帷幕及灌注桩施工方案.docx

1、帷幕及灌注桩施工方案 洙水河航道改造工程嘉祥船闸工程防渗帷幕专项施工方案 编制单位：中交三航局山东嘉祥船闸工程项目经理部编报日期：二0一0年一月洙水河航道改造工程嘉祥船闸工程防渗帷幕专项施工方案主编单位： 中交三航局山东嘉祥船闸工程项目经理部 主 编： 张文渊 （高级工程师）参编人员： 苏根明 （工 程 师） 白 靖 （助理工程师） 尚 晓 （助理工程师）审 核 人： 吴广荣 （高级工程师） 编报日期：编报日期：二0一0年一月1 编制依据2 工程综述3 施工技术方案4 质量管理措施5 安全管理措施1 编制依据1.1 洙水河航道改造工程嘉祥船闸工程施工招标文件1.2 洙水河航道改造工程嘉祥船闸工

2、程施工合同1.3 洙水河航道改造工程嘉祥船闸工程施工图设计1.4 技术标准水运工程质量检验标准（JTS257-2008）水运工程测量规范（JTJ203-2001）港口工程地基规范（JTJ250-98）港口工程灌注桩设计及施工规程（JTJ248-2001）港口工程桩基规范（JTJ254）建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）水运工程混凝土施工规范（JTJ268-96）水运工程混凝土试验规范（JTJ270-98）1.5 经监理部批准的施工组织设计，其它和本工程有关的国家标准和法规。2 工程综述2.1 工程名称洙水河航道改造工程嘉祥船闸工程防渗帷幕工程。2.2 工程地点洙水河航道改造工程嘉祥船

3、闸位于山东省嘉祥县城南，嘉祥村西北，洙水河南岸，在嘉祥节制闸和夏桥之间。防渗帷幕工程位于船闸结构南北两侧及节制闸岸墙的周边.2.3 工程概述 洙水河航道改造工程嘉祥船闸工程紧邻洙水河南岸，工程区域地下水位平均高程为35.33m，水量丰富，为保证船闸主体结构施工开挖后进行干法施工，在船闸结构北侧临时围堰上施打3排水泥搅拌桩作为防渗帷幕，单排桩径=640mm，桩端进入基坑底不少于10m。同时，船闸结构南侧周边有居民楼，土层含水量大，施打2排水泥搅拌桩作为防渗帷幕。下游导航墙及护岸施工时与节制闸岸墙结构存在交叉，结构开挖前应做好支护，支护结构采用2排800mm灌注桩形成直立式挡土墙，桩长分别为18m

4、及8m，同时作为导航墙及护岸施工时的防渗帷幕，为使之具有更好的防渗效果，在灌注桩之间采用高喷处理。2.4 工程内容防渗帷幕工程主要包括船闸结构南、北两侧的水泥搅拌桩和节制闸处的灌注桩及高喷处理，具体工作量见表2.4-1所示。防渗帷幕工程工作量统计表 表2.4-1序号项目直径（mm）桩长（m）数量（延米）备注1北侧搅拌桩64017.6512162南侧搅拌桩64018.52349564020161003灌注桩80018171080088802.5 自然条件2.5.1 气温本区域多年平均气温13.7，历史极端最高气温43.2，最高月平均气温27.3，历史极端最低气温-20.6，多年最低月平均气温-6

5、.3。2.5.2 雾况多年平均雾日数1114天。多发生在冬季，秋季次之。2.5.3 相对湿度年平均相对湿度7080%。2.5.4 冰冻本区域一般12月下旬至次年2月上旬水面结冰，最大岸冰厚度78cm，最大冻土深度19cm。2.5.5 岩土工程评价施工现场地基岩土的容许承载力及其它参数取值如下表： 地基土容许承载力及其它参数值表 表2.5-1层号岩土名称容许承载力含水率孔隙比液性指数直快q固快Cq标贯We0ILccqqNkPa%kPa度kPa度击素填土8026.20.8210.3518.833.265.920.85.5粉质粘土15025.50.8140.4138.416.520.425.55.8

