.,2017.2.18,三軸攪拌樁施工標準化手冊,南昌軌道交通3號線建設工程,.,1、作業準備,2、施工方法及工藝流程,5、技術要求,大綱,4、特殊情況處理,3、施工具體要求,6、說明及附件,.,1、作業準備,作業準備包含內業準備、外業準備、資源配置三項內容。1.1內業準備（1）掌握施工性施工組織設計、閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，并熟悉設計圖紙、會審記錄、建筑地基處理技術規范等相關規范規程、三軸攪拌樁施工工藝等。制定施工安全保證措施，提出應急預案。對施工人員進行安全技術交底，對參加施工人員進行上崗前培訓，考核合格后持證上崗。（2）根據現場實際情況及三軸攪拌樁施工編號圖制定三軸攪拌樁順序，編制施工方案、技術交底及安全技術交底。（3）制定質量保證措施、應急措施及雨季施工保證措施。（4）三軸攪拌樁樁機進場后報監理驗收，相關儀器表必須經當地計量檢測單位檢測合格后報監理驗收，監理驗收合格后方能施工。,.,1.2外業準備,1.3.1施工人員組織在試樁方案、施工方案中應明確現場管理人員、技術人員名單，并明確相關管理人員崗位職責，人員配備見下表：,1.3資源配置,三軸攪拌樁施工前應進行施工現場、施工機械作業條件、給排水及供電條件、周邊環境及地下管線、水文地質情況進行詳細調查，并形成調查結果，作為施工方案的重要內容。,.,1.3.2主要施工機械設備,現場條件調查清楚后應進行機械選型（根據所施工區域地層情況及施工深度選擇功率合理的機械及鉆頭）。（1）鉆頭選型地鐵3號線地質情況以富砂層為主，由于砂層磨阻力較大，三軸攪拌樁機在砂層中鉆進時動力頭動力要求高，且在砂層中螺旋式鉆頭較葉片式鉆頭與土體接觸面積大，因此要求在富砂地層中鉆進時采用葉片式鉆頭。若鉆進深度不超過14m，且不鉆入砂層時，可選擇螺旋式鉆頭;若超過14m時,采用葉片式合金鉆頭。要求每臺三軸設備鉆頭配置不得低于2套，當鉆速度低于控制速度的10%以上時,根據磨損程度進行更換鉆頭及維修。,.,葉片式鉆頭圖例,螺旋式鉆頭圖例,（2）打樁架選擇,通常要求采用全液壓步履式機架，如JB160A、IB250、JN250、JB250等型號。當場地狹窄、地面承載力較高、較為平整時可選用履帶式機架，使用履帶式機架時土路基應鋪墊路基板。,.,（3）鉆孔機選擇,要求功率不小于180KW，可選用ZLD180/85-3-M2-S（電動機功率90KW*2）、ZKD85-3B（電動機功率75KW*3）等型號鉆孔機。,三軸攪拌樁機常用型號一覽表,.,三軸攪拌樁設備配備一覽表,1.3.3主要物資計劃,三軸攪拌樁主要涉及物資為42.5普通硅酸鹽水泥，應提前進場向監理報驗及試驗送檢，檢測合格后方能投入使用。,.,2、施工方法及工藝流程,2.1施工工藝流程,三軸水泥攪拌樁采用兩噴兩攪工藝，是用深層攪拌機為工具，以水泥為固化劑，在地基土中進行原位的強攪拌，待水泥土固化后形成樁體，以用作加固土體的方法。其施工原理為利用三軸攪拌樁鉆機在原地層中切削土體，同時鉆機前端低壓注入水泥漿液，與切碎土體充分攪拌形成隔水性較高的水泥土柱列式擋墻。三軸水泥攪拌樁施工流程及布置詳細流程見下圖所示：,.,攪拌樁施工工藝流程圖,.,2.2三軸攪拌樁施工順序,三軸攪拌樁施工流程圖如下所示：陰影部分為重復套鉆，以保證樁與樁之間充分搭接，確保墻體的連續性和接頭的施工質量，達到止水的作用。（1）跳槽式雙孔全套復攪式連接：一般情況下（平直無轉角處、圍護結構、止水帷幕、槽壁加固）均采用該種方式進行施工，施工順序如下所示：,跳槽式施工示意圖,.,（2）單側擠壓式連接方式：對于圍護結構轉角處或有施工間斷時采用此方式，施工順序如下所示：,單側擠壓式施工示意圖,.,2.3工藝性試樁,攪拌樁前應根據設計進行工藝性試樁，數量不少于6組。