水泥土搅拌桩做围护结构 验算

6科技创新导报S T y I 2007N O .35Sci e nc e a nd Tec hno l o gy I nn ov at i on H e r al d工程技术科技创新导报1工程概况浦钢搬迁罗泾工程宽厚板轧机精整区工程场地位于浦钢罗泾基地纬六路与纬三路之间,西侧与成品库衔接,东侧与轧二标相连。

其中淬火机、管廊及冲渣沟基础基坑位于H ～M 列50～54线,基坑南侧靠近H 列51～53线,基坑北侧与纬六路相连。

基坑形状基本呈长方形,南北长约172.30m 、东西宽39.30m (北部)～64.10m (南部),开挖深度为－6.00～－11.40m 。

基坑位于H ～M 列50～54线,基坑南侧靠近H 列51～53线,基坑北侧与纬六路相连。

本次施工还包括8个柱基。

设备基础埋深为－6.00～－11.40m 。

柱基埋深为JH 51(－8.60m )、52(－7.60m )、53(－6.60m ),JK51(－9.10m )、52(－9.10m )、53(－9.10m ),J L 51(－9.60m )、53(－7.10m )。

本工程±0.000相当于绝对高程＋4.850m 。

场地自然地面标高约为-0.750m 。

本施工区域内地坪桩较多,施工平面紧张,专业间穿插交叉作业,且临近雨季施工,需及早采取措施保证边坡稳定。

2工程水文地质拟建场地原为农田。

工程地区地面标高3.44～5.70m ,素填土厚0.5～4.70m ,主要是粘性土组成。

地下水稳定水位埋深0.50～0.70m ,设计和施工时地下水水位取1.50m 。

各层土的物理力学指标见表1。

3基坑设计由于没有场地限制,就近又有堆土场,从经济角度考虑整个基坑采用放坡大开挖法,基本分为3级坡,坡度从上到下分别为1:1、1:1.25、1:1.5,中间设2级马道,宽3m ,并分别作为一级、二级轻型井点设置位置。

基坑坡面由内布一层BW AR25*3.5－30*1型钢丝网的3c m 厚M 10水泥砂浆抹面护坡的围护形式,另在现场准备一些草袋,如基坑开挖后,基坑变形超过报警值,进行加固处理。

水泥搅拌桩围护结构施工方案及工艺方法一、搅拌机选择本工程投入的搅拌机是武汉产PH-5B型搅拌机。

二、场地平整和障碍物清除采用推土机将整个需要加固的场地推平，并用机械和人工相结合的方法清除地面上的障碍物，局部不平整的地方用人工平整。

三、搅拌机就位、对中和垂直度检查搅拌机在自身的步履系统的辅助下，行走至将要施工的桩位处，再通过力轴的操作系统和步履系统复合操作，在对中员的指挥下，使搅拌头的锥尖正好与桩位标记点重合（在同一铅垂线上），完成搅拌机就位和对中。

通过液压系统或支撑系统调整搅拌机力轴垂直度，要求垂直度偏差小于1.5%。

四、预搅下沉桩机就位对中完成后，对照设计施工图纸查明该桩设计长度，并做好记录。

然后启动深层搅拌机电机、放松起吊系统（钢丝绳或链式传动系统），使搅拌机力轴沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。

下沉速度应控制在1.0m/min～1.2m/min之间。

在预搅拌桩施工过程中，当桩长满足12米左右且入粘土层深度不小于1米的设计要求后即可停止预搅下沉。

五、制备水泥浆液在搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液。

拌制水泥浆液的掺入比应符合设计要求，水泥掺入比为加固土体重量的14%，水灰比为0.45，同时添加高效减水缓凝剂FDN-5，其掺入比是水泥用量的0.4‰，水泥采用425#普通硅酸盐水泥。

