SMW工法桩施工方案37778
黄浦江上游水源地连通管工程C4标
SMW工法桩施工方案
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上海城建市政工程(集团)有限公司
黄浦江上游水源地连通管工程C4标项目经理部
二○一五年三月
目录
1 工程概况 (1)
1.1SMW工法搅拌桩概况 (1)
1.2地质概况 (2)
1.3水文条件 (3)
2 施工部署 (5)
2.1施工区段划分 (5)
2.2施工步骤 (5)
2.3施工场地布置 (5)
2.4主要施工机械设备 (5)
2.5劳动力组织计划 (6)
2.6管理网络图 (7)
3 施工方案 (8)
3.1SMW工法施工流程图 (8)
3.2SMW工法搅拌桩施工方法 (9)
3.3SMW工法施工质量保证措施 (15)
3.4SMW工法质量检验标准 (15)
4 质量、安全、文明施工及环境保护控制措施 (17)
4.1施工质量控制措施 (17)
4.1.1原材料质量管理保证措施 (17)
4.1.2施工机械、设备质量管理保证措施 (18)
4.1.3工法围护质量管理保证措施 (19)
4.2施工安全控制措施 (20)
4.2.1用电安全 (20)
4.2.2施工安全 (20)
4.2.3设备操作安全 (20)
4.3文明施工及环境保护控制措施 (21)
4.3.1文明施工保证措施 (21)
4.3.2周边建筑物和地下管线保护措施 (22)
1 工程概况
1.1 SMW工法搅拌桩概况
本工程SMW工法搅拌桩主要用于13#和15#顶管井周围泖岛公路的保护措施，尽量减小施工过程中对泖岛公路的影响。三轴SMW水泥搅拌桩直径850mm，间距600mm，搭接长度≥250mm，水泥掺量20%，内插H700×300×13×24型钢间距1200mm，深度至搅拌桩桩底上方50cm。各顶管井周围桩顶标高为地面标高，桩底标高为沉井刃脚下2.0m，水泥掺量为20%。详见下附图1-1和1-2及附表1-1。
图1-1 15#工作井SMW工法搅拌桩平面布置图
图1-2 15#工作井SMW工法搅拌桩剖面关系图表1-1 SMW工法搅拌桩环境保护范围
井号位置
桩顶
标高
（m）
桩底
标高
（m）
备注
13#沉井外侧
3.3m
3.00
-16.0
泖岛公路及信息管线保护
15#沉井外侧
3.3m
3.00
-16.0
泖岛公路及信息管线保护
1.2 地质概况
经勘察查明，在本次勘察深度范围（最深65.0m）内的地基土为第四纪全新世Q34～上更新世Q22的沉积层，主要由填土、粉性土、淤泥质土、黏性土、砂性土组成。根据地基土沉积年代、成因类型及物理力学性质差异，将场地沿线65.0m深度范围内土层划分为10个主要层次，其中①、②、③、⑤、⑥、⑦、
⑧、⑨层分别根据各自的土层特性分为若干亚层。各土层性质及分布情况见表
2.2-1《地层特性表》所示。
各层组组成、特征描述见下表：
表1-2 地层特性表
1.3 水文条件
上海地区与工程建设密切相关的地下水主要为第四纪地层中的潜水、微承压水和承压水。
潜水赋存于浅部地层中，潜水水位埋深一般为0.3m～1.5m，水位受降雨、潮汛、地表水及地面蒸发的影响有所变化，年平均水位埋深一般为0.5m～0.7m；当大面积填土时，潜水位会随地面标高的升高而上升。
微承压水赋存于全新统地层中下部的粉性土或砂土中，呈不连续分布，局部与承压水连通，其水位低于潜水位，呈周期性变化，水位埋深约3m～11m.