試樁采用根據實際情況可進行原位試樁，試樁應滿足以下要求。,2.3.1試樁目的,通過工藝性試樁應達到以下效果：確定滿足設計要求的各地層及水位以上、水位以下地層的漿液配合比、鉆進速度、提升速度、噴漿壓力等最優施工參數，作為正式施工控制依據。檢驗選定的施工設備和施工工藝是否滿足要求，用以指導大面積施工。,2.3.2試樁要求,設計要求加固后土體強度值及摻量為綜合平均值，試樁過程中應以樁體均勻完整，并到達設計要求為目的，針對不同地層，區分水位上土層及水位下土層，確定不同的試樁參數，水泥摻量及無側限強度不得低于設計要求。,.,南昌軌道交通3號線設計要求參數如下表所示：,試樁主要通過調整水灰比、注漿時間、注漿流量、水泥摻量等參數進行。建議通過調整水灰比、水位以上提升（下沉）速度控制水位以上地層的三軸攪拌樁成樁質量；調整水灰比、水位以下提升（下沉）速度、注漿流量為變量控制水位以下地層的三軸攪拌樁成樁質量。進行多角度分析試樁工藝，形成三軸攪拌樁施工參數控制表。,.,試樁質量最終以鉆孔芯樣為準，現場取得芯樣應現場封存不得銷毀。施工過程中施工單位及監理單位全程參與、盯控，如實記錄，進行分析。試樁原始記錄表詳見附件4-14-2：三軸攪拌樁施工記錄表。,2.3.3試樁參數控制,（1）端頭加固試樁參數控制端頭加固試樁時應針對弱加固區、強加固區、水位下地層、水位上地層設定不同的參數，并要充分考慮水位下地層滲透系數，確定是否增加膨潤土等外加劑。試樁根數不小于6根，建議以水灰比、水位以上提升（下沉）速度為變量控制水位以上攪拌樁成樁效果，其根數不小于3根；以水灰比、注漿流速、水下提升（下沉）速度為變量控制水位以下攪拌樁成樁效果，其根數不小于3根，外加劑根據設計要求、地質特點可選擇是否需要。樁底復攪時間不得低于10min。,.,端頭加固試樁方案中應形成三軸攪拌樁試樁控制變量情況一覽表、三軸攪拌樁試樁控制參數一覽表，樣表如下表所示：,三軸攪拌樁試樁控制變量情況一覽表（樣表）,.,三軸攪拌樁試樁控制參數表（樣表）,.,三軸攪拌樁試樁控制參數表（樣表）,.,下面以試樁1為例，計算水泥摻量。試樁1參數見下表：,已知水灰比1.5：1時水泥漿比重分別為1.375；2.0：1時比重1.295.計算時間時間S（min）=深度h（m）速度v（m/min）由下沉及提升速度以及深度可分別計算出下沉及提升時間為：,.,計算水泥用量水泥用量m（t）=流量L（l/min）時間S（min）水泥漿比重1（水灰比值+1）；則可得出弱加固區水泥用量：m1=180（11.4+8.6）1.2951（1+2）=1554kg=1.554t；水位以上強加固區水泥用量：m2=290（18.9+13.5）1.3751（1+1.5）=5167.8kg=5.1678t；水位以下強加固區水泥用量：m3=290（7.6+7.6+10）1.3751（1+1.5）=4019.4kg=4.0194t；,.,計算水泥摻量水泥摻量=水泥用量（加固體積1.8）。弱加固區水泥摻量=1.554（1.4956.8581.8）=8.4%；水位以上強加固區水泥摻量=5.1678（1.4959.4621.8）=20.3%；水位以下強加固區水泥摻量=4.019（1.4953.0381.8）=49.1%；強加固區總水泥摻量=（5.1678+4.019）（1.49512.51.8）=27.3%。,.,試樁根數不小于6根，建議以水灰比、水位以上提升（下沉）速度為變量控制水位以上攪拌樁成樁效果，其根數不小于3根；以水位以下提升（下沉）速度、外加劑為變量控制水位以下攪拌樁成樁效果，其根數不小于3根。試樁方案中應形成三軸攪拌樁試樁控制變量情況一覽表、三軸攪拌樁試樁控制參數一覽表。,2、建筑物隔離樁、接縫止水、附屬SMW工法樁參數要求,建筑物隔離樁、接縫止水、附屬SMW工法樁設計要求地下水位以上水泥摻量不小于20%，地下水位以下水泥摻量不小于30%，平均水泥摻量不小于25%。