1、 *應急供水工程（EPC）水泥攪拌樁復合地基專項施工方案編 制 人： 審 核 人： 審 批 人： 編制單位：*股份有限公司編制日期： 2016年11月2日 目 錄1、工程概況22、工程地質、水文地質情況22.1 工程地質情況32.2 水文地質情況32.3 場地地理位置及地形地貌43、水泥土攪拌樁適用范圍44、水泥土攪拌法的固化原理44.1水泥漿液的基本性狀44.2固化原理55、水泥土攪拌樁工藝原理、布樁樣式及力學分析55.1 工藝原理55.2 定位測量、放線65.3 鉆機就位75.4 下鉆75.5 鉆進結束75.6 提升75.7 提升結束、樁體形成75.8 檢查送漿量75.9 工藝流程75.1

2、0 樁長75.11 置換率86、施工程序87、施工工藝參數98、施工工期109、施工組織1010、工程進度計劃1011、材料供應計劃1012、施工中應注意的事項11 水泥攪拌樁復合地基專項施工方案1、工程概況擬建*應急供水工程（EPC）位于陵水河東北面，沿濱河北路布設。擬建工程包括1處應急水廠、1處取水泵房、輸水管道及配水管道組成，擬建建（構）筑物及勘探點的平面位置圖詳見附錄。擬建應急水廠配備有虹吸濾池、廢水回收池、穿孔絮凝斜管沉淀池、加藥間、清水池、吸水井、1層發電機房和配電間及3層綜合樓，框架結構，無地下室，設計±0.00標高約7.00m，總用地面積5863.18m²、

3、水泥攪拌施工范圍為綜合樓273根、加藥間112根。擬建取水泵房配備有1層值班室配電間、取水泵房及檢修平臺以及陵水河取水管，框架結構，埋深約8.00m，設計±0.00標高約8.50m。取水管擬采用頂管施工，為DN500DN600球墨鑄鐵管。擬建輸水管道（AK0+000AK2+043.962）沿濱河北路呈單直線分布，起點位于南濱河北路沿河邊（坐標X=164480.068,Y=48901.647），終點位于應急水廠（坐標X=165857.066，Y=47883.092），沿路線總廠為2043.962m，工設計有46個工作豎井（A1A46），為DN500球墨鑄鐵管，設計管中心標高為4.289

4、7.494m，擬采取明挖施工。擬建配水管道（BK0+000BK0+326.129）沿濱河北路東北面呈L形分布，起點為應急水廠（坐標X=165871.304，Y=47879.776），終點位于縣城管網接管點（坐標X=165919.525,Y=47651.560），沿路線總廠為326.129m，工設計有14個工作豎井（A1A14）,為DN600球墨鑄鐵管，設計管中心標高為2.8447.261m，擬采取明挖施工。2、工程地質、水文地質情況2.1工程地質情況根據勘察報告，主要涉及到以下土層：*應急供水工程工程地質勘察報告層素填土（Qm1）：黃褐、灰褐等色，稍濕，松散，主要有砂土、粘性土及少量碎石等組成

5、，為新近回填土。該層在個鉆孔中均有揭露。層中砂（Q4a1+p1）：黃、灰黃色，濕，松散，局部稍密，石英質，亞圓形，以中砂粒為主，粘粒含量約8%。該層在各鉆孔中均有揭露。層淤泥質粉質粘土（Q4a1+p1）：灰、灰黑色，流塑，切面有光澤，主要由粘粒及粉粒組成，局部夾有貝殼粉細砂薄層，含腐殖質，具有腥臭味。層中砂（Q4a1+p1）：黃褐、灰黃色，飽和，松散稍密，石英質，亞圓形，以中砂粒為主、局部混粗砂粒，粘粒含量約10%。該層在部分鉆孔中均有揭露。層淤泥質粉質粘土（Q4a1+p1）：灰、灰黑色，流塑軟塑，切面有光澤，主要由粘粒及粉粒組成，局部夾有貝殼粉細砂薄層，含腐殖質，具有腥臭味。該層僅在應急水廠

