三轴搅拌桩 施工方案

1、武汉地铁三号线香港路站一期基坑三轴搅拌不良地质加固处理施工方案一、编制依据1、武汉地铁三号线香港路站一期基坑围护结构施工图； 2、软土地基深层搅拌加固法技术规程（YBJ-225-91）；3、建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）；4、湖北省地方标准建筑地基基础技术规程（DB42/242-2003）；5、湖北省地方标准基坑工程技术规程（DB42/159-2004）；6、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；7、建筑机械使用安全技术规程（JGJ332001）；8、施工现场临时用电安全技术规程（JGJ462005）；9、有关施工规范、质量标准和文明施工规定。10、型钢水

2、泥土搅拌墙技术规程（JGJ/T199-2010）二、工程概况1、设计概况香港路站位于建设大道与香港路交汇地下，是3号线与规划6号线、7号线换乘的三线换乘站。3、7号线沿建设大道布设，为地下三层叠错式站台车站。车站总建筑面积3.63万 m2，外包总长为290.0m，有效站台中心里程处宽25.13m。6号线车站沿香港路方向布置，为地下一层侧式站台车站。车站总建筑面积1.72万m2，外包总长222.0m，有效站台中心里程处宽50.3m。三线车站总建筑面积5.35万 m2。香港路车站总体平面位置图车站主要采用明挖施工。3、7号线车站主体明挖基坑深约29.50m，6号线车站主体及外挂站厅明挖基坑深约13

3、.70m。明挖基坑支护体系采用地连墙+混凝土（钢管）内支撑形式。3、7号线主体基坑钢筋混凝土地连墙厚度1.2m，6号线侧式站厅钢筋混凝土地连墙厚度0.8m。根据交通疏解和管线改移需要，车站共分三期围挡施工。一期围挡阶段施工范围主要为号出入口、号出入口、5号风亭及六号线部分主体的施工。一期结构顶板覆土厚度5.7m，开挖深度2.318.7m，开挖宽度6.236.4m，基坑开挖面积5195m2。香港路站分期施工平面位置示意图2、地质情况拟建工程场地地貌单元主要为河流堆积平原，属长江级阶地，地形平坦，地面高程在2022米之间。表层为松散的人工填土层（Qml），局部分布有淤泥；上部主要为第四系全新统冲积

4、相（Q4al）可软塑状态的粘性土，软塑流塑的淤泥质粉质粘土、粉砂、粉土、粉质粘土互层；中部为稍密中密的粉细砂，中密密实状态的细砂、厚度不等的中粗砂夹砾卵石；下伏基岩为白垩下第三系东湖群（K-Edn）砂砾岩、泥质粉砂岩。表层填土工程性能差，硬壳层（可塑粘土）强度中等，工程性能一般，其下粉质粘土、淤泥质土及互层土强度低，工程性能较差，中部砂土层强度稍高，工程性能一般，下伏第三系基岩较完整。地层分布状况统计表地层编号分层标高层厚埋深备注1-1杂填土18.722.102.101-3淤泥16.821.943-3淤泥粘土11.82593-4粉质粘土10.721.110.103-5粉砂土互层4.326.41

5、6.504-1粉细砂-1.285.622.104-2细砂-24.6824.5046.60地层岩土物理力学性能统计表三、加固处理基坑工程施工前，需对不良地质情况进行加固处理。加固处理主要分两部分，一是地连墙槽壁加固处理，一是基坑地基加固处理。1、地连墙槽壁加固地表素填土层、淤泥及粉质粘土层强度低，在地下水的影响下，呈软塑流塑状态，对防渗墙成槽稳定性极为不利。为提高地连墙成槽稳定性系数，需对槽壁进行加固处理。根据设计要求，在地连墙槽孔内外侧各采用一排850600三轴水泥搅拌桩进行加固，加固深度穿过流塑软土层，进入（3-3）淤泥质粘土以下不小于1m；临近周边建筑物保护的槽段加固深度为进入4-1粉细砂

