深层搅拌防渗墙

PAGEPAGE28（一）主要施工机械设备1、岩芯钻机选择岩芯钻机用于先导孔的施工、防渗墙体质量的取芯检查等。先导孔施工在搅拌桩施工准备期间进行，防渗墙正式开工前基本结束。2、深搅设备采用BJS—15B型三头深搅桩机，以期大幅度提高成墙效率。3、高喷设备BWT100/30型高压注浆泵及XP-30型旋喷钻机，作为备用工法（高压旋喷），以备特殊工段及墙体接头施工之用。4、电源配置施工用电以自备电源为主，各深层搅拌桩机的动力配置采用一机一源（发电机组）方案，同时还备有一定数量的备用发电机，以备各桩机临时应急之用。5、施工设备计划表本工程拟投入深层搅拌机13台套，岩芯钻机6台套，高喷设备1台套(详见下表)。主要施工设备计划表设备名称型号及规格数量制造年份生产国自有或租赁新或旧设备额定功率生产能力运到工地日期现在何地原值现值岩芯钻机DPP-1001北京96-98自有半新2080kW100m2月9日现场岩芯钻机XY-13北京95-97自有半新830kW100m2月17日前现场深搅桩机PH-5C7武汉97-99自有新、半新3090kW18m2月18日前现场深搅桩机PH-5C3武汉97-99自有新、半新3090kW18m2月25日前郑州深搅桩机BJS-15B2蚌埠97-99自有新、半新35100kW15m2月16日前现场深搅桩机BJS-15B1蚌埠2000自有新35100kW15m2月22日前蚌埠高压旋喷钻机XP-301廊坊99自有新47.5kW30m3月10日前郑州灰浆泵2SNS5武汉89-98自有半新1.57.5kW150L2月8日前郑州灰浆泵BW-150/28衡阳95-99自有半新275kW200L2月8日前河南高压注浆泵BWT-100/301衡阳2000自有新1555kW120L30MPa3月10日前郑州灰浆搅拌机PM2-212北京95-99自有半新110kW02月8日前河南灰浆搅拌机PM2-110北京95-99自有半新0.65kW02月8日前河南发电机100kW9郑州97-99自有半新52月8日前河南发电机200kW5郑州96-98自有半新6.52月8日前河南油罐车4000L1郑州98自有半新202月6日前郑州潜水泵20m20衡阳97-99自有半新0.52月10日前河南排浆泵2PN5河南88-98自有半新0.32月10日前河南电焊机50kVA15衡阳97-99自有半新0.52月10日前河南（二）深层搅拌桩施工方法1、深层搅拌防渗墙施工工艺概述深层搅拌防渗墙是以水泥作固化剂，通过深层搅拌桩机主动钻杆、钻头输入水泥浆液，同时钻头叶片将地基软土与水泥浆强制拌和，水泥与软土产生物理、化学反应，使软土与水泥固化，达到一定强度和稳定性，形成有较好防渗性能的水泥土地基，并通过桩间套接形成地下连续防渗墙。2、深层搅拌桩机主要技术参数根据本工程特点，结合本标段地层情况和防渗加固深度要求，拟选用PH系列及BJS系列深层搅拌钻机，其主要技术参数见表7-1。深层搅拌桩钻机技术参数一览表类型项目单位PH-5D（单头）BJS-15B（三头）加固深度m1815成桩直径m0.3～1.03×（0.20～0.35）钻机转速正r/min7,12,21,34,5220,34,60,95反r/min8,14,25,40,62最大扭矩kN.m5539×2提升速度正m/min慢档0.116,0.197,0.347,0.552,0.8500.32,0.6,0.9,1.55快档0.201,0.347,0.611,0.972,1.497反m/min慢档0.137,0.232,0.408,0.65,1快档0.241,0.408,0.719,1.144,1.761钻杆规格mm□125×1253×□125×125主电机功率kW4555油泵电机功率kW511单步行程m纵向1.2，横向0.5纵向1.35，横向0.53、防渗墙设计技术指标：1）、单轴抗压强度：R28＞1.0MPa；2）、渗透系数：K＜i×10-6cm/s（1≤i＜33）、允许渗透比降：J＞50；4）、水泥掺入比：15%；5）、墙体厚度：200mm。