MF35-2019民航附属SMW工法桩专项施工方案

天津地铁4号线南段工程土建施工第4合同段附属SMW工法桩专项施工方案。表3.3-1土层主要物理力学指标表3.4水文概况根据地基土的岩性分层、现场抽水试验结果，对本工程有直接影响的浅层地下水主要有以下两层：（1）潜水含水层指埋藏较浅的表层地下水，主要赋存于人工填土（Qm1）、第Ⅰ陆相粉土层及第Ⅰ海相粉土层、黏性土与粉土互层的空隙中。含水层水平、垂直向渗透性差异较大，当局部地段夹有粉砂薄层时，其富水性、渗透性相应增大。补给方式主要有大气降水和地表水入渗，地下水具有明显的丰、枯水期变化，7、8月丰水期水位上升，4、5月枯水期水位下降，多年变化平均值在0.8m左右。由于含水介质颗粒较细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢。排泄方式主要有蒸发、人工开采和向地表水体、下部承压水渗透。第Ⅱ陆相沼泽相（Q4h）（7）沉积粉质黏土层及第Ⅱ陆相河床～河漫滩相（Q41al）沉积粉质黏土层属不透水～微透水层，可视为潜水含水层与其下承压含水层的相对隔水层。场地地下潜水水位如下：初见水位埋深1.6～2.7m，相当于标高0.90～2.02m静止水位埋深1.2～2.4m，相当于标高1.40～2.52m本场区潜水水位一般年变幅在0.50～1.00m左右。（2）承压含水层第Ⅱ陆相（7）2、（8）2粉土（局部粉砂）层，其透水性好，为承压含水层。以其下透水性较差的（9）粉质黏土、（10）粉质黏土层作为承压含水层隔水底板。该层承压水主要接受来自上层的越流补给以及上游含水层的侧向径流补给。主要通过地下水侧向径流、越流及工程降水等方式排泄。第IV陆相粉砂层，（11）4其透水性好，为第二次承压水层。以其下透水性较差的（11）5粉质粘土层作为承压含水层隔水底板。承压水受季节影响不大，水位变化幅度较小，变化幅度多年平均值约为0.5m。根据在民航大学站抽水试验资料，第一层承压水水头埋深4.00m，相当于大沽标高-1.47m。第二层承压水层水头埋深5.2m，相当于大沽标高-2.67m。四施工安排4.1组织机构为严格控制工法桩施工期间安全质量文明施工管理工作，保证现场施工进度，我项目建立人员组织机构如下：图4-1项目部组织机构图4.2施工组织1、主要机械投入：三轴搅拌桩机1台；50t履带吊1台；挖掘机1台。2、劳动力投入：计划投入劳动力名35人，其中后台人员6人，成桩人员10人，焊工6人，，挖掘机司机2人，普工8人，文明施工队伍3人，两班昼夜施工。3、施工顺序：根据施工图纸结合施工工序及工期安排，拟定三个施工区域分开进行，冠梁及首道撑施工流水跟进。东院施工区域（包含2号风道及A出入口）：2号风道整体由东向西成桩，桩号顺序为2-a-1桩→2-a-198桩。A出入口成桩顺序为A-C-249桩→A-C-1桩，整体呈顺时针顺序。西院施工区域（包含1号风道）：整体由西向东成桩，桩号顺序为1-a-50→1-a-1桩。B出入口施工区域：整体成逆时针顺序，成桩顺序为B-D-1桩→B-F-236桩。具体桩号详见工法桩桩号图，成桩顺序详见平面布置图。4.3现场平面布置按照天津市政府相关主管部门及建设单位对于施工现场布置的要求，并结合企业标准，考虑现有场地实际情况，对东院2号风道、A出入口；西院1号风道；北侧B出入口三个施工现场工法桩施工分别规划与部署。相关具体平面布置及工法桩施工顺序详见附图：4.4施工重难点及其应对措施1、H型钢插入偏差控制因内插H型钢的插入将影响桩体的整体承载力，需严格控制插入偏差，垂直度不应超过1/250。（１）Ｈ型钢插入时水平方向采用型钢定位卡进行定位，垂直度偏差控制在1/250以内，再插入搅拌桩内，并在沉放过程中及时纠偏。（２）如型钢不能靠自重下沉，可借助适当的外力（柴油锤或振动锤）将其插入到位，并用定位钢筋固定至其标高位置。