SMW工法桩施工解析.ppt

工法桩施工要点讨论会 中铁三局集团有限公司无锡地铁1号线土建工程18标项目经理部2010年4月 欢迎各位领导莅临指导 汇报提纲 一 搅拌桩工作原理二 构造要求三 施工方法四 施工作业标准五 施工质量控制六 安全注意事项 中铁三局集团有限公司 一 搅拌桩工作原理 SMW工法桩 型钢水泥搅拌桩的英文缩写 其工作原理就是在连续套接的三轴水泥搅拌桩内插入型钢形成复合挡土墙 通常是用套接一孔法施工方式即在三轴水泥搅拌桩施工中 先施工的搅拌桩与后施工的搅拌桩有一孔重复搭接的施工方式 桩机有三根中空的轴 中间的轴是接到空压机上用来打气的 两边的2根麻花钻轴是用来喷浆 中间的管将搅拌土体打碎后 两边的管喷浆到土体中 改善土体做成水泥桩 常用的三轴搅拌桩直径D有650 850 1000三种 常用的工法桩中型钢布置形式有密插 也称满插 插二跳一 插一跳一三种 中铁三局集团有限公司 二 构造要求 1 搅拌桩强度达到设计要求后方可进行开挖 2 搅拌桩养护龄期不应小于28d 3 搅拌桩的深度宜比型钢适当加深 一般在桩端部比型钢深0 5 1 0m 1 水泥搅拌桩应满足以下要求 中铁三局集团有限公司 1 搅拌桩直径为650时 内插型钢常用截面有H500 300 H500 200 2 搅拌桩直径为850时 内插型钢常用截面有H700 300 3 搅拌桩直径为1000时 内插型钢常用截面有H850 300等 2 工法桩内型钢截面宜取用以下尺寸 二 构造要求 1 当型钢采用钢板焊接而成时 应按照 焊接H型钢 YB3301 92的要求进行焊接 2 型钢宜采用整材 当需分段焊接时 应采用破口焊接 3 对焊焊缝的破口形式和要求应遵照 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 的有关规定 焊缝质量等级不宜低于二级 单根型钢中焊接接头不宜超过2个 焊接接头的位置应避免在型钢受力最大处 如支撑位置等 相邻型钢的接头应竖向位置宜相互错开 错开的距离不宜小于1m 3 工法桩内型钢焊接有关要求 中铁三局集团有限公司 三 施工方法 1 SMW工法桩施工 中铁三局集团有限公司 1 桩基放样2 开挖沟槽3 定位型钢放置4 桩基就位5 垂直度较正6 桩长标记7 制备水泥浆液及浆液注入8 搅拌桩机钻杆下沉和提升9 三轴搅拌桩的搭接施工 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 1 桩位放样根据设计图纸和建设单位提供的控制点及水准点由项目部技术员配合测量员定位出SMW工法桩控制线 并由技术人员定出分幅线桩位 桩位平面偏差不大于5cm 本工程使用的进口三轴搅拌桩机桩经为 850mm 搅拌桩搭接200mm 三轴搅拌桩采用套打钻进工艺 在两导沟上用钢筋或红色油漆做好标记 保证搅拌桩每次的准确定位 2 开挖沟槽采用1m3挖机按轴线方向开挖导沟 用型钢架设导向架 沟轴线比设计围护结构轴线向外侧放宽5cm 以消除围护结构变形和施工误差对结构净空的影响 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 3 定位型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢 规格为200 200 长约2 5m 再在平行沟槽方向放置两根定位型 钢规格300 300 长约8 20m 必要时用点焊进行相互连接固定 转角处H型钢采取腹板在平行线上插入 H型钢定位采用型钢定位卡 局部无法放置定位型钢的采用定位绳 定位绳沿桩位置固定距离处固定好 并在桩位置用彩色胶带做好标记 4 桩机就位搅拌桩机到达作业位置 并调整垂直度达到1 以上 桩机移位由当班机长统一指挥 移动前必须仔细观察现场情况 移位要做到平稳 安全 桩机定位后 由当班机长负责对桩位进行复核 偏差不得大于20mm 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 5 桩机垂直度较正在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈 10m高度悬挂一铅锤 利用经纬仪校直钻杆垂直度 使铅锤正好通过铁圈中心 每次施工前必须适当调节钻杆 使铅锤位于铁圈内 即把钻杆垂直度误差控制在0 5 内 6 桩长标记由于本工程搅拌桩桩长变化较多 因此施工前应在钻杆上做好标记 控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长 当桩长变化时擦去旧标记 做好新标记 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 7 制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台 平台附近搭建活动式水泥搅合棚 水泥则用散装灌装式 在开机前应进行浆液的拌制 开钻前对拌浆工作人员做好交底工作 水泥浆液的水灰比为1 5 2 0 拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算 注浆压力为1 0Mpa 2 5Mpa 以浆液输送能力控制 8 搅拌桩的钻杆下沉和提升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1m min 提升速度不大于2m 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 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 