水泥土搅拌桩抗滑桩施工方案.docx
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水泥土搅拌桩抗滑桩施工方案
南水北调中线一期工程总干渠陶岔～沙河南段
南阳段第一施工标段
水泥土搅拌桩抗滑桩施工方案
编制：
审核：
批准：
xxx水利水电第十三工程局有限公司
南水北调南阳段一标项目部
二〇xx年二月十九日
xx一标水泥土搅拌桩抗滑桩施工方案
一、工程概况
南水北调中线一期总干渠南阳段第一施工标段，起点设计桩号TS87+925，终点设计桩号TS94+365，长度为6.440km，其中明渠段总长5.383km。
本标段渠道沿线均为膨胀土地质。
总干渠设计流量为340m3/s，加大流量为410m3/s，渠道设计水深7.5m，加大水深8.24m。
根据《南阳段洪水综合影响等级较高渠段加强方案结构布置图》及《南阳段洪水综合影响等级高渠段加强方案结构布置图》确定，我标段左侧渠堤桩号TS88+300～TS91+250、TS93+710～TS94+365渠段（共计3605m）以及右侧渠堤桩号TS88+300～TS91+400、TS93+000～TS93+170、TS93+510～TS94+365渠段（共计4125m）为洪水综合影响等级较高渠段，渠堤外坡增设水泥土搅拌桩抗滑桩和排水体，水泥土搅拌桩采用湿法搅拌成桩。
渠道外坡水泥搅拌桩抗滑桩设置在2m平台靠内一侧，每3根桩垂直于渠道轴线方向相切排列作为一组，组与组之间间隔3.5m。
水泥搅拌桩桩径为0.6m。
设置在渠道填高为8～10m渠段内搅拌桩桩长为10m，桩顶高程与渠堤顶高程相差5m；设置在渠道填高为10～12m渠段内搅拌桩桩长为13m，桩顶高程与渠堤顶高程相差6m。
水泥搅拌桩抗滑桩之间设置排水体，排水体高度距离地面为2m，宽度为0.6m，采用粗砂填筑。
二、编制依据
（1）《南阳段洪水综合影响等级较高渠段加强方案结构布置图（1/3～3/3）》（/ET/TS/（NY）/SQ/01/T/26/-001～003/）。
（2）《水泥土搅拌桩施工技术要求》。
（3）已批复的水电十三局【2014】技案001号《南阳一标水泥土搅拌桩抗滑桩工艺试验总结》。
三、施工准备
1、施工道路
水泥搅拌桩抗滑桩位于渠道外坡，沿渠道轴线方向线性布置，采用沿线施工便道、渠堤顶道路作为施工道路，通过在桥梁左右岸引道位置修建下坡连接路将左右岸施工便道连接贯通。
2、施工用电
根据进度计划要求，本工程共需配置深层搅拌桩机12台，由于深层搅拌桩机施工耗电功率大、数量多，工地原有电力配置已不能满足现场施工需要，为保证电力供应需求，深层搅拌桩机施工用电采用两种方式供应：
①通过设置在渠道上的配电箱就近接至渠道沿线供电线路各个接线处，再有配电箱分流接至左右岸靠近的搅拌桩机施工点；②采用柴油发电机发电，单套桩机耗电总功率为65KW（包括供浆及照明系统）,在TS88+900至TS90+700渠段拟配置3台200KW的发电机，以满足6台搅拌桩机施工需要。
（发电机配置说明：
该段因水泥搅拌桩工程量大拟配置8套深层水泥搅拌桩，另考虑该段落同时施工的还有3个防浪墙队伍、1个排水沟队伍等，拟采用3台200KW的发电机发电满足6台搅拌桩机施工需要）
3、施工用水
水泥搅拌桩抗滑桩施工用水由洒水车运输，在渠堤坡脚外侧开挖2m长×2m宽×1.5m深坑作为储水池，储水池间隔30m布设（左右岸各布设一个）。
储水池在储水之前采用576g/m2复合土工膜进行铺垫，保证施工用水满足设计规范要求。
4、施工场地填筑方案选择
由于水泥搅拌桩抗滑桩设置在渠道外坡半坡位置，无法满足深层搅拌桩机施工要求，需要修筑施工平台。
施工平台所用土料取自王营土场。
施工平台修筑尺寸需要根据深层搅拌桩机平面尺寸及施工需求确定。
