基础水泥搅拌桩及二次开挖施工方案

'1.工程概况1.1竹洲头泵站目前完成情况竹洲头泵站一期基坑开挖已于2009年5月7日完成，根据实际开挖的地质情况，顺河流向围堰两端单薄处开挖至-1.0m高程，其余基坑已开挖至-3.0m高程。基坑支护水泥搅拌桩施工时，坑底铺垫了50cm砂垫层，基坑底部标高现为-2.5m。目前正在进行基坑支护水泥搅拌桩格栅状重力式挡墙施工。1.2竹洲头泵站地基处理水泥搅拌桩1.2.1搅拌桩布置竹洲头泵站地质情况较复杂，基础座落土层（岩层）有：淤泥、淤泥质粘土，大多土层承载力及不均匀沉降控制值不能满足设计要求，需做水泥土搅拌桩处理，采用干法施工。待基坑支护水泥搅拌桩格栅状重力式挡墙施工完后，在现有基坑底面标高-2.5m施打地基处理喷粉水泥搅拌桩及挡墙加固支护桩和各部位连接桩。建筑物地基处理搅拌桩分布在泵站设施（前池、进水间和主泵房）底部，桩径φ550mm，间距900mm，桩底至全风化层；加固桩分布在临江支护挡墙边7m区域，桩径φ550mm，间距900m，桩底高程至-12m。连接桩沿基坑支护桩格栅状重力式挡土墙内侧宽2.7m范围布置三排，桩径φ550mm，有效桩长为5.0～5.4m。连接桩把地基处理桩外四排粘结一起，有效保证支护结构稳定性。建筑物地基处理搅拌桩、加固桩和各部位连接桩桩位置详见附图1.2-1《竹洲头泵站地基处理搅拌桩及加固桩、连接桩布置图》。1.2.2设计技术要求(1)搅拌桩桩身：桩身水泥土90天龄期无侧限抗压强度平均值fcu＝1400KPa；桩身水泥土28天龄期无侧限抗压强度平均值qu≥800KPa。(2)水泥搅拌桩单桩竖向承载力特征值Ra＝100KN，处理后的复核地基承载力特征值fspk≥125KPa。1.2.3技术参数水泥选用江门市新昌水泥厂生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥；水泥掺入比18%；钻进下沉速度：0.8-1.5m/min；喷粉提升速度：0.6-1.2m/min；复搅：0.6-1.2m/min；压缩空气压力：0.2-0.4MPa；-15- 气流量：20L/s；钻头搅拌速度：15mm/转；水泥搅拌桩垂直偏差不超过1％；布桩位置与设计误差不得大于20mm，成桩桩位偏差不得大于50mm；水泥搅拌桩搅拌头磨损量不得大于10mm。1.3竹洲头泵站基坑二次开挖竹洲头泵站基坑二次开挖，主要包括前池、进水间和主泵房等，深基坑长60.3m、宽54.5m、最深5.5m。待支护桩格栅状重力式挡土墙满足设计要求强度后，从现有基坑底▽-2.5m高程平台向下开挖至设计建基面高程。泵站开挖建基面高程见图1.3.1图1.3.1泵站建筑物平面布置图1.4工程量1、地基处理水泥搅拌桩桩径φ550mm，计3639根，总长约42002m(根据实际钻孔进尺情况调整)，空钻为：13288m2、被动土压力加固区桩径φ550mm，计426根，总长4047m，其中空钻长度1746m。3、连接桩径φ550mm，计581根，总长5269m，其中空钻长度2332m。4、二期基坑开挖土方工程量约为17400m3(根据实际开挖情况调整)。2.施工方案编制依据中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；-15- 中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；广东省标准《建筑地基处理技术规范》DBJ15-38-2005；中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；广东省标准《建筑基坑支护技术规程》DBJ/T15-20-97；中华人民共和国行业标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83；《竹洲头泵站厂区布置图》XZ-4GC(B)-01（02）；《竹洲头泵站水泥土搅拌桩支护图》XZ-4GC(B)-07（08）；《竹洲头泵站地基处理及二次开挖图》XZ-4GC(B)-05（06）。3、地基处理喷粉水泥搅拌桩施工3.1施工部署3.1.1施工分区地基处理桩、连接桩和被动土压力加固桩，分A～E型八个区六个作业段。六个作业段分别为：A厂右+B1区、A厂左+B2区、C1区、C2区、D+D1+D2区、E+E1区。