南水北調中線一期工程總幹渠沙河南～黃河南
（委託建管專案）鄭州2段第三施工標段
（沉管法）
批准審核
編制河南省水利第二工程局
南水北調中線工程鄭州2-3專案部
二o一o年三月
南水北調中線一期工程總幹渠鄭州2段第三施工標段
1、工程概況
本工程為鄭州2段第三施工標段，是沙河南～黃河南鄭州2段工程的重要組成部分。本工程設計樁號為sh(3)190+688.1～sh(3)197+408.
1，全長6.72 km。該段內共有各類建築物6座，其中河渠交叉建築物1座；左岸排水建築物4座；節制閘1座（與金水河渠道倒虹吸結合布置）。
金水河渠道倒虹吸工程位於鄭州市二七區齊禮閻鄉黃崗寺村西約300m處，屬沙河南～黃河南鄭州2段設計單元中的河渠交叉工程，也是鄭州2段第三施工標段工程的重要組成部分。主要包括進口漸變段、進口檢修閘、倒虹吸管身段、出口節制閘和出口漸變段五部分。倒虹吸進口起點樁號為總幹渠sh(3)195+721.
2，出口終點樁號為總幹渠sh(3)196+085.2，建築物總長364m，其中管身水平投影總長195m。倒虹吸設計流量295m3/s，加大流量355m3/s。
倒虹吸管身橫向為4孔箱形鋼筋混凝土結構，單孔孔徑7m×6.75m（寬×高）。
場區地層劃分為6個工程地質單元，分別為：砂壤土（alq24），最大厚度5.0m，土質不均，頂部有0.
4m厚的灰色粉煤灰，呈鬆散狀，距地表0.4～0.8m有褐黃色中粉質壤土夾層；礫石（alq14），厚度1.
3～1.5m，鬆散，區域性泥質微膠結；黃土狀輕粉質壤土（alplq3），層厚2.3～3.
5m，土質較均，垂直節理發育，分布於右岸表層；黃土狀砂壤土（alplq3），層厚2.0～11.0m垂直節理發育，岩性不均，區域性夾壤土，分布於兩岸；黃土狀輕粉質壤土（alplq3），層厚4.
0～15.6m，土質不均，區域性夾有中砂薄層和粉細砂薄層；⑥中粉質壤土（dlplq2），未揭穿，鑽孔揭露最大厚度13.0m。
場區地下水為第四系孔隙潛水，主要賦存在河槽沖積礫石（alq14）層和上更新統黃土狀輕粉質壤土（alplq3）層中，特別是礫石層厚1.3～1.5m，結構鬆散，構成本區富水層，而中粉質壤土（dlplq2）為相對隔水層。
勘察期間測得水位高程分別為116.04～117.83m。
場區礫石（alq14）屬強透水層；中粉質壤土（dlplq2）屬微透水層，其餘各土體均屬中等透水地層。場區地下水化學型別為hco3-ca-mg型和hco3-ca型，對混凝土無腐蝕性。
金水河倒虹吸cfg樁基礎處理主要位於進口漸變段扭曲牆基礎、進口檢修閘室段基礎和管身段（1#、2#管節）基礎範圍內.
