三轴搅拌桩加固专项方案.docx
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三轴搅拌桩加固专项方案
目录
1工程概况1
1.1工程地理位置1
1.2三轴搅拌桩概况1
1.3工程水文、地质条件1
1.3.1工程地质条件1
1.3.2工程水文条件2
1.4工程特点难点3
1.5工程参建单位4
1.6工程创建目标4
1.6.1工期目标4
1.6.2安全、文明施工目标：
4
1.6.3质量目标4
1.6.4环境、职业健康安全目标4
2编制依据4
2.1施工规范及标准4
2.2我公司相关管理规定4
3施工平面布置5
4工程量一览表5
5施工工艺及施工方法5
5.1三轴搅拌桩工艺流程5
5.2三轴搅拌桩施工方案5
5.3三轴搅拌桩施工技术措施7
5.4三轴搅拌桩施工参数9
6质量措施10
6.1质量保证体系10
6.2检测与试验10
6.2.1检验批计划及检测项目10
6.2.2原材料复试计划11
6.2.3试块制作计划11
6.2.4隐蔽工程验收计划11
6.3关键、特殊过程的识别和控制11
6.4确保质量技术措施11
7安全技术措施13
7.1安全保证体系13
7.2工程危险源分析及控制措施；13
7.3主要安全措施14
7.4季节性施工措施15
7.4.1施工防护措施15
7.4.2特殊气候主要措施16
7.4.3雨天主要措施16
7.4.4冬季施工16
7.5防火安全措施16
7.5.1防火安全保证体系16
7.5.2防火措施17
7.6文明施工、环境保护、工作环境卫生措施；17
8节约能源、降低能耗技术措施20
8.1节约能源、降低能耗组织体系。
20
8.2节约能源、降低能耗目标。
20
8.3“四节一综合”措施20
9主要机械设备、工具配备计划21
9.1主要机械设备21
9.2工具配置计划21
10工程材料计划21
11劳动力计划21
12施工进度计划及保证措施22
12.1施工进度计划22
12.2工期保证措施22
12.2.1机械设备完好率是保证工期的关键。
22
12.2.2按合同条款进行工期管理22
12.2.3动态管理22
12.2.4确保工期的具体组织技术措施22
12.2.5技术措施方面22
1工程概况
1.1工程地理位置
小涞港风井是轨道17号线地下配套工程，拟建结构位于崧泽大道南侧的原小涞港河道内，由主井及附属结构组成。
其中主井外包尺寸29.250m×29m，基坑开挖深度31.909m；附属结构外包尺寸27.8m×7.45m，基坑开挖深度13.286m。
1.2三轴搅拌桩概况
本工程地下连续墙槽壁加固、风井主体结构基坑内④层灰色淤泥质粘土3m深度及附属结构坑底4.5m深度范围、盾构进出洞洞门加固均采用三轴搅拌桩加固。
其中，地下连续墙两侧采用三轴搅拌桩槽壁加固，坑外为双排Φ650@450，内排套打一孔，外排搭接200mm；坑内为单排Φ650@450，搭接200mm。
加固深度均为10m，采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量20%，水灰比1.5。
加固土体无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数K≤1X10-7cm/s。
主体基坑及附属基坑采用三轴搅拌桩抽条加固，第四道支撑底下3m范围、附属基坑内侧坑底下3.0~4.5m范围内强加固，水泥掺量20%，强加固体至自然地面12.5m左右深度范围内弱加固，水泥掺量7%。
采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.5。
强加固土体无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数K≤1X10-7cm/s。
1.3工程水文、地质条件
1.3.1工程地质条件
小涞港风井地处滨海平原，场地80.00m埋深范围内土层由第四纪全新统至上更新统沉积地层组成。
根据野外钻探及室内土工试验成果，结合标准贯入试验和静力触探试验成果，按其成因类型、土层结构及其性状特征可划分为12个层位，且多以水平层状分布。
地层物理性能表
层号
土层
名称
层底
埋深
（m）
层底
标高
（m）
揭示
层厚
（m）
粘聚c
kPa
内摩擦角φ
标准贯入N（击）
比贯入
阻力Ps（MPa）
渗透性系数（cm/s）
①1
人工填土
0.70~
2.30
3.35~
2.01
0.70~
2.30
②1
褐黄～灰黄色粉质粘土
2.60~
3.50
-1.45~
0.80
1.00~
1.90
23
15.0
0.97
3.0E-6
②3
灰色砂质粉土
6.50~
7.20
-2.45~
-2.89
3.60~
4.00
7
26.5
6.2
3.52
4.0E-4
③
灰色淤泥质粉质粘土
8.80~
9.50
-4.70~
-5.10
1.90~
2.30
14
10.5
0.50
2.0E-6
④
灰色淤泥质粘土
14.50~
15.30
