長螺旋旋噴攪拌樁帷幕施工方法ppt(1210).ppt

長螺旋旋噴攪拌帷幕樁施工方法 何世鳴北京建材地質工程公司 1 前言 水泥土攪拌樁由于其施工簡便 成本低廉 而被廣泛應用于軟土地基處理 基坑支護及止水帷幕等領域 但攪拌樁在現有設備條件下施工 如遇到類似北京地區這樣硬土層會受到很大限制 可概括為 攪不動 單純旋噴樁 無論單管雙管三管在現有設備條件下施工較硬土層 同樣受到這樣或那樣的限制 可概括為 噴不動 地下連續墻造價較高 不為大多數投資商接受 為此人們開始積極地改進方法 采用復合的方式解決問題便應運而生 目前已有在長螺旋鉆具上設置旋噴的方法 深層攪拌法與高壓噴射法相結合的噴漿處理地基方法 以上技術雖然進行了技術改進和提高 但在硬土地區工程應用中都存在一定的局限性 為了克服前述技術的局限性 本工法采用長螺旋旋噴攪拌水泥土樁施工方法 該方法結合了長螺旋鉆機 攪拌鉆機和高壓旋噴鉆機的優點 克服了既有技術的局限性 解決了硬土地層帷幕施工的難題 目前已獲國家知識產權局授權發明專利一項 實用新型專利三項 并經國內外500數據庫查新 具有獨創性 新穎性 實用性 達到國內外先進水平 先后應用于北京大學留學生公寓樓基坑工程 凱迪克大酒店基坑工程 清華大學科研綜合樓及清華同方廣場二期基坑工程 中國人民大學百年講堂基坑工程 北京協和醫院門急診樓基坑工程 山東滕州九州清晏住宅小區基坑工程 云南省軍區機關二期經濟適用住房基坑工程 中國建筑科學研究院科研試驗大樓基坑工程 內蒙呼和浩特鄂爾多斯廣場基坑工程 北京地鐵7號線百子灣明挖車站帷幕 廣華新城居住區616 617地塊 污染土 職工住宅建設項目基坑帷幕 中國航空集團總部大廈護坡土方帷幕工程 農業銀行北方數據中心基坑支護帷幕土方抗浮樁工程 中國人壽二期基坑支護土方帷幕抗浮樁工程等數十項基坑工程 均收到了較好的效果 目前在北京地區已成為先進 成熟 穩定施工方法 已由北京建材地質工程公司編制了企業標準 長螺旋旋噴攪拌水泥土帷幕樁技術規程 QB201201 經濟效益明顯 環保效益和社會效益好 先后獲得獎勵 1 長螺旋旋噴攪拌水泥土帷幕樁技術研究與應用 獲 2009北京鉆探技術國際學術研討會暨第十五屆全國探礦工程 巖土鉆掘工程 學術交流會 大會優秀論文 2009年10月 2 北京大學留學生公寓基坑降水 護坡 帷幕 抗浮樁工程獲中國建材工程建設優秀工程勘察一等獎2009年10月 3 清華同方科技廣場三期D座基坑支護 帷幕工程獲中國建材工程建設優秀工程勘察一等獎2011年9月 4 長螺旋旋噴攪拌水泥土帷幕樁研究與應用獲中國質量評價協會2014年科技創新成果優秀獎 2014年11月 2 特點 2 1該長螺旋旋噴攪拌水泥土帷幕樁主要是針對在已施護坡樁之間做止水帷幕樁 先用長螺旋鉆機引孔 然后用長螺旋旋噴攪拌樁機以 旋噴 攪拌 復合的方式形成水泥土帷幕樁 大部分土留在孔內 通過旋噴攪拌使之均勻 2 2長螺旋旋噴攪拌樁孔內土不全部置換 用水泥量小 比普通深層攪拌水泥土樁節省15 的水泥 比旋噴樁節省50 的水泥 2 3該技術采用的復合鉆具的特征是上部1 4 1 3是長螺旋鉆桿 下部為攪拌鉆具 孔內進行部分取土 孔口少返漿或不返漿 保證現場文明施工 