6、-1砂质粉土14027.00.7540.754.721.516.029.64.7粘土15032.50.9720.4226.79.030.721.55.5-1淤泥质粘土5049.21.2691.3921.511.017.612.21.3粉质粘土17024.40.7040.4425.313.924.518.95.7-1砂质粉土16022.10.6470.6214.939.429.838.310.0粉质粘土21024.00.7140.3035.916.138.222.28.8砂质粉土19024.80.7050.7710.226.114.633.814.2-1粉细砂21021.3粉质粘土21025.6

7、0.7450.4334.519.431.225.79.9粉质粘土26023.50.6830.2440.216.436.025.512.9粘土28023.20.6760.1269.922.883.429.015.8粘土33023.30.6850.0280.825.977.434.221.1石灰岩30003 施工技术方案3.1 施工部署3.1.1 总体部署根据总体施工方案部署，在临时围堰形成后进行防渗帷幕的施工。本防渗帷幕工程可以划分为两个施工区水泥搅拌桩施工区及钻孔灌注桩施工区，按照总体施工进度安排，两个施工区同时进行施工。3.2 水泥搅拌桩施工区水泥搅拌桩施工区包括南、北两道水泥搅拌体，其中北

8、侧设3排，桩底标高18m，桩顶标高为35.6m，桩长17.6m，南侧设2排，桩底标高为18m，桩顶标高为38m和36.5m，桩长分别为20m和18.5m。单排桩径=640mm，桩端应进入基坑底不少于10m。钻机转头直径=640mm，桩芯距D=400mm，即咬合长度为240mm，则最小墙厚b1=500mm。水泥掺入比一般参考为10-14%，施工前经试验选定适合地质条件的水泥掺入量，水灰比0.6-1.20，桩体垂直度偏差不大于1%。施工要求墙体连续紧密，桩与桩之间连接可靠。深层水泥搅拌桩搭接头见图：图3.2-1深层水泥搅拌桩搭接头3.2.1 准备工作3.2.1.1 场地处理在水泥搅拌桩机械进场前应

9、对施工现场场地进行整平，必须清除地上及地下的障碍物。场地中的洼地应进行抽水和清淤，回填粘性土料予以压实，不得回填杂填土和生活垃圾。3.2.1.2 水泥库及道路建设（1）水泥库建设本防渗帷幕工程水泥搅拌桩共计约90811延米，按水泥掺入量10%计算共需水泥约5606吨，为满足现场施工进度需求，同时保证进场水泥的储存条件，拟在施工现场设置2个水泥库，每个水泥库设有200吨水泥的储存量。水泥库设置在闸室结构的两侧，采用48钢连管进行搭设，单个尺寸为6m6m，高3m，基础比周围地基抬高30cm，同时铺设一层油布，水泥库四周均用油布覆盖。（2）临时道路建设搅拌桩施工中需用水泥量较大，现场车辆进出频繁，因

10、此必须设置临时道路作为运输水泥车辆的通道，现场拟设置一条临时通道与原大堤连接，两座水泥库间同样采用临时道路连接。临时道路宽4米，从下游引航道取土碾压夯实即可，碾压后高出地表30cm。水泥库及临时道路位置示意图见图3.2-2。3.2.1.3 机械设备根据总体施工进度要求，对本工程水泥搅拌桩施工选用两轴搅拌桩架，共选用4台桩架进行施工，每套机组设备配备如下：单套搅拌桩施工设备表表3.2-1序号设备名称型号单位数量1搅拌钻机SJB-台12桩架120*120*24000副13灰浆拌浆机HJ-200台24注浆泵HBD-3台15电器控制箱DK-250只33.2.1.4 劳动力配备主要劳动力见表3.2-2表