6、层1m。2、基坑地基加固外挂站厅底板位于3-3淤质粘土、3-5粉砂、粉土、粉质粘土互层上，为满足基坑开挖施工及围护结构变形控制要求，需沿基坑内侧周边对基底采用深层搅拌桩进行裙边加固处理，同时在裙边间沿车站横向进行格栅加固，其加固方式均为650450三轴搅拌。加固体控制深度为基底下3m，裙边加固宽度为3m，格栅加固宽度为1.55m，格栅间距主要为4m。四、施工准备1、技术准备加固处理前，需对地勘设计单位交接的控制桩点进行复测，复测成果需相关方审核批复。同时为便于分区段加固施工放样，对控制点进行转点加密。控制点和转点均需妥善防护。施工用水泥需取样送检，送检频率和批次需符合要求。水泥浆液浓度原则上按

7、设计要求配制，同时根据施工需要，做好浆液密度调配试验，以便对水泥用量精确控制。组织技术、测量、实验人员对设计文件、图纸进行复核，对存在问题以图纸会审形式提请设计方明确。在此基础上编制专项施工方案，并对项目部管理人员和现场施工人员进行技术交底。正式施工前，需进行三轴水泥土搅拌工艺施工试验。通过试三轴水泥土搅拌工艺施工试验，确定水泥浆液浓度、搅拌提升速度及水泥掺量。2、物资准备水泥土搅拌加固施工物资主要为水泥用量，水泥标号不低于325普通硅酸盐水泥。由于现场场地条件有限，施工水泥采用罐装水泥。为保证满足施工水泥耗用量供应需求，现场需设置2个40m的水泥罐，1个水泥罐用于施工，1个用于储备。水泥罐基

8、础需稳固坚实。3、现场施工条件准备3.1施工用水基坑地下水丰富，施工期间需降水。施工用水主要利用地下抽排水。三轴搅拌桩施工时，需事先在基坑外钻打1口水位观测井作为前期地基加固处理施工用水取水井。初步测算三轴搅拌施工用水每天为40T，若水井深入强透水层，其抽水量可满足用水需求。3.2施工用电城市用电需及时提请报装。1台三轴搅拌机及相关水泥浆拌制等配置系统用电量约450KW，同时考虑到地连墙需平行作业用电需求，现场报装2台630KVA变压器确保用电供应。3.3临建布设 在管线改移和交通疏解基本落实到位后便可进场地围挡和临建设施布设。三轴搅拌施工后台即水泥浆液搅拌供应系统设置在香港路东侧。三轴搅拌施

9、工后台平面布置图五、施工方案1、施工安排不良地基加固处理主要采用1台ZLD180/850-3型履带式三轴搅拌机进行施工。施工时先进行地连墙槽加固处理，待地连墙施工完后，再时行基坑地基加固处理。加固处理正式施工前，需进行三轴水泥土搅拌工艺施工试验，以确定水泥掺量、浆液浓度及搅拌提升、下降速度。2、施工顺序 根据设计加固部位和尺寸，槽壁加固采用顺作法施工；地基裙边加固采用6序顺作法施工，格栅加固采用后退法施工，V号出入口通道较狭窄，可分3序侧式顺作法施工。3、施工工艺三轴搅拌施工空桩部位采用二搅二喷工艺，实桩部分采用四搅四喷工艺。即使搅拌机钻杆旋转喷浆下沉；当下沉到设计深度后，喷浆反转提升实桩顶位

10、置；再次将搅拌机钻杆旋转喷浆沉入桩底；桩机下沉到桩底后喷浆搅拌提升至地面。4、施工组织槽壁加固、基坑地基加固处理采用1台三轴搅拌机。搅拌机长12m，宽7m。地表混凝土沟槽破除开挖及碴土清运采用1台0.8m3挖机。挖机同时配合三轴搅拌机垫板移位。为减小钻机钻进和提升过程中的阻力及提高水泥浆液的扩散均匀性，采用1台9m3的电动空压机提供风力润滑。水泥浆制作利用1套全自动制浆系统进行制浆，制浆生产能力每天不得低于60m3，储浆桶或池不得小于2m3。同时采用3台注浆泵输送浆液。5、工艺流程三轴水泥土搅拌施工工艺流程如下:测量放样测量定位开挖沟槽停气、停浆施工完毕SMW搅拌机就位，校正复核桩机水平和垂直