施工滿足綠色環保要求 2 4利用長螺旋鉆機強大的動力和扭矩穿透硬土層 鉆頭上除了側面對稱設置2 6個噴嘴外 在底部設置一個或多個噴嘴 提高其切削 翻攪的能力 硬土層也可快速鉆進 大大減小其攪拌下鉆的阻力 解決了硬土地層帷幕施工的難題 2 5該技術結合了長螺旋鉆機 攪拌鉆機和高壓旋噴鉆機的優點 施工速度快 比普通深層攪拌樁或旋噴樁縮短30 50 的工期 2 6從工程實踐及施工要點上 長螺旋旋噴攪拌樁施工能達到設計的直徑和設計的深度 有其獨特的優越性 在質量上容易控制 根據所在工程地質狀況 合理確定施工參數 合格率為100 3 適用范圍 長螺旋旋噴攪拌帷幕樁適用于素填土 粉土 粘性土 砂土及可鉆進的砂層 卵礫石層等 引孔直徑不宜大于800mm 樁長不宜大于30m 4 工藝原理 在已施鋼筋混凝土護坡樁之間 先用長螺旋鉆機引孔 選擇好土回填 然后用長螺旋旋噴攪拌樁機以 旋噴 攪拌 復合的方式形成水泥土帷幕樁 與護坡樁共同形成止水帷幕 長螺旋旋噴攪拌樁鉆機采用在長螺旋鉆機上加上攪拌桿 鉆頭上帶有攪拌葉 攪拌葉兩側帶有水平方向的高壓噴頭 在噴射高壓水泥漿液的同時機械攪拌土與水泥漿 該技術結合了長螺旋鉆機 攪拌鉆機和高壓旋噴鉆機的優點 發揮了長螺旋鉆機大動力大扭矩特點 解決了在硬土層基坑維護施工中 攪不動 噴不動 等難題 5 工藝流程及操作要點 5 2測量放線定樁位 帷幕樁放樁位前將已施護坡樁樁頭全部露出 按樁位設計圖紙要求 測設樁位軸線 定位點 可采用直徑不小于 25鋼筋在樁位處扎入深度不小于300mm的孔 填入白灰并插上鋼筋棍 標識樁位 所有樁位宜一次全部放完 并由技術負責人組織質檢員 班組長共同對樁位進行檢查 確認準確無誤后 與甲方或監理辦理預檢簽字手續 5 3長螺旋鉆機就位引孔鉆機就位 根據樁長安裝適宜鉆臂及鉆桿 連接穩固 鉆機定位后 四支腿支墊平穩 保持鉆塔的垂直 鉆桿垂直度靠鉆機自身配備的雙線錘和鉆機上的水平尺進行雙控 垂直度偏差不大于0 5 必要時采用經緯儀協助監測 鉆機定位后 進行復檢 鉆尖與樁點偏移不得大于20mm 鉆機啟動前應將鉆桿 鉆尖內的土塊等清理干凈 鉆機引孔 啟動鉆機鉆進成孔 剛接觸地面時 下鉆速度要慢 施工中嚴格控制鉆進速度 鉆進速度根據地層情況按成樁工藝試驗確定的參數進行控制 達到設計標高后停鉆 由質檢員驗收 5 4提鉆選土回填提出引孔鉆機的鉆具 用人工或小型機械配合回填鉆出的虛土至適當標高為止 遇大塊石塊等需進行分揀 必要時選擇好土回填 如臨近建構筑物道路地下管線等 為防止取土對周圍環境造成影響 可反轉上提土留在孔內 5 5長螺旋旋噴攪拌樁機就位引孔完畢后 將長螺旋旋噴攪拌鉆機就位或將長螺旋鉆具更換為噴攪復合鉆具 組裝調試旋噴攪拌設備 確保設備運轉正常 注漿管路暢通 鉆桿垂直度靠鉆機自身配備的雙線錘和鉆機上的水平尺進行雙控 垂直度偏差不大于0 5 必要時采用經緯儀協助監測 5 6水泥漿配制過濾按照設計水灰比對水和水泥重量進行計量 水灰比宜為1 0 1 5 在攪漿桶里攪拌均勻后 經60目篩過濾 放入儲漿池中 儲漿池中放置泥漿泵 對水泥漿進行不間斷攪拌 防止水泥漿沉淀 注漿泵泵頭用細目紗網罩罩住 防止吸入粗顆粒物而堵塞鉆頭噴嘴 5 7水泥漿旋噴復合噴攪鉆具向下鉆進同時開動注漿泵 