11、3.2-2序号工种人数工作内容1机长8负责生产2辅助工24辅助机长工作3.2.2 施工顺序水泥搅拌桩的施工顺序紧跟临时围堰的施工顺序，同时为后期基坑降水及开挖创造工作面，制定以下施工顺序：同时进行南、北两侧的水泥搅拌桩施工，单侧的水泥搅拌桩施工顺序为：从下游向上游同时进行上、下闸首的水泥搅拌桩施工，然后分别从闸室两侧向中间推进，最后进行上、下游导航墙水泥搅拌桩的施工。推进至中间位置时，因两台钻机施工先后进行施工，接头处需补桩，拟在两侧各补三根桩加强，位置见图示3.2-2。图3.2-2水泥库及临时道路位置示意图图3.2-2搅拌桩补桩示意图实际施工时，安排50米的试验段。试验段施工结束后进行渗水等

12、相关检查，如符合工程要求，则按此水泥浆指标继续进行搅拌桩施工，以及基坑开挖；如不符合，则再进行调整。3.2.3 施工工艺3.2.3.1 施工流程和作业示意水泥土搅拌桩采取“二喷三搅”工艺施工，两轴搅拌桩施工工艺流程见图3.2-3：图3.2-3两轴搅拌桩施工工艺流程图两轴搅拌桩作业图如图3.2-4所示。图3.2-4 两轴搅拌桩作业示意图3.2.3.2 施工工艺（1）桩定位由测量人员将孔中心点测放在施工平台上，操作人员根据测放的点放样出桩位。（2）桩架就位由机长指挥桩架就位。桩架要保持平稳平正，就位时在机架上安装吊锤和靶控制桩架垂直度。吊锤锤线大于3m，靶直径2cm，从而控制桩架垂直度偏差小于1/

13、300。桩架就位后再进行定位复核。（4）钻进喷浆和提升喷浆桩架就位、定位后，开始钻进。钻进至设计桩顶标高开始喷浆，钻进至桩尖标高后，在桩尖一定长度上提复搅，同时喷浆，然后再次钻进喷浆至桩尖标高，之后边喷浆边提升钻头至桩顶标高，然后停止喷浆，提升钻头出泥面，完成一根桩的施工。（5）搅拌速度控制两轴搅拌桩施工中要严格控制搅拌下沉和提升速度。搅拌下沉和提升速度按设计要求和规范规定控制。复搅的长度经试桩后，会同监理、设计共同确定。（6）浆液制备和注浆控制水泥浆：水泥掺入量10%，浆液水灰比0.5配制水泥浆，成品水泥浆的比重不小于1.70。按此水泥掺入量进行单根桩水泥量的控制，单根桩水泥掺入量见下表：序

14、号桩长（米）单桩水泥用量（吨）备注117.61.09船闸南侧218.51.14船闸北侧闸室3201.23船闸北侧上下闸首浆液制备中要按规定频率测试浆液容重。注浆压力按规范控制。注浆时配备流量计，注浆过程要随时监测流量计，发现异常及时处理。（7）报表记录施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间和用浆量等，及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。3.2.4 施工要点（1）钻机定位，道木要平衡，平衡道木以及桩机位置，测量确定使机架的垂直度控制在1%以内，横纵向机械移位道木高差不大于10cm，到位后经平整，钻机方可开钻。（2）本工程采用深层搅拌桩施工，水泥的搅拌时间不小于120s

15、，水灰比不大于0.55，放入集料坑时，要防止离析，每根桩送出的水泥量不小于总量的98%，注浆泵出口压力大于0.4Mpa。（3）搅拌桩施工要根据地质的变化，调节钻进的速度，一般上下搅拌桩提升速度每分钟不大于0.8m，具体操作时按照流量机控制速度与流量。（4）如施工中出现断裂、浆管堵塞，应及时清洗浆管，并对该桩进行重复搅拌。（5）水泥搅拌桩都必须在桩底座浆30秒，当喷浆口到达桩顶标高时，应停止提升，搅拌5秒到10秒。（6）水泥搅拌桩应连续施工，遇到特殊情况无法连续施工时应对最后一根桩进行空钻流出接头待下批桩搭接，且搭接的桩施工时间不大于10h。3.3 钻孔灌注桩施工区下游导航墙与下游航道施工时与嘉

