上海万科奉贤轨交项目.docx
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上海万科奉贤轨交项目
上海万科奉贤轨交项目
土体加固工程
专
项
施
工
方
案
上海智平基础工程有限公司
2014年8月
目录
一编制依据1
二地铁加固工程概况2
二、施工机械配置3
四、施工劳动力配置4
五、三轴搅拌桩施工技术要求及工艺5
六、五轴搅拌桩施工方案10
七附件15
一编制依据
（一）、上海市建工设计院有限公司体工程本工程基坑围护设计图纸
（二）、深圳地质建设工程公司提供的本工程岩土工程勘察报告
（三）、相关的国家及地方设计及施工标准、规范及规程
1、《工程测量规范》GB50026-2007
2、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
3、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
4、《地下工程防水技术规范》GB50108-2008
5、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
6、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
8、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
9、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
10、《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ146-2004
（二）、上海市工程建设规范
1、《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010
2、《基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2010
3、《地基处理技术规范》DG/TJ08-40-2010
4、《基坑工程施工监测规程》DG/TJ08-2001-2006
5、《地面沉降监测与防治技术规程》DG/TJ08-2051-2008
二地铁加固工程概况
（一）、设计概况
本工程地铁加固区域，要求加固后土体28天无侧限抗压强度不小于0.5MPa。
原设计方案采用3∅850@600三轴水泥土搅拌桩，水泥掺入量13%，L=11.0m。
考虑到现场施工用电量的限制及施工工期的要求，为保证本工程顺利完成施工，经跟地铁公司、设计院、业主协商，现将本工程地铁东侧隧道土体加固区域改为用五轴搅拌桩进行土体加固施工，西侧隧道土体加固仍采用三轴搅拌桩进行土体加固施工。
原东侧隧道土体加固三轴搅拌桩桩型∅850@600，桩间距1800mm，水泥掺量13%，桩长11m，桩顶标高+0.400m，桩底标高-10.600m。
共计1475根，方量为24256m³。
现东侧隧道土体加固五轴搅拌桩桩型∅800@500，桩间距2500mm，水泥掺量13%，桩长11m，桩顶标高+0.400m，桩底标高-10.600m。
共计1139根，方量为24950m³。
（二）、基坑围护剖面示意图
二、施工机械配置
（一）、三轴搅拌桩施工机械配置
序号
设备名称
单台功率（kw）
台数
1
前台：
主机（油泵启动机）
45
1
2
前台：
动力头
ZKD85-3
90×2
1
3
后台：
绞龙
7.5
2
4
后台：
灰浆泵
30
2
5
后台：
搅拌桶
22
1
（二）、五轴搅拌桩施工机械配置
序号
设备名称
单台功率（kw）
台数
1
JN-BH280全液压步履桩机
275
1
2
1.9m³灰浆桶+水泥输送机
11.5
2
3
3.1m³存浆桶+水泥输送机
11.5
2
4
BW-250压浆泵
45
3
5
电焊机
15
1
四、施工劳动力配置
序号
职务
岗位内容
人数
备注
1
施工队长
全面负责施工质量、安全、进度，贯彻岗位责任制，协调各岗位有序施工
2
持有上岗证
2
机长
按规程操作主机，视工况调节好水泥浆量，对运行中的非正常情况能作出应急处置
4
持特种设备操作证
3
制浆员
按规程操作制浆机，根据要求配置好浆液
2
需经岗位培训
4
机电员
负责机械用电、供电，机械和电器系统的围护和保养
2
持有电工上岗证
5
普工
负责开挖储留沟，回浆储存、回注和修复场地、安置导孔、安置型钢
10
需岗位培训
6
挖机
开挖沟槽，平整场地，铺设钢板
2
持特种设备操作证
7
合计
22
五、三轴搅拌桩施工技术要求及工艺
（一）、相关技术参数
水泥掺量13%
水灰比0.8
喷浆压力不宜大于0.8MPa
搅拌下沉速度控制在0.8m/min，提升速度控制在1m/min。
孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于1/200桩长。
桩架垂直度指示针调整桩架垂直度小于1/250，并用经纬仪校正或用线锤控制，确保水泥土搅拌桩垂直度小于1/200。
28天无侧限抗压强度不小于0.5MPa也不大于0.8MPa。
（二）、施工准备
1、场地测量控制网建立
（1）、现场设置轴线控制点在打桩区域外围，便于施工阶段经常复核，并注意在施工作业时加以保护。
