深层搅拌防渗墙.doc

（一）主要施工机械设备1、岩芯钻机选择岩芯钻机用于先导孔的施工、防渗墙体质量的取芯检查等。先导孔施工在搅拌桩施工准备期间进行，防渗墙正式开工前基本结束。2、深搅设备采用 BJS15B 型三头深搅桩机，以期大幅度提高成墙效率。3、高喷设备BWT100/30 型高压注浆泵及 XP-30 型旋喷钻机，作为备用工法（高压旋喷） ，以备特殊工段及墙体接头施工之用。4、电源配置施工用电以自备电源为主，各深层搅拌桩机的动力配置采用一机一源（发电机组）方案，同时还备有一定数量的备用发电机，以备各桩机临时应急之用。5、施工设备计划表本工程拟投入深层搅拌机 13 台套，岩芯钻机 6 台套，高喷设备 1 台套(详见下表)。主 要 施 工 设 备 计 划 表 设 备 价 值(万 元 /台 )设备名称型 号及规格数量制造年份生产国自有或租赁新或旧设备 原值 现值额定功率生产能力运到工地日期现在何地岩芯钻机 DPP-100 1 北京96-98 自有 半新 20 80kW 100m 2 月 9日 现场岩芯钻机 XY-1 3 北京95-97 自有 半新 8 30kW 100m 2 月 17日前 现场深搅桩机 PH-5C 7 武汉97-99 自有 新、半新 30 90kW 18m 2 月 18日前 现场深搅桩机 PH-5C 3 武汉97-99 自有 新、半新 30 90kW 18m 2 月 25日前 郑州深搅桩机 BJS-15B 2 蚌埠97-99 自有 新、半新 35 100kW 15m 2 月 16日前 现场深搅桩机 BJS-15B 1 蚌埠2000 自有 新 35 100kW 15m 2 月 22日前 蚌埠高压旋喷钻机 XP-30 1廊坊99 自有 新 47.5kW 30m3 月 10日前 郑州灰浆泵 2SNS 5 武汉89-98 自有 半新 1.5 7.5kW 150L 2 月 8日前 郑州灰浆泵 BW-150/2 8 衡阳95-99 自有 半新 2 75kW 200L 2 月 8日前 河南高压注浆泵BWT- 100/30 1衡阳2000 自有 新 15 55kW120L30 MPa3 月 10日前 郑州灰浆 搅拌机 PM2-2 12北京95-99 自有 半新 1 10kW0.5 m32 月 8日前 河南灰浆搅拌机 PM2-1 10北京95-99 自有 半新 0.6 5kW0.3 m32 月 8日前 河南发电机 100 kW 9 郑州97-99 自有 半新 5 2 月 8日前 河南发电机 200 kW 5 郑州96-98 自有 半新 6.5 2 月 8日前 河南油罐车 4000L 1 郑州 98 自有 半新 20 2 月 6日前 郑州潜水泵 20m3 20 衡阳97-99 自有 半新 0.5 2 月 10日前 河南排浆泵 2PN 5 河南88-98 自有 半新 0.3 2 月 10日前 河南电焊机 50kVA 15 衡阳97-99 自有 半新 0.5 2 月 10日前 河南（二）深层搅拌桩施工方法1、深层搅拌防渗墙施工工艺概述深层搅拌防渗墙是以水泥作固化剂，通过深层搅拌桩机主动钻杆、钻头输入水泥浆液，同时钻头叶片将地基软土与水泥浆强制拌和，水泥与软土产生物理、化学反应，使软土与水泥固化，达到一定强度和稳定性，形成有较好防渗性能的水泥土地基，并通过桩间套接形成地下连续防渗墙。2、深层搅拌桩机主要技术参数根据本工程特点，结合本标段地层情况和防渗加固深度要求，拟选用 PH 系列及 BJS 系列深层搅拌钻机，其主要技术参数见表 7-1。深层搅拌桩钻机技术参数一览表类型项目 单位 PH-5D（单头） BJS-15B（三头）加固深度 m 18 15成桩直径 m 0.31.0 3×（0.200.35）正 r/min 7,12,21,34,52钻机转速 反 r/min 8,14,25,40,6220,34,60,95最大扭矩 kN.m 55 39×2慢档 0.116,0.197,0.347,0.552,0.850正 m/min快档 0.201,0.347,0.611,0.972,1.497慢档 0.137,0.232,0.408,0.65,1提升速度 反 m/min 快档 0.241,0.408,0.719,1.144,1.7610.32,0.6,0.9,1.55钻杆规格 mm 125×125 3×125×125主电机功率 kW 45 55油泵电机功率 kW 5 11单步行程 m 纵向 1.2，横向 0.5 纵向 1.35，横向 0.53、防渗墙设计技术指标：1） 、单轴抗压强度：R 281.0MPa；2） 、渗透系数：Ki×10 -6cm/s（1i3） ；3） 、允许渗透比降：J50；4） 、水泥掺入比：15%；5） 、墙体厚度：200mm。