試樁時應針水位下地層、水位上地層設定不同的試樁參數，并要充分考慮水位下地層滲透系數，確定是否增加膨潤土等外加劑。,.,三軸攪拌樁試樁控制變量情況一覽表（建筑物隔離樁、接縫止水、附屬SMW工法樁樣表）,.,三軸攪拌樁施工過程及控制摻量（建筑物隔離樁、接縫止水、附屬SMW工法樁樣表）,.,下面以試樁1為例，計算水泥摻量（參照型鋼水泥土攪拌墻技術規程（JGJ/T199-2010）。試樁1參數見下表：,已知水灰比1.5：1時水泥漿比重分別為1.375。計算時間時間S（min）=深度h（m）速度v（m/min）由下沉及提升速度以及深度可分別計算出下沉及提升時間為：,.,計算水泥用量水泥用量m（t）=流量L（l/min）時間S（min）水泥漿比重1（水灰比值+1）；水位以上強加固區水泥用量：m2=290（19.4+12.4）1.3751（1+1.5）=5072.1kg=5.072t；水位以下強加固區水泥用量：m3=290（17.7+27.7）1.3751（1+1.5）=7241.3kg=7.241t；三軸攪拌樁截面積：（1.495+0.567）/2=1.0312m21.495大幅三軸攪拌樁截面積0.567小幅三軸攪拌樁截面積,.,計算水泥摻量水泥摻量=水泥用量（加固體積1.8）。水位以上強加固區水泥摻量=5.072（1.031213.61.8）=20.1%；1.031套打工藝標準幅三軸攪拌樁截面積水位以下強加固區水泥摻量=7.241（1.031210.61.8）=36.8%；強加固區總水泥摻量=（5.072+7.241）（1.031224.21.8）=27.4%。,3、槽壁加固試樁參數要求,槽壁加固三軸攪拌樁設計要求水泥摻量不小于20%，試樁時，建議試樁根數不小于3根，建議以水灰比、提升（下沉）速度為變量控制攪拌樁成樁效果。應形成三軸攪拌樁試樁控制變量情況一覽表、三軸攪拌樁試樁控制參數一覽表，水泥用量計算參考端頭加固計算公式。,.,槽壁加固試樁控制變量情況一覽表（樣表）,.,三軸攪拌樁施工過程及控制摻量（槽壁加固樣表）,.,2.3.4質量檢驗,試樁完成后對工藝性試樁的質量進行必要的檢驗，可采取以下幾種方法：1、成樁7天后，采用淺部開挖樁頭進行檢查，開挖深度超過停漿（灰）面下0.5m，目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑。2、樁身強度檢驗應在成樁2860d后，用雙管單動取樣器鉆取芯樣作攪拌均勻性和水泥土抗壓強度檢驗，如60d后仍取不出芯，重新試樁。取芯方案如下。,取芯方案:鉆探深度以地面至樁底設計位置的深度；對于試樁的三軸攪拌樁每幅均進行取芯，每幅取一根；取芯位置應為每幅樁中未重復施工的位置，且樁徑1/4處。根據是否采套打工藝，取芯位置應不同，詳見下圖：,.,.,2.3.5試樁總結,三軸攪拌樁試樁完成28d60d應進行鉆孔取芯驗證樁體質量，取得取芯報告后，項目部應進行編制完善試樁總結報告，報監理批復后，由監理組織業主、設計、施工等相關單位對試樁結果總結、分析，形成最終的試樁總結報告，作為三軸攪拌樁施工控制依據，試樁總結應包含以下內容：1、總結、分析試樁過程中投入設備、資源組織是否合理，能否指導后續施工。2、總結、分析施工工藝是否滿足設計要求，能否作為后續施工標準工藝。3、對鉆進速度、提升速度、噴漿壓力、水灰比、基底復攪時間等試樁參數進行全面分析，通過分別對比水位以上地層、水位以下地層的成樁效果，確定滿足設計要求的最優參數。4、形成三軸攪拌樁施工參數控制表作為后續施工控制依據，表格樣式如下表所示：,.,三軸攪拌樁標準化施工參數控制表（端頭加固格式）,.,三軸攪拌樁施工參數控制表（隔離樁、止水、SMW樁）,.,3、施工具體要求,3.1施工場地平整,施工前，必須先進行施工區域內的場地平整，清除表層硬物，素土須夯實。