16、祥节制闸岸墙结构存在交叉，结构开挖前做好支护，支护结构为2排=800mm的灌注桩形成直立式挡土墙。灌注桩之间采用高喷处理，以提高整体性，使之具有更好的防渗效果。钻孔灌注桩施工平面图如图3.3-1所示。图3.3-1钻孔灌注桩施工区平面图钻孔灌注桩桩型情况见表3.3-1表3.3-1序号桩型规格数量备注1A型=800mm，L=18m95根下游导航墙处2B型=800mm，L=8m110根下游航道左侧3.3.1 钻孔灌注桩施工3.3.1.1 准备工作（1）平台搭设节制闸岸墙上下游侧灌注桩紧靠节制闸，与灌注桩顶面所在泥面形成台阶落差，故此处灌注桩需搭设钻孔桩平台。平台临空宽3米，长度同灌注桩施工区域长度。

17、平台临空一侧用两榀321贝雷架连结作为支撑，另一侧以节制闸砼平台（标高38.5米）作为支撑，上部铺满木板形成工作面。贝雷架根据现场实测标高整平夯地表实后搭设，以保证平台稳定。平台平面示意图见图3.3-2平台断面示意图见图3.3-3图3.3-2平台平面示意图图3.3-3平台断面示意图（2）机械配备钻孔灌注桩施工何时结束决定了下闸首、下游导航墙、下游航道的开挖时间，因此必须保证施工进度的需要。本工程拟安排两套钻孔机架进行施工。3.3.1.2 施工顺序钻孔灌注桩施工需满足主体结构施工需要。下游导航墙与节制闸连接处钻孔灌注桩施工必须在下闸首开挖前结束，故钻孔桩施工从节制闸岸墙与下游导航墙连接处开始，从

18、上游往下游，依次进行（见图3.3-4灌注桩施工顺序图1中箭头方向）。群桩同时钻孔时，相邻钻孔应保持一定距离。当已浇筑混凝土桩的强度未达到5MPa时，不应在相邻孔位进行钻孔。本工程两台钻机间拟间隔7根桩施工，同一台钻机施工时前后间隔3（2）根桩进行钻孔，见图3.3-5灌注桩施工顺序图2。图示为节制闸岸墙上游侧钻孔桩施工顺序，实际施工时相邻钻孔开钻前进行试块试压，强度达到规范要求即按上述拟定方案进行，条件不满足时再调整施工顺序。其余部分宜按此方案进行，根据相邻桩身强度以及施工进度要求可适当调整。图3.3-4灌注桩施工顺序图1图3.3-5灌注桩施工顺序图23.3.1.3 施工工艺及流程施工流程图见图

19、3.3-6（1）钢护筒制作及埋设根据设计要求，灌注桩间距极小，以形成挡土防渗结构，故钢护筒采用一层壁厚3mm长度2m的800mm的钢管，具体施工根据每根桩钻孔情况确定。护筒埋设顶标高为36.5米，即超出设计桩顶标高0.5m。钢护筒的埋设：符合干法施工的区域采用人工挖土埋设。其余区域待平台整理完毕后，将桩位在施工平台上标出，每根桩的桩位上焊两层井架，作为钢护筒定位的依据。25T汽车吊将钢护筒吊入井架内30振动锤将钢护筒埋入泥面1.5米深。（2）钻机就位成孔钻架安装就位后，用第一节钻杆接好钻头，另一端接上钢丝绳，吊起钻头对准护筒中心，徐徐放下至土面，先空转，然后缓慢钻入土中，至整个钻基本入土内，观