4、施工工艺参数及浆液配比试验由于深层搅拌工艺参数及地层岩性等因素对成墙质量影响较大，故要针对不同的地层采用不同的工艺参数和浆液配比，如搅拌轴转速、提升及下沉速度、注浆量、水灰比、复搅速度等。要在场地轴线外选择有代表性的地段进行成墙试验，并对试验墙体进行开挖、取芯检查及抗压、抗渗等试验。检查内容包括桩间搭接是否牢固可靠，搅拌是否均匀，墙面是否平整等。通过上述检测，确定合理可靠的工艺技术参数及浆液配比，报监理批准后实施。1）配制浆液的原则深层搅拌施工浆液的配比，直接关系到固结土层的强度和工程防渗效果，因此，浆液配比试验要遵循以下原则：（1）、浆液在注浆过程中能保持较好的流动性，便于增大浆液在搅拌土层中的扩散范围，并在注浆管路中保持畅通，避免堵塞管路形成事故。（2）浆液在土层中凝结的初始期，要具有一定的强度和粘结力，不易被地下水冲蚀。（3）浆液要具有良好的稳定性，以免过早的产生沉淀，影响浆液的灌注。2）试验工艺技术参数试验工艺技术参数一览表表7-2水灰比浆液比重喷浆钻进喷浆提升复搅钻进复搅提升W：cm/minm/minm/minm/min0.6：11.720.850.9720.850.9720.8：11.611：11.513）试验成墙参数采用PH-5F型三头和PH-5D型单头深层搅拌桩机作成墙试验。（1）钻进速度：0.85m/min，提升速度：0.972m/min（2）浆液水灰比：0.6:1，0.8:1，1:1三种；（3）泵压：0.5～0.8MPa；（4）注入水泥浆量：20～32L/m（5）三头桩机工法：二次成墙，钻头直径350mm，轴距450mm，桩间搭接125mm（6）单头桩机工法：一次一桩连续成墙，钻头直径450mm，桩间距380mm，桩间搭接70mm380第二序施工桩Φ450125450Φ35070225268241 380第二序施工桩Φ450125450Φ35070225268241第一序施工桩第二序施工桩第一序施工桩第一序施工桩第二序施工桩第一序施工桩三头钻机施工图单头钻机施工图5、施工工艺流程深层搅拌桩机在防渗墙轴线上就位，调平，通过主机上的动力传动装置，带动主机上的钻杆转动，并以一定的推动力使钻头向土层推进，达到设计深度，然后提升搅拌至孔口，在上述下沉提升过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输送管输进钻杆，经钻头喷入土体内，在下沉和提升的同时，水泥浆和土体充分拌合，进行必要的复搅后桩机沿轴线纵移就位，调平、多次重复上述过程，从而将搅拌桩套接成一道防渗墙，在此过程中三头桩机一次成桩三根，二头桩机一次成桩二根，单头桩机一次成桩一根，均称为一序，然后桩机沿轴线向前移动进行下一序墙体施工。6、施工作业1）、制浆：采用425#普通硅酸盐水泥，按试验确定的最优水灰比拌制水泥浆。用浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐，记录浆面高度计算水泥浆量。2）、桩机就位并调平，桩机就位包括轴线上、下游方向，对应误差控制在±10mm，在调平的过程中，使用水平尺检测机座的水平度，采用桩机机架正面和侧面的双向锤球（垂线长度不小于10m）,校正桩机机架的垂直度，保证垂直度偏差不大于53）、搅拌下沉的同时开启浆泵送浆至设计深度，喷浆记录仪自动打印记录，搅拌提升的同时输入浆液至孔口，以孔口微微翻浆使土层尽可能吃浆，作为供浆控制标准，单头桩机再带浆进行一次上下复搅(至墙底)，三头桩机不带浆复搅3m，完成一序桩施工。4）、油压调距、沿轴线向前移动，三头桩机移动225mm，单头桩机移动3805）、重复上述过程，完成一个单元墙的施工。