泵送高壓水泥漿至孔內 泵壓宜為20 30MPa 邊旋噴邊攪拌 給進至設計標高 按設計提升速度提升鉆具 同時旋噴攪拌 至設計標高時停止泵送水泥漿和攪拌 遇砂卵石層等特殊情況 進行重復旋噴攪拌或定噴 采用多遍攪噴或定噴增加成樁直徑或定噴控制寬度 提高止水性能 5 8清理鉆具進行下一根樁施工鉆具提出后 將鉆具上浮土人工清理干凈 檢查并確保鉆頭上噴嘴暢通 然后移至下一樁位進行下一根樁施工 6 1材料要求6 1 1水泥強度等級不宜低于32 5 質量符合GB175 通用硅酸鹽水泥 GB1344 礦渣硅酸鹽水泥 火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥 GB12958 復合硅酸鹽水泥 的規定 并具有出廠合格證明文件和檢測報告 6 1 2粉煤灰宜選用 級或 級粉煤灰 細度 45 m方孔篩 分別不大于12 和25 質量檢驗合格 摻量通過配比試驗確定 6 1 3膨潤土可采用細度200目鈣基 鈉基 鋰基膨潤土 6 1 4其他外加劑宜選用粉狀外加劑 質量符合相關標準要求 摻量和種類根據施工季節通過配比試驗確定 6 1 5攪拌用水應符合JGJ63 混凝土攪拌用水標準 的規定 6 材料與設備 6 2施工機具設備6 2 1成孔及噴攪設備 長螺旋鉆機動力性能滿足成孔直徑 成孔深度要求 噴攪鉆機提升速度不大于1 2m min 噴攪鉆機設有護筒等導正裝置 6 2 2攪漿儲漿過濾設備 攪漿機功率不宜小于2 5kw 攪漿桶及儲漿桶可選用1 5 1 8m3規格或根據工程需要選用 過濾篩應選用過濾網或電動振動篩 過濾網采用60目以細 6 2 3高壓泵及啟動柜 高壓泵功率不小于90kW 額定泵壓不小于24Mpa 額定泵量不小于200L min 啟動柜額定電壓380V 額定電流不小于90A 6 2 4高壓膠管 能滿足40MPa壓力 6 2 5鉆頭鉆具 鉆頭直徑一般為300 800mm 噴嘴直徑 數量等滿足工程需要 噴嘴數量一般為4 9個 鉆具為厚壁鋼管絲扣連接 6 2 6鐵鍬 測量儀器等其它輔助工具 滿足工程需要 7 質量控制與驗收 7 1質量控制7 1 1水泥等材料應按要求復試合格后方可使用 7 1 2鉆頭直徑應不小于設計鉆頭直徑20mm 7 1 3長螺旋鉆機引孔并回填后 應在樁位中心用鋼筋做好標識或將樁孔預留一定深度 便于長螺旋旋噴攪拌樁機嚴格按要求對中 由指揮員負責逐一落實 7 1 4水灰比 泵壓 提下鉆速度 上下遍數及鉆桿的垂直度應按工藝性試驗確定的參數施工 并在施工過程中經常檢查 7 1 5當先施工護坡樁時 護坡樁施工應采用避免塌孔的施工工藝 樁位偏差不大于20mm 垂直度不大于0 5 7 2驗收 8 安全措施 8 1建立安全生產責任制 認真貫徹安全第一 預防為主的方針 8 2建立安全檢查制度 安全員每天檢查 發現問題及時糾正 總承包項目部每周組織一次檢查 對查出的問題限時整改 做到定人 定措施 檢查有記錄 8 3加強對設備的檢查 保養 維修 保證安全裝置完備 靈敏 可靠 確保設備的正常安全運行 高壓膠管接頭應連接牢固可靠 每班組對高壓膠管及接頭處進行一次巡視檢查 避免高壓管破裂或接頭松動傷人 8 4壓漿 攪漿 