智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁施工技術規(guī)程征求意見稿

1T/CASMEXXXX—XXXX智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁施工技術規(guī)程本文件規(guī)定了智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁施工技術規(guī)程的術語和定義、總則、基本規(guī)定、設備、設計、施工、施工質量檢驗與驗收。本文件適用于基坑圍護、止水帷幕、復合地基的智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁施工。適用于淤泥質土、黏性土、粉土、砂土、素填土等地層，對碎石土、有機質土、污染土以及地下水具有腐蝕性或有動水壓力的地層，應通過現場試驗確定其適用性施工。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB22361《打樁設備安全規(guī)范》GB26545《建筑施工機械與設備鉆孔設備安全規(guī)范》GB50010《混凝土結構設計規(guī)范》GB/T50783《復合地基技術規(guī)范》GB50026-2020《工程測量標準》JTS257-2008《水運工程質量檢驗標準》JGJ/T233《水泥土配合比設計規(guī)程》JTJ/T259《水下深層水泥攪拌法加固軟土地基技術規(guī)程》DGJ08-11《地基基礎設計標準》DG/TJ08-40《地基處理技術規(guī)范》DG/TJ08-61《基坑工程技術標準》3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁Intelligentmonitoringandcontroloffive-axiscementmixingpiles采用具有五根鉆桿的專用設備，利用智能施工控制系統(tǒng)進行實時可視、可控，通過鉆桿上的切削葉片和設置在攪拌鉆頭上的噴漿(氣)口噴射出的漿液和氣體共同切割土體，并將水泥等固化劑與土體均勻攪拌，形成由5個單軸圓形截面搭接而成的具有一定強度和抗?jié)B性的樁體，通過排漿、排氣，實現成樁全過程對樁質量控制。同時，送漿系統(tǒng)也可以手動操作，控制在不同深度下的噴漿量，遇到土質不均勻的狀況，可以及時控制噴漿量，提高了漿液的使用效率。3.2智能監(jiān)控化施工Intelligentmonitoringconstruction2T/CASMEXXXX—XXXX根據智能監(jiān)控系統(tǒng)中設定的成樁施工參數自動完成制漿與供漿、攪拌、噴漿與噴氣、下沉與提升等過程的施工。3.3智能監(jiān)控系統(tǒng)Intelligentmonitoringsystem智能監(jiān)控系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)構成，具有成樁施工智能化控制、施工數據自動采集與顯示、監(jiān)控及預警的功能。3.4勁性水泥攪拌墻Stiffcementmixingwall在連續(xù)套接的水泥土攪拌樁內插入芯材形成的復合擋土隔水結構。3.5套接一孔法施工Mixingwithoneshaftoverlap在五軸水泥土攪拌樁的施工中，后施工的攪拌樁與先施工的攪拌樁有一孔重復攪拌搭接的施工方式。4總則4.1應遵守國家建設工程的有關法律法規(guī)，建立健全質量保證體系，明確質量責任，加強質量管理。4.2應遵守國家安全生產的有關法律法規(guī)，建立健全安全生產管理體系，明確安全責任，制定安全技術措施，嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程，保障施工人員的職業(yè)健康。4.3本標準適用于智能監(jiān)控化五軸攪拌樁的設計、施工和質量檢驗。4.4智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁應綜合考慮周邊環(huán)境、工程地質與水文地質條件、工程特性、施工條件和經濟性等因素進行設計與施工。5基本規(guī)定5.1工程設計前，應對加固區(qū)域地質情況進行勘察和調查，勘察和調查深度應滿足施工圖設計要求。