6、部分鉆孔中均有揭露。層中砂（Q2a1+p1）：灰、灰黃色，飽和，中密，石英質，亞圓形，以中砂粒為主、局部混角礫，粘粒含量約15%。該層僅在應急水廠部分鉆孔中均有揭露。層強風化花崗巖（P-T-Y）：灰、灰褐色，結構基本破壞，殘余結構強度，裂隙很發育，巖體破碎，浸水易崩解，巖芯呈砂礫團塊狀為主。該層在部分鉆孔中均有揭露。2.2水文地質情況2.2.1 地表水擬建場地地表水主要陵水河，平時水深約4.005.00m；河面寬約300.00m；水流較緩慢；流向自西向東；兩岸均建設有河堤，無坍塌現場，穩定現較好；經現場調查，取水泵房附近的河段洪水位是8.05m，翻板閘上游附近的洪水位是6.90m。2.2.2

7、地下水在勘探深度范圍內，場地地下水屬孔隙潛水、巖石裂隙水，其中上部含水層（砂土及巖石）均為強透水層。其補給來源主要是側向逕流和降雨補給，排泄途徑主要是人工開采和側向向南陵水河逕流。地下水受季節性及陵水河影響較大，本工程勘察測得地下水位埋深為3.007.90m（標高為0.411.33m）。根據區域地質資料，地下水位年變化幅度約為2.00m。2.3場地地理位置及地形地貌 擬建工程位于陵水河東北面，沿濱河北路布設。擬建應急水廠場地地形開闊，地勢較平坦，周邊為居民區，鉆孔高程為3.415.89m，高差2.48m。擬建取水房沿陵水河北岸建筑，鄰近濱河北路，地形較為狹窄，地勢平坦，鉆孔高程為8.598.7

8、8m，高差0.09m。擬建輸水管道沿線地形較為狹窄，地勢西高東低，鉆孔高程為5.6610.86m，高差5.20m。擬建配水管道沿線地形較為狹窄，地勢西低東高，鉆孔高程為5.667.65m，高差1.99m。場地原始地貌均為陵水河河流一級階地。3、水泥土攪拌樁適用范圍 水泥土攪拌法：是以水泥為主要固化劑，通過特制的深層攪拌機械，將固化劑和地基土強制攪拌，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的樁體的地基處理方法。水泥土攪拌樁分為兩類：施工中柱狀固結體是由水泥漿和軟土攪拌形成的，稱為水泥漿攪拌樁；由水泥粉體和軟土攪拌形成的，稱其為粉噴樁。水泥攪拌樁兩種方法的采用，主要是通過被加固土層中的含水量決定

9、的。通常土層中的天然含水量小于30%時，較為適合使用濕法，在大于50%時較為適合使用干法，而在30%50%之間時需要根據具體的情況進行靈活選擇，水泥土攪拌樁優點有很多，比如：工程造價較低、工期比較短、利用原土，基本上不存在擠土，對周圍建筑干擾少，工藝上簡單，易于操作，土體經加固后重力基本不變，其下臥層不會產生較大附加沉降，施工無振動，噪音小，樁體布置形式靈活，基于這些有點水泥土攪拌樁在市政道路軟土處理中經常使用。4、水泥土攪拌法的固化原理4.1 水泥漿液的基本性狀在軟土地基處理加固中，純水泥漿是硬化劑的主體，其化學成分是氧化鈣、氧化硅、氧化鋁以及氧化鐵和氧化鎂，這些氧化物在水的作用下經過一系列

10、的物理-化學反應一定時間后生成具有一定強度的結石，有實驗數據顯示；純水泥漿的28天的抗壓強度隨水灰比變小而增大，水泥土的強度也隨水泥等級的提高而提高，一般水泥強度提高一個等級，水泥土的強度提高45%95%。事實上，在水泥漿中加入諸如NN0、NR3、NASi03之類的擴散劑也能有效提高固結體的強度，除此之外，常用的外加劑還有速凝劑、塑化劑、緩凝劑、膨脹劑、加氣劑以滿足不同工程的性能需要。表3.1.1 水泥的化學成分化學成分最高%最低%氧化鈣6766氧化硅23.119.3氧化鋁7.64.1氧化鐵5.81.5氧化鎂4.51.74.2 固化原理水泥漿注入土體中后，同土混合，由于土的物理力學性質不同，其