（３）型钢应在成桩之后30min内插入，当水泥掺量较大时，插入时间允许适当延长。（４）在插入过程中发现型钢倾斜时，应立即拔出一定的高度，然后再重新插入，若２～３次仍然不能纠正，应使搅拌钻机在原孔位重新钻孔搅拌一次，再重新插入。2、H型钢起拔回收H型钢起拔回收是SMW工法桩降低成本的一个关键，同时也是施工难点。（１）型钢拔除时，顶部吊孔处应力较为集中，宜对进场后的工字钢顶部加焊两块加强腹板，并进行防锈处理。（２）为保证型钢顺利拔出，在其焊接完成且清洁干燥之后均匀涂刷一层减摩料，型钢起吊前重新检查减是否完整，一旦发现涂层开裂、剥落应将其局部铲除并重新涂刷。五施工进度计划根据本工程施工总工期以及阶段性工期目标，项目部综合考虑资源配备、工作量和其他因素编制了总进度计划，依据总工期计划编制了SMW工法桩施工进度计划。试桩计划日期：2020年2月20日工法桩施工进度计划：SMW工法桩计划开工日期：2019年2月20日SMW工法桩计划完工日期：2020年3月31日SMW工法桩施工总工期为51天。六施工准备6.1现场准备1、会同业主对现场定位坐标、标高等进行交接，做好详细书面记录及会签。2、对现场的rtt平面控制网点进行交接，对工程的轴线、标高与设计要求是否相符进行复验，并办理相应的手续。完成施工现场工法桩桩位的测量定位、高程引测，并报有关单位复验。３、对现场的排水设施进入踏勘、交接。在SMW工法桩施工区域地面处理平整坚实，以方便施工。４、平整场地，并对部分场地进行硬化，完成工法桩施工后台布置及材料进场。５、实现场地“三通一平”，对施工场地及车辆行走路线作出必要的规划，对软土不适于车辆行走的地段采取相应措施进行垫碎石、渣土、钢板或地面硬化处理。6、完成现场冲车平台布置，规划渣土外运行车路线，并完成相关手续办理。6.2技术准备1、熟悉和审查施工图纸：由项目总工程师组织项目部有关技术人员对图纸进行会审，提出图纸中存在的问题并针对施工难点提出合理化建议等。2、由项目部预算人员根据施工图纸所确定的工程量、施工组织设计拟定的施工方法和进度计划，向材料部门提供详细的材料资金计划，并作好劳动力、材料及机械台班需用量分析。3、编制施工方案：SMW工法桩专业分包进场前，项目技术部应依据施工图纸，相关规范标准等完成施工方案编制，并履行审批流程，审批通过后及时对项目全体人员及分包主要负责人进行方案交底。4、进行施工技术交底：开工前由项目总工组织施工人员、质安人员对班组长进行底，针对施工的关键部位、施工难点、质量和安全要求、操作要点及注意事项等进行面的交底。各个班组长接受交底后组织操作工人认真学习，并要求落实在各个施工环节之上。5、资料准备：施工中严格按国家和行业现行工程规范、技术规程和质量验收标准进行施工和检查，且遵照天津市质量监督站有关规定，开工前准备好各种资料样表，施工中及时填写、整理，分册保管，待工程竣工后装订留档。6.3资源配置１、机械配置计划表6-1机械设备配置计划表序号设备名称型号单位数量备注1全液压步履式三轴搅拌桩机JB160台2东院、B口2水泥半自动拌浆系统BZ-20L台23注浆泵台24泥浆泵台25履带式起重机50t台2东院、B口6挖掘机台2东院、B口7空压机台2２、劳动力配置计划劳动力配置计划如下，工人共分为两个班组，昼夜施工。表6-2劳动力配置计划表序号工种人数合计备注1后台635人2成桩103焊工64普工85挖掘机司机26文明施工队伍33、材料配置计划现场水泥采用强度等级不低于PO42.5级普通硅酸盐水泥，内插型钢采用Q235B级钢，具体材料配置详见下表。表6-3材料配置计划表序号材料数量单位备注1水泥约805吨按需进场2型钢约2050吨按需进场3密目网4000平米按需进场4减摩剂/桶按需进场七施工方法及工艺要求7.1SMW工法桩施工工艺图7-1SMW工法桩施工工艺7.2施工要点及质量标准本工程中φ850工法桩采用φ850三轴水泥土搅拌桩套接一孔法进行施工，桩径为850mm，桩中心距离0.6m，咬合25cm，中间插入700×300×13×24mmH型钢，为隔一插一形式。