11、度拌制水泥浆液，开启空压机，送浆至桩机钻头钻头喷浆、气并切割土体下沉至设计桩底标高钻头喷浆、气并提升至设计桩顶标高下一施工循环三轴水泥土搅拌施工工艺流程框图六、水泥土搅拌工艺施工试验1、试验目的在设计要求工艺参数基础上，通过工艺施工试验，确定合理工艺参数，最终确保土体加固强度符合设计要求。（1）确定合理水泥掺量（2）确定合理浆液液浓度（3）确定合理搅拌速度2、试验方案工艺施工试验仅针对实桩进行，空桩不予考虑。试验主要通过水泥土原位取样，通过对不同龄期试块无侧限抗压强度检测，以获得合理工艺参数。2.1工艺试验参数确定在同等强度要求条件下，不同地质条件，水泥掺量有所不同。设计建议实桩部分水泥掺量为

12、20%。工艺试验规划采用18%，20%和22%三种掺量进行搅拌。浆液浓度过大，浆液在搅拌土体中的扩散度减小，在注浆泵压力一定情况下，有效输送距离减小。浆液浓度过小，引入土体中多余水分增加，土体加固强度会降低。设计建议水泥浆液水灰比为0.450.5，规划采用0.5、0.6和0.8三种水灰比进行试验。水泥土搅拌提升和下降速度基本取决于水泥掺量、浆液水灰比和水泥土搅拌效果。根据规范要求，试验规划确定下沉速度不大于1m/min，提升注浆速度不大于2m/min。注浆压力取决于所选用注浆泵压力。根据规划要求，注浆压力宜控制在1.5Mpa2.0Mpa。2.2工艺试验方案根据不同水泥掺量和不同浆液浓度进行组合

13、搅拌施工，在原桩位上取样检测不同龄期的无侧限抗压强度。在此基础上，对检测成果进行统计分析，以确定最佳的参数组合，用以指导后期正式施工。工艺参数组合试验方案试验桩号水泥掺量（%）浆液配比注浆压力（Mpa）搅拌速度（m/min）1180.51.52.0下降1；上升22180.61.52.0下降1；上升23180.81.52.0下降1；上升24200.51.52.0下降1；上升25200.61.52.0下降1；上升26200.81.52.0下降1；上升27220.51.52.0下降1；上升28220.61.52.0下降1；上升29220.81.52.0下降1；上升22.3工艺试验强度检测为准确评估分

14、析水泥土强度增长情况，每种组合试验均需进行3D、7D、14、21D及28D无侧限抗压强度检测试验。七、三轴搅拌施工1、场地平整用挖机对人行道、绿化带等进行场地平整和密实碾压。履带式三轴搅拌机重达150T，其工作场地基底需确保密实，软硬均匀，以确保桩机行走就位安全。2、测量放线根据设计图纸，将待加固部位平面位置边线测设标示出，并核实待加固部位深度。根据测量放线结果，以书面形式向施工人员交底。3、开挖沟槽对指定加固部位的地面硬层进行破除，并开挖沟槽探查地下管线情况和清除障碍物。开挖沟槽余土应及时处理，以保证设备正常施工，并达到文明施工要求。开挖沟槽若遇地下管线，应立即停止施工，待妥善处理后，经批准

15、同意后方可施工。4、三轴搅拌桩定位三轴搅拌桩三轴中心间距为600mm，每钻搭接厚度200mm。根据这个尺寸在导向钢枕木上分段标记，作为搅拌桩孔位定位。三轴每钻咬合200mm，不考虑重复套钻。桩位布置偏差不大于50mm。 5、桩机就位（1）由当班机长统一指挥，铺设垫板和道板，桩机在道板上行走就位。移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除。桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。（2）桩机应平稳、平正，利用桩机内水平、垂直仪表校核桩机的垂直度，经常必须用经纬仪校正桩机的垂直度。桩机就位后，用吊锤检查调整钻杆与地面垂直角度，确保垂直度偏差不大于1%。（3）三轴水泥搅拌桩桩位定位后

16、需进行定位复核，桩位允许偏差为50mm。6、喷浆搅拌（1）在钻机架上画出以米为单位的长度标记，以便钻杆入土时观察、记录钻杆的钻进深度，确保搅拌桩长不少于设计桩长。（2）喷浆时要边喷边旋转，使水泥浆和原地基土充分拌合，直到下沉钻进至桩底标高，并原位喷浆30s以上。（3）提升钻杆时，要边喷边旋转，提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵，在原位转动喷浆30s，以保证桩头均匀密实。（4）为使软土和水泥浆浆喷均匀，再次将浆喷机边旋转边沉入土中，到设计加固深度后再将浆喷机提升出地面。7、搅拌速度及注浆控制搅拌下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，最终需确保水泥浆液注入数量符合

