三轴搅拌加固方案.docx

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三轴搅拌加固方案

1.编制依据

（1）《夏门本岛至翔安过海通道第五篇区间第十五册五缘湾～刘五店站（会展中心站）区间第一分册区间结构第一部分施工斜井》施工图设计；

（2）《厦门市轨道交通3号线五缘湾站至刘五店站（会展中心站）区间详勘阶段岩土工程勘察报告》

（3）相关规范、标准及文件：

①中华人民共和国《工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）；

②《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）；

③《工程测量规范》（GB50026-2007）；

④《地下工程防水设计规范》（GB50108-2008）；

⑤《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

⑥《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

⑦《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）；

⑧《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000）。

（4）适用于本工程合同文件及有关国家及厦门市技术规范、规程、标准、法规文件等；

（5）现有的技术水平、管理水平和机械设备装备能力及施工经验。

2.编制原则

以满足业主期望、投标承诺为目标，充分理解五缘湾站—刘五店（会展中心站）区间斜井施工的特点、难点，科学管理、精心组织，按各节点工期要求，“优质、高效、安全、快速”地完成五缘湾站—刘五店站（会展中心站）区间斜井三轴搅拌桩加固施工任务。

3.工程概况

3.1.工程概况

厦门市本岛至翔安过海通道工程五缘湾站～刘五店站（会展中心站）区间，线路起自五缘湾站，沿既有钟宅路向东下穿厦门东海域后，接入翔安侧会展中心站，区间斜井井口位于钟宅路西侧规划的市政绿化带内（现状为中铁缘湾项目部驻地），线路平行中铁缘湾用地红线前行下穿环岛路，入海后在小虎礁内接入主隧道左线。

根据地勘报告所提供资料，斜井在K0+000~K0+070结构底板位于淤泥层，为防止不均匀沉降对主体结构影响，对该段区域采用Φ800@600水泥搅拌桩对地基进行加固。

3.2.设计概况

斜井明挖段K0+000~K0+070结构底板位于淤泥层，基坑长70m，宽7.3～7.7m，深9.04～11.43m，基地采用三轴水泥土搅拌桩（φ800@600mm）进行基地加固，加固体28d无侧限抗压强度不小于1.0MPa，渗透系数≤1.0×10-7cm/s.