图7-2施工步序示意图7.2.1试桩为核对地质资料、检验设备、工艺以及技术要求是否适宜，正式施工前进行"试成桩"。水泥土搅拌桩的成桩工艺须保证水泥土强度和型钢较轻易插入；试成桩数量为6根。7.2.2测量放线1、施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护中心线，在导沟开挖前做好控制线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩。2、SMW桩施工放线根椐围护桩平面布置图、控制点坐标及施工图相关尺寸进行，并考虑施工误差、桩体变形及施工技术水平予以外放，外放尺寸为10cm，确保内衬墙厚度及限界要求。7.2.3沟槽开挖1、根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽度根据围护结构宽度确定，槽宽约1.2m，深度约1.0m~1.5m。2、场地遇有地下障碍物时，利用风镐将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽，确保施工顺利进行。3、在桩机就位前平整填筑场地，场地低洼时应回填碎石，不得回填杂填土。7.2.4定位型钢放置在平行沟槽方向放置两根定位H型钢，规格为300×300×10×15，长约8～12m，定位型钢必须放置固定好，必要时用点焊进行相互连接固定；H型钢定位采用槽钢定位卡。图7-3定位型钢示意图7.2.5孔位放样及桩机就位1、在开挖的工作沟槽两侧设计定位辅助线，按设计要求在定位辅助线上标出桩位。2、根据确定的位置严格控制桩机的移动就位，就位误差为±20mm。3、开钻前应用水平尺将平台调平，并调直机架，确保机架垂直度不大于1/250。4、由施工班组长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机就位应保持平稳。图7-4导沟及导轨施工布置图7.2.6定位线按设计要求在导向定位型钢上做出桩位和H型钢插入位置的记号，操作人员根据确定的位置严格控制桩机的移动，确保桩机就位准确。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺，因此桩心移位间距为1200mm。在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证工法桩桩每次定位准确。7.2.7钻孔、搅拌成桩、移机1、SMW工法桩围护采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比1.5-2.0，水泥掺入比20％。2、钻孔过程中，控制钻孔下钻深度的达标，根据钻杆和桩架相对位置，在钻管上做出钻孔深度的标尺线，同时严格控制下钻、提升的速度和深度。3、为保证SMW工法桩的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，采用重复套打的施工顺序进行施工，依次循环直至围护结构封围。4、根据施工场地大小、周围环境等因素，为避免施工时出现冷缝，搭接施工的相邻桩的施工间歇时间应不超过24小时，如出现超过24小时的冷缝，经设计单位认可后，需采用搭接套钻或在后排补桩工艺。同时，为了保证围护桩的施工质量，使水泥浆和土体充分搅拌，施工过程可进行一次复搅。5、搅拌桩体的垂直度不应大于1/250。图7-5三轴搅拌桩施工示意图7.2.8型钢的插入与固定1、型钢加工:型钢在场内焊接，接长至设计长度，连接方式采用坡口焊等强焊接。