4、施工工艺参数及浆液配比试验由于深层搅拌工艺参数及地层岩性等因素对成墙质量影响较大，故要针对不同的地层采用不同的工艺参数和浆液配比，如搅拌轴转速、提升及下沉速度、注浆量、水灰比、复搅速度等。要在场地轴线外选择有代表性的地段进行成墙试验，并对试验墙体进行开挖、取芯检查及抗压、抗渗等试验。检查内容包括桩间搭接是否牢固可靠，搅拌是否均匀，墙面是否平整等。通过上述检测，确定合理可靠的工艺技术参数及浆液配比，报监理批准后实施。1 ）配制浆液的原则深层搅拌施工浆液的配比，直接关系到固结土层的强度和工程防渗效果，因此，浆液配比试验要遵循以下原则：（1） 、浆液在注浆过程中能保持较好的流动性，便于增大浆液在搅拌土层中的扩散范围，并在注浆管路中保持畅通，避免堵塞管路形成事故。（2）浆液在土层中凝结的初始期，要具有一定的强度和粘结力，不易被地下水冲蚀。（3）浆液要具有良好的稳定性，以免过早的产生沉淀，影响浆液的灌注。2）试验工艺技术参数根 据 本 标 段 地 层 条 件 及 墙 体 设 计 技 术 指 标 ， 制 定 的 试 验 工 艺 技 术 参 数 见 表 7-2。试 验 工 艺 技 术 参 数 一 览 表 表 7-2水灰比 浆液比重 喷浆钻进 喷浆提升 复搅钻进 复搅提升W：c m/min m/min m/min m/min0.6：1 1.720.8：1 1.611：1 1.510.85 0.972 0.85 0.9723） 试验成墙参数采用 PH-5F 型三头和 PH-5D 型单头深层搅拌桩机作成墙试验。（1）钻进速度：0.85m/min，提升速度：0.972m/min；（2）浆液水灰比：0.6:1，0.8:1，1:1 三种；（3）泵压：0.50.8MPa；（4）注入水泥浆量：2032L/m 单桩；（5） 三头桩机工法：二次成墙，钻头直径 350mm，轴距 450mm，桩间搭接125mm，理论成墙厚度 268mm。（6）单头桩机工法：一次一桩连续成墙，钻头直径 450mm，桩间距 380mm，桩间搭接 70mm，理论成墙厚度 241mm。三头钻机施工图 单头钻机施工图5、施工工艺流程深层搅拌桩机在防渗墙轴线上就位，调平，通过主机上的动力传动装置，带动主机上的钻杆转动，并以一定的推动力使钻头向土层推进，达到设计深度，然后提升搅拌至孔口，在上述下沉提升过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输送管输进钻杆，经钻头喷入土体内，在下沉和提升的同时，水泥浆和土体充分拌合，进行必要的复搅后桩机沿轴线纵移就位，调平、多次重复上述过程，从而将搅拌桩套接成一道防渗墙，在此过程中三头桩机一次成桩三根，二头桩机一次成桩二根，单头桩机一次成桩一根，均称为一序，然后桩机沿轴线向前移动进行下一序墙体施工。6、施工作业1） 、制浆：采用 425# 普通硅酸盐水泥，按试验确定的最优水灰比拌制水泥浆。用浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐，记录浆面高度计算水泥浆量。2） 、桩机就位并调平，桩机就位包括轴线上、下游方向，对应误差控制在±10mm，在调平的过程中，使用水平尺检测机座的水平度，采用桩机机架正面和侧面的双向锤球（垂线长度不小于 10m）,校正桩机机架的垂直度，保证垂直度偏差不大于 5，三头桩机还要观察三个连通液压管的液面是否在同一水平面上。3） 、搅拌下沉的同时开启浆泵送浆至设计深度，喷浆记录仪自动打印记录，搅拌提升的同时输入浆液至孔口，以孔口微微翻浆使土层尽可能吃浆，作为供浆控制标准，单头桩机再带浆进行一次上下复搅(至墙底)，三头桩机不带浆复搅 3m，完成一序桩施工。4）、油压调距、沿轴线向前移动，三头桩机移动 225mm，单头桩机移动380mm，对准标定的桩位，调平，重复上述过程，完成下一序桩的施工。268 241第二序施工桩450 125 225450 380 第二序施工桩70 350 第一序施工桩 第一序施工桩 5）、重复上述过程，完成一个单元墙的施工。三头桩机沿墙轴线移动 1350mm后，进行下个单元的施工，对准桩位，重复上述过程。以此类推，连续成墙。6） 、桩头浮浆处理，随钻进行，要在墙体初凝后按设计标高清除。图 7-3 深搅墙施工工艺流程图 7、施工质量控制1） 、对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可在 0.61.0 之间调整水灰比。实践证明，在保证孔口少量翻浆和水泥掺入比的前提下，只有合适的水灰比,才能保证水泥土搅拌的均匀性和成桩质量。