路基承重荷載以能行走125t履帶吊車及履帶式樁架為準，為確保安全，在任何路基上樁機負重及行走須在路基箱上進行。因該工法要求連續施工，故在施工前應對圍護施工區域地下障礙物及管線進行清理或移位，以保證施工順利進行。,3.2樁位放樣,根據提供的坐標基準點，按照設計圖進行放樣定位及高程引測工作，并做好永久及臨時標志。放樣定位后，請監理進行復核驗收簽證。確認無誤后方可進行攪拌施工。當三軸攪拌樁作為圍護結構或槽壁加固時，應進行適當外放，外放距離根據設備及施工經驗確定，一般建議不小于0.003h（h鉆孔深度）。,.,3.3開挖導向槽,在三軸攪拌樁施工過程中會涌出大量的置換土，為了保證樁機的安全移位和施工現場的整潔，需要使用挖機在攪拌樁樁位上預先開挖溝槽。根據基坑圍護內邊控制線，采用0.6m3挖機開挖導向溝，遇有地下障礙物時，用挖土機清除，開挖導向溝余土應及時處理，以保證樁機水平行走，并達到文明工地要求。溝槽開挖完畢及攪拌樁施工以前，在槽段外側設置擋泥墻或其他隔離防護措施，防止泥漿污染地面。,.,由現場技術員根據設計圖紙和測量控制點放出樁位，樁位平面偏差不大于2cm。本工程使用的三軸攪拌機樁徑為850mm，軸心距為600mm，攪拌樁搭接250mm。用紅色油漆做好標記，保證攪拌樁每次準確定位。,3.4攪拌樁孔位定位,3.5樁機就位與垂直度控制,用卷揚機和人力移動攪拌樁機到達作業位置，并調整樁架垂直度達到0.5%以上。在樁機上焊接一半徑為5cm的鐵圈，10m高處懸掛一鉛錘，使鉛錘正好通過鐵圈中心。每次施工前必須適當調節鉆桿，使鉛錘位于鐵圈內，即把鉆桿垂直度誤差控制在0.5%內。樁機移位由當班機長統一指揮，移動前必須仔細觀察現場情況，移位要作到平穩、安全。樁機定位后，由當班機長配合技術員對樁機樁位進行復核，偏差不得大于20mm。,.,為便于成樁深度的控制，施工前應在鉆桿上做好相應的標記，控制攪拌樁樁長不得小于設計樁長，當樁長變化時擦去舊標記，做好新標記。,中線放樣及樁位控制線布設,鉆桿垂直度控制,.,3.6水泥漿液拌制,水泥漿后臺采用自動拌漿系統，后臺附近搭建水泥庫。施工前對全體工人做好詳細的施工技術交底工作，水泥采用P042.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比、比重按照試樁總結形成的參數控制表執行，水泥平均摻量強加固區不小于25%，弱加固不小于10%，滲透系數不應大于110-7cm/s,28d無側限抗壓強度標準值不低于0.8MPa（以具體設計要求為準）。技術員負責在拌漿平臺張貼各類技術參數牌，泥漿配合比標識牌。,泥漿配合比標識牌,.,三軸后臺泥漿拌制系統,水泥漿配制電子秤,.,（1）在施工現場搭建拌漿施工平臺，平臺附近搭建140水泥庫，在開機前按要求進行水泥漿液的攪制，將配制好的水泥漿送入貯漿桶內備用。（2）水泥漿配制好后，停滯時間不得超過2小時，搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過24小時。在開機前應進行漿液的攪制，開鉆前對拌漿工作人員做好交底工作。采用42.5級普通硅酸鹽水泥，設定水灰比為水位以上地層1.52.0，水位以下地層1.01.5（僅供參考，以試樁總結參數為準）。注漿時通過2臺注漿泵2條管路同時注入，單管注漿流量約145L/Min。,啟動電動機，根據土質情況按計算速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌和下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標高。按照攪拌樁施工工藝要求，鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液，每次下降時噴漿7080，提升時噴漿3020。