深层搅拌桩机平面尺寸规格详见下图：
为满足搅拌桩最小施工空间需求及抗滑桩竖直度要求，施工平台宽度最小为7.7m（考虑外侧1m的安全操作空间）、施工平台高于桩顶高程2.345m，详细形式尺寸如下图：
上图中，施工平台宽度为7.7m，包括桩机宽度5.5m，有内侧搅拌桩移至外侧搅拌桩需要移动1.2m，安全超宽1m，施工平台按照1:
1.5向下留坡（自然状态下土体堆放坡度）。
施工平台填筑成型后，利用20t光轮压路机碾压8遍，碾压速度控制在1.8km/h左右，确保施工平台土体密实牢固，避免在桩机在施工过程中由于沉降倾斜造成搅拌桩垂直度不满足设计规范要求。
四、施工方案
1、水泥搅拌桩抗滑桩施工方案
1.1测量放线
施工场地填筑整平完成后，按照设计要求进行测量放线，并用竹签或短钢筋标出桩位。
同时记录施工场地实际高程，便于施工中确定搅拌桩桩顶高程位置。
1.2桩机就位
搅拌桩机利用行走机构到达指定桩位，搅拌桩机以与钻杆最近的一侧正对渠道布置，保证桩机能以最少占用靠渠道一侧空间进行施工。
桩机就位后对中，调整机身，使设备基本处于水平状态。
双向控制导向架垂直度，在桩机井架的正面和侧面均吊挂垂球，垂球质量不小于2kg、垂线长度不小于5m。
根据导向架的吊锤偏移，用米尺测定搅拌轴垂直度，调整导向架垂直度，按设计及规范要求，搅拌桩桩体垂直度偏差不超过1%。
桩机就位调整好后，根据控制桩检查钻头位置，桩位对中误差±2～±5cm。
钻杆顶部采用反光漆做记号，并在导向架上清晰标明刻度，以准确计算钻进深度。
1.3水泥浆制备
水泥浆拌制系统靠近储水池设置。
利用挖机开挖一个2m长×2m宽×1.5m深池子作为储浆池，挖池所出土料紧邻储浆池堆积成3m×4m宽平台并满铺塑料布作为堆存袋装水泥平台，储浆池在使用前须用576g/m2复合土工膜覆盖铺垫，以保证水泥浆液质量。
在水泥台与储浆池之间架设搅拌罐，搅拌罐由圆形铁桶制作而成，铁桶内径为1.0m，高1.0m（容积为0.785m3），铁桶底板设有出浆阀门。
搅拌罐与储浆池上分别架设一台搅拌电机，确保水泥浆搅拌充分均匀。
水泥浆拌制系统里面布置图如下：
水泥浆现配现用。
水泥搅拌桩抗滑桩水泥掺入量为18%，水灰比为0.75。
水泥浆在搅拌罐内配制，根据搅拌罐容积大小，每罐水泥浆加水300kg、水泥400kg（8袋），每罐加水量通过控制罐内水深确定。
搅拌均匀后放入储浆池继续保持搅拌状态。
重复进行下一罐水泥浆拌制，直至拌制够单根桩施工所需水泥浆为止。
根据《深层搅拌法技术规范DL/T5425-2009》的要求，平均搅拌加固1m³土体需要的水泥量为：
式中：
—平均加固（搅拌）1m³土体所需要的水泥掺入量，单位为t；
αw—水泥掺入比，取值为0.18
γ—被加固土天然湿密度，t/m³。
1.4搅拌喷浆
水泥搅拌桩抗滑桩采用“四搅四喷”的施工工艺。
在下钻之前，记录钻杆上标记相对井架位置，便于确定钻头相对桩顶、桩底的位置。
钻头下沉到设计桩顶高程后，开启灰浆泵待浆液到达喷浆口后开始下钻搅拌。
水泥搅拌桩抗滑桩下钻速度控制在0.4m/min～0.6m/min，提升平均速度控制在0.2m/min～0.5m/min，喷浆平均转速控制在45r/min左右，灰浆泵注浆压力控制在0.3MPa～0.6MPa。
四次搅拌喷浆应连续进行，当最后一次喷浆搅拌提升到设计桩顶标高以上30cm～50cm后关闭灰浆泵，控制搅拌桩停浆面应高于桩顶高程30cm～50cm。
储浆池中水泥浆应恰好抽净。
本根搅拌桩施工完成后，搅拌桩机提升钻杆，移位到下一根桩，重新制备水泥浆，重复以上工序，进行下一根桩施工。
1.5施工平台拆除、桩头凿毛
水泥搅拌桩抗滑桩施工完毕后，进行施工平台拆除。
利用挖机自上而下开挖拆除，自卸车运输至王营土场。