20、察检查测量孔深、斜度、孔径、孔位、孔型清水池施工准备桩位放线埋设护筒钻机就位钻进掏碴清孔成孔检查安放钢筋骨架下导管灌注砼前准备工作灌注架就位护筒制作修整桩位复测安装清孔设备钢筋骨架制作导管制作、检验维修钻机移位测回淤组装灌注架泥浆池沉淀池灌注砼制作砼试件配置混凝土灌注架移位拔护筒试件养护孔口回填桩头剔凿清理桩基无损检测图3.3-6灌注桩施工流程图正确后，正式开始钻进。开始钻进时应先轻压慢钻，进入正常工作状态后，可逐渐增大转速调整钻压。检查护壁泥浆的比重（一般用1.11.3），循环水不正常，应及时纠正。钻头难进，摇晃、跳动大时，可能遇硬层，应即略为提起，至摇晃跳动消失后，尽量慢钻进入，穿过硬层后

21、方可正常钻进。如提高到地面仍跳动时，便是机械故障，应立即修复然后再钻。加接钻杆时应先停止钻进，将钻具稍提离孔底，待泥浆循环1-2分钟，然后停泵加接钻杆，每钻进一节吊杆前应具备好下一节并随即接驳上节以便迅速继续钻进，避免停歇过久，直至符合要求深度为止。成孔到设计孔深后，应会同工程有关各方对孔深等进行检查，确认符合要求后，方可进行下道工序的施工。（3）泥浆为避免发生坍孔，宜采用粘土（或膨润土）泥浆。为降低工程造价，尽可能回收利用膨润土泥浆，膨润土泥浆配合比为：膨润土：CMC：水=8:0.05:100泥浆性能技术指标（正循环成孔）序号项 目注入孔口排出孔口1泥浆密度1.151.302漏斗粘度18-2

22、222-26钻进中维持一定的泥浆粘度是防止缩径、塌孔并及时携带出孔内土碴的重要措施，应做好经常性的泥浆性能测试，一旦发现泥浆性能指标与孔内情况不相适应，出现孔壁不稳定或缩径时，应予以调整。凡不能循环使用的废浆和沉渣，可采用密封罐式车辆及时外运排放。（4）制作、吊放钢筋笼施工技术措施钢筋必须有出厂质量证明书和试验报告，每捆（盘）钢筋均应有标牌，进货时应按批号、规格分批验收及堆放，并按有关规定检验合格后方可使用。钢筋笼的外型尺寸应符合设计要求，各项检查值应小于允许偏差。 为保证保护层厚度，钢筋笼上应设保护层垫块，设置数量每节钢筋笼不小于2组，长度大于12米的中间应增设1组，每组块数不得小于3块，且

23、应均匀地分布在同一截面的主筋上。成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不得超过2层。钢筋笼在起吊、运输和安装时应采取措施防止变形，起吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋安装入孔时，应持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中若遇阻碍不得强行下放，应查明原因酌情处理后，再继续下笼。钢筋笼安装深度符合设计要求，其允许偏差100毫米。钢筋笼位置经确认后，将钢筋笼用吊筋固定，以使钢筋笼定位，避免灌混凝土时钢筋笼上拱。（5）清孔用正循环清孔。清孔应分二次进行，第一次清孔在成孔完毕后立即进行，利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底10-20CM，输入泥浆正循环清孔，第二次清孔在下放钢筋笼

24、和浇筑混凝土导管安装完毕后进行，利用浇筑混凝土的导管输入泥浆正循环清孔。清孔时输入孔内的泥浆密度应控制在1.15以下。清孔过程中应测定泥浆指标。清孔后的泥浆密度应小于1.2。清孔结束时应测定孔底沉淤，孔底沉淤厚度应符合规范要求。清孔结束后孔内应保持水头高度，并应在30分钟内浇筑混凝土。（6）浇筑混凝土1）准备工作拆除清孔设备安装砼导管连接上部料斗安放隔水栓（采用混凝土隔水栓，符合导管内径大小）准备好足够数量的混凝土灌注桩施工在搅拌桩建成生产之前，故混凝土采用商品混凝土。2）操作方法在料斗和导管内灌满混凝土，使隔水栓骤然下落，混凝土跟着冲向导管底并向四周扩散。应连续不断地灌混凝土入料斗，勿使在导