-10.18~-11.25
5.30~
6.50
16
10.0
0.59
2.0E-7
⑤1
灰色粘土
26.50~
27.00
-22.19~-22.95
11.50~12.40
18
12.0
1.02
5.0E-7
⑥1
暗绿~草黄色粘土
29.90~
30.20
-25.60~-25.95
2.90~
3.70
47
16.0
2.84
2.0E-7
⑦1
草黄~灰黄色粘质粉土
40.50~
41.50
-36.18~-37.20
10.30~11.60
11
28.0
22.1
5.93
1.0E-4
⑦t
灰色粉质粘土
38.00~42.30
-34.34~-38.00
1.00~
5.50
30
16
1.98
⑦2
灰黄~灰色粉砂
61.00~
61.70
-56.68~-57.55
19.80~20.70
3
31.5
45.5
16.40
8.0E-4
⑧
灰色粉质粘土夹粉土
75.80~
76.80
-71.48~-72.49
14.80~15.20
23
20.0
22.2
6.04
1.0E-5
⑨
灰色粉砂
未穿
未穿
未穿
4
29.0
51.9
1.3.2工程水文条件
小涞港风井拟建场地位于原小涞港河道内，原小涞港河道宽约20m，深约5m；为内陆排泄水系，地表水位主要受降水和地表径流补给，并受潮汐影响，具一定潮汐动态特征。
此外，河底一般均有一定厚度的淤泥。
（1）潜水
拟建场地浅部土层中的地下水类型为潜水。
勘探期间测得滨海平原区潜水稳定水位埋深为1.60～2.10m（绝对标高为2.20～2.71m），平均埋深为1.80m（平均标高为2.51m），潜水水位主要受大气降水、地表径流等影响呈幅度不等的变化。
（2）承压水
拟建工程场地揭示有⑦、⑨层承压含水层，勘探揭示⑦层顶板标高为-25.60～-25.95m；勘探揭示⑨层顶板标高为-71.48～-72.49m。
据上海区域观测资料，上海地区承压水水位随季节呈幅度不等的周期性变化，水位埋深一般为3～12m。
本次勘察分别对⑦、⑨层承压含水层进行了实测。
根据实测资料，拟建场地⑦层承压含水层水位埋深为7.40～8.80m（标高-5.71～-3.84m）；⑨层承压含水层水位埋深为7.40～8.80m（标高-5.71～-3.84m）。
（3）水、土腐蚀性评价
场地地下水环境类型为Ⅲ类。
拟建工程场地浅部地下水和地基土对混凝土具微腐蚀性，干湿交替条件下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，长期浸水条件下对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
（4）不良地质及地下障碍物
①暗浜
根据上海地区经验，暗浜深度一般不超过4.0m，其填充物以黑色粘性土及建筑垃圾为主，含小石子、黑色有机质等。
勘探施工过程中，各勘探孔均未发现有暗浜分布。
受现场施工场地限制，小螺纹孔未能实施，施工过程中将加强验槽，若发现暗浜，应及时采取措施。
②不良地层
本次补勘揭示拟建场地⑦1层下分布有⑦t层灰色粉质粘土，对⑦层承压含水层进行将水降压时，应注意⑦t层灰色粉质粘土的影响。
由于围护结构和⑦t层将⑦1层隔断，对⑦1层降水疏干的同时应对⑦2层进行降压，避免产生承压水突涌。
③软土
本场区分布的③、④、⑤1和⑧层粘性土是影响工程的主要软土层，其具有含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高等不良工程地质特性，同时软土还有低渗透性、触变性和流变性等特点。
4）流砂
经勘察，工程场地②3、⑦层粉性土，渗透性较强，在一定水动力条件下易产生流砂。
5）地下障碍物
根据现场踏勘，小涞港地下泵站场地空旷，不存在对工程建设有影响的地下障碍物。
1.4工程特点难点
本工程小涞港风井结构位于原小涞港河道范围内，原河道被周边工地渣土及建筑垃圾回填，原河道多年未清淤淤泥层较厚，为确保三轴搅拌桩及后道工序正常施工，先对原小涞港进行河道卸土清障、清淤、回填处理。
由于回填土土体被扰动，承载力较原状土低，经协商，风井及周边机械作业区域采用8%水泥土分层回填，碾压密实确保地耐力满足施工要求。
小涞港清淤回填详见《小涞港河道清淤回填专项方案》
1.5工程参建单位
建设单位：
上海轨道交通17号线发展有限公司
施工单位：
上海市机械施工集团有限公司
设计单位：
上海市隧道工程轨道交通设计研究院
勘察单位：
上海市城市建设设计研究总院
监理单位：
上海新光工程咨询有限公司
1.6工程创建目标
1.6.1工期目标
满足365天合同工期要求
1.6.2安全、文明施工目标：
（1）安全目标：
安全生产以现行考核指标为依据，达标率为100%，确保无重大的安全事故、管线事故和人身伤亡事故，力争达到市级安全施工标准化工地。
（2）文明目标：
严格按照国家住建部、上海市关于建设工程文明施工管理管理的相关规定，确保达到上海市文明工地标准，力争达到市级安全施工标准化工地。
1.6.3质量目标