必須配戴防護眼鏡 8 5打孔前要摸清地下障礙情況 以保證施工安全 8 6施工機械不得碰軋供電 排水系統 8 7施工用電必須符合用電安全規程 現場電器設備要有現場要達到三級配電 三級漏電保護 8 8夜間施工要有足夠照明設備 手把燈必須采用36v低壓電 8 9操作人員必須持證上崗 嚴格按照鉆機規程操作 嚴禁無證操作 8 10鉆機在使用前 應按規程檢查設備狀態 在良好的狀態下方能使用 8 11鉆機在使用 組裝 拆卸過程中 請無關人員離開機械和附近地區 并拉設警戒區域 豎立警示標識 8 12風力超過6級或大雨 大霧等惡略天氣 禁止作業 9 環保措施 9 1廢漿排放控制 1 項目部設專人對現場的廢漿排放系統進行定期檢查 保證排放系統有效使用 2 項目部設專人對廢漿排放的設施每半月進行檢查 并按規定進行記錄 3 施工過程中如出現孔口返漿 應采取措施使廢漿實現有序排放 保證作業面干凈 避免污染同時也便于準確定位 9 2噪音控制 1 項目部各分項工程負責人應識別所做工作中有危害的噪聲源 并將防噪措施向有關施工操作人員進行交底 2 從聲源上降低噪聲 從根本上防止噪聲污染 3 選用低噪音設備和工藝替代高噪音設備與加工工藝 例如低噪音風機 電動空壓機等 4 在聲源處安裝消聲器消聲 即在空氣壓縮機處設置阻抗復合消聲器 在傳播途徑上控制噪音 5 吸聲 利用吸聲材料 如玻璃棉 巖棉 毛毯 泡沫塑料等 吸收通過的聲音 減少噪音 6 所有進出現場的車輛禁止鳴笛 用燈光做信號 在現場出入口和坡道的醒目位置處做明顯的禁止鳴笛的標識 7 裝卸貨物時要有組織的進行 避免產生大的噪聲 8 為防止噪聲打擾臨近小區的居民生活 調整工序安排 盡量避免高噪音的機器夜晚工作 并將加工機器放在遠離居民區的地點 1 項目部施工員或班組長應針對作業活動中易產生對人體健康有害的粉塵 將控制措施和個人防護措施向有關操作人員進行交底 2 施工用水泥 白灰 外加劑等散狀顆粒物一律定點覆蓋或入庫存放 搬運 傾倒時 配料人員和機械操作人員必須佩戴防塵用品 并避免材料遺撒和飛揚 運輸車輛一律進行有效覆蓋 9 3揚塵控制 9 4廢棄物管理控制 1 本工程我們通過施工過程的嚴格控制 施工時盡量建少建筑垃圾的產生 2 對于現場產生的垃圾 應該進行垃圾分類 然后進入垃圾箱 3 現場垃圾箱要做到全封閉 并且建造垃圾和生活垃圾要分開存放 施工垃圾應及時清運 適量灑水 減少形成揚塵 4 對于一般性建筑垃圾和生活垃圾 項目部應聯系環衛部門進行消納 5 對于有毒有害的廢棄物 應到工業有害廢棄物管理中心進行消納 6 項目部現場的廢棄物控制每半個月進行一次檢查 并進行記錄 9 5周圍環境保護 1 鉆機引孔時如周圍臨近有建構筑物 道路 管線等 應采用反轉上提等保護周圍環境措施 必要時實施跳打 2 如遇到周圍環境對高壓噴射敏感時 可采用低壓或常壓施工 以利保護周圍環境 實施 跳打 可隔一打一或隔幾根打一根 相鄰樁施工間隔時間不宜小于12小時 10 效益分析 10 3社會效益10 3 1長螺旋旋噴攪拌樁可以使用在深層攪拌水泥土樁 旋噴樁作為深基坑帷幕 攪不動 噴不動 地層 止水效果好 基坑安全穩定 為后期施工提供了良好的工作環境 加快了后期工程的順利施工 10 3 