變小而增大，水泥土的強(qiáng)度也隨水泥等級(jí)的提高而提高，一般水泥強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)，水泥土的強(qiáng)度提高45%～95%。事實(shí)上，在水泥漿中加入諸如NN0、NR3、NASi03之類的擴(kuò)散劑也能有效提高固結(jié)體的強(qiáng)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3.1.1水泥的化學(xué)成分化學(xué)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固化原理水泥漿注入土體中后，同土混合，由于土的物理力學(xué)性質(zhì)不同，其固化的原理有所不同，當(dāng)?shù)鼗翞樯百|(zhì)土?xí)r，其固結(jié)的強(qiáng)度較高，地基土為粘土?xí)r，固結(jié)體的強(qiáng)度相比較而言要低些，其物理化學(xué)反應(yīng)也略有所不同。在水泥漿注入土體的過程中，被振動(dòng)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(yīng)。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(dāng)這種膠凝體由于水化作用的持續(xù)進(jìn)行在消耗水分的同時(shí)生成更多的晶體時(shí)，這些不斷生長(zhǎng)、延長(zhǎng)的不溶于水的晶體交織在一起形成空間性狀的網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)度開始生成，這也就是水泥的固化，當(dāng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度完全是在固化過程生成的晶體的自身強(qiáng)度，故砂質(zhì)土比粘土的水泥土強(qiáng)度高。需要指出，水化反應(yīng)是個(gè)長(zhǎng)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)向支護(hù)增加開挖邊坡的穩(wěn)定性（6）較一般深層攪拌樁強(qiáng)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(xué)分析5.1工藝原理使用水泥攪拌樁鉆機(jī)鉆入設(shè)計(jì)深度后，利用鉆機(jī)鉆頭在攪松的軟土中以一定的壓力噴入預(yù)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(qiáng)度、柱狀、和良好的水穩(wěn)定性的水泥穩(wěn)定土樁，以此實(shí)現(xiàn)軟土地基承載力增強(qiáng)的目的。在實(shí)際的施工中一般采用四攪兩噴或四攪四噴。5.2定位測(cè)量、放線測(cè)量放線由專職技術(shù)人員承擔(dān)，精度必須滿足規(guī)范要求及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，施工前施工員在測(cè)量技術(shù)人員指定樁位，定位偏差不大于2cm，開工前應(yīng)對(duì)樁位進(jìn)行定位測(cè)量。測(cè)量完成后對(duì)測(cè)量的定樁點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核完成后由施工員對(duì)施工樁位進(jìn)行放樣。定位測(cè)量及放樣必須符合設(shè)計(jì)要求及驗(yàn)收規(guī)范要求。5.3鉆機(jī)就位根據(jù)樁位平面圖布樁并編號(hào)，攪拌鉆機(jī)根據(jù)施工流水安排，對(duì)準(zhǔn)樁位。5.4下鉆啟動(dòng)攪拌鉆機(jī)，鉆進(jìn)0.5m后，開動(dòng)空壓機(jī)噴射壓縮空氣，以防鉆進(jìn)時(shí)堵塞灰口，同時(shí)借助壓縮空減少負(fù)載扭矩，使鉆進(jìn)順利，被加固的土體在原位攪動(dòng)切碎。5.5鉆進(jìn)結(jié)束鉆至設(shè)計(jì)加固深度后停鉆，本工程場(chǎng)地因底層比較均勻，埋深變化不大。加固深度為：8m。5.6提升鉆到設(shè)計(jì)加固深度后，鉆機(jī)原位反向旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)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(jìn)行充分?jǐn)嚢璨M足設(shè)計(jì)送漿量的要求，以確保粉噴樁體的質(zhì)量，鉆機(jī)提升速度和水泥發(fā)送裝置的轉(zhuǎn)速應(yīng)嚴(yán)格按照工藝設(shè)計(jì)的要求。5.7提升結(jié)束、樁體形成鉆頭提升至樁標(biāo)高時(shí)，關(guān)閉水泥發(fā)送裝置。鉆機(jī)原位旋轉(zhuǎn)1min，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(dá)到設(shè)計(jì)送漿量要求時(shí)，方能允許鉆機(jī)移位，若發(fā)現(xiàn)水泥漿排空后漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，按照施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程進(jìn)行二次噴漿復(fù)攪。每根樁的編號(hào)及送漿量等應(yīng)記入原始記錄表上。5.9工藝流程平整場(chǎng)地→施工準(zhǔn)備（樁機(jī)移位）→樁機(jī)就位→鉆進(jìn)→鉆至設(shè)計(jì)孔深→提升、送漿→復(fù)噴、提升→成孔→樁機(jī)移位。