17、要求。8、制备水泥浆液及浆液注入制浆水泥需有一定数量储备，以确保搅拌不间断施工。制浆采用全自动制浆设备系统，以提高制浆效率和浆液配比的精确度。制浆量需满足用浆量需求。压浆前将水泥浆倒入储浆桶中，制备好的水泥浆滞留时间不得超过2小时。为便于水泥浆液通过高压注浆管输送，制浆工作平台距工作面最大跟离不宜超过200m。9、报表记录施工过程中由专人负责填写施工记录表，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间，注浆量情况，记录要求详细、真实、准确。填写及时，当天施工的报表记录，隔天送交甲方。八、水泥掺量控制计算以设计建议工艺参数为基准，按照搅拌工艺方案，对水泥浆液的供应流量予以核算和控制。正式施工以试验参数为准

18、参照调整。1、每钻单位深度水泥用量三轴桩径为3850，每钻单位深度加固体积为：V=LBH=1.550.851=1.32m3式中 L每钻开孔长度B槽孔宽度H单位深度单位深度加固土体重量：W0= V =1.821.32=2.4 T根据初步设计建议要求，空桩部分水泥掺入比为8%，实桩部分为20%，则单位深度加固土体的水泥掺量:空桩单位深度水泥掺量W1=2.4 8%=0.12 T=192kg实桩单位深度水泥掺量W2=2.4 20%=0.36 T=480kg2、注浆供应流量计算设计水灰比为0.450.5，核算取值0.5，则水泥浆浓度约为1.90T/m3。空桩部位搅拌喷浆2次，单位深度加固时间需1.5mi

19、n。实桩搅拌喷浆分4次，单位深度加固时间需3min。则有：空桩注浆供应流量Q1=0.1921.51.90=0.067m3/min实桩注浆供应流量Q2=0.483.01.90=0.084m3/min注浆泵共分四档，最大流量为0.250 m3/min，可满足施工需求。九、工期安排1、工效分析三轴搅拌加固下沉速度取1m/min，提升速度取2m/min。槽壁加固、地基格栅加固及裙边加固平均深度16m，其中实桩3m，空桩深13m。则每钻施作时间为：T1 =H1/1+H1/2= 13+6.5=19.5min T2 =N(H2/1+ H2/2)=2(3+1.5)=9.0min每钻施作时间T0=t1+t2=2

20、8.5min式中 T1每钻空桩施作时间，min；T2每钻实桩施作时间，min；H1空桩深度，m；H2实桩深度，m；1搅拌下降速度，m/min；2搅拌提升速度，m/min；钻孔直径为850，三轴钻孔每钻长度1.55m，钻孔搭接200mm。钻机移位对中时间10min。则单位长度每循环施作时间M=（28.5+10）/1.35= 28.51min/m2、工期分析2.1槽壁加固工期分析槽壁为单排加固，采用顺作法施工。一期基坑加固总长度为996m。由上分析可知：槽壁加固工期T1=L1*M=99628.51=28395.96min=473.27h2.2裙边加固工期分析裙边加固总长325m，分6序顺作法施工。

21、加固工期T2= K*L2*M=632528.51=55594.5min=926.58h2.3格栅加固工期分析格栅加固总长907m，六号线主体部分采用倒退法施作，V号出入口通道场站狭窄，采用侧式顺作法分3序施工。加固工期T3= K*L2*M=390728.51=77575.71min=1292.93h三期加固共2692.78h，约合计112天。3、工期安排具备施工条件后，前期进行槽壁加固施工，计划工期25天。后期地基加固处理与地连墙、降水井、围护桩及管线改移等平行施工，不另行考虑工期。十、劳力组织根据进度要求和工期安排，三轴搅拌加固采用两班倒24小时不间断作业。施工人员相应配置如下：三轴水泥搅拌