2、cfg樁現場試驗
2.1試驗目的
（1）、成樁工藝試驗。檢驗施工裝置以及施工工藝的適用性；獲取混凝土輸送速度，混凝土坍落度等資料，為施工工藝的合理選擇提供依據；積累現場施工組織與管理經驗，磨合施工隊伍與施工機械裝置。
（2）、樁身質量檢測。進行樁身完整性檢測，樁身混合料強度檢測，為優化施工引數和混凝土配合比提供依據。
（3）、單樁承載力檢測。驗算樁側摩阻力、樁端阻力，了解樁的承載效能，為持力層的合理選擇提供依據。
（4）、試樁現場地質勘察。了解土層的分布情況以及各個土層的力學效能，為持力層的選擇和復合地基承載力與沉降分析提供依據。
（5）、復合地基承載力試驗。獲得不同樁長cfg樁復合地基的承載力和沉降量資料；評價不同方案的加固效果，為確定工程施工方案和質量控制標準提供依據。
（6）、通過cfg樁試樁施工，進行成樁工藝試驗，以複核地質資料以及裝置、工藝，等是否適宜，確定混合料配合比、坍落度、攪拌時間、拔管速度、充盈係數等各項工藝引數，通過對試樁試件28d抗壓強度、復合地基承載力、單樁豎向承載力的檢測，進而進行cfg樁施工。
2.2編制依據
(1)《建築地基處理技術規範》（jgj79-2002）；
(2)《南水北調中線一期工程鄭州2段工程第三施工段倒虹吸基礎處理圖》；
(3) 招標檔案《南水北調中線一期工程總幹渠鄭州2段第三施工標段技術條款》
(4)《南水北調中線一期工程鄭州2段金水河渠道倒虹吸工程水泥粉煤灰碎石樁基礎處理技術要求》
(5) 有關施工圖紙
2.3試驗段的選定
試驗段計畫選取進口漸變段sh(3)195+760～sh(3)195+770、進口閘室段sh(3) 195+790～sh(3) 195+796.2、管身段sh(3) 195+811～sh(3) 195+820三段作為試樁區段（每段各取4根工程樁作為試驗用樁）。cfg樁採用矩形型式布置，根據設計要求，樁長擬為7m、6.
2m、12m，樁徑500mm，樁間距為1.8m、2.0m、1.
6m，樁身混合料強度設計等級為10n/mm2。樁孔布置平面示意圖如下：
樁孔布置平面示意圖（僅以樁間距1.8m示意）
2.4工藝流程
振動沉管灌注混合料成樁工藝流程見下圖：
2.5施工方法及施工工藝
2.5.1施工準備
1）測量準備：
施工前測量人員根據設計圖紙放出試驗樁位，樁位中心點用釺子插入地下，並用白灰圈出明示。
2）技術準備：
根據設計圖紙繪製樁位平面布置圖，制定合理的施工工藝，選定合理的施工機械和技術人員。
3）材料準備：
cfg樁體材料：
水泥：採用425號普通矽酸鹽水泥；
碎石：採用級配碎石；
砂：含泥量小於5%；
粉煤灰：袋裝ii級或iii級粉煤灰；
褥墊層材料：
水泥：425號普通矽酸鹽水泥；
土料：重粉質壤土；
碎石： 碎石採用級配碎石，粒徑不大於20mm。
2.5.2樁體施工
1) 鑽機就位：
裝置就位前根據測量放樣控制樁仔細複核樁位，保證樁位準確；裝置就位後檢查鑽桿長度是否滿足設計深度要求，同時做好設計樁深標記。鑽機機架及鑽桿應與地面保持垂直，用吊線或經緯儀檢測鑽桿是否滿足規範要求，垂直度誤差≤1%。
2) 沉管：
根據設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度，並進行裝置組裝。樁機就位，保持樁管垂直，垂直度偏差不大於l％。開始沉管時應輕擊慢振，在振動沉管過程中，不得有偏心，並隨時檢查樁管有無偏移或傾斜，若有上述情況應立即糾正。
樁管內不允許進入水或泥漿，當有水或泥漿進入時，應灌入1.5m高的封底混凝土後再開始沉樁。在沉管過程中，如出現套管快速下沉或套管沉不下去的情況，應及時分析原因，進行處理。
如快速下沉是因樁尖穿過硬土層進入軟土層引起的，則應繼續沉管作業。如沉不下去是因樁尖頂住孤石或遇到硬土層引起的，則應放慢沉管速度（輕錘低擊或慢振），待越過障礙後再正常沉管。
3) 混合料攪拌及投料：
按批覆的試驗配合比進行配料，採用本工程混凝土拌和站集中拌製。混凝土坍落度控制在30～50mm，成樁後樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。灌注前試驗人員對拌和料進行檢查。
待沉管下設至設計標高且停機後須盡快完成投料，直至管內混合料頂面與鋼管料口平齊。
4) 灌注混凝土：
每次向管樁內灌注混凝土時應盡量多灌，混凝土可一次灌足；第一次撥管高度應控制在能容納第二次所需要灌入的混凝土量為限，不宜拔得太高。在拔管過程中設專人用測錘檢查管內混凝土面得下降情況。開始撥管時，應測得混凝土確已流出樁管後，才可進行繼續撥管。
拔管時應先振5～10秒再開始撥管，邊振邊拔，每上拔0.5m，應停拔並振動5～10秒，如此反覆操作至樁管全部呼出，撥管速度應控制在1m/min以內。成樁後樁頂標高應高出設計標高0.