5.10樁長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)顯示，攪拌樁的承載力隨樁長(zhǎng)增加而增加，但是樁長(zhǎng)達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，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(dá)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(duì)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(zhǎng)增加而樁的承載力不再明顯增加的長(zhǎng)度被稱之為有效樁長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)攪拌樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L不宜超過有效樁長(zhǎng)La。研究標(biāo)明，影響有效樁長(zhǎng)的因素有三項(xiàng)，分別是樁身強(qiáng)度、地基土支撐力和樁土模量比。具體到某一具體工程，在取得地勘資料后，設(shè)計(jì)人員只需要套用公式加以簡(jiǎn)單的計(jì)算，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證后就可以確定。5.11置換率在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合得以確認(rèn)的情況下，復(fù)合地基置換率根據(jù)前參照期地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)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。5.11.1先鋪設(shè)碎石墊層，整瓶碾壓后進(jìn)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(shí)還能增加了樁長(zhǎng)，提高了樁頭強(qiáng)度，達(dá)到進(jìn)一步改善復(fù)合地基承載力的效果。5.11.2提高水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，確保樁頭質(zhì)量不預(yù)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(dá)到改善復(fù)合地基承載力的效果。6、施工程序6.1、辦理有關(guān)施工前往來單位及責(zé)任人有關(guān)手續(xù)。6.2、清理施工現(xiàn)場(chǎng)地下及空中障礙物。6.3、檢查三通一平工作。①路面要有25T裝卸車所需的承載力和寬度，便于設(shè)備的進(jìn)出場(chǎng)及材料供應(yīng)。②施工中的施工用電和生活用水要確保供應(yīng)，電表、水表計(jì)量。③按攪拌樁機(jī)功率要求，場(chǎng)地內(nèi)須有能滿足功率為75kw/臺(tái)機(jī)的電力接口，本工程計(jì)劃1臺(tái)攪拌樁機(jī)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(yīng)功率的發(fā)電機(jī)組。6.4、技術(shù)交底根據(jù)圖紙、有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程組織所有技術(shù)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，以便使所有人員都對(duì)本工程情況、特點(diǎn)、難點(diǎn)、重點(diǎn)有詳細(xì)了解，在施工過程中予以重視、把握。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范施工。6.5、測(cè)量放線根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制點(diǎn)測(cè)放軸線及角樁，再依據(jù)角樁用網(wǎng)格法測(cè)放樁位，樁位放樣誤差≤5cm，用施工現(xiàn)場(chǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)放±0.00標(biāo)高，并標(biāo)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(shè)計(jì)的要求為樁體上部1/3進(jìn)行復(fù)攪。7、施工工藝參數(shù)7.1、施工工藝流程：樁機(jī)就位對(duì)準(zhǔn)樁位→預(yù)攪下沉至樁底標(biāo)高噴漿提升→至設(shè)計(jì)停漿面停止送漿→復(fù)攪鉆進(jìn)至樁長(zhǎng)1/3→復(fù)攪提升→鉆頭提高地面→成樁。7.2樁機(jī)就位對(duì)中允許誤差≤5cm，鉆架垂直度用垂球控制，允許誤差≤1.0%H。7.3設(shè)備選型：根據(jù)本工程地質(zhì)狀況、設(shè)計(jì)的具體要求以及噴漿機(jī)的性能應(yīng)選用PH-25型漿體噴射攪拌機(jī)。PH—25型漿體噴射攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)漿噴攪拌機(jī)攪拌軸規(guī)格（mm）125×125攪拌翼外徑（mm）500-800攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/min）正（反）32，58，100，120扭矩（KN/m）6.6、11.2、16.5電機(jī)功率（kw）75起吊設(shè)備進(jìn)架結(jié)構(gòu)高度（m）門型-4級(jí)-25m提升力（KN）9-120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(jī)配置18Mpa/3.0公升8、施工工期根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況、參照工程量及工期要求，此次施工一臺(tái)攪拌樁機(jī)，按攪拌樁機(jī)每日施工進(jìn)度120m計(jì)，施工工期約26天，如因停電、下雨、臺(tái)風(fēng)等自然條件或場(chǎng)地地下障礙等客觀條件影響，工期將酌情順眼，具體施工進(jìn)度計(jì)劃安排根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為準(zhǔn)。9、施工組織9.1設(shè)計(jì)組