承压水赋存于上更新统地层中的粉性土或砂土中，其水位低于潜水位，呈周期性变化，水位埋深约3m～12m，不同区域其水位有较大变化。
地下水的温度，在地表下4m深度范围内受气温变化影响明显，4m以下水温受气温变化影响小，一般为16℃～20℃。
2 施工部署
2.1 施工区段划分
本工程共有13#及15#工作井需要对泖岛公路进行工法桩隔离保护，故划分为2个施工区。
2.2 施工步骤
根据现场条件结合本工程特点，沉井施工前，先施工SMW工法围护桩，待沉井施工结束且沉降稳定之后，拔除型钢，并及时进行洞口加固施工。
2.3 施工场地布置
施工场地布置按照文明施工的要求及工程进度的总体安排，并根据场地的实际条件，合理安排水泥桶仓、浆液搅拌站、弃土堆场、型钢制作场（含材料堆放场）、工具房等。
2.4 主要施工机械设备
表2-1 主要施工机械设备配置表
2.5 劳动力组织计划
主要施工人员安排见表2-2。
表2-2 劳动力计划表
2.6 管理网络图
图1-3 SMW工法桩施工管理网络图3 施工方案
3.1 SMW工法施工流程图
本工程SMW工法搅拌桩施工流程图见图3-1。
图3-1 SMW工法搅拌桩流程图
3.2 SMW工法搅拌桩施工方法
1、测量放样
以业主提供的水准点及测量控制网进行引测，按图放出围护结构轴线和高程引测，设立临时控制桩，并做好有效保护。
2、障碍物清理
因该工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行清理，以保证施工顺利进行。
3、SMW工法搅拌桩施工步骤
本工程SMW工法搅拌桩施工步骤见图3-2。
图3-2 SMW工法搅拌桩施工步骤图
（1）开挖沟槽
为清除妨碍成桩施工的杂填土和安置导向型钢架，须用挖机开挖出1.2m宽的沟槽，深度应达到杂填土底部。
（2）定位型钢放置
在槽沟两侧打入地下4根10#槽钢深1.5m，作为固定支点，垂直槽沟方向放置两根型钢与支点焊接，长约2.5m，再在其上平行槽沟方向放置两根型钢，长约7～12m，两组型钢之间焊接住。
（3）三轴搅拌桩孔位定位
将三轴搅拌桩头中心位置在定位H型钢表面划线定位，以此定位搅拌桩机，定位偏差小于1cm。
（4）SMW工法施工
1）施工参数
定位后开动桩机使钻头下沉，同时注入水泥浆，到达设计桩底标高后作重复搅拌注浆（钻头上下各一次），随后钻头提升，仍保持同步注入水泥浆液。
主要施工技术参数见表3-1。
表3-1 SMW工法搅拌桩参数表
2）施工顺序
三轴水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补救是依靠重复套钻来保证，保证墙体的连续性和接头的施工质量，以达到止水的作用。本次连接方式采用间隔式双孔全套复搅式连接。
图3-3 SMW工法桩施工顺序示意图
3）桩机就位
由当班班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；桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于5cm。
①搅拌下沉
启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉，直到钻头下沉钻进至桩底标高。
②注浆、搅拌、提升
开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按计算要求的速度提升搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，直提升到离地面50cm 处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵。
③重复搅拌下沉
再次将搅拌机边搅拌边下沉至桩底设计标高。
④重复搅拌提升
边搅拌边提升（不注浆）至自然地面，关闭搅拌机位。
4）搅拌及注浆速度
①三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，下沉速度不大于0.8m/min，提升速度不大于1.5m/min，在桩底部分重复搅拌注浆，并做好原始记录。
②制备水泥浆液:在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，水泥浆液的水灰比控制在1.5。
5）H型钢插放
三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢，采用插一跳一形式。型钢应预涂减摩剂，以便回收。
图3-4 SMW工法桩内插型钢平面布置图
①起吊前在距H型钢顶端0.2m处开一个中心孔，孔径约4cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，必须保持垂直。