各种原材料和水应是送检合格材料。

拌制好的水泥浆液应在泵送压浆前倒入集料斗中。

拌浆设备用300L的水泥浆拌和机，用400L的集料斗盛装制备好的水泥浆液。

六、喷浆搅拌提升当搅拌桩的桩长达到设计要求时，迅速通知司泵员开启灰浆泵，泵送浆液，当水泥浆液到达喷浆口后，再按设计要求和工艺试桩总结的技术参数开始喷浆搅拌提升。

喷浆提升速度应控制在0.8m/min--1.0m/min之内，其工艺特点是一边喷浆，一边提升，一边搅拌。

提升过程中，后台供浆必须连续，一旦因故停浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆（断浆）点以下0.5米，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。

旗开得胜一、工程概况 (3)二、QC小组简介 (4)三、选择课题 (7)四、现状调查 (10)五、设定目标 (13)六、原因分析 (14)七、确定要因 (14)八、制定对策 (21)九、对策实施 (24)十、效果检验 (33)十一、标准化与巩固措施 (37)十二、总结和下一步打算 (40)十三、QC小组获奖证书及附表 (43)提高深基坑水泥土桩墙围护结构施工质量一次验收合格率1一、工程概况1、维多利亚大酒店工程，位于江苏省盐城市大庆中路南侧、滨河路西侧，建筑面积61917.99㎡，框架结构，地下一层、地上主体五层，基础埋深近5.0m，基坑平面形状为矩形，长、宽为：182.0m×126.0m，基坑周长616.0m。

基坑东侧为滨河路、串场河绿化带，南侧为拟建腾飞路，紧靠盐城第一沟河道；西侧紧靠纺园路，路西为老旧住宅小区，有数幢多层住宅楼及居民区平房，北侧为大庆中路主干道。

基坑重要性等级为一级。

图1—1 维多利亚酒店项目总体效果图12、本工程质量目标：江苏省“扬子杯”奖，争创“鲁班奖”二、QC小组简介QC小组概况表表2-1序号姓名性别年龄学历小组职务职称小组分工QC培训学时1 纪洪群男36 本科组长工程师策划实施861QC小组成员简介表表2-2制表人：李响日期：2017年10月10日图2-1 QC小组成员集体合影制图人：李响日期：2017年10月06日1小组获奖证书和培训合格证书表表2-2制表人：李响日期：2017.10.6图2-2 QC培训合格证书小组活动流程图：11制表人：李 响 日期：2017.10.7三、选择课题：1、提出课题:维多利亚大酒店工程四边紧邻道路、河流、老旧小区，周边地下管线较多，施工场地狭小，制定既安全又经济的基坑围护结构施工方案，成为QC 小组成员头等大事，根据地质勘探报告，地下水位较高，为确保深基坑围护结构施工安全，2017年10月5日，QC 小组第一次会议进行了热烈的讨论，小组全体成员，集思广益，结合现场实际情况，制定了多种方案，经整理归纳为以下几种:一：放坡大开挖图3-1 放坡大开挖剖面图制图人：李响日期：2017.10.61方案二：灌注排桩支护图3-2 排桩支护剖面图制图人：李响日期：2017.10.6方案三：水泥土桩墙支护制图人：李响日期：2017.10.6经过QC小组成员讨论分析，从安全性、技术性、经济性、工期、施工1成本等几个方面对课题进行“水平对比法”分析，见表3-1：小组课题选择评价表表3-1方案一：放坡开挖：安全性高、施工成本低、施工时对周边环境影响大、稳定性好、工期大约70天。