三头桩机沿墙轴线移动1350mm6）、桩头浮浆处理，随钻进行，要在墙体初凝后按设计标高清除。图7-3深搅墙施工工艺流程图高速搅拌上灰高速搅拌上灰加水水泵加水水泵设备安装调试注浆泵（注浆）储浆筒（搅拌）设备安装调试注浆泵（注浆）储浆筒（搅拌）设备清洗桩机就位调平设备清洗桩机就位调平复搅提升复搅下沉搅拌提升搅拌下沉7、施工质量控制1）、对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可在0.6～1.0之间调整水灰比。实践证明，在保证孔口少量翻浆和水泥掺入比的前提下，只有合适的水灰比,才能保证水泥土搅拌的均匀性和成桩质量。2）、钻进、提升及复搅的速度均要控制在0.8～1.0m/min之间，施工实践证明，只有控制好钻进和提升速度，同时又根据机型、土体等情况，控制好输浆量、浆液比重、掺入比等关键环节，才能确保成桩质量。3）、施工中使用的水泥要经过试验，检验合格后方能使用。水泥浆液要按试验确定的配合比拌制，搅拌好的浆液不得离析。浆液应经筛过滤后进入输浆泵，以免损坏泵体，泵送浆液必须连续，一旦因故停泵，立即通知操作工，做好记录，防止断桩。4）、为了保证墙体厚度，钻头直径要不小于设计桩径，桩间距应不大于理论计算值。5）、供电、供水必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下0.5m，待恢复供应时再喷搅提升。因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路进行妥善清洗。6）、当浆液到达设计桩底后，应在桩底喷浆30秒，使浆液完全到达桩端。7）、当喷浆口提升到设计桩顶时，应停止提升，搅拌30秒，以保证桩头均匀密实。8）、搅拌喷浆提升速度和次数必须符合施工工艺要求，使喷浆量和提升速度相配，保证墙体的均匀性，根据先导孔提供的资料，对特殊地段和堤身质量较差地段适当加大喷浆量和放慢提升速度。详细记录钻机每米下沉和提升时间。深度记录误差不大于100mm，时间记录误差不大于5s。9）、桩与桩的搭接间歇时间不大于24h，如特殊原因超过上述时间，则应和前一根桩进行对接，待水泥土墙具有一定强度后，在接头处采用套钻注浆或高压注浆方案进行连接处理（详见7.10款）。8、施工过程中特殊情况的处理1）钻进困难在遇到较密实地层，钻进困难时，可采取以下措施：一是将浆液调稀一级，穿过该层后再恢复原水灰比。二是改进钻头的形式，对于十字钻头，可在叶片上补焊锯齿钉，以增加对地层的切削能力；或者将十字钻头换成螺旋钻头。2）障碍物处理如遇无法拆除的过堤障碍物，如高压线、重要通讯线、桥梁、涵闸等，或堤身内有块石、管道、麻袋等，深搅桩机无法施工时，可在施工安全区范围内，采用高压旋喷工法施工。依现场条件，计划对575+500处的通讯线、574+300和573+750处的高压线堤段采用高喷工法处理（高喷施工方案另报）。3）输浆管堵塞事故该事故的发生，一是因为发电机故障而产生较长时间的停电；二是因水泥浆使用不当而造成。前者要求配备备用小型发电机组（20kw），避免注浆泵因停电而使输浆管堵塞。后者则要求拌制好的水泥浆一定要经过筛后方可使用。一旦堵管，要及时处理，不能影响继续施工。9、墙体接头处理措施深层搅拌防渗墙工艺是由单桩套接成墙，故需连续施工，按设计要求，因故停工和二台桩机施工部位之间的搭接超过24h后，由于前桩已初凝，则无法连接。需进行接头处理，确保墙体连续完整，形成一道防渗墙。在施工中一般采取下列两种处理措施较适宜。1）钻孔注浆处理在接头处套打三个φ130mm搅拌桩注浆孔130mm防渗墙轴线搅拌桩注浆孔130防渗墙轴线2）单管旋喷处理在接头处采用单管高压旋喷处理（如下图）。旋喷桩旋喷桩深搅桩防渗墙轴线深搅桩防渗墙轴线10、质量检验质量检验按照设计图纸文件及监理单位要求，对施工作业全过程及搅拌桩质量进行检验。1）施工