具体桩位排布及桩体长度详见附图1。

3.3.工程地质

根据地质勘查报告，拟建场地勘探深度范围内的地基土分为17个工程地质层，并细分为28个工程地质亚层，施工场地范围内各土层描述见表3-1。

表3-1地层特性表

土层编号

土层名称

层厚

（m）

颜色、状态、

压缩性

描述

1-1杂填土

1.4m

杂色，稍密，稍湿

成份主要为建筑垃圾，含少量塑料垃圾

1-2素填土

0.4～3.5m

杂色

主要为筑路用碎石、黏性土

1-5填砂

2.1-9.6m

灰黄色、灰色为主，稍密，饱和

砂质不纯，含黏粒、贝壳碎片

1-6抛石

2.8～6.2m

灰色

块石为微风化花岗闪长岩，块质坚硬；主要分布在环岛路靠近海域处

4-1淤泥

0.6～5.8m

深灰、灰黑色，流塑，

层具天然含水量高、孔隙比大、强度低的特性，属高压缩性软弱土，工程性能不良；主要分布在海域段

4-2淤泥质土

0.7～4.1m

深灰色，流塑，质均，有腥臭味

该层具天然含水量高、孔隙比大、强度低的特性，属高压缩性软弱土，工程性能不良；主要分布在钟宅路区段

4-3粉细砂

1.0～4.6m

褐黄色、灰色，松散，饱和

成份以石英为主，质不纯，粒不均，黏粒含量高

4-4中粗砾砂

1.2～7.0m

褐黄色，松散～稍密，饱和

成份主要为石英，粒不均，质不纯，含贝壳碎片。

4-6淤泥质砂

0.5～4.0m

深灰色，松散，饱和

成份主要为石英，粒不均，质不纯，含较多黏粒。

8-1黏土、粉质黏土

1.9～4.2m

灰黄、褐黄色，硬塑～坚硬

主要分布在翔安侧陆域段

8-3粉细砂

0.8～1.95m

褐黄色，稍密～中密，饱和

成份主要为石英，粒均，质较纯，含少量黏粒；主要分布在翔安侧海域段

8-4中粗砾砂

1.25～8.8m

灰白色为主，局部褐黄色，中密～密实

成份主要为石英，粒均，质较纯，含少量黏粒

8-4-4黏土质中粗砾砂

/

灰白色，稍密～中密，饱和

成份主要为石英，粒均，质不纯

8-5圆砾

/

灰色，密实，饱和

成份主要为石英、燧石等，磨圆度好，呈次圆状，其间充填粗砂。

11-1残积砂质黏性土

0.9～13.5m

褐黄色

原岩为花岗闪长岩，原岩矿物除石英外均已风化成黏土矿物，取出岩芯呈软塑～可塑含砂砾黏性土状，可捏呈团状

3.4.水文地质

陆域厦门岛内侧地下水主要受大气降水的补给，向海域排泄，属于潜水，地下水位高程0.73～3.43米;翔安侧人工填土层及下伏第四系全新统海积层松散岩类孔隙水为潜水，地下水位高程1.33～2.22米；上更新统冲洪积砂层松散岩类孔隙水、风化基岩孔隙裂隙水及基岩裂隙水具承压性，承压水位埋深7.0m，高程在-1.30米左右。

地下水对混凝土结构具强等腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋在长期浸水条件下具弱腐蚀性，在干湿交替条件下具强腐蚀性,应采取相应的防腐蚀措施。

4.工程筹划及工期安排

4.1.施工安排

在施工安排上，优先以围护结构加固施工为重点，兼顾坑内基底加固施工，施工顺序为：

斜井明挖段围护桩止水帷幕→斜井明挖段基底加固。

在人、机、材安排中，做到机械设备满足需要，劳动力组织集约高效，材料供应及时有序，场地布置紧凑合理，力争高效、优质按时完成三轴搅拌桩基底加固施工任务。

4.2.工期安排

三轴水泥土搅拌桩加固施工计划2016年3月28日开工，2016年4月13日完工，工期为15天。

4.3.劳动力计划

三轴搅拌桩加固期间，作业人员由电工、维修工、机械操作工及普工等组成，共计15人，详见表1。

表1　劳动力计划表

序号

工种

人数

1

电工

2

2

维修工

2

3

机械操作工

4

4

挖掘机司机

1

5

普工

6

4.4.机械设备计划

根据本工程的地质特征和施工条件，选用1台MC-920三轴深层搅拌桩机施工。

其它主要施工机械设备配置详见表2。

表2　主要机械设备配备表

序号

机械名称

型号

数量

功率

备注

1

三轴搅拌桩机

MC-920

1

325KW

钻进、搅拌

2

灰浆泵

3DZ－SZ

2

44KW

制浆

3

配电箱

2

供电

4

制浆桶

400L

2

5.5×2

制浆

5

灰浆集料斗

400L

2

装浆

6

空压机

9m2

1

55

送气

7

挖掘机

1

沟槽开挖

4.5.材料计划

所需主要材料详见表3。

表3　施工主要材料表

序号

材料名称

型号

备注

1

水泥

P.O42.5级

基底加固水泥用量，根据施工进度，分批进场

2

水

自来水

5.施工工艺及技术要点

基底加固采用JB-160三轴水泥土搅拌桩机，桩径φ800mm@600mm，配备20m高桩架，实行一次钻搅达到设计深度。

加固土体采用42.5级水泥，实桩部分水泥掺量为20%，空搅部分为7%。

搅拌桩桩位布置见附图1

5.1.三轴搅拌桩的施工工艺流程

三轴搅拌桩的施工工艺流程详见图1。

图1三轴搅拌桩基底加固施工工艺流程图

5.2.施工技术要点

5.2.1.施工准备

（1）场地平整

进场施工前调查施工范围内的管线，清除施工场区地面以下3m内障碍物，然后整平、夯实，必要时可采用垫设钢板的方式增加地基承载力，同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地“三通一平”。