②在槽沟定位型钢上设H型钢定位卡固定，定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤或经纬仪控制垂直度，垂直度应小于3‰。
③当H型钢插放到设计标高时，用吊筋将H型钢固定。溢出的水泥土必须进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。
④待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢撤除。
6）报表记录
施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。
7）每天要求做一组试块，试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头上的土，试块制作好后进行编号、记录、养护，到龄期后送实验室做抗压强度试验。
8）SMW工法施工技术要点
①严格控制设计要求配制浆液。
②土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。同时为了加速和减少对周边地层影响，搅拌时可接入压缩空气进行充分搅拌。
③浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。
④水泥土搅拌桩施工时，不得冲水下沉，钻头提升速度不得大于1.5m/min，其垂直度偏差不得超过0.5%，相邻两桩施工间隔不得超过24h。
⑤压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10-20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。
⑥对溢出的泥土及时采用内驳车运到施工现场集土坑内，临时集中堆放，待达到一定强度后方能在组织土方外运。
⑦H型钢要确保垂直度和平整度，不允许出现扭曲现象，插入时要保证垂直度。插入H型钢若有接头，接头应位于开挖面以下，且相邻两根H型钢接头应错开1m以上。
⑧对需拔出回收的H型钢插入前须涂减摩剂，型钢拔出后应及时用水泥砂浆灌注密实。
（5）H型钢回收
在围护结构完成使用功能后，设备进场对H型钢进行拔除回收，回收后经过整形保养，可重复使用。
主要拔除设备有两台200t液压千斤顶、一台液压油泵、一台15t吊车以及专用顶升夹具装置等。液压千斤顶冲程1.5m，对H型钢进行反复顶升，至到用吊车将H型钢拔除。并用水灰比为0.5的水泥砂浆自流充填H型钢拔出后的空
隙。
拔型钢机械示意图详见图3-3。
图3-5 拔型钢机械示意图
3.3 SMW工法施工质量保证措施
1、由专职测量人员负责测量放线及桩位的定位；
2、桩机必须端正、稳固、水平，用经纬仪或线锤保持其垂直度；
3、浆液配制必须按规定的配合比进行配制；
4、为保证水泥土搅拌均匀，必须控制好下沉提升速度。下沉不大于0.8m/min，提升不大于1.5m/min。若出现堵管、断浆等现象，应立即停泵，查找原因进行处理，待故障排除后须将钻井具提升或下沉1m方能喷浆，以防止断桩；
5、对溢出的泥土应及时处理，以保证SMW工法的硬化及下道工序的施工。
3.4 SMW工法质量检验标准
1、H型钢验收标准见表3-2。
表3-2 H型钢验收标准
实测项目允许偏差mm
长度±10mm
2、H型钢安装验收标准见表3-3。
表3-3 H型钢安装验收标准
3、搅拌桩桩体验收标准见表3-4。
表3-4 搅拌桩桩体验收标准
（1）桩顶标高和桩深应满足设计要求；
（2）水泥浆灌入量要有严格保证，无异常过少现象；
（3）H型钢的间距（平行基坑方向）偏差：L±5cm（L为型钢间距）；
（4）H型钢的保护层（面对基坑方向）偏差：s±5cm（s为设计保护层厚度）。
4、成桩过程中对水泥土取样，制成标准试块，取样数量为每台班1根桩，每根桩不少于2个取样点，每个取样点制作3件试块。
5、搅拌桩桩体在达到龄期28天后，进行钻孔取芯测试其强度，其抗压强度不应小于1.0MPa，检查桩的数量不少于已完成桩数的2%。
4 质量、安全、文明施工及环境保护控制措施
4.1 施工质量控制措施
4.1.1 原材料质量管理保证措施
1、赋予质量业主工程师一票否决权：凡是进入工地的原材料，必须经过质量业主工程师的检验，凡是质量业主工程师认为不合格的原材料，一概拒收退货，不准用于工程；
2、在采购订货前就控制好原材料质量：在原材料采购订货前，先看样品和产品说明书，必要时对样品作化验或试验，不合格的原材料不订货，防止伪劣产品进入工地；
3、原材料进库检验：对准备进库的原材料要查明是否有厂家的产品合格证，无合格证的不进库；同时要分次抽验原材料，不合格的坚决退货，杜绝伪劣产品混进仓库；