【6-2】 按水土合算来计算如图6－31所示的水泥土搅拌桩挡墙的抗倾覆安全系数和抗滑安全系数，并验算墙身强度是否满足要求。

取水泥土的无侧限抗压强度为800kPa30.8。

图6－31 习题6-2图[解]：一、首先计算各分界点的主动土压力和被动土压力各计算分界点，主动土压力侧自上而下分别为1、2、3、4 被动土压力侧自上而下分别为5、6、7 主动土压力系数 )245(2ϕ-=o a tg K被动土压力系数 )245(2ϕ+=o p tg K主动土压力 1点：kPatg tg K c qK p o o a a a 8.15)21645(182)21645(20221111-=-⨯⨯--⨯=-= 令 02)(11101=-+=a a a K c K z q p γmtg tg K K q c z o o a a 56.1)21645(8.17)21645(2018221110=-⨯-⨯-⨯=-=γ2点：kPatg tg K c K h q p o o a a a 6.14)21645(182)21645()0.38.1720(2)(2111112=-⨯⨯--⨯⨯+=-+=γ上kPatg tg K c K h q p o o a a a 4.21)21445(152)21445()0.38.1720(2)(2222112=-⨯⨯--⨯⨯+=-+=γ下 3点：kPatg tg K c K h h q p o o a a a 7.54)21445(152)21445()0.32.180.38.1720(2)(222222113=-⨯⨯--⨯⨯+⨯+=-++=γγ上kPatg tg K c K h h q p o o a a a 3.60)21345(132)21345()0.32.180.38.1720(2)(233322113=-⨯⨯--⨯⨯+⨯+=-++=γγ下4点：kPatg tg K c K h h h q p o o a a a 7.81)21345(132)21345()0.29.160.32.180.38.1720(2)(23333322114=-⨯⨯--⨯⨯⨯+⨯+=-++=＋＋γγγ被动土压力 5点：kPatg K c p o p p 4.38)21445(1522225=+⨯⨯== 6点：kPatg tg K c K h p o o p p p 0.104)21445(152)21445()0.22.4(2.182'2222226=+⨯⨯++⨯-⨯=+=γ上kPatg tg K c K h p o o p p p 0.96)21345(132)21345()0.22.4(2.182'2333226=+⨯⨯++⨯-⨯=+=γ下 7点：kPatg tg K c K h p o o p p p 4.149)21345(132)21345()0.29.162.22.1822333337=+⨯⨯++⨯⨯⨯=+=＋（γ 主动土压力合力及作用点：mkN E a /7.2664.216.1200.502.645.100.2)3.607.81(210.23.600.3)4.217.54(210.34.21)56.10.3(6.1421=++++=⨯-⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+-⨯⨯=mkN h a /16.27.266/]3.24.2120.26.120)0.230.3(0.50)0.220.3(2.64)0.5356.10.3(5.10[=⨯+⨯++⨯++⨯++-⨯= 被动土压力合力及作用点：mkN E p /1.4024.530.1922.725.840.1)0.964.149(210.20.962.2)4.380.104(21)0.22.4(4.38=+++=⨯-⨯+⨯+⨯-⨯+-⨯=mh p 71.11.402/]3.24.5320.20.192)0.232.2(2.72)0.222.2(5.84[=⨯+⨯++⨯++⨯= 挡土墙的宽度B ＝3.2m ，则自重为m kN W /8.460180.82.3=⨯⨯=二、验算（1）抗倾覆稳定性验算2.147.216.27.2662.38.4602171.11.40221>=⨯⨯⨯+⨯=+=a a p p q h E WB h E K （2）抗滑移稳定性验算2.106.27.2661.4022.31313tan 8.460tan 00>=+⨯+⨯=++=o aph E E B c W K ϕ （3）墙身强度验算取坑底处截面作为计算计算截面在坑底处的主动土压力为kPa tg tg p o o a 3.30)21445(152)21445()8.02.180.38.1720(25=-⨯⨯--⨯⨯+⨯+=mkN M -=⨯⨯-⨯+⨯⨯++-⨯=2.2138.08.0)4.213.30(2128.08.04.21)8.0356.10.3(5.101）压应力验算kPaK q f kPa WM z u cz cs 20022/800/)2(9.1172.3612.21208.3180.125.125.120===<=⨯++⨯⨯⨯=+γγ2）拉应力验算kPa K q f kPa z W M u cz cs 1222/80006.0/)2(06.006.00.568.3182.3612.212=⨯=⨯=<-=⨯-⨯=-γ负号说明墙体中没有出现拉应力以上验算均满足要求【6-3】 计算如图6－32所示的钻孔灌注桩及深层搅拌桩加支撑支护结构的坑底抗隆起及抗渗安全系数。