11、固化的原理有所不同，當地基土為砂質土時，其固結的強度較高，地基土為粘土時，固結體的強度相比較而言要低些，其物理化學反應也略有所不同。在水泥漿注入土體的過程中，被振動和高壓水沖壓的土體粉碎成各種顆粒，顆粒間被水泥漿包裹，水泥水化后，在顆粒的四周形成水化物體（鋁酸三鈣水化物和氧化鈣水化物），這就是固化的第一步，水泥的水化反應。由于土體顆粒的吸附作用，這些結晶體開始包裹這些顆粒便面，形成膠凝膜，隨著膠凝膜發展連接繼而形成膠凝體。當這種膠凝體由于水化作用的持續進行在消耗水分的同時生成更多的晶體時，這些不斷生長、延長的不溶于水的晶體交織在一起形成空間性狀的網絡結構，也就是我們常說的水泥骨架。骨架一旦形成

12、，混合體的強度開始生成，這也就是水泥的固化，當骨架里的晶體生成的數量越多，晶體硬結析水越快，越緊密，混合體的強度越大。砂質土和粘土固化過程的區別在砂質土中具有一定強度的較大粒徑參與到骨架的構建中成為骨架的一部分，而粘土由于微粒粒徑蕭，懸浮在這些晶體中，其生成的強度完全是在固化過程生成的晶體的自身強度，故砂質土比粘土的水泥土強度高。需要指出，水化反應是個長期的過程。深層水泥土攪拌樁用以解決的問題：（1）樁體穿透可液化層（2）增加軟土地基的承載力（3）減少軟土地基的沉降量（4）減少軟土地基的沉降速度（5）做為側向支護增加開挖邊坡的穩定性（6）較一般深層攪拌樁強度高3-5倍（7）由于漿體作用降低了樁

13、間土的含水量，提高了樁間土的垂直承載力的摩阻力。（8）由于該法形成的樁體變形特性接近于剛性樁，因此經處理后的地基，很快結束了變形。5、水泥土攪拌樁工藝原理、布樁樣式及力學分析5.1 工藝原理使用水泥攪拌樁鉆機鉆入設計深度后，利用鉆機鉆頭在攪松的軟土中以一定的壓力噴入預先配好水泥（漿），水泥（漿）和軟土在鉆頭的旋轉作用下攪拌混合，形成具有一定強度、柱狀、和良好的水穩定性的水泥穩定土樁，以此實現軟土地基承載力增強的目的。在實際的施工中一般采用四攪兩噴或四攪四噴。5.2 定位測量、放線測量放線由專職技術人員承擔，精度必須滿足規范要求及驗收標準，施工前施工員在測量技術人員指定樁位，定位偏差不大于2cm

14、，開工前應對樁位進行定位測量。測量完成后對測量的定樁點坐標進行復核，復核完成后由施工員對施工樁位進行放樣。定位測量及放樣必須符合設計要求及驗收規范要求。5.3 鉆機就位根據樁位平面圖布樁并編號，攪拌鉆機根據施工流水安排，對準樁位。5.4 下鉆啟動攪拌鉆機，鉆進0.5m后，開動空壓機噴射壓縮空氣，以防鉆進時堵塞灰口，同時借助壓縮空減少負載扭矩，使鉆進順利，被加固的土體在原位攪動切碎。5.5 鉆進結束鉆至設計加固深度后停鉆，本工程場地因底層比較均勻，埋深變化不大。加固深度為：8m。5.6 提升鉆到設計加固深度后，鉆機原位反向旋轉，啟動水泥漿發送裝置，等水泥漿送出后，再開始提升。為使土體和水泥進行充

15、分攪拌并滿足設計送漿量的要求，以確保粉噴樁體的質量，鉆機提升速度和水泥發送裝置的轉速應嚴格按照工藝設計的要求。5.7 提升結束、樁體形成鉆頭提升至樁標高時，關閉水泥發送裝置。鉆機原位旋轉1min，排空管道內的余漿，在繼續提升至地面。5.8 檢查送漿量一定達到設計送漿量要求時，方能允許鉆機移位，若發現水泥漿排空后漿量達不到設計要求時，按照施工及質量驗收規程進行二次噴漿復攪。每根樁的編號及送漿量等應記入原始記錄表上。5.9 工藝流程平整場地施工準備（樁機移位）樁機就位鉆進鉆至設計孔深提升、送漿復噴、提升成孔樁機移位。5.10 樁長水泥攪拌樁加固深厚軟土地基，樁短多為軟土，支撐作用很小，按承載的也行