9 三轴搅拌桩的搭接施工SMW工法施工按下图顺序进行 其中阴影部分为重复套钻 保证墙体的连续性和接头的施工质量 该施工顺序一般适用于N值小于50的地基土 水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套钻来保证 以达到止水的作用 1 跳槽式双孔全套复搅式连接 一般情况下均采用该种方式进行施工 2 单侧挤压式连接方式 对于围护墙转角处或有施工间断情况下采用此连接 三 施工方法 2 H型钢插入 中铁三局集团有限公司 1 H型钢减摩剂制作2 H型钢焊接3 H型钢插入 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 1 H型钢减摩剂制作H型钢减摩 主要是通过涂刷减摩剂实现 减摩剂用量为1kg m2 1 清除H型钢表面的污垢和铁锈 2 使用电热棒将减摩剂加热至完全熔化 用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀 方可深敷于H型钢表面 否则减摩剂深层不均匀容易产生剥落 3 如遇雨雪天 型钢表面潮湿 应首先用抹布擦去型钢表面积水 再加热除湿 待型钢干燥后方可涂刷减摩剂 4 H型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象应及时重新涂刷 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 2 型钢焊接当单根型钢长度不够设计桩长时 需采用10厚钢板进行双面拼焊 焊缝应为破口满焊 焊好后用砂轮打磨焊缝至也型钢面一样平 3 H型钢插入 H型钢就位后 通过桩机定位装置控制 靠型钢自重或借助一定的外力将型钢插入搅拌桩内 插入时要保证型钢的平整度和垂直度 不允许有扭曲现象 H型钢对接接头须位于开挖面以下2m H型钢起吊前在型钢顶端15cm处开一中心圆孔 孔径5cm 装好吊具和固定钩 根据现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点 控制型钢顶标高误差小于 50mm 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 由于本车站使用型钢较长 型钢起吊需一部50吨以上的吊车配合工作 保证型钢在起吊过程中不变形 在导墙上设置H型钢定位卡 固定插入型钢的平面位置 型钢定位卡必须牢固 水平 而后将H型钢底部中心对准桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内 使用经纬仪或铅垂线控制型钢插入垂直度 型钢插入过程中应随时调整型钢的纵横向误差和垂直度 若型钢插放过程中有困难 不能强行插放 进行处理后才能插放到设计标高进行固定 三 施工方法 中铁三局集团有限公司 7 由于水泥浆液的定量注入搅拌和H型钢的插入 将有一部分水泥土被置换到沟槽内 用挖机将沟槽内的水泥清理出沟槽 保持沟槽沿边的整洁 确保SMW工法的硬化成型及下道工序的施工 被清理出的水泥将在18小时之后开始硬化 随日后基坑开挖一起运出场地或分批运出场地 三 施工方法 3 H型起拔回收 中铁三局集团有限公司 1 待地下主体结构完成并达到设计强度后 采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁 起拔回收H型钢 2 及时用0 5水灰比的水泥粉煤灰浆或黄砂自流充填H型钢拔除后的空隙 减少对邻近建筑物及地下管线的影响 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 1 对施工场地进行平整 清除表层硬物 素土需夯实 路基承重荷载以能行走50T履带吊车及履带式桩架为准 探明的施工区域地下管线应迁移或进行防护加固 施工前进行桩长范围内最差加固土室内试验 确定水泥和外加剂掺量 并通过试桩确定施工参数 2 搅拌桩施工采用 二次喷浆 二次搅拌 工艺 施工机械采用三轴式搅拌机 钢箱拌制水泥浆 设备进行管理标识和状态标识 多台设备作业时站位成线 3 采用0 6m3挖机按轴线方向开挖导沟 必要时制作导墙 用型钢架设导向架 沟轴线比设计围护结构轴线向外侧放宽5cm 消除围护结构变形和施工误差对结构净空的影响 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 4 搅拌机到达现场后 按照导向架标记桩位准确就位 搅拌桩桩位与设计图偏差不得大于50mm 同时必须严格调整好搅拌机的垂直度 垂直度可通过机械本身的铅垂线和经纬仪进行校正 误差控制在0 5 内 并不得超过50mm 5 搅拌机运转正常后 启动搅拌机电机 放松起重机钢丝绳 使搅拌机导向架切土搅拌下沉 下沉速度控制在 m min左右 可由电机的电流监测表控制 预搅下沉时不得采用冲水下沉 工作电流不应大于10A 钻头到达设计桩底标高后 停止下沉 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 6 搅拌机下沉到设计标高后 开始拌制水泥浆 搅拌桩水泥采用425级普通硅酸盐水泥 水泥掺量20 水灰比1 5 2 0 浆液水灰比用比重计抽查 施工记录水泥掺量 每台班检查不少于3次 7 深层搅拌机下沉到设计深度后 开启灰浆泵 水泥浆压入地基土中 此后边喷浆 边旋转 边提升搅拌机 直到设计桩顶标高 此时注意喷浆速率与提升速度相协调 以确保水泥浆沿桩长均匀分布 并使提升至桩顶后集料斗中的水泥浆正好排空 搅拌提升速度不得大于 m min 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 