每个作业段安排一台搅拌桩机（型号与桩径相匹配）；每台搅拌桩机台配一台空压机、喷粉机、储灰缸等。3.1.2搅拌桩编号为便于施工管理，对进场的六台水泥搅拌桩机进行编号。即：1#机施工A区厂右+B1区，2#机施工A区厂左+B2区，3#机施工C1区，4#机施工C2区，5#机施工D1+D2区、6#机施工E区。3.1.3桩机施工顺序1#、2#机从0+000开始分别向厂右、厂左移动施工，1#机直至左厂上0+028.5,2#机直至右厂上0+028.5；3#、4#机从厂上0+028.5中间开始分别向厂左、厂右移动施工，直至右、左厂上0-007.8；5#、6#机从厂上006.9开始分别向厂左、厂右移动施工，直至右、左厂下0+009.3；5#机施打D2区结束后再施工D1区。共安排六台搅拌桩机每天三班施工。附图3.1-1～8：桩位分区、编号及桩机施工顺序图（8张）3.2喷粉水泥搅拌桩施工工艺3.2.1喷粉水泥搅拌桩工艺流程喷粉水泥搅拌桩施工工艺流程（二喷四搅）见图3.2-1。-15- 桩机就位二次复搅至设计桩标高至设计深度反转提升预搅下沉至设计桩顶标高钻头提升至地面，清除钻头泥包关闭喷粉阀门打开喷粉阀门移机进入下一条桩施工打开送气阀门图3.2-1喷粉水泥搅拌桩施工工艺流程图3.2.2施工方法(1)测放桩位①施工前，首先根据轴线交叉点坐标用全站仪定出轴线。②根据桩位平面图及主要轴线，用全站仪定向，钢尺量距，确定桩位。③引出主要控制点于施工现场不易碾压的位置，用混凝土固定保留。④测量现场地面标高，确定桩顶标高。对桩位进行编号，以利于施工管理和资料整理。(2)桩机就位：桩位复核，桩机就位，对准桩位，保持起吊架垂直。钻机就位应满足图纸要求，垂直度偏差不大于1%(装吊垂球检测)，为确保垂直度控制良好，分别在钻机四个支座处加设较大面积的钢板，使钻机在钻进中保持平稳，钻进时要经常检查垂直度，如发现偏差要边钻进边调整，桩的孔位置与图纸偏差不得大于50mm。(2)启动空压机，使气流正常运转时，开动动钻机向正向转动，加压下钻，当搅拌头到达设计桩底以上1.5m时，即开启喷粉机提前进行喷粉作业，直到设计深度的持力层，转约1分钟。钻进速度为0.8～1.5m/min。(3)转1分钟后，立即提钻，同时开动钻机反转，边提升边搅拌边喷粉，提钻喷粉至桩顶标高以上0.5m处停止喷粉，平均提升速度为0.6～1.2m/min，钻头的搅拌速度为15mm/转，复搅与提升时的管道压力：0.2Mpa～0.4Mpa，汽流量为20L/S。-15- (4)重复下钻喷粉搅拌到设计孔深，完成三次搅拌。(5)关闭喷粉阀门，提升钻头，搅拌到设计桩顶标高，完成二喷粉四搅拌工序。(6)对搅拌钻头进行检查，钻头内磨损量不得大于10mm，超过允许值，须更换。(7)清理：钻头提升至地面，清除钻头泥包。清理完后，将钻机移至下一个桩位重复施工，同时对桩头进行处理，达到设计要求。3.3质量检验3.3.1成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度为停浆面以下0.5m）目测检查搅拌桩的均匀性，量测成桩直径，检查量不小于150根；3.3.2成桩28d后，采用复合地基载荷实验检查搅拌桩复合地基承载能力，检查数量不少于16根；3.3.3经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用双管单动取样器钻取芯样作抗压强度检验，检验数量不少于16根。3.4人员及机械设备配备3.4.1人员配备表3.4-1主要投入人员一览表序号工种人数备注1施工员42司泵工123记录员64空压工65供料工126电工27机修工38普工15合计723.4.2机械设备配备表3.4-2主要施工机具设备计划表序号设备名称规格型号单位数量备注1水泥搅拌机PH-5B台52水泥搅拌机ZGZ-A型台1-15- 3空气压缩机台64灰罐及供料器0.6MP套65电子计量系统套66电焊机BX3-300-2台24、基坑二次开挖施工4.1施工准备工作4.1.1二次开挖施工道路布置二次开挖施工道路由基坑下游侧连接1#临时公路和临时弃渣场，下基坑至主泵房，道路宽6m，铺筑泥结石路面，纵坡i＝0.11，采用块石铺路，路面为泥结石路面，路基分层碾压，每层厚度≤30cm。