施工平台与渠堤相接部位预留10cm保护层，避免在开挖过程中对渠堤造成破坏。
施工平台拆除完毕后，再用带有刮板的挖机进行精削坡施工。
精削坡过程中测量人员跟踪测量控制，避免出现超挖、欠挖现象。
削坡后，针对桩顶高程高于设计值的水泥搅拌桩抗滑桩进行人工凿毛处理。
凿毛处理需在桩体凝固之后进行，凿毛采用人工手持风镐进行。
凿毛过程中注意避免对渠堤改性土外包层及下部桩体造成损坏。
桩头凿除之后产生的废渣人工配合装载机拢堆后由自卸车统一运至王营土场深埋处理。
2、排水体施工方案
对水泥搅拌桩抗滑桩施工完毕的段落，首先将水泥搅拌桩抗滑桩施工平台拆除干净，土料运至王营土场后，开始进行排水体施工。
1.1测量放线
排水体设置在水泥搅拌桩抗滑桩中间，间隔3.5m布置，排水体高度为原始地面以上2m，宽度为0.6m。
测量队根据现场实际地面高程放出排水体轮廓线，撒白灰标记清晰。
1.2排水体沟槽开挖
排水体基坑采用2m3挖机换60cm宽窄斗开挖，开挖时自上而下分层开挖，由于我标段渠堤填筑形式为“金包银”，开挖过程中将水泥改性土与弱膨胀土料分层开挖并分开堆放。
开挖出的水泥改性土就近堆放，洒水车喷洒塑料布覆盖闷料，作为可利用料用于排水体顶部回填。
开挖出的弱膨胀土挖机装入自卸车运至王营土场处理。
排水体外包水泥改性土回填应沿渠道轴线方向放坡，坡度为1:
0.5。
开挖过程中排水体上部改性土回填部位按照1:
0.5坡比放坡开挖，下方排水体施工部位竖直开挖，宽度为0.6m。
开挖成型后，人工清理松散土体干净。
1.3排水体填筑
排水体采用粗砂填筑，粗砂要求级配良好、质地坚硬，不得含有杂草、树根等有机杂质，填筑的相对密度不小于0.7。
粗砂填筑采用挖机配合人工分层填筑，单层填筑厚度控制在30cm左右，采用小型夯机压实，压实过程中可适当洒水湿润，压实后的粗砂相对密度不得小于0.7。
粗砂排水外包水泥改性土利用原改性土开挖料进行回填，水泥改性土填筑严格按照已批复的《渠道土方填筑施工方案》分层回填。
每层填筑前应对两个边坡进行“开凳”处理，确保水泥改性土填筑质量。
五、质量保证措施
（1）在施工时注意切削和提升搅拌的负荷不可过大，应控制在额定电流以内。
（2）泵口压力、流量应精确控制，水泥浆水灰比亦应控制精确。
（3）水泥土搅拌桩最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。
当喷浆口下沉至桩底时开动泥浆泵输浆30s后方可提升、到达桩顶标高是已停止提升并搅拌数秒，确保浆液完全到达桩端，保证桩头密实。
（4）停工时间不得超过8h～24h，恢复施工时应将搅拌机下沉到停浆面以下0.5m，待供浆恢复后再次搅拌提升。
（5）施工现场事先予以平整，保证钻机工作面密实。
施工前检验机具性能和施工工艺各项技术参数，并进行实际标定，有关技术参数及时提供给现场监理工程师，以作为控制搅拌桩质量的依据。
（6）搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度相互匹配，确保加固深度范围内土体的搅拌次数满足规范要求。
（7）施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直，搅拌桩的孔位偏差±2～±5cm，抗滑桩桩体垂直偏差不超过1%。
（8）水泥浆现配现用，不得离析，不得停放时间过长，泵送必须连续。
（9）按照以确定配合比计算出每罐加水量（并在罐内作出标记）、水泥量，加料准确、搅拌均匀，时间不小于3分钟，并经过筛后使用。
单桩水泥浆消耗量与设计不符时要及时进行调整，直至每米耗浆量符合设计要求的水泥掺入量。
（10）当输浆管有弯折、外压或漏浆情况时要及时检查、理顺管道，清除外压，发现漏浆点应进行补漏，严重时停机换管。