25、管内中断。提升导管不得过猛，必须防止提过头。灌筑的混凝土上部表面层，其松弱部分应凿除。3）施工技术措施导管连接应平整可靠密封性好。导管底口距孔底高度以能放出隔水栓和混凝土为宜，一般控制在50CM左右。下栓前必须储备足够的混凝土量，保证可使混凝土落下后能埋设导管下端0.8-1.3米深。连续灌筑水下混凝土，以防回水进入管内，导管埋入混凝土面的深度2-6米为宜，最小埋入深度不得小于2米。3.3.1.4 施工要点（1）防止钻孔偏移倾斜桩架安装牢固，钻杆导架垂直，经常检修钻机，如发现部件松动或磨损，应及时紧固或现换。钻进过程中要加强检查，发现偏斜及时纠正，将钻头提升至开始偏斜处，慢速扫孔削正。在软硬不均

26、的土层中钻进偏斜过大时，填入石子粘土，重新钻进，控制钻速，慢速提升下降往复扫纠正。（2）防止塌孔护筒周围要用粘土填封紧密，防止地面水流入。轻压慢速钻进，坍壁与钻进速度也有关。在粘性土中采用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进，在砂土中采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。防止回转速度过快，空转时间太长。保持孔内水头，钻孔过程中应严格控制护筒内外水位差，及时向孔内补充泥浆确保孔内泥浆液位高于地下水位。调整泥浆指标：钻进中维持一定的泥浆粘度是防止缩径、坍孔并及时携带出孔内土渣的重要措施，应做好经常性的泥浆性能测试，一旦发现泥浆性能指标与孔内情况不相适应，出现孔壁不稳定或缩径时，应予以调整。吊放钢筋笼和导

27、管应对准钻孔中心竖直插入，防止清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，清孔时间过久或清孔后停顿过久。（3）防止夹泥（断桩）混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度为不少于0.8-1.3米，浇筑过程中导管应始终埋在混凝土中，严禁将导管提出混凝土面。导管连接应平整可靠密封性好，防止接缝漏水，导管应勤提勤拆，一次提管拆管不得超过6米。控制孔内水位高于孔外水位。如泥土塌在桩内混凝土上时，应将泥土清除干净后，再继续灌筑混凝土。3.3.1.5 环境保护严格按照环境保护法要求，积极维护当地自然环境和生态环境，最大限度地减少占用场地和对环境的破坏，防止环境污染和水土流失。对钻孔桩泥浆严格控制，施工泥浆采用

28、专用铁皮桶，废浆安排车辆运至弃土区，不得随意排放。3.3.2 高压灌浆灌注桩施工结束后，防渗体可能存在缺浆，为了提高整体性、确保围堰防渗达到预期效果及基坑开挖顺利进行，在钻孔灌注桩之间采用高喷进行浆液补充。灌浆方式：静压灌浆，灌入0.8:1水泥-膨润土速凝浆液，采用孔口封闭，孔内循环，自上而下分段待凝灌浆。结束标准：孔口返浆；或达到灌浆压力吸浆量小于10L/min。钻孔机械采用76型旋转震动钻机灌浆机械采用PP/120型高压灌浆泵3.3.2.1施工工艺流程布孔钻机就位钻孔镶注孔口管待凝扫孔钻孔灌浆（漏失地层）待凝重复上述工序到终孔。1、 钻孔钻孔开孔孔径76，终孔孔径56。钻孔分二序施工，从上至下进行。钻孔第一段为1.5米,孔径76,钻孔完毕, 镶注1.5米长的孔口管,其后几段孔径56，孔段按5.0到终孔。2、灌浆（1） 浆液制备配制水泥浆液时，制浆固相材料采用专用器具称量。加料顺序为水膨润土纯碱水泥，浆液必须搅拌均匀，采用比重秤测量浆液比重。采用高速搅拌槽搅制浆液时，搅拌时间不少于7分钟。浆液在使用前应充分过滤，自制备到用完的时间应不超过4h。在供浆过程中遇到故障，应立即通知喷灌作业人员停止提升喷具，待事故妥善处理后再进行喷灌作业。供浆过程中应随时测量