施工道路布置详见附图4.1-1《竹洲头泵站基坑二次开挖施工平面布置图》。4.1.2基坑排水为了便于开挖后有利于基坑边坡稳定，及时做好边坡、基坑围护及井点降水设备的布设，昼夜抽水，并保证坑内无集水，避免集水滑坡。按图纸要求，在临时支护桩转角处做1.0m×1.0m×1.0m集水坑。4.1.3基坑四周的安全围护采用DN48钢管连接做护栏，立杆打入砼盖板上，间距2.0m，高1.2m，上下用涂有黄黑色漆的钢管连接，并用密目网封闭。4.2二次开挖施工工艺流程基坑二次开挖施工工艺流程详见图4.2-1。-15- 准备工作场地清理、平整确定开挖顺序施工场地安全围护、包括设交通警示指引监理工程师审核测量放样分层开挖出渣形成开挖平台边坡检查人工边坡修整和清理（三检）自检监理工程师检查下道工序修垫开挖道路图4.2-1基坑二次开挖施工工艺流程图4.3基坑二次开挖施工方法4.3.1施工测量放样根据设计坐标，对前池、进水间、主泵房等各个建筑物轮廓进行定点测量放线，各个不同位置用白石灰粉将测放的分界木桩点连接起来，作为开挖轮廓线控制。引测高程固定点，在稳定的土体和挡墙上布设固定点，为深基坑开挖提供水准测量基准点，开挖时根据相对应内起坡线、建筑物轮廊线，用水准仪控制标高的开挖深度，做到边开挖边测量，控制高程到不回挖，一次成形，坑底，挖预留50cm作为人工清基处理层，做到不超挖。-15- 4.3.2基坑二次开挖(1)泵站坑基坑二次开挖时，由厂房1#临时公路1#临时公路和临时弃渣场(顺基坑下游侧修垫道路)下基坑至主泵房；(2)开挖采用1.0m3反铲分二层进行开挖，每层开挖厚度3～4m，采用反铲接力转土，再装车运走；(3)开挖从河边向后山侧退挖，先开挖前池和进水间，再开挖主泵房。(4)开挖离道路远的前池和进水间时，用2～3台反铲接力转土至道路旁边，再用反铲装车运走；(5)道路附近的挖方采用反铲开挖后直接装车；(6)反铲在进行边坡开挖时，预留土20～30cm由人工削坡至设计边线；底部基础面开挖时，为防止超挖，预留土50cm左右在进行垫层或混凝土施工时由人工挖除。(7)二次开挖土方量均运送至临时弃渣场回填。(8)土方开挖基本完成后，测量人员进行复线和测量基底高程，然后人工进行清理，满足桩基检测要求。4.4土方开挖施工监测方案4.4.1施工监测的目的(1)认识影响地表和土体变形的各种因素，以便有针对性地改进施工工艺和施工参数，减少地表和土体变形，保证工程安全。(2)预测施工引起的地表和土体变形，根据地表变形发展趋势情况，决定是否需要采取保护措施。(3)检查施工引起的地表的变形和沉降是否超过允许范围，为在发生事故时提供仲裁依据。(4)为研究地层、地下水、施工参数及地表和土体变形的关系，地表沉降与土体变形的分析预测方法等积累数据，并为改进设计提供依据。(5)了解支护桩支护受力情况，及时调整施工措施，或采取其他安全防护措施，确保基坑施工安全。4.4.3施工监测项目设置本工程根据施工图纸要求，结合现场施工实际需要，拟对以下项目实行监测（见下表），具体监测点布置见附图4.4-1《竹洲头泵站基坑沉降位移观测点布置图》和监理单位要求等有关文件规定，按如下要求实施：表4.4-1竹洲头泵站基坑监测项目表-15- 部位监测项目监测对象测点布置备注垂直支护水平位移垂直支护桩顶见布置图沉降垂直支护桩体见布置图边坡坡顶水平位移坡顶每典型边坡不少于3个点坡顶沉降坡顶周围地表沉降地表典型部位裂缝地表超载状况地表周围地表基坑渗漏水基坑底典型基坑底及边坡不少于3个点地下水位坡顶及基坑底代表部位坡顶和坡底各1个孔4.4.4监测频率监测频率按相关要求，结合现场实际施工情况，本工程对各监测项目的的监测频率、目标控制值及测量精度的要求见下表：表4.4-2监测控制标准表序号监测项目监测精度监测频率监测警戒值垂直支护水平位移1.0mm开挖小于5m时，1次/2天开挖大于5m，1次/1天挖完7～15天内1次/2天挖完15～30天内1次/4天挖完30天以上1次/7天40mm沉降0.3mm50mm边坡坡顶水平位移1.0mm同上40mm坡顶沉降0.3mm50mm周围地表沉降0.3mm同上50mm裂缝超载状况基坑渗漏水同上地下水位1.0mm4.4.5施工监测实施方案施工监测实施方案详见《竹洲头泵站厂区基坑监测专项方案》。