16、歸屬于純摩擦樁一類。有實驗顯示，攪拌樁的承載力隨樁長增加而增加，但是樁長達到一定長度時，承載力幾乎不再增加，原因是攪拌樁側摩阻力首先在深攪拌樁上端達到極限摩阻力，然后逐步向下發展，樁側摩阻力和樁端阻力就不同步發揮，對于深層攪拌樁而言，樁承載力全部由樁材料（尤其是上半部）與樁周的摩阻力來確定。隨樁長增加而樁的承載力不再明顯增加的長度被稱之為有效樁長，在設計上，設計攪拌樁的設計長度L不宜超過有效樁長La。研究標明，影響有效樁長的因素有三項，分別是樁身強度、地基土支撐力和樁土模量比。具體到某一具體工程，在取得地勘資料后，設計人員只需要套用公式加以簡單的計算，經現場驗證后就可以確定。5.11 置換率在

17、荷載標準組合得以確認的情況下，復合地基置換率根據前參照期地質勘察數據相應的設計規范是容易確定的。以下兩種方法可以讓廢棄的水泥發揮作用。5.11.1 先鋪設碎石墊層，整瓶碾壓后進行水泥攪拌樁施工，水泥漿和碎石攪拌結成混凝土，這樣既省去鑿除樁頭這道工序，同時還能增加了樁長，提高了樁頭強度，達到進一步改善復合地基承載力的效果。5.11.2 提高水泥攪拌樁的施工質量，確保樁頭質量不預留虛樁，將節省的水泥部分均勻撒布在碎石墊層上，形成類似排水混凝土這樣的結構，間接的改善了樁間土體承載力，也能達到改善復合地基承載力的效果。6、施工程序 6.1、辦理有關施工前往來單位及責任人有關手續。 6.2、清理施工現場

18、地下及空中障礙物。 6.3、檢查三通一平工作。 路面要有25T裝卸車所需的承載力和寬度，便于設備的進出場及材料供應。 施工中的施工用電和生活用水要確保供應，電表、水表計量。 按攪拌樁機功率要求，場地內須有能滿足功率為75kw/臺機的電力接口，本工程計劃1臺攪拌樁機施工，所以滿足75kw功率的用電要求，若經常停電還需配備相應功率的發電機組。 6.4、技術交底 根據圖紙、有關技術規范、規程組織所有技術施工人員進行技術交底，以便使所有人員都對本工程情況、特點、難點、重點有詳細了解，在施工過程中予以重視、把握。嚴格按照設計圖紙及施工規范施工。 6.5、測量放線 根據施工現場測量控制點測放軸線及角樁，再

19、依據角樁用網格法測放樁位，樁位放樣誤差5cm，用施工現場水準點測放±0.00標高，并標記于一固定處，用來確定施工中的孔深、停灰面等一系列參數。為確保成樁質量，按設計的要求為樁體上部1/3進行復攪。7、施工工藝參數7.1、施工工藝流程：樁機就位對準樁位預攪下沉至樁底標高噴漿提升至設計停漿面停止送漿復攪鉆進至樁長1/3復攪提升鉆頭提高地面成樁。7.2樁機就位對中允許誤差5cm，鉆架垂直度用垂球控制，允許誤差1.0%H。7.3設備選型：根據本工程地質狀況、設計的具體要求以及噴漿機的性能應選用PH-25型漿體噴射攪拌機。PH25型漿體噴射攪拌機主要技術參數漿噴攪拌機攪拌軸規格（mm）125&

20、#215;125攪拌翼外徑（mm）500-800攪拌軸轉速（r/min）正（反）32，58，100，120扭矩（KN/m）6.6、11.2、16.5電機功率（kw）75起吊設備進架結構高度（m）門型-4級-25m提升力（KN）9-120提升速度（m/min）0.48、0.7、1.1、1.4、1.9接地壓力（kpa）34空壓機配置18Mpa/3.0公升8、施工工期根據施工現場情況、參照工程量及工期要求，此次施工一臺攪拌樁機，按攪拌樁機每日施工進度120m計，施工工期約 26天，如因停電、下雨、臺風等自然條件或場地地下障礙等客觀條件影響，工期將酌情順眼，具體施工進度計劃安排根據現場實際情況為準。9、施工組織9.1 設計組織：根據本工程的工程量、工期要求及場地情況，進一臺攪拌樁機及配套設備，進場后現進行機械的組裝及調試工作。勞動力使用計劃表崗位項目經理隊長副隊長施工員質檢員安全員修配工電 工材料后勤機組人員合計人數1122222×41810