22、桩加固施工人员配置表序 号工 种人 数1技术员32安质员23测量人员44电工l5浆液配置及输送66挖机司机27钻机司机48杂工10十一、机械设备配置根据施工方案和施工组织安排，三轴水泥搅拌桩需配置以下机械：三轴搅拌加固处理施工机械设备表序号设备名称规格型号数量(台)用电量 (KW)1三轴搅拌钻机850ZLD1811102重型履式桩架190T1803全自动制浆系统BZ-201504注浆泵BW-2503155空压机9m3DSR-100A556挖 机0.8m3PC20017电焊机380VBX500140十二、质量管理点及控制措施1、质量保证措施(1)孔位放样误差小于5cm，钻孔深度误差小于10cm，

23、桩身垂直度偏差1%。 (2)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1mmin，提升速度不大于2mmin 。(3)施工前对搅拌桩机进行维护保养，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。(4)开钻前用桩架垂直度指示仪调整桩架垂直度，并用经纬仪进行校核。(5)场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，以减少搅拌的间隔时间，尽量保证施工的连续性。(6)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。(7)质量检验方法 根据规定频率进行试块取

24、样，每组六块7.077.077.07cm3水泥土试块，试样来源于沟槽中的置换出的水泥土，按规定条件养护，到达龄期后送六块水泥土试块做抗压强度试验，试验报告及时报监理。2、施工误差保证措施在施工中要保证施工误差为最小值，并确保避免加固区域侵入地连墙施工范围的措施如下：（1）在每一根桩开钻前用经纬仪查看钻机立柱是否垂直，钻机在施工过程中用经纬仪时刻观察钻机立柱。（2）钻杆刀头补焊、焊接加固的过程中必须要均匀对称，防止下钻过程中受力不均匀，发生飘钻的现象。（3）施工过程中时刻注意钻杆的垂直度。（4）认真保护甲方的坐标基准点，用仪器测量放样，保证桩位的准确性。十三、安全、文明及环境保护措施1、安全措施

25、(1)施工前，对参与本工程施工的工人进行安全生产的教育，组织学习上级部门和公司颁发的关于安全生产的有关文件，并要求职工在施工中严格遵守有关文件的规定。(2)认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，坚持“管生产必须管安全”的原则，结合单位实际情况和本围护施工的特点，组成由项目负责人，公司专职安全检查员，施工队与班组兼职安全员以及工地用电负责人参加的安全生产管理网，建立和健全安全生产制度和章程，明确各级人员的责任，抓好本工程的安全工作。(3)对投入本工程施工的机电设备和施工设施进行全面的安全检查，不符合安全规定的地方立即整改完善，并在施工现场设置安全标志和警告牌。各班交、接班人员必须认真检查机械的各

26、方面性能并明确当班工作内容。(4)严格按照施工组织设计和安全生产措施的要求进行施工，操作人员必须严格遵守安全生产操作规程，特殊工种必须持证上岗，各级安全员要深入施工现场，督促操作人员和指挥人员遵守操作规程，制止无证操作。(5)经常保养施工机具，保证安全装置灵敏可靠，同时搞好安全用电管理，施工现场不得乱拉电线电缆，电气设备和照明灯具具有良好的接地接零保护。(6)重视个人自我防护，进入工地按规定佩戴安全帽，进行高空作业和特殊作业前，必须落实防护措施正确使用特殊防护用品，防止发生人身安全事故。(7)夜间施区照明要健全，确保夜间施工光线充足。(8)配电箱开关器必须完整无损，接线正确。各类接触装置灵敏可

27、靠，绝缘良好无积灰、杂物、箱体不得歪斜。(9)开关箱与用电设备实行一机一闸一保险。(10)同一移动开关箱严禁配有380伏和220伏两种电压。(11)施过程中，每周召开一次安全例会，检查安全生产措施的落实情况，研究施工中存在的安全隐患，及时补充完善安全措施。(12)对新来的工人施工进行三级教育，安全基本知识、法规、法制教育，现场规章制度和遵章守纪教育。(13)特种作业人员需持有特种作业证上岗。2、文明施工(1)施工现场设置安全宣传标语、安全警示牌、安全管理规定、现场规章制度，做到安全、文明施工，并保持现场清洁。(2)施工现场道路平整无坑塘，排水畅通无积水；施工区域与非施工区域严格分离。(3)工地现场材料堆放整齐，工程材料，制品构件分门别类，有条理地堆放整齐，机具设备定机定人保养，保持机容整洁，运行正常。(4)工地上制定卫生制度，定期进行大扫除，保持生活设施整治卫生和周围环境卫生。(5)施工