确保本工程质量验收一次合格，力争优质工程。
1.6.4环境、职业健康安全目标
确保无重大环境污染事故，噪音、污水排放和废弃物处置等符合有关规定；地面沉降符合有关要求，无管线事故和建筑物损坏，无居民投诉，防扬尘污染符合有关规定。
2编制依据
2.1施工规范及标准
（1）本工程围护结构设计图
（2）本工程岩土工程勘察资料。
（3）经现场踏勘所获得的自然条件资料。
（4）现行国家、行业及地方施工技术规范及有关规定，主要政府法规。
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）；
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
《型钢水泥搅拌墙技术规程》（JGJ/T199-2010）
《地基处理技术规程》（DG/T08-40-2010）
2.2我公司相关管理规定
（1）上海市机械施工集团有限公司施工技术管理办法。
（2）上海市机械施工集团有限公司《加强水泥搅拌桩（墙）施工质量若干规定》
（3）小涞港配套地下工程施工大纲
3施工平面布置
三轴搅拌桩分为两个阶段进行施工，第一阶段为槽壁加固施工阶段，此阶段共投入1台JB160步履式桩机及一套拌浆系统，第二阶段为坑内抽条加固施工阶段，现场同样布置一台JB160步履式桩机及一套拌浆系统。
4工程量一览表
序号
项目名称
规格
深度
方量m3
水泥掺量
水灰比
备注
1
槽壁加固
Φ650@450
10m
3276
20%
1.5
2
坑内强加固
Φ650@450
3m/4.5m
2890
20%
1.5
3
坑内弱加固
Φ650@450
12.5m
9633
7%
1.5
5施工工艺及施工方法
5.1三轴搅拌桩工艺流程
三轴搅拌桩工艺
5.2三轴搅拌桩施工方案
（1）场地布置
设备进场前，场地必须达到“三通一平”，桩机行走路线软弱地面必须加垫料夯实、夯平。
包括供浆系统、运输路线、临时设施的搭建等流程。
（2）障碍物清理
因工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行清理或移位，并回填粘性素土至设计桩顶标高，以保证施工顺利进行。
（3）测量放线
根据建设方提供坐标基准点，按图放出桩位，设立临时控制桩，做好技术复核单，提请监理验收。
.由现场测量员根据设计图纸和测量控制点放出设计桩位，桩位平面偏差不大于5cm，并根据设计间距在两侧定位架上用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次定位准确。
②根据施工工艺要求，槽壁加固三轴搅拌桩轴线沿随地下连续墙轴线外放100mm，同时三轴搅拌桩与地下连续墙间留5cm间隙。
③施工测量的最终成果，必须用在地面上埋设稳定牢固的标桩的方法固定下来。
在沟槽的两侧设置可以复原中心线的标桩，以便在已经开挖好沟槽的情况下，也能随时检查沟槽的走向中心线。
施工测量的内业计算成果应详加核对，由测量计算者和复核校对者二人共同签名，以免计算出错，导致放样错误。
（4）开挖沟槽
根据三轴搅拌桩桩位中心线用PC320挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为宽800mm，深1m,并清除地下障碍物。
开挖导向沟槽余土应及时处理，以保证桩机水平行走。
（5）桩机就位
由现场施工员、桩机班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板及路基板，移动前看清前、后、左、右各位置的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况，及时纠正，桩位偏差不大于50mm。
桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测，确保钻机的垂直度，搅拌桩垂直度精度不低于1/200。
（6）水泥浆液及浆液注入
开钻前对拌浆工作人员做好交底工作，在施工现场配备电脑计量的自动搅拌系统和散装水泥罐，以确保浆液质量的稳定。
水泥浆液的水灰比为1.5，水泥掺量不小于20%（弱加固7%），即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量至少为360Kg（弱加固126kg）。
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，因故搁置超过2小时以上的拌制浆液，应作废浆处理，严禁再用。
（7）钻进搅拌提升
三轴水泥搅拌桩槽壁加固采用“一喷两搅”施工工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：
下沉速度为0.5m/min,提升速度为1.0m/min，在桩底1m部分宜重复搅拌注浆。
另外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在下钻时，注浆量控制为总数的60％，提升时注浆量控制为总量40％。