基坑围护结构施工钻孔灌注桩加水泥土拌和桩钻孔灌注桩施工顺序示意图见图6-2。

钻孔采用GPS-10型回转钻机，根据本合同段地区的地质特点，采用湿式泥浆护壁，泥浆正一、工艺流程钻孔灌注桩施工工艺流程见图6-4。

图6-4 钻孔灌注桩施工工艺流程图二、工艺要点1、施工准备桩基施工前，清除桩基位置上的杂物，整平场地，确认地下管线处理完毕，使机械能顺利进场，且施工中钻机保持稳定。

采用全站仪、经纬仪测定桩孔位置，并埋设孔位护桩。

2、泥浆制备正循环成孔的泥浆系统由泥浆池、沉淀池、循环槽、泥浆泵等设施设备组成，为最大限度减少对环境的影响，利用集装箱制作活动泥浆池，选用优质膨润土造浆，并投放一定量的Na2CO3，以降低地下水酸性腐蚀的影响，泥浆比重控制在1.1~1.3范围。

试验泥浆的全部性能指标，并在钻进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等，填写泥浆试验记录表。

泥浆循环使用，废弃泥浆沉淀后运至业主指定的位置进行处理。

钻孔用泥浆技术指标见表6-1。

泥浆技术指标表表6-13、埋设护筒孔口护筒采用4~6mm厚钢板制作，内径比桩径大10cm。

采用人工开挖埋设护筒，护筒底部与土层相接处用粘土夯实，护筒外面与原土之间用粘土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入。

顶部高出施工地面30cm~40cm，护筒底埋入原土深度在20cm以上。

护筒埋设竖直准确，护筒中心与桩位中心偏差小于20m，护筒竖向的倾斜度不大于1%。

4、成孔试验施工时先在不同区段进行成孔试验，根据地质条件、钻机性能等选择合理的泥浆配置、各阶段的进尺速度、清孔方式与时间等钻进参数。

获取较为详细的地质条件参数和可靠的钻孔参数，并根据获得的技术数据及时修正钻孔参数，以保证钻孔质量。

5、成孔(1)、钻孔钻机就位时用方木垫平，钻机定位要准确、水平、稳定，将钻头中心线对准桩孔中心，钻机回转盘中心与护筒中心,差控制在2cm以内。

钻孔过程中，孔内严格保持泥浆稠度适当、水位稳定，及时添加泥浆，以维持孔内水头差，防止坍孔。

搅拌桩水泥掺量计算
有关水泥土搅拌桩的计算
（一）搭接的水泥土搅拌桩每幅桩截面积的计算：
见每幅搅拌桩的截面积计算表（SMW工法）。

（二）水泥土搅拌桩水泥用量的计算：
根据上海地区的岩土工程勘察报告得知：土的重度（r0)在16～20KN/m3之间，大多为18KN/m3左右。

当设计未表明被加固土体的重度时，土的重度按18KN/m3来计算水泥土搅拌桩的水泥用量。

有的围护工程设计提出土的重度按19KN/m3计算。

1
2
算时按
1
每m
2
每m
1
即：1t
2
即：1t
两体拌和后的体积=1/3m3＋0.55/1m3=0.883m3
灰浆密度=重量÷体积=1.55t÷0.883m3=1.755t/m3
（五）每幅水泥土搅拌桩每m段的浆量计算：
根据上述（三）和（四）可得知
1、当水灰比0.5，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.702㎡时，每m段的水泥用量为164.27kg。

1t水泥可拌制灰浆0.83m3
即：1kg水泥可拌制灰浆0.83L
则：每m段浆量=0.83L×164.27=136.89L
2、当水灰比0.5，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.71㎡时，每m段的水泥用量为166.14kg。

则：每m段浆量=0.83L×166.14=138.45L
3、当水灰比0.55，水泥掺量13%，每幅桩截面积按0.71㎡时，每m段的水泥用量为166.14kg。

1t水泥可拌制灰浆0.883m3
即：1kg水泥可拌制灰浆0.883L
则：每m段浆量=0.883L×166.14=146.76L。

B*** ××××××工程监理实施细则（三轴搅拌桩）工程监理机构（章）：专业监理工程师：总监理工程师：日期：浙江江南工程管理股份有限公司×××××××××项目监理部三轴搅拌桩目录一、专业概述二、编制依据三、施工监理的控制要点(一) 施工准备阶段(二) 三轴搅拌桩施工流程(三) 施工过程阶段监理要点(四) 施工后期监理要点五、质量通病以及应对的措施一、专业概述三轴搅拌桩根据设计要求，连通道围护桩外设置Φ850@600三轴搅拌桩止水帷幕，维护桩止水帷幕顶底标高为0.000～-25.50米。