（2）、现场设置水准点，施工过程中保护水准点不被破坏。
（3）、根据设计围护桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应轴线尺寸，施放桩位，并由监理单位复核、认可。
2、技术准备工作
（1）、审查施工图纸及有关技术文件。
（2）、掌握地质勘察资料和技术经济资料。
（3）、编制施工组织设计，确定施工方案，施工进度计划和施工平面布置。
（4）、进行工料分析和工程成本分析，提出节约工料、降低工程成本措施。
（二）、三轴搅拌桩施工
1、施工工艺
（1）、三轴搅拌桩工法操作流程
ⅠⅡⅢⅣⅤ
三轴搅拌桩施工流程
Ⅰ钻进搅拌下沉；Ⅱ桩底重复搅拌；Ⅲ钻杆搅拌提升；Ⅳ完成一幅墙体搅拌；Ⅴ下一循环开始
（2）、详细施工工艺
、场地平整
设备进场前，必须先进行场地平整，清除施工区域内表层硬物，素土回填夯实，路基承重荷载以能行走重型桩架为准。
、测量放线
根据提供的坐标基准点，按照设计图纸进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。
放样定线后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收签证。
确认无误后进行搅拌桩施工。
、桩机就位
由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。
、桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以保证桩机的垂直度，并用经伟仪经常校核。
、三轴水泥土搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，桩位偏差值应小于设计值。
、搅拌和注浆
三轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。
下沉与提升速度均不得大于1m/min。
在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。
详见下页图:
三轴搅拌桩施工流程示意图。
本次由于三轴搅拌桩水泥参入量较低，拟采用三个钻杆均注浆的施工方案，其中没跟钻杆均在钻头部位配置上下两个出浆口，以保证出浆及搅拌的均匀。
、制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库、在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。
三轴搅拌桩采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水泥掺入比参看前述设计要求，水泥浆液的水灰比为1.5，现场通过泥浆比重计检测水泥浆比重，以控制水灰比，从而保证每立方搅拌水泥土水泥用量到达设计要求。
拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，浆液流量以浆液输送能力控制。
搅拌土体28天抗压强度不小于0.8MPa。
、桩施工完成后，将搅拌机移至下一位置，重复上述步骤，施工下一根桩。
（3）、质保措施
1）、允差范围
、孔位误差小于4cm，桩标高偏差不得超过100mm，桩身垂直度误差小于1/200。
、对注浆浆液配比严格控制，重量误差小于5%，并在拌浆现场挂配方牌。
2）、内控标准
、孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于1/200桩长。
施工前严格按照设计要求进行定位放样。
、严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。
严格控制钻进提升及下沉速度，下沉与提升速度均不得大于1m/mi。
、搅拌过程中密切注意翻浆情况，随时调整下沉、提升速度，并在桩底停留1min，提高搅拌桩底部的均匀性。
3）、设备保证
、施工前对搅拌桩进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成质量问题。
设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。
、桩架垂直度指示针调整桩架垂直度小于1/250，并用经纬仪校正或用线锤控制，确保水泥土搅拌桩垂直度小于1/200，达到设计要求。
、场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性。
4）、材料控制
严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后再使用。
为此我司选用P42.5普通硅酸盐水泥，购买水泥时选择信誉、质量较好的水泥厂家，并让其提供水泥“备案证明防伪打印件”、出厂质量证明书（合格证）及出厂检验报告等资料。
5）、计量控制
、每幅桩总浆量以搅拌桶的桶数计量，每搅拌桶水泥浆液的掺量以挂牌量为准。
、每幅桩注浆时应记录注浆孔位、开始时间、注浆量、结束时间等施工参数。
、施工时应根据控制要求，进行自检、互检、专检、抽检，并作检验记录。
、确保桩身强度和均匀的施工措施：
a、严格控制每桶拌桶的水泥用量及液面高度，用量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。