5.2工程設計單位應根據勘察和調查結果進行施工圖設計，必要時選擇有代表性的場地進行工藝試驗。5.3工程施工前應編制智能監(jiān)控系統(tǒng)五軸水泥攪拌樁專項施工方案，制定施工質量控制和安全管理措施，報監(jiān)理工程師批準后實施。5.4智能監(jiān)控化五軸攪拌樁可用于基坑工程中的圍護結構、隔水帷幕與土體加固，地基處理工程，以及水利工程中的防滲墻和環(huán)境工程中的隔離墻等。也可作為真空預壓密封墻，但該設備自重較大，對場地承載能力要求較高，而通常真空預壓加固地基的土質軟弱，需要額外采取措施提高地基承載力。另外，該設備具有智能監(jiān)控系統(tǒng)，用該設備施工技術要求較低的真空預壓黏土密封墻，性價比不高。5.5五軸水泥土攪拌樁正式施工前應通過試成樁確定施工工藝和施工參數；正式施工時應根據確定的施工參數，由數字化施工控制系統(tǒng)控制成樁過程自動化施工，并對成樁過程進行監(jiān)控和預警。5.6智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁施工期間，應對涉及施工安全、周邊環(huán)境安全及可能危及人身安全的對象采取保護措施，并進行工程監(jiān)測。6設備6.1一般規(guī)定6.1.1智能監(jiān)控化五軸攪拌樁設備應由攪拌系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及智能施工控制系統(tǒng)組成。智能監(jiān)控化五軸攪拌樁設備如圖1所示。6.1.2攪拌系統(tǒng)應由動力頭、三通道異形鉆桿及攪拌鉆頭組成；6.1.3輔助系統(tǒng)應由樁架、自動制漿與供漿系統(tǒng)及供氣系統(tǒng)組成；6.1.4智能監(jiān)控系統(tǒng)應由控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)組成。3T/CASMEXXXX—XXXX6.1.5智能監(jiān)控系統(tǒng)應具有成樁施工的自動化控制、施工數據自動采集與顯示、監(jiān)控及預警的功能。智能監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示。6.1.6智能監(jiān)控化五軸攪拌樁設備應定期維護、保養(yǎng)并對相關計量裝置進行校驗。1-攪拌系統(tǒng)；2-樁架；3-智能施工管理系統(tǒng)；4-供氣系統(tǒng)；5-自動制漿與供漿系統(tǒng)圖1智能監(jiān)控化五軸攪拌樁設備4T/CASMEXXXX—XXXX圖2智能監(jiān)控系統(tǒng)6.2攪拌系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)~~6.2.1動力頭應配置變頻電機，變頻范圍宜為5Hz155Hz，鉆桿的工作轉速宜為15r/min40r/min，單根鉆桿的最大扭矩不宜小于40kN·m。6.2.2鉆桿內部應采用三通道布置，具有同時噴漿、噴氣的功能；外部應具有排漿、排氣功能。鉆桿應具備移動式導向定位裝置，成樁深度超過30m時應配置2個。6.2.3樁架應配置垂直度檢測儀，并應具有水平和垂直調整功能，施工作業(yè)及穩(wěn)定性應符合現行國家標準《打樁設備安全規(guī)范》GB22361、《建筑施工機械與設備鉆孔設備安全規(guī)范》GB26545的相關規(guī)定。6.2.4制漿與供漿系統(tǒng)應由數字化施工控制系統(tǒng)進行控制，應配置流量計量與壓力測量裝置，并應具有自動計量漿量的功能。漿泵應采用變頻電機，并具有將水膠比0.6的漿液泵送距離不少于50m的能力，最大泵送流量不宜小于150L/min。6.2.5供氣系統(tǒng)的空壓機排氣量不宜小于9.0m3/min，供氣壓力宜為0.4MPa~0.6MPa。6.3智能監(jiān)控系統(tǒng)功能要求6.3.1控制攪拌系統(tǒng)下沉與提升。6.3.2控制漿液流量與成樁速度匹配。6.3.3按地內壓力設定值調整噴氣壓力。6.3.4控制上下轉換噴漿。6.3.5檢測冊成樁過程中的垂直度。6.3.6控制沖洗噴管。6.3.7自動記錄施工參數。6.3.8監(jiān)控和預警。6.4應對成樁施工過程中漿液流量、下沉與提升速度、成樁垂直度等參數以及設備運行情況進行監(jiān)控，并應對異常情況進行預警。