-15- 4.4.6监测仪器本工程施工监测采用的仪器如下：表4.4-3主要测量仪器序号仪器名称型号规格数量备注1全站仪GTS10212全站仪索佳51014精密水准仪DSZ-215水准仪苏光DSZ216水位计14.5应急预案4.5.1建立应急处理领导小组，项目经理任组长、总工任副组长的领导班子，抢险人员到位。4.5.2计划抢险物资到位，机械设备到位。4.5.3应急处理措施当基坑支护结构变形超过允许值或有失稳前兆时，应采取加固措施，加固的方法有：撑、拉、压、灌、堵、减等，加固原则如下：(1)当支护结构变形过大，明显倾斜时，可在坑底与坑壁之间加设斜撑。如基坑周边场地允许，可设置拉锚。(2)支护结构桩嵌固深度不足，使用支护桩踢脚失稳时，应立即停止土方开挖，在桩墙前堆放砂包反压，也可在基坑外侧挖土卸载，在挡土桩被动区打短桩加固等。(3)当坑边土体严重变形，且变形速率持续增加时，应视为基坑整体滑移失稳前兆，应立即采取砂包或其它材料回填基坑，待基坑稳定后再作妥善处理。(4)坡顶卸载时，坑内停止挖土作业，适当增加内支撑。(5)当基坑周围建筑物严重开裂、倾斜时，应立即组织人员紧急疏散，并补强加固或拆除，同时上报上级主管部门。4.6开挖资源配置4.6.1人员配备基坑二次土方开挖人员配备，见表4.6-1。表4.6-1劳动力计划表序号工种名称单位数量备注-15- 1反铲司机人82汽车司机人143架子工人24压路机司机人25装载机司机人26电工人17辅工人6总计：人354.6.2机械设备配备基坑土方开挖、回填机械设备配备，见表4.6-2。表4.6-2主要施工机具设备计划表序号设备名称规格型号单位数量备注1反铲PC200台52自卸车解放151台74装载机XG951台15压路机（14t）YZ14B台16潜水泵（8BA-12）台64.6.3主要材料配备基坑土方开挖、回填机械设备配备，见表4.6-3。表4.6-3主要施工机具设备计划表序号材料名称单位数量备注1角钢桩根50∟75×75，长1.5m28磅大锤把24编织袋条10005中砂m3506碎石m31005.施工进度计划5.1基础处理喷粉水泥搅拌桩33950m（不含空桩），其中基础桩约28713m，加固桩2300m，连接桩2936m，计划于2009年6月26日开工，8月14日完成，历时50天，采用6台桩机实施，平均单台进尺约200m/天。按分区安排施工进度，计划详见附图5-1。-15- 5.2二期基坑开挖土方量约1.74万m3，待基坑支护水泥搅拌桩格栅状重力式挡墙龄期达到28天，强度检测达到设计要求，监理工程师验收后开始施工。预计于2009年8月16日开工，8月30日完成，历时15天，平均日开挖量1160m3。挖装土机械：配5台1.2m3反铲开挖土方；运输机械：配7台15T自卸汽车。5.3施工进度计划详见后附图5-1《竹洲头泵站地基处理搅拌桩及基坑二次开挖施工进度计划横道图》。6.质量保证措施6.1管理组织措施根据本阶段施工任务和特点，遵循质量体系文件和合同文件要求，项目部成立项目常务经理领导下的质量管理机构，建立本阶段保证体系和质量责任制，明确各级人员质量职责，合理分配质量要素，实施全面质量管理，确保质量目标的实现。项目部管理体系图框6.1-1。项目常务经理项目总工质安部长项目部专职质检员基础处理、开挖队兼职质检员图6.1-1质量体系组织框图6.2质量保证措施6.2.1喷粉水泥搅拌桩施工质量保证措施(1)在施工中严格按设计要求和有关施工规范、规程进行，从原材料进场开始至搅拌桩施工结束的每一道工序都严把质量关；(2)项目经理部指派专人负责水泥搅拌桩的施工，全过程跟踪水泥搅拌桩的施工。所有施工机械均应编号，应将现场技术员、钻机长、现场负责人、水泥搅拌桩桩长、桩距等制成标牌悬挂于钻机明显处，确保人员到位，责任到人；(3)-15- 