二、编制依据（细则标准）1、已批准的监理规划2、已经批准的《施工组织设计》3、本工程的设计图纸4、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20085、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012 三、施工监理的控制要点(一) 施工准备阶段1、审查承包商（分包商）的技术资质，审查内容包括：技术能力、管理水平、施工业绩、关键岗位的人员上岗证等，签字并经业主认可后方可准许进场。

2、审查承包商提交的施工组织设计（施工方案），重点审查其人员、机械、材料及施工工艺等，提出审核意见，并经总监理工程师审核、签认后报建设单位。

具体审核内容：（1）审核承包商现场项目管理机构的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系，确能保证工程项目施工时予以确认。

主要审查质量管理、技术管理和质量保证机构的组织机构，质量管理、技术管理制度及专职管理员和特种作业人员（如机械操作工人、司泵人员等）的资格证、上岗证。

（2）机械：三轴搅拌桩成桩机械、供水、供气、供浆系统和喷射系统组成。

为确保施工质量，施工机具必须配置准确的计量仪器。

（3）检查施工场地内、外的给、排水条件，应保证给水有保证，排水顺畅，并尽可能的较少污染；（4）检查督促施工单位复查施工现场的地下埋设物，做好危险标志。

水泥搅拌桩围护结构施工方案及工艺方法水泥搅拌桩围护结构是在基坑开挖过程中，通过搅拌机将水泥和局部土壤充分搅拌均匀，形成具有一定强度的桩体，用于在基坑开挖过程中提供临时支撑和围护的一种施工方法。

以下是水泥搅拌桩围护结构施工方案及工艺方法。

一、前期准备1.查看施工图纸，确定搅拌桩的位置、尺寸以及桩的布设方案。

2.设置工地标志、施工安全标志和施工警示标志，确保施工区域的安全。

二、施工设备与材料准备1.搅拌机：按照搅拌桩的规格和施工量选用适当型号的搅拌机，并进行检修与保养。

2.泥浆泵：用于输送水泥浆至搅拌机，选用高耐磨材料制成的离心泥浆泵。

3.钢模：根据搅拌桩的尺寸设计与制作，以保证桩的直径和长度符合设计要求。

4.水泥：选用符合标准的水泥，确保施工过程中水泥的质量稳定且符合设计要求。

5.辅助设备：如输送管道、泵车等，用于输送和浇注水泥浆。

三、工艺方法1.准备土壤：根据施工图纸要求，在地面上或基坑开挖区域上铺设土工布，以保持基坑壁土的稳定，并进行土壤开挖。

2.搅拌设备调试：在搅拌桩施工区域上摆放搅拌机和泥浆泵，并进行设备的调试和检查，确保设备正常工作。

3.搅拌桩施工：使用搅拌机将水泥、水和土壤充分搅拌均匀，形成水泥土浆。

4.桩孔开挖与注浆：按照设计要求使用搅拌机将水泥土浆注入到桩孔中，同时持续搅拌机向下运送，形成连续的搅拌桩。

在注浆过程中，要确保桩底浆料不断供应，以保证桩的质量。

5.桩顶整平与振实：在搅拌桩施工完成后，将桩顶用平板进行整平，并使用振动器通过振动桩体，使土壤与水泥充分接触，提高桩的密实度和整体强度。

6.后期处理：施工完成后，对施工区域进行清理和整理，将多余的材料和设备运走，并进行施工记录和总结。

四、施工安全措施1.工人着装：施工人员需穿戴安全工装，戴好安全帽、安全鞋，佩戴防护手套等。

2.周边施工区域警示：在施工现场周围设置警示标志，保持施工区域安全，并设立施工挡板、警示线，防止行人和车辆进入施工区域。