焊缝坡口形式及要求应符合《钢结构焊接规范》GB50661-2011有关规定，焊接质量等级不应低于Ⅱ级，单根型钢焊接接头不宜超过两个，并对焊缝质量进行探伤检测。2、施工前，型钢表面应进行清灰除锈处理，并在干燥条件下，涂抹经过加热融化的减摩剂，厚度以2mm为宜，减摩剂涂刷要足量、均匀，特别是转角部位要涂刷到位。完成涂刷后的型钢在搬运过程中应防止碰撞和强力擦挤。减摩材料如有脱落、开裂现象应及时补刷。3、待水泥土搅拌桩施工完毕后30min内插入型钢，吊机立即就位，准备吊放H型钢。装好吊具和固定钩，采用50t履带吊起吊H型钢，型钢必须保持垂直状态。H型钢插入时间必须控制在搅拌桩施工完毕3小时内。4、插入型钢前，定位槽钢必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心沿定位卡慢慢、垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤控制垂直度。5、当H型钢插入到设计标高时，用32钢筋将H型钢固定。溢出的水泥土及时进行处理外运，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。6、待水泥土搅拌桩强度达到一定程度后，将固定钢筋与槽沟定位型钢撤除。7、若H型钢插放达不到设计标高时，则采用提升H型钢，重复下插使其插到设计标高，必要时可借助外力，下插过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。8、H型钢垂直度不应大于1/250。图7-6H型钢成桩步序图7.2.9清理沟槽内泥浆由于水泥浆液的定量注入搅拌内和H型钢的插入，将有一部分水泥土被置换出沟槽内，采用人工配合机械的方式将沟槽内的水泥土清理出沟槽并及时苫盖，保持沟槽沿边的整洁，确保桩体的硬化成型和下道工序的继续，被清理的水泥土晾晒后需及时外运。7.2.10H型钢拔除及回收1、采用专业设备及千斤顶起拔回收型钢，型钢拔出后，用6%～10%的水泥浆填充H型钢拔除后的空隙。2、履带吊回转半径的施工作业面做好防护，型钢两面用钢板贴焊加强，顶升夹具将H型钢夹紧后，用千斤顶反复顶升夹具，直至吊车配合将H型钢拔除。3、桩头两面应有钢板贴焊，增加强度，检查桩头Φ100圆孔是否符合要求，若孔径不足必须改成Φ100；如孔径超过则割除桩头并重新开孔，每根桩头必须待两面贴焊钢板后才能进行拔除施工。4、型钢拔出前和主体结构强度必须达到相关要求。八质量标准及保证措施8.1质量标准1、桩位布置偏差不大于5cm，垂直度偏差不大于1/250。桩径偏差：±10mm，桩底标高偏差：±50mm。型钢的桩位偏差：平行基坑方向不大于50mm，垂直基坑方向不大于10mm。垂直偏差不大于1/250。插型钢时应保证型钢的腹板方向与基坑垂直。具体数据见下表：表8-1成桩允许偏差值序号检查项目允许偏差（mm）检查数量检查方法1桩底标高+50每根测钻杆长度2桩位偏差50每根钢尺量3桩径±10每根钢尺量钻头4施工间歇<24h每根查施工记录5桩体垂直度≤1/250每根经纬仪测量2、搅拌桩桩体应搅拌均匀、密实，确保桩体的连续性和桩体质量。深搅桩施工一周后进行开挖检查或采用取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求应及时调整施工工艺，并对存在问题的深搅桩采取补强措施。在施工后28天采用钻孔取芯检测墙身完整性，钻芯数量不宜少于总桩数的2%，且不应少于3根。钻孔取芯后的空隙应注浆填充。