（8）桩机移位
施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
（9）报表记录
施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确，并且根据集团公司要求每2小时现场测试水泥浆比重并留影像资料。
（10）试块
根据有关规定每台班2根桩做两组共六块7.07×7.07×7.07cm3的水泥土试块，按规定条件养护，到达龄期后做无侧限抗压强度实验，实验报告及时提交监理。
5.3三轴搅拌桩施工技术措施
针对本工程三轴水泥土搅拌桩施工特点、难点，重点抓好桩机就位垂直度控制、成孔、水泥浆拌制等工序，并将各大工序再加以细化。
1）定位、钻孔、移机
（1）操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，垂直度满足规范要求（可利用双经纬仪测定），同时控制钻孔下钻深度的达标，利用钻杆和桩架相对位移原理，在钻管上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升的速度和深度。
（2）施工员必须每4小时对水泥浆比重检查一次，应详实填写水泥搅拌桩施工记录表。
（3）三轴水泥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。
根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度不大于0.5m/min，提升速度不大于1.0m/min，在桩底1m部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。
详见下图：
施工时间
深度
1下沉3提升
桩底2桩底重复搅拌注浆
（4）根据设计要求，槽壁加固坑外采用双排Φ650@450，内排套接一孔，外排搭接200mm；坑内采用单排Φ650@450，搭接200mm，搭接下钻顺序及套接下钻顺序如下图所示：
顺序1：
搭接下钻顺序图
123
顺序2：
套接下钻顺序图图
13254
2）搅拌注浆
根据设计所标深度，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻，匀速提升，并采取高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和，在桩底部分必须重复搅拌注浆，保证整桩搅拌充分、均匀，确保搅拌桩的质量。
3）桩身强度和搅拌控制
（1）清除施工场地范围内的地上地下一切障碍物，施工区遇到河浜或暗浜时，必须提前清理淤泥，回填硬土，分层夯实，用推土机推平并碾压密实，满足地基承载力不小于0.8Mpa，坡度不大于1%，场整范围为边桩外3米。
（2）水泥流量、注浆压力采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。
（3）土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。
（4）施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成桩工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下1m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续桩体。
如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。
（5）发现管道堵塞，立即停泵进行处理。
待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10-20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。
（6）对溢出的泥土及时采用内驳车运到施工现场集土坑内，临时集中堆放，待达到一定强度后集中外运。
4）水泥浆质量控制
（1）所有使用的物料，应符合设计及规范标准规定。
水泥必须具备出厂质量证明书，进货时应对其品种、标号、出厂日期等进行验收，并按有关规定贮存；每供应500吨水泥，必须取样送检。
（2）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拌制，水泥浆液的水灰比按设计要求，水泥掺量20%。
（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按设计要求配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶，存浆桶内仍需设置搅拌装置。
5）施工冷缝处理
在三轴搅拌桩施工过程中，若因处理障碍物、机械设备坏修、断电等意外情况发生而造成施工时间过长出现超过24小时时，需在相邻两幅桩外侧进行的施工冷缝处理。