5公尺，成樁後浮漿高度不超過200mm。
5) 拔管時第一次不宜過高，控制在能容納第二次所需要灌入的混合料量為限，加灌混合料時控制管內混合料麵不低於自然地面。灌注混合料過程中按規定製作和養護混凝土試塊。成樁過程中，抽樣做混合料試塊，每台機械一天做一組（3塊）標準試塊並及時進行標準養護，到達28天齡期後測定其立方體抗壓強度。
6) 沉管上拔至距地面2m左右時要特別放慢速度，以保證該段樁身直徑符合要求，沉管拔出地面後若發現樁身混合料低於設計樁頂標高時，應立即將樁頂浮土清理乾淨，補灌混合料至設計標高並用振搗器振實。
7) 施工結束後注意保護樁頭，在未到設計齡期之前，嚴禁重型機械區域性碾壓，並不得填土載入。
2.5.3水泥土碎石褥墊層施工
樁體檢測並驗收合格後，即對水泥粉煤灰碎石樁復合地基進行清理，經現場監理人員驗收合格後，按施工圖紙要求鋪設20cm水泥土碎石褥墊層。
（1）拌製： 按水泥：土：碎石＝1：5.7：3.3（質量比）的混合比例，採用拌合機械集中拌製，將三種材料拌合成均勻的混合料。
（2）鋪設範圍：鋪設面積與荷載板面積相同，褥墊層周圍要求有原狀土約束。
（3）鋪築：採用人工攤鋪、平整，虛鋪厚度按22~23cm控制，壓實後厚度為20cm。
（4）壓實：採用小型機具人工夯實，或採用輕型碾壓機械靜力壓實。
2.6 質量檢測
施工質量檢驗主要應檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數、樁位偏差、 褥墊層厚度、夯填度和樁體試塊抗壓強度等。
水泥粉煤灰碎石樁施工完畢28d後，對水泥粉煤灰碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁復合地基進行檢測，檢測包括低應變對樁身質量的檢測和靜載試驗對承載力的檢測。
檢測數量：靜載荷試驗分部位進行，每部位不少於3點；低應變檢驗數量取1根。選擇試驗點隨機選擇。
⑴、靜載荷檢測
①選樁：現場任意選取5根樁做靜載試驗；
②試驗方法：採用慢速載入維持荷載法，確定單樁、樁間土及復合地基的承載力標準值。試驗載入裝置採用重壓平台反力裝置。
但樁檢測的最大荷載加至1320kn；樁間土最大荷載加至600kpa。
③單樁檢測的具體步驟如下：試驗荷載分十一級，每加一級荷載q (110kn)，在載入前後計壓板沉降一次，以後每15min、15min、30min讀記一次，穩定標準為每h沉降≤
④樁間土檢測具體步驟如下：試驗荷載分十級，每加一級荷載q(60kpa)，在載入前後計壓板沉降一次，以後每15min、15min、30min讀記一次，穩定標準為每h沉降≤0.25mm。
採用公式法和擬合法計算復合地基承載力檢測值和變形模量。
⑵、樁身完整性檢測
①選樁：由專業檢測單位現場任意選取4根樁做樁身完整性檢測。
②檢測方法：採用反射波法檢測樁身混凝土的完整性，推斷缺陷型別及位置。
③結果分析：根據檢測結果，對樁身完整性進行分類（a、b、c、d四類標準）。
⑶、清理樁間土和樁頭
①檢測合格後，人工清除預留的500mm厚土層；
②採用鋼釺鑿除預留樁頭至設計標高。
③混合料澆注3～7天後，開始剔除樁頭，用兩根鋼釺在同一水平面、同一角度對稱放置，同時鑽鑿。截斷後，再由外向裡逐漸剔除多餘的混凝土，將樁頂鑿平。
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