3、焊接H型钢焊缝质量应符合设计要求和先行行业标准《钢结构焊接规范》GB50661-2011的有关规定，H型钢的允许偏差如下表：表8-2型钢允许偏差值序号检查项目允许偏差（mm）检查数量检查方法1截面高度±5.0每根钢尺量2截面宽度±3.0每根钢尺量3腹板厚度-1.0每根游标卡尺量4翼缘板厚度-1.0每根游标卡尺量5型钢长度±50每根钢尺量6型钢挠度L/500每根钢尺量表8-3型钢插入允许偏差值序号检查项目允许偏差（mm）检查数量检查方法1型钢顶标高±50每根水准仪测量2型钢平面位置50（平行于基坑边线）每根钢尺量10（垂直于基坑边线）每根钢尺量4形心转角3°每根量角器测量4、基坑开挖前检验水泥土搅拌桩的桩身强度，钻取桩芯强度试验应采用地质钻机并选择可靠的取芯钻具，钻取搅拌桩施工后28d龄期的水泥土芯样，钻取的芯样应立即密封井及时进行无侧限抗压强度试验，搅拌桩28d龄期无侧限抗压强度标准值不应小于1.0MPa，搅拌桩桩施工完成后渗透系数≤1×10-7cm/s。8.2质量保证措施1、三轴搅拌桩施工前应进行拟处理土的成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆室内配合比试验，以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比。2、施工第一批桩（试桩）不得少于6根，以确定实际施工水泥掺量、浆液水灰比、浆液输送时间、搅拌下沉及提升时间、桩长及垂直度控制方法，以便确定正常施工控制标准。3、SMW工法桩及三轴搅拌桩所采用的主要材料为水泥和H型钢，加强对材料质量的控制是保证工程质量的关键。①进场水泥质量应符合国家行业标准。②H型钢加工精度高，垂直不弯曲，无明显接缝。型钢采用整材，分段焊接时采用“插接”焊接，焊接质量不小于Ⅱ级，并做探伤检测，单根型钢焊接接头不多于2个，接头要位于型钢受力较小处（避开支撑和开挖面），相邻接头竖向位置应相互错开，错开距离不小于1m，必须设置接头时宜在坑底下不小于3m处。4、测量放线由专职人员负责测量放线及桩位的确定5、桩机必须机况良好，安装就位端正、稳固，保持其垂直度。6、浆液配制必须按规定的配合比进行配制，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。7、为保证水泥土搅拌均匀，三轴搅拌机下沉、搅拌提升速度控制在0.5-1m/min以内，并保持匀速下沉与匀速提升。搅拌提升时不应使孔内产生负压造成周边地基沉降。在若出现堵管断浆现象，应立即停泵处理，待故障排除后须将钻具下沉0.5m后再注浆搅拌施工，防止断桩。8、水泥浆必须定量、不间断供应，喷浆次数和速度必须符合已定的施工工艺，因故搁置超过2h以上的拌制浆液，应作为废浆液处理，严禁再使用。9、相邻桩施工间隔超过8小时后，应重新进行套打搅拌。桩与桩的搭接时间不应大于24h，若因故超时，搭接施工中必须放慢搅拌速度保证搭接质量。10、型钢应在搅拌桩施工完成后的30min内插入，型钢插入前应在表面涂抹减摩剂，以便起拔回收。11、型钢拔出前，水泥搅拌墙与侧墙间应回填密实，拔出过程中采用挑孔拔出措施，同时加强对基坑周边环境的监测。对型钢拔出后的空隙采用注浆填充措施。九安全施工保证措施在确定危险重点部位的前提下，对各工序排除不利于安全因素的环节，作为重点控制的施工工序安全管理点，落实监控人员，确实监控的措施方案和方式，实施重点监控，必要时应连续监控。1、吊装作业安全技术措施根据施工图纸及施工方案选择匹配的起重设备及机具等，禁止超载吊装。2、设备起吊前应找准吊物的重心和吊点，并对起吊物的捆绑绳索，按要求严格检查，各捆绑点不应有松动、打滑现象，对贵重和精密设备，调运绳索使用尼龙带或在钢丝绳外面套上胶皮套管，防止损伤设备表面。3、起重作业的卷扬机在使用时应严格检查刹车装置、联锁装置，并专人操作、专人维护，确保安全可靠。大风和雨天等恶劣天气不进行准吊装作业。4、临时用电安全技术措施临时用电工程的安装、维护、拆除工作必须有持证电工操作，操作时配备相应的劳防用品。建立现场用电安全管理技术档案，建立安全用电检查制度。电缆禁止拖地，电缆穿越建筑物、构筑物、易受机械损伤的场所需加防护套管，电缆沿墙布置时，需搭设支架