开机前仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气（粉）管路、接头和阀门的密封性、可靠性，送气（粉）管路的长度不大于60m；(4)施工时，设计停灰面高出桩顶设计标高0.5m；(5)保证垂直度：设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，施工中采用吊锤观测钻杆的两个方向垂直度和用水平尺测量机架的调平情况，如发现偏差过大，及时调整；(6)桩机桩位必须对中，对中偏差不得大于5cm；桩径不得小于设计值；(7)喷粉水泥搅拌桩施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪；(8)当搅拌头到达设计桩底以上1.5m时，即开启喷粉机提前进行喷粉作业；(9)成桩过程中因故停止喷粉，将搅拌头下沉至停灰面以下1m处，待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升；(10)严格控制搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围内每一深度得以充分搅拌，确保桩身强度和均匀性；(11)需在地基土天然含水量小于30％土层中喷粉成桩时，应采用地面注水搅拌工艺；(12)施工中，如因地下障碍物等原因使钻杆无法钻进时，应及时通知监理、设计人员，以便及时采取补桩措施，以保证质量；(13)定时检查成桩直径及搅拌的均匀程度，喷粉桩桩长大于10m时，其底部喷粉阻力较大，适当减慢钻机提升速度，以确保固化剂的设计喷入量；(14)固化剂从料罐到喷灰口有一定的时间延迟，严禁在没有喷粉的情况进行钻机提升作业。6.2.2基坑开挖施工质量保证措施(1)土方开挖施工中，经常测量和校正其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施，定期进行复测和检查，保证其正确性。　　(2)基坑开挖过程中对土质情况、地下水位和标高等变化情况经常检查，做好原始记录，若发现地基土质与设计不符时，报请有关人员研究处理并做好隐蔽工程记录，确保基坑工程质量。7.安全保证措施7.1管理组织措施7.1.1建交安全组织机构，加强组织管理，切实执行安全责任制，贯彻落实各项安全防范措施。见下图：-15- 项目常务经理项目总工质安部长项目部专职安全员基础处理、开挖队兼职安全员图7.1-1安全体系组织框图7.1.2坚持安全交底的制度，施工员、质安员必须持证上岗，严禁违章指挥和违章作业。7.2安全技术措施7.2.1深化安全教育，强化安全意识，增强责任感。施工人员上岗前必须进行安全教育和技术培训，牢记“安全第一”的宗旨，安全员坚持持证上岗。认真实行标准化作业，严格按安全操作规程进行施工，严肃劳动纪律，杜绝违章指挥与违章作业，保证防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学、技术先进、防护可靠的基础上。7.2.2在工地显眼处挂设各种安全标志，基坑边坡顶外围设置1.2m高镀锌钢管做防护安全栏杆，切实抓好和落实“三宝”的使用。7.2.3贯彻建筑安装施工安全十大禁令及用电安全十大禁令，施工现场配电箱、开关箱采用标准的配电箱，设置安全警示标志。桩机施工用电与设备配电箱、电缆等完整，小型机具，照明设备无破损、漏电等情况的发生，定期检查设备线路，防范于未然，做到安全用电施工。基坑抽水用潜水泵和电源电线应绝缘良好，接线正确，符合三相五线制和“一机一闸，一漏一箱”要求，抽水设备的电器部分必须做好防止漏电的保护措施，抽水时坑内作业人员应返回地面，不得有人在坑内边抽水边作业，移动泵机必须先拉闸切断电源。7.2.4桩机必须完好，操作人员应持证上岗，衣着整洁，安全帽戴好，做到安全操作。7.2.5加强机械设备的维护、保养工作，保证机械设备的完好率和使用率。7.2.6土方开挖前，应对周围环境进行调查，清除安全隐患。作业前要全面检查开挖的机械设备、电气设备是否符合安全要求，严禁带“病”-15- 运行，基坑现场排水、降水、集水措施是否落实。7.2.7边坡开挖时及时观察边坡的变化情况，并做好沉降和位移观测记录。7.2.8土方开挖后，应保持降低地下水位在50cm以下，防止地下水扰动基底土。7.2.9夜间施工时，施工现场应有足够照明设施，基坑内应采用36伏以下安全电压7.2.10作业中应坚持由上而下分层开挖，先放坡后开挖的原则，不准碰损边坡，防止坍塌。7.2.11基坑周边严禁超荷载堆土、堆放材料设备，不得搭设临时工棚设施。汽车运土、装载机铲土时，应有人指挥，严禁在基坑周边行走运载车辆。7.2.12基坑开挖到设计标高后，坑底应及时满封闭，及时进行基础施工，防止基坑暴露时间过长。7.2.13作业人员必须沿专用斜道上下基坑。-15-'