2） 、钻进、提升及复搅的速度均要控制在 0.81.0m/min 之间，施工实践证明，只有控制好钻进和提升速度，同时又根据机型、土体等情况，控制好输浆量、浆液比重、掺入比等关键环节，才能确保成桩质量。3） 、施工中使用的水泥要经过试验，检验合格后方能使用。水泥浆液要按试验确定的配合比拌制，搅拌好的浆液不得离析。浆液应经筛过滤后进入输浆泵，以免损坏泵体，泵送浆液必须连续，一旦因故停泵，立即通知操作工，做好记录，防止断桩。4） 、为了保证墙体厚度，钻头直径要不小于设计桩径，桩间距应不大于理论计上 灰加 水 水 泵高 速 搅 拌设备安装调试 注浆泵（注浆） 储浆筒（搅拌）设备清洗桩机就位搅拌下沉复搅提升搅拌提升调平复搅下沉算值。5） 、供电、供水必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下 0.5m，待恢复供应时再喷搅提升。因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路进行妥善清洗。6） 、当浆液到达设计桩底后，应在桩底喷浆 30 秒，使浆液完全到达桩端。7） 、当喷浆口提升到设计桩顶时，应停止提升，搅拌 30 秒，以保证桩头均匀密实。8） 、搅拌喷浆提升速度和次数必须符合施工工艺要求，使喷浆量和提升速度相配，保证墙体的均匀性，根据先导孔提供的资料，对特殊地段和堤身质量较差地段适当加大喷浆量和放慢提升速度。详细记录钻机每米下沉和提升时间。深度记录误差不大于 100mm，时间记录误差不大于 5s。9） 、桩与桩的搭接间歇时间不大于 24h，如特殊原因超过上述时间，则应和前一根桩进行对接，待水泥土墙具有一定强度后，在接头处采用套钻注浆或高压注浆方案进行连接处理（详见 7.10 款） 。8、施工过程中特殊情况的处理1） 钻进困难在遇到较密实地层，钻进困难时，可采取以下措施：一是将浆液调稀一级，穿过该层后再恢复原水灰比。二是改进钻头的形式，对于十字钻头，可在叶片上补焊锯齿钉，以增加对地层的切削能力；或者将十字钻头换成螺旋钻头。2） 障碍物处理如遇无法拆除的过堤障碍物，如高压线、重要通讯线、桥梁、涵闸等，或堤身内有块石、管道、麻袋等，深搅桩机无法施工时，可在施工安全区范围内，采用高压旋喷工法施工。依现场条件，计划对 575+500 处的通讯线、574+300 和 573+750处的高压线堤段采用高喷工法处理（高喷施工方案另报） 。3） 输浆管堵塞事故该事故的发生，一是因为发电机故障而产生较长时间的停电；二是因水泥浆使用不当而造成。前者要求配备备用小型发电机组（20kw） ，避免注浆泵因停电而使输浆管堵塞。后者则要求拌制好的水泥浆一定要经过筛后方可使用。一旦堵管，要及时处理，不能影响继续施工。9、墙体接头处理措施深层搅拌防渗墙工艺是由单桩套接成墙，故需连续施工，按设计要求，因故停工和二台桩机施工部位之间的搭接超过 24h 后，由于前桩已初凝，则无法连接。需进行接头处理，确保墙体连续完整，形成一道防渗墙。在施工中一般采取下列两种处理措施较适宜。1） 钻孔注浆处理在接头处套打三个 130mm 的钻孔，孔深同该段墙深，在钻孔中灌入水泥砂浆密封（如下图） 。2 ）单管旋喷处理在接头处采用单管高压旋喷处理（如下图） 。10、质量检验质量检验按照设计图纸文件及监理单位要求，对施工作业全过程及搅拌桩质量进行检验。1） 施工过程的原始记录及原材料试验资料经监理单位认可鉴字验收，包括桩位、桩顶、桩底标高，桩身垂直度，桩身水泥掺入比，搅拌头上提喷浆速度，浆液水灰比等单桩施工作业全过程。2） 防渗墙体质量检测（1） 、钻探取芯检查墙体施工完 28 天后进行钻探取芯检查，沿轴线每 300m 抽检 1 孔，共 19 个孔，注浆孔 130mm搅拌桩 防渗墙轴线旋喷桩防渗墙轴线 深搅桩要求全孔取芯，并将岩芯装入岩芯箱内进行拍照或录像。每孔取 2 组试样进行室内物理力学试验，测试墙体的抗压强度、弹性模量、渗透系数、允许渗透比降。取样部位为钻孔的中部和底部。取芯孔施工完毕并验收后，采用水泥砂浆封填密实。（2）开挖检查与固井试验沿防渗墙轴线每 500m 开挖一处 35m 长，深 2.54m 的检查段，共 11 处，主要检查墙体外观质量，看是否有蜂窝、孔洞；桩与桩之间的搭接、墙厚是否满足设计要求及防渗墙体的完整性、搅拌均匀性等。开挖部位作围井注水试验，按监理单位要求检测渗透系数。11、墙顶粘土回填防渗墙施工完毕，单元工程验收后，对墙顶施工槽体采用粘土回填，并用蛙式夯实机进行分层夯实，要求粘土回填夯实的标准是：回填粘土的压实度不小于0.92。