（2）桩位放样

施工前经项目部测量组标定出搅拌桩施工的控制点，打桩标记，并经监理工程师复测验线合格后，作业队方可用钢尺和测线实地布设桩位。

（3）沟槽开挖

根据测量的桩位，采用挖掘机开挖工作沟槽，沟槽宽度为1m，深度为1.5m～1.8m。

遇有地下障碍物时，利用挖掘机及时清除，清障后产生过大的空洞，需回填压实，重新开挖导沟以确保三轴搅拌桩施工顺利进行。

（4）修建灰浆拌制系统

灰浆拌制系统主要设置在水泥库附近，便于作业，主要有灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。

5.2.2.水泥浆的配制

水泥浆配制采用P.O42.5级水泥，水灰比为1.5，浆液比重为1.37。

水泥浆充分拌制，经过滤后存入贮浆桶，拌制的浆液不得出现离析现象。

5.2.3.钻机就位

在开挖工作沟槽两侧铺设导向定位型钢，按设计要求在导向定位型钢上划定钻孔位置，操作人员根据确定的位置严格控制搅拌桩机桩架的移动，确保钻孔轴心就位准确，桩位偏差不大于50mm。

搅拌桩机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆垂直度误差不大于1.5%。

5.2.4.搅拌注浆

在搅拌桩机试运转正常后，开始钻进。

钻进过程中注意记录好钻进深度，按照设计要求控制好搅拌桩加固的深度范围。

搅拌桩机在钻孔和提升全过程中，保持钻杆匀速下钻和提升，同时根据下钻和提升二种不同的速度（平均速度：

下钻1m/min，实搅提升0.5m/min，空搅提升2m/min），注入定量的搅拌均匀的水泥浆液（空搅下钻100%，实搅下钻30％，实搅提升70％）。

并向孔内注入压缩空气使水泥土翻搅，从而使水泥土在初凝前能够充分搅拌，确保搅拌桩质量。

当水泥浆液到达桩底出浆口时，应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升钻头。

施工时如因故停浆，应将钻头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。

若停机超过三小时，需拆卸输浆管路并清洗干净。

三轴水泥土搅拌桩施工技术参数见表4.

表4三轴水泥土搅拌桩施工技术参数

序号

项目

施工参数

序号

项目

施工参数

1

桩径

800mm

6

实桩浆液

流量

下钻：

296L/min×2

提升：

296L/min×2

2

水泥掺量

20%（空搅部分7%）

7

下沉速度

0.8~1m/min

3

气压

0.6~0.8Mpa

8

提升速度

0.5~0.8m/min

（空搅2m/min）

4

浆液压力

0.5~1.0Mpa

9

实桩每米水泥用量

492kg

5

空搅桩浆液流量

下钻：

206L/min

提升不喷浆

10

空桩每米水泥用量

171kg

5.2.5.清理沟槽内泥浆

由于水泥浆液定量注入搅拌孔，将有一定部分水泥土被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内多余的水泥土清出沟槽，确保沟槽沿边整洁。

5.2.6.钻机移位

单根搅拌桩完成后，桩机移位，重新对中、调平进行下根搅拌桩施工。

三轴搅拌桩采用隔一打一的方式施工，见图2。

图2三轴搅拌桩施工顺序图

5.2.7.搅拌桩施工技术标准

搅拌桩的施工技术要求见表5。

表5搅拌桩施工技术检查表

序号

项目名称

技术标准

检查方法

1

钻杆垂直度允许偏差

≤1.5%

全站仪

2

钻孔位置允许偏差

＜50mm

尺量

3

钻孔深度允许偏差

±200mm

测头机头深度

4

桩体直径允许偏差

＜0.04D

开挖后尺量

5

桩顶标高

+100～-50mm

水准仪

6

水泥用量

设计要求

流量计

7

加固体强度

无侧限抗压强度1.0MPa

规定方法

5.2.8.成桩质量检测

水泥土搅拌桩成桩28天以后，采用钻芯取样的方法对桩体进行质量检测。

用抽芯机抽取芯样，检测芯样的28天无侧限抗压强度