具体处理方法如下图所示：
冷缝处理方法示意图
5.4三轴搅拌桩施工参数
（1）Ф650三轴搅拌桩水灰比1.5。
（2）水泥掺量：
强加固20%（水泥用量360kg/m³），弱加固7%（水泥用量126kg/m³）。
（3）用强度等级为PO42.5级普通硅酸盐水泥。
（4）搅拌桩桩架垂直控制：
≤1/250。
（5）搅拌桩桩体垂直控制：
≤1/200。
（6）下沉速度0.5m/min；提升速度1m/min。
6质量措施
6.1质量保证体系
质量保证体系
6.2检测与试验
6.2.1检验批计划及检测项目
序
检验项目
验收人
备注
1
三轴搅拌桩
水泥掺量、水灰比
质量员
每台班做一个检验批
桩体强度
提升速度
桩长
桩位偏差
桩径
垂直度
搭接
6.2.2原材料复试计划
序
材料种类
复试数量
备注
1
水泥
同品种、同厂家、同规格500t一组
散装水泥
6.2.3试块制作计划
试块名称
设计强度
试块组数
备注
水泥土
≥0.8Mpa
每台机每台班抽做一组，每组6块
PO42.5
6.2.4隐蔽工程验收计划
验收项目
验收人
备注
三轴搅拌桩
水泥质量、掺量、垂直度、搭接长度、标高
质量员
6.3关键、特殊过程的识别和控制
三轴搅拌桩施工有三个关键过程分别为测量放样、三轴机就位、搅拌和注浆。
（1）测量放样
根据施工现场测量控制点，按施工图放出桩位，并设临时控制点。
桩位请监理验收，经验收合格后方可施工。
（2）三轴机就位
根据桩的中心位置制定标记，确定桩机停机位置。
桩机就位后，应检查桩机的平整度，用经纬仪调整桩架在XY方向的垂直度，桩机垂直度偏差不超过1/250，并且搅拌头对准桩位中心，桩位偏差应小于±20mm。
（3）搅拌与注浆
三轴搅拌桩机在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，为确保桩身的质量达到设计要求，应严格控制下沉和提升速度。
施工时，搅拌提升速度≤1m/min，下沉速度控制在≤0.5m/min。
搅拌头下沉到桩底应重复注浆搅拌深度范围在1m左右，并做好施工原始记录。
6.4确保质量技术措施
整个施工过程中，应从原材料供应开始，到桩机定位、搅拌喷浆，搭接，对各道工序层层把关，以形成优质的围护结构体。
本次三轴搅拌桩将加强下述四个方面的控制：
1）桩机垂直度控制
开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填土的部位，必须分层回填夯实，以确保桩的质量。
桩机行驶路基不得下沉，桩机垂直偏差不大于1/250。
2）合理选择水泥土配合比
（1）水泥采用42.5#普通硅酸盐水泥，水泥掺入比选用20%，水灰比选用1.5。
质量员将每根桩的水和水泥用量发给水泥浆拌制人员对照操作。
对于单桩水泥用量可根据理论水泥用量用磅秤秤好搅拌，保证每根桩的水泥用量只能多不可以少。
（2）采用标准水箱，按设计要求严格控制水灰比，水泥浆搅拌时间不少于2~3min，滤浆后倒入拌浆筒中，随后不断的搅拌。
为防止水泥离析，搅拌应连续进行，不可中断。
（3）每班做7.07×7.07×7.07cm3试块一组（六块）并及时标养，28天后测定无侧限抗压强度，应达到设计强度qu28≥0.8Mpa。
3）控制注浆量和提升速度。
搅拌头下沉速度不大于0.5m/min，提升速度不大于1m/min，注浆泵出口压力控制在0.8Mpa，防止出现夹心层或断浆情况。
4）做好桩与桩的搭接工作
桩与桩搭接时间不应大于12h；如超过12h，则在第二根桩施工时增加注浆量20%，同时减慢提升速度；
如因相隔时间太长致使第二根桩无法搭接，则在设计认可下采用局部补桩或注浆措施。
7安全技术措施
7.1安全保证体系
安全保证体系
7.2工程危险源分析及控制措施；
本工程根据相关安全危险程度进行了分类分析、主要有：
1）本工程根据施工中可能产生的危险部位，针对性的作出分析及对策。
2）对危险源进行分类汇总分析。
（A）严重危险性；（B）较严重危险性；（C）危险性；（D）一般危险性。
危险源清单
名称
危险源
控制措施
用
电
安
全
①机械老化，安全防护装置不全；（A）
②电源线老化，绝缘性差；（B）
③带病作业，缺少保养；（C）
④施工人员随意使用，无证上岗；（A）
⑤未做到三级配电，两级保护；（B）
⑥机械无接地，使用倒顺开关。
（B）
①施工机具在使用前必须经过验收，合格方可使用；
②机具设备性能良好，安全装置齐全，严禁带病运转；
③施工前对机具设备进行绝缘测试；
定人、定机、定时保养；
④严格按“一机、一闸、一漏、一箱”；
⑤开机人员持证上岗，他人不得随意操作；
⑥机械接地良好，使用点动开关。
桩
架
装
拆
及
移
位
①桩机地基承载力不足；（B）
②桩机安装及拆除时发生倒塌（A）
③操作人员未获得特种作业操作证书（A）
①桩架移位时，桩架底下的钢板路基箱必须铺垫平直，且保持路基箱的
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