8 再次沉钻进行复搅 复搅下沉速度可控制在0 5 0 8m min 搅拌机再次下至设计桩底标高后 边旋转边提升搅拌机 同时喷水泥浆 重复搅拌至桩顶设计标高后 将钻头提出地面 以便移机施工新的桩体 9 施工过程对浆液配合比 搅拌机定位 喷浆提升速度 复搅提升速度 搅拌头深度及直径 搅拌杆垂直度进行检查 施工后清除桩顶浮土 检查桩顶质量 桩位偏差 桩搭接情况 10 每台班抽查2根桩 每根桩制作水泥土试块三组 沿桩长不同深度三点取样 最上点在桩顶下3米 水中养护28天无测限抗压强度不小于1 0Mpa 11 采用跳槽式双孔复搅施工来确保搅拌桩的搭接质量 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 12 H型钢减摩制作 1 清除H型钢表面的污垢和铁锈 2 使用电热棒将减摩剂加热至完全熔化 用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀 方可深敷于H型钢表面 3 如遇雨天 型钢表面潮湿 首先用抹布擦去型钢表面积水 再加热除湿 待型钢干燥后方可涂刷减摩剂 4 型钢表面涂刷完减摩剂后若出现剥落现象应及时重新涂刷 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 13 H型钢插入 H型钢就位后 通过桩机定位装置控制 靠型钢自重或借助外力将型钢插入搅拌桩内 插入时要保证型钢的平整度和垂直度 不允许有扭曲现象 H型钢对接接头须位于开挖面以下2m H型钢起吊前在型钢顶端15cm处开一中心圆孔 孔径5cm 装好吊具和固定钩 根据现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点 控制型钢顶标高误差小于50mm 型钢起吊用50吨以上的吊车配合工作 保证型钢在起吊过程中不变形 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 在导墙上设置H型钢定位卡 固定插入型钢的平面位置 型钢定位卡必须牢固 水平 而后将H型钢底部中心对准桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内 使用经纬仪或铅垂线控制型钢插入垂直度 型钢插入过程中应随时调整型钢的纵横向误差和垂直度 若型钢插放过程中有困难 不能强行插放 进行处理后插放到设计标高进行固定 H型钢安装验收标准 型钢定位轴线 20mm 顶标高 4mm 型心转角 2 垂直度3 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 14 冠梁施工 每根桩通过桩顶连接冠梁共同作用 桩能连成一体 桩经检查合格后 进行井口冠梁施工 在桩内侧开挖40 90cm的沟槽 凿毛桩头 清净护壁土层 绑扎冠梁的钢筋 并设附属工程预埋件 安模并灌注砼 浇筑压顶冠梁时 埋设在圈梁中是H型钢部分用牛皮纸将其与混凝土隔开 在成桩一周后进行开挖圈梁加固土体 或挠动土体 以免时间长了水泥凝固不好开挖 15 H型钢回收 主体结构完成并结束挡土使命后 用千斤顶松动H型钢 再采用50t吊车将H型钢从搅拌桩中拔出来 并立即用6 10 的水泥浆填充H型钢拔除后的空隙 减小H型钢拔出后周围土体对结构的影响 回收后的H型钢经过整形保养 重复使用 四 施工作业标准 中铁三局集团有限公司 16 工法桩桩体及验收标准基地搅拌桩桩体验收标准 平行基坑方向偏差 30mm 垂直基坑方向 30mm 垂直度3 成桩深度 100mm 0mm SMW工法桩成桩质量 桩底标高 100 50mm 桩顶标高 100 50mm 桩位偏差50mm 桩径 10mm 桩体垂直度 1 200 五 施工质量控制 1 成桩期监控 中铁三局集团有限公司 成桩期监控内容包括 施工机械性能 材料质量 试成桩资料以及型钢定位 长度 标高 垂直度等 以及有关施工技术参数等方面如 水泥掺入量 浆液配比 即水灰比 下沉速度与提升速度 单根桩水泥掺入量 单桶浆液水泥掺入量 喷浆均匀度 水泥试块制作与测试 搅拌桩施工间歇时间以及型钢规格 拼接焊缝质量是否符合设计及施工工艺要求 如 中铁三局集团有限公司 1 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的质量问题 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 2 严禁使用过期水泥 受潮水泥 对每批水泥进行复试合格后方可使用 3 桩架垂直度指示针调整桩架垂直度 并用线锤进行校核 4 工程实施过程中 严禁发生定位型钢移位 一旦发现挖机在清除沟槽土时碰撞定位型钢使其跑位 立即重新放线 严格按照设计图纸进行施工 五 施工质量控制 五 施工质量控制 中铁三局集团有限公司 5 在施工前应在钻杆上做好标记 控制桩长不得小于设计桩长 6 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 下沉速度不大于1m min 提升速度不大于2m min 7 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 8 检查后台及浆管供浆情况 不能断浆 一旦在搅拌过程中断浆就会出现空桩 开挖时就会出现漏水等现象 五 施工质量控制 2 成桩后质量检验 中铁三局集团有限公司 宜在28天龄期满后 钻孔取芯等方法对桩体强度进行检验 3 基坑开挖期质量控制 基坑开挖期间应着重对检查开挖墙面墙体的质量以及渗漏水情况 如不符合设计要求应立即采取补救措