b、土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎有利于水泥浆与土均匀拌和。
c、浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。
d、压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。
e、发现管道堵塞，应立即停泵处理。
待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续。
注意要等注浆10～20秒后向上提升搅拌，以防断桩发生。
6）、施工冷缝处理
施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅一幅三轴桩方案。
在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，三轴桩与围护桩搭接厚度约10cm（如下图）。
（4）、质量检验
水泥土搅拌墙的质量检验分成施工期过程控制、成墙质量验收和基坑开挖期检查三个阶段。
搅拌桩的质量检查、验收均应满足《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）、《地基处理技术规范》（DG/TJ08-40-2010）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的规定。
1）、施工前检查水泥的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度。
水泥等固化剂必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书，并按批次取样送检测中心试验合格后方能使用。
2）、施工期质量检验
施工期过程控制内容包括：
验证施工机械性能，材料质量，检查搅拌桩的定位、长度、标高、垂直度，搅拌桩的水灰比、水泥掺量，搅拌下沉与提升速度，浆液的泵压、泵送量与喷浆均匀度，水泥土试样的制作，外加剂掺量，搅拌桩施工间歇时间等。
3）、成墙后质量检收
主要检查搅拌桩体的强度和搭接状况等。
桩体的强度检测在其养护28天后通知由业主委托的具有检测资质的第三方进行钻孔取芯检测。
六、五轴搅拌桩施工方案
（一）、主要施工参数
水泥掺量13%
水灰比0.8
喷浆压力不宜大于0.8MPa
搅拌下沉速度控制在0.8m/min，提升速度控制在1m/min。
孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于1/200桩长。
桩架垂直度指示针调整桩架垂直度小于1/250，并用经纬仪校正或用线锤控制，确保水泥土搅拌桩垂直度小于1/200。
28天无侧限抗压强度不小于0.5MPa也不大于0.8MPa。
（二）、五轴搅拌桩施工工艺及流程
1、五轴搅拌桩施工工艺原理
在移动支撑机上的三支点垂直立柱导杆上装载着挖掘搅拌装置，5根掘削搅拌轴将回转动力传至下面的挖掘头，同时通过5孔送浆、五轴掘搅、三维作业、跟踪监控，在原有位置将基土和水泥混合搅拌成均匀的地下防渗墙的施工技术。
水泥土搅拌桩截渗墙是以水泥作固化剂，通过桩机在地基深处就地将土体和固化剂强制拌和，利用固化剂、土体和水之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体硬结成具有良好的整体性、水稳定性、弱透水性，并具有一定强度的水泥土防渗墙，以达到截渗的目的。
2、五轴搅拌桩施工流程
（1）、按设计图纸测量放样，确定防渗墙的轴线；
（2）、对机械行走的作业面承压力进行确定，然后作出相应的处理；
（3）、测放具体孔位，设置钻机标志；
（4）、移动主机至设计钻孔位置，并进行机械调平，水平对中孔位，确保符合设计要求。
（5）、按设计要求配制水泥浆液。
（6）、启动钻机，桩机钻头搅拌下沉——同时开启喷浆泵送浆——至设计深度，记录输浆量。
控制搅头下沉的速度均匀，速率符合其技术规定。
（7）、重复搅拌提升，同时喷浆直至孔口。
（8）、关闭搅拌桩机。
桩机就位调平后，重复上述过程，进行下一个单元墙施工。
施工工艺见下图：
工艺流程图
（三）、施工方法
1、测量放样
（1）、加固体轴线测放
根据总包方或监理人提供的测量控制点和施工图纸中加固体中心线位置确定加固体轴线。
加固体轴线由施工员实施放样，技术负责人复核，报监理人审查合格后交付使用。
加固体轴线两端的固定点妥善保护，不得破坏。
（2）、高程接测
①、对总包方或监理人提供的水准点进行复核，无误后方能使用。
②、根据复核的高程资料，每段沿加固体轴线每20m施测一个点，建立轴线标高控制网。
每段设立两个标高控制点，以备施工过程中的复核，标高控制点设在特制木桩上并加以围封或不易遭破坏的固定点上。
③、测量完毕进行闭合计算，合格后进行平差计算，并汇成成果表报总包方或监理人复核审核。
④、测量记录用专门的记录手簿，并统一编号，手簿中记录应准确规范，填写齐全，不得随意涂改。
（3）、定位
本工程采用的五轴搅拌桩机，每幅施工成墙长度250cm。
每幅定位以钻杆中心进行控制，放样时每250cm测放一个桩位控制点，且每100m（或40个单元幅）作为一次定位误差校核点。