2適用于硬土地區的深基坑支護帷幕 質量可靠 具有非常廣泛的推廣應用前景 10 4環保 節能效益長螺旋旋噴攪拌樁對周圍環境無污染 施工中無振動 低噪音 滿足綠色環保要求 尤其在施工帷幕樁后插入型鋼形成止水支護一體化的形式 之后拔出型鋼 更顯其環保 節能效益 11 應用實例應用實例1北京大學留學生公寓樓基坑工程 圖4 帷幕樁樁徑 旋噴攪拌樁施工完成后 根據成樁情況及前期經驗 又進行了進一步實驗 實驗方式為 鉆具下降過程中以用旋噴攪拌形式鉆進 達到設計深度后調整鉆頭噴嘴的方向 以定噴的形式提升鉆具 最終形成水泥土板組合樁 其長度達1 35m 成樁效果同樣良好 效果圖如下圖5 開挖后的整體效果圖圖6圖7 北京地鐵7號線百子灣站位于廣渠路和煤碳機械廠西路三岔路口南側的原北京化工二廠北側 規劃為市政綠地 現況半壁店明溝上方 東西走向 車站主體標準段為雙層雙柱三跨箱形結構 兩端頭處為雙層四跨及五跨箱形結構 主體總長235m 標準段結構總寬20 9m 總高13 5m 頂板覆土厚2 965m 車站有效站臺中心處 主體采用樁撐支護體系 車站兩端接盾構區間 車站西端設盾構始發井 東端設盾構接收井 采用明挖法施工 樁撐支護體系 應用實例2北京市地鐵7 線百子灣明挖車站帷幕工程 由于圍護樁施工采用旋挖鉆機 孔口護筒直徑大于樁設計直徑 加之怕凝固而提前拔出護筒 造成混凝土流動形成 大腦袋 兩圍護樁間距更小 有的部位只有200mm 直徑600mm的長螺旋鉆頭下鉆就顯得困難 更有甚者 東端E01 E50圍護樁由于雜填地層原因人工護壁挖孔達10m深 靠人工二次鑿除護壁幾乎不可能 還有旋挖鉆機施工厚砂卵石地層形成坍塌灌注混凝土后形成 大肚子 也使得長螺旋鉆具不能順利按設計樁位下鉆 后移同樣造成止水效果差 為了克服上述 大腦袋 大肚子 等問題 采用了長螺旋潛孔錘振動旋噴樁方法進行鉆進 釬頭直徑203mm 為了克服樁位不準 并最大限度封閉兩圍護樁之間的空間 將帷幕樁布置在兩護坡樁正中 這樣做還有一個好處 即使在開挖后出現局部滲漏時也能較清楚的看見漏水部位 便于堵塞 也便于開挖后取樣進行強度和滲透性測試 現場采用了 三遍水 五遍漿 工藝 每天24小時可完成10 12根樁 加之原有的三臺長螺旋旋噴攪拌鉆機施工 可滿足總體進度要求 開挖后止水效果好 圖8 13 應用實例3中國建筑科學研究院科研試驗大樓基坑工程 3 2地層情況擬建場地標高為44 54 45 26m 地面下勘察深度范圍內的土層劃分為人工堆積層 第四紀沉積層 按地層巖性及其物理力學指標進一步劃分為8個大層 各土層自上而下的分布簡述如下 雜填土 層粘質粉土 層粉質粘土 層粘質粉土 層中細砂 層 粉質粘土 層卵石 層卵石 層卵石最大粒徑18cm左右 3 3水文地質條件擬建場地在勘察深度范圍內分布有3層地下水 第一層為潛水 靜止水位埋深4 1 6 4m 第二層為層間潛水 水位埋深13 0 15 5m 第三層為微承壓水 水位埋深20 1 22 5m 地下水對混凝土結構無腐蝕性 在干濕交替作用條件下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性 謝謝 何世鳴13910983825he shi ming