鉆機鉆進速度與提升速度按照技術交底要求均勻、連續注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時，設計水泥漿液全部注完。,3.7注漿攪拌下沉,.,三軸攪拌樁噴漿攪拌下沉圖例,三軸攪拌樁漿液柱塞泵,.,3.8噴漿攪拌提升,鉆掘攪拌機下沉到設計深度后，在底部停頓持續噴漿600S，然后邊噴漿、邊旋轉攪拌鉆頭，泵送必須連續，并提升至超設計標高50cm。建議按水位以下地層0.30.6m/min、水位以上0.81.5m/min（以試樁總結參數為準）的速度控制提升攪拌頭，噴漿量采用流量表統計，攪拌深度鉆桿標記方式進行記錄。,3.9施工記錄,施工過程中，由技術員負責旁站并填寫施工記錄，施工記錄表中詳細記錄了樁位編號、樁長、水位以上地層及水位以下地層的下沉（提升）攪拌噴漿的時間及深度、水泥用量、試塊編號、水泥摻入比、水灰比等數據（詳見附件）。施工過程中質檢員、技術負責人監督抽查，施工記錄報監理確認。,.,4.1施工冷縫,施工過程中樁與樁的搭接時間不宜超過24h，若因搭接時間過長無法搭接或搭接不良，應作為冷縫記錄在案。經監理單位和設計單位認可后，采取在冷縫處補做兩根800400高壓旋噴樁進行封堵加強的技術措施。冷縫處的高壓旋噴樁施工須待其臨近圍護體施工結束，并達到設計要求強度后方可施工，施工方法如下圖所示：,4、特殊情況處理,.,4.2遇孤石處理措施,一般情況下，三軸攪拌機對粒徑10cm以下的卵石地層亦適用。在成樁過程中如遇較大孤石，則采用加水沖擊，提高水泥摻量的方法，若孤石較大無法沖脫，則采用加樁補強的方法。,4.3垂直度控制及糾斜措施,準確定位樁的平面位置，樁機就位嚴格按樁的平面位置就位；對于有偏斜的樁位，采用加樁的措施，在其背面補作加強樁。,4.4意外停機時的意外措施,發生意處停機事件，將鉆桿下沉0.5m，重新噴漿攪拌，防止出現斷樁或夾層現象，若兩樁咬合超過24h，則第二根樁采用增加20%漿量，或采用加樁。,.,4.5其他情況的處理,有異常時，如施工遇無法達到設計深度時，應及時上報甲方、監理，經各方研究后，采取補救措施。在碰到地面溝或地下管線無法按設計走向施工時，宜與設計單位、業主、監理共同協商，確定解決辦法。施工過程中，如遇到停電或特殊情況造成停機導致成墻工藝中斷時，均應將攪拌機下降（提升）至停漿點以上（下）0.5m處，待恢復供漿時再噴漿鉆攪，以防止出現不連續墻體；如因故停機2小時以上，宜先拆卸輸漿管路，進行清洗，以防止漿液硬結堵管。發現管道堵塞，應立即停泵處理。待處理結束后立即把攪拌鉆具上提和下沉0.5m后方能繼續注漿，等1020秒恢復向上提升攪拌，以防斷樁發生。,.,5.1成樁施工的質量控制要求,（1）認真做好各施工班組作業人員分層次技術交底，以及上崗前的培訓工作，持證上崗，確保崗位工作質量。（2）材料供應部門在材料送至現場時，應同時提交材料質保單，水泥要做強度試驗，測試報告應在正式施工前完成，確保使用設計強度等級的水泥，進場水泥及時送檢，合格后方可使用。（3）施工班組長要下達作業指導書，明確作業要求。施工時質檢員即時檢查，作好記錄，班后由班長、質檢員核對，防止出現差錯。（4）保證施工機械設備性能良好狀態，施工時及時例行維保，對壓漿泵進行每分鐘壓漿量檢測，并準備應急備用壓漿泵一套，從而確保噴漿的均勻性和連續性。,5、技術要求,.,5.2水泥漿液質量控制要求,（1）嚴禁使用過期水泥，受潮水泥，對每批水泥進行檢查，合格后方能使用。（2）漿液不能發生離析，水泥漿液應嚴格按預定配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌30秒再倒入存漿桶。（3）水泥漿的制備須有充分的時間，要求大于3分鐘，以保證攪拌均勻性。水泥漿從灰漿拌合機