每个单元幅起始点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。
同时在防渗墙轴线外侧按同样的方法，测放一排桩位控制校核点，便于施工中对掘搅头定位的复查。
桩位测放完毕后报总包方或监理人核查，合格后交付使用。
2、材料试验
本工程防渗墙主要材料为水泥，工程开工前对附近水泥生产厂家进行调研，评价生产能力和产品质量；对较为满意的厂家水泥进行抽检，选择合格供方，签定采购合同，并由监理人见证。
材料进场后每批按规范要求在监理人见证下进行抽检试验，送交经监理机构批准确认的具备相应资质的第三方试验机构进行常规项目的检测，检验报告呈报监理人审查，同意后交付使用。
3、浆液配比
根据设计技术要求的水泥掺入量（13%）及水泥浆液水灰比0.8。
每一搅拌桶水泥用量按照搅拌桶容积进行掺量计算。
开工前进行掺量试验，在桶内先放水到计算用量，通过送水计数器，读出供水时间，然后放入计算得出掺量的水泥进行搅拌，正反方向搅拌不少于2min，测定浆液比重，作为浆液比重控制基准，正常误差不大于0.05g/cm³。
正常施工时按照设定的供水时间供水，同时投放水泥，即增加了水泥浆液搅拌时间，又提高了工作效率。
搅拌桶出浆口，安置筛网进行浆液过滤，清除水泥渣质，确保供应的水泥浆液优质，不堵塞输浆管路和搅拌头上的喷浆眼。
4、搅拌喷浆
搅拌下沉速度是决定土层能否破碎到预想效果的关键，因此必须按设计要求进行，并视工作电流情况决定在每层搅拌叶片焊接不对称耙齿及数量，确保能够把土层粉碎，达到预想的效果。
搅拌下沉深度确保达到设计要求，偏差不大于50mm。
（四）、施工质量控制
1、定位控制
根据多轴掘削搅拌轴幅间中心距，在墙体中心线的一侧划定每幅间的套接的位置，并按标准规定做好施工模具定好桩位，控制平面偏差在±3cm以内。
2、垂直精度控制
采用经纬仪作桩架垂直度的初始零点校准，并用两侧垂直角度仪或吊垂跟踪调整导杆立柱的垂直度，用三支点导杆立柱的垂直度控制钻具垂直度偏差在±0.3%以内。
搅拌掘进过程中，随时检测搅拌轴的垂直度，以保证搅拌桩的偏倾率不大于0.5%。
3、钻进搅拌控制
采用一次钻进一次提升两搅两喷的方法完成单幅造墙。
开动搅拌主机，并徐徐下降钻头与基土接触，按规定要求送浆、供气；先开始慢速搅拌进尺，当钻进一定深度后改为快速钻进至设计墙顶标高，用桩架导柱标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在1.0m/min；钻进搅拌时，通过在导杆立柱上划分标尺来量测钻具钻进速度。
钻进搅拌至设计墙深后调整转速，慢速回转提升转杆，以减缓耗用功率的突变，避免形成真空负压而导致孔壁坍陷，造成墙体空隙，提升速度一般控制在1.0m/min。
严格按预定的施工参数控制施工过程，派专人在挖掘搅拌过程中准确记录每单元幅下沉、提升时间及钻进深度，时间记录误差不得大于5S，确保喷浆下沉和喷浆提升的速度满足施工要求，钻进深度不小于设计深度。
施工中发生的问题以及处理情况均应在记录中注明。
对粘性比较大的土层可进行必要的复搅，以保证搅拌均匀。
4、水泥检验
根据设计要求选用P.O.42.5级，验证到场材料的发货单、合格证、化验单等，并将上述证件的复印件报监理工程师。
水泥应新鲜无结块，水泥应按规范要求的批量进行复检，分批号堆放。
水泥浆液应进行与地层土体搅拌成混合体的物理及力学性能试验。
5、浆液配制
采用电子计数器控制水量或车斗称量方式严格按预定配合比制作浆液，用比重计量测控制浆液的比重。
放浆前必须搅拌2min再倒入存浆桶；现场质检员对水泥浆液进行比重检验，监督浆液质量存放时间，水泥浆液随配随用，为防止水泥浆液离析，搅拌机和料桶中的水泥浆液应不断搅动。
施工用水泥浆液应经严格过滤，在灰浆搅拌机与集料斗之间设置过滤网。
浆液存放的有效时间符合下列规定：
（1）、当气温在10º℃以下时，不宜超过5h。
（2）、当气温在10℃以上时，不宜超过3h。
（3）、浆液温度应控制在5º～40º℃以内，超出规定应予以废弃。
浆液存放时间过超过以上规定的有效时间，作废浆处理。
6、注浆控制
严格按预定配合比制作浆液，用比重计量测，控制水泥浆液的比重偏差在±0.05g/cm³内。
为防止离析，水泥浆液随配随用，并不断搅动；放浆前须充分搅拌并经过滤后再倒入存浆桶，存放的有效时间符合规定要求。
挖掘搅拌时浆液由注浆泵经管路送至挖掘头，注浆量由无级电机调速器监控；若中途出现堵管、断浆等现象，查找原因进行修理，待故障排除后再掘进搅拌。
当因故停机超过半小时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。
注浆的同时全程不间断供气，气体经管路压至钻头，供气量一般控制压力为0.4Mpa左右。
7、成墙质量控制
为保证成墙厚度，应根据挖掘头齿片磨损情况定期测量齿片外径，当磨损达到2cm时必须进行修复；为确保墙体均匀度，应严格控制掘进过程中的注浆均匀性以及由气体升扬置换墙体混合物的沸腾状态；幅间墙体的连结是水泥土防渗墙施工最关键的一道工序，在施工时严格控制桩位和垂直度，保证幅间套接质量和墙体的整体连续性。
按试验确定的水泥掺入比，提升、下降速度，水泥浆液等参数施工，确保施工质量。
七附件
设计平面图
设计剖面图
土体加固施工平面布置图
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