当输浆管道过长，压力损失过大时可将制浆池尽量布置靠近桩位，以缩短送浆管道。
当场地条件不具备时，可使用增压泵调压。
（11）前台操作与后台供浆应密切配合，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度与试验桩已标定的施工工艺参数相吻合。
（12）后台供浆停机时，及时通知前台以防止断桩和缺浆。
使搅拌桩机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。
停机后3小时，将输浆管拆下并清洗。
喷浆搅拌提升的速度和搅拌次数符合设计及施工工艺要求，喷浆量及提升速度等由流量计控制并有专人记录。
六、安全文明施工保证措施
（1）工地成立安全管理领导小组，工程项目部配备专职安全员，各机配兼职安全员，制定严格的安全管理制度。
（2）开工前，工地配备一些必要的安全设施：
①张贴安全标语，设备安全警示牌；②设备防护装置要安全可靠；③设置2只灭火器；④预备一些急救器材和商品。
（3）现场四周应有与外界隔离的围护设施。
（4）进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业要系好安全带。
（5）施工现场的配电、保护装置、用电安全措施要严格按规范执行。
施工用电采用三相五线制，保护零线用黄、绿双色线与配电箱及机具外壳作可靠的电器连接。
（6）夜间施工须有充足的照明。
（7）现场内材料应堆放整齐稳定。
施工一片场地，即清理一片，做到场地始终整洁。
（8）道路运输应平坦，并保持畅通。
七、施工进度计划安排
距国调办下达的2014年5月主体工程完工目标仅剩3个月，经倒排工期，为保证后续拱形骨架外坡防护按期完工，需在4月5日前完成水泥搅拌桩抗滑桩工程；本标段水泥搅拌桩抗滑桩共计39134m（优化后、共3840根），设置在渠道外边坡，穿越地层自上而下为4%水泥改性土压实层（深度为0.1倍桩长）、弱膨胀土压实层（深度为0.3倍桩长）以及天然土壤（深度为0.6倍桩长）；渠堤土体密实坚硬，桩机施工效率较低，平均单台桩机每天仅完成8根桩，为保证施工节点计划，我标段拟投入桩机12台，共需有效施工天数为3840/8/12=40天，考虑天气原因以及其他因素影响，我标段水泥搅拌桩抗滑桩施工进度安排如下（施工平台填筑提前进行）：
施工开始时间：
2014年2月25日。
施工完成时间：
2014年4月6日。
排水体施工进度安排：
施工开始时间：
2014年3月21日。
施工完成时间：
2014年4月18日。
八、投入资源配置计划
（1）人员配置
施工人员配置表
序号
工种
人员数量
备注
1
管理人员
3
2
施工队长
3
3
桩机操作员
50
4
制浆工
40
5
记录员
20
6
安全员
2
7
试验员
2
8
电工
4
9
其他
40
10
合计
164
（2）机械配置
主要施工机械设备表
序号
设备名称
单位
数量
作业内容
备注
1
深层搅拌桩机
台
12
搅拌桩施工
2
注浆泵
台
12
压浆
3
泥浆搅拌机
台
12
水泥浆制备
2台备用
4
搅拌罐
个
12
水泥浆制备
5
挖机
台
10
施工平台填筑，土方开挖
6
装载机
台
8
施工平台填筑
7
压路机
台
8
施工平台填筑
8
自卸车
辆
30
土方运输
9
洒水车
台
4
水泥浆制备
10
小型夯机
台
12
排水体回填
11
空压机
台
5
桩头凿毛
12
风镐
台
20
桩头凿毛
13
水准仪
台
4
测量放样
14
GPS
台
4
测量放样
15
照明灯具
套
40
施工照明
16
200kw柴油发电机组
台
4
施工供电
1台备用
17
配电箱
台
6
施工用电
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