6.5系統(tǒng)采集與顯示的內容應包括漿液流量、地內壓力、成樁深度、下沉與提升速度、成樁垂直度等參數，并可生成包含施工時間、地內壓力、漿液用量、成樁垂直度等參數。7設計7.1一般規(guī)定7.1.1智能監(jiān)控化五軸攪拌樁設計前應具備以下資料：1場地巖土工程勘察報告。2場地內不良地質條件、地下障礙物等調查資料。3場地周邊建（構）筑物、管線、軌道交通設施等環(huán)境調查資料。4用于市政、水利或環(huán)境工程時還應具備相應的專項資料。5T/CASMEXXXX—XXXX7.1.2五軸水泥土攪拌樁水泥宜采用強度等級不低于P.O.42.5級的普通硅酸鹽水泥。設計前宜進行擬加固土的室內水泥土配比試驗，明確固化劑及摻入量，提供各齡期的強度參數。計算水泥用量時，被攪拌土體的體積可按攪拌樁單樁圓形截面面積與深度的乘積計算。水泥用量和水灰比應結合土質條件和采用的機械設備等指標通過現場試驗確定。7.1.3智能監(jiān)控化五軸水泥土攪拌樁平面布置時，搭接應符合下列規(guī)定：1作為重力式圍護墻及板式支護結構時，相鄰攪拌樁搭接咬合不應小于200mm，圓弧和轉角搭接宜加強。2作為隔水帷幕及內插芯材時，相鄰攪拌樁搭接采用套接一孔。7.1.4智能監(jiān)控化五軸水泥土攪拌樁用于基坑工程時，樁入土深度不宜大于45m；作為隔水帷幕或攪拌樁內插芯材時，28d齡期無側限抗壓強度不應小于設計要求，且不宜小于0.5MPa，滲透系數不應大于1×10-7cm/s。7.2基坑工程7.2.1智能監(jiān)控化五軸攪拌樁用作基坑工程的重力式圍護墻、勁芯水泥土墻、隔水帷幕、槽壁加固和土體加固時，應符合現行相關規(guī)定7.2.2采用五軸水泥土攪拌樁隔斷地下水時，進入相對隔水層不宜小于2.0m。7.2.3采用五軸水泥土攪拌樁(墻)作為灌注樁排樁的隔水帷幕，當相鄰灌注樁間凈距大于200mm時，應驗算樁間隔水帷幕的抗剪承載力。7.2.4智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁材料用量和水膠比宜符合表1的規(guī)定。表1智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁材料用量和水膠比土質條件單位被攪拌土體中的材料用量平均水膠比水泥摻量（質量比）膨潤土（kg/m3)淤泥質土16%～18%00.90~1.15黏性土14%～16%0~51.00~1.15砂土（粉土）14%～16%5~101.00~1.15注：1在芯材依靠自重和必要的輔助設備可插入到位的前提下，水膠比宜取小值；2在填土、淤泥等特別軟弱的土中施工，水泥摻量宜取大值；3平均水膠比為單幅攪拌樁消耗漿液中的水與固化劑用量的質量比。7.2.5勁性水泥土攪拌墻的計算抗彎剛度只計算芯材的截面剛度。在進行圍護結構內力和變形計算以及基坑抗隆起、抗傾覆、整體穩(wěn)定性等各項穩(wěn)定性驗算時，圍護結構的計算插入深度應取芯材的插入深度。7.2.6作用于勁性水泥土攪拌墻的彎矩和剪力應由芯材承擔，并應對芯材的抗彎抗剪承載力進行驗算。當芯材是分段接長時，尚應驗算連接接頭的抗彎和抗剪承載力、局部抗壓承載力。7.3地基處理7.3.1智能監(jiān)控化五軸水泥土攪拌樁用作復合地基加固時，要滿足上部結構的承載力和沉降及地基穩(wěn)定性的要求。設計內容主要是確定樁長、置換率(平面布置)和水泥摻量。7.3.2智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁用于大面積復合地基處理時，宜選用Ⅱ型樁；用于構筑物、擋墻或需提供抗滑穩(wěn)定性的邊坡地基處理時，可選用I型或Ⅱ型樁。7.3.3豎向承載五軸水泥土攪拌樁的長度應根據復合地基承載力和沉降控制的要求確定，并宜穿透軟弱土層。7.3.4智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁在漿液中添加粉煤灰或其他材料時，應通過室內試驗確定相關參數。7.3.5豎向承載五軸水泥土攪拌樁的平面布置可根據上部結構特點及對承載力的要求，采用條狀、壁狀、格柵狀或塊狀等加固形式。7.3.6智能監(jiān)控化五軸攪拌樁用于水下地基處理時，應符合下列規(guī)定：6T/CASMEXXXX—XXXX1處理區(qū)域宜鋪設不小于2m厚的砂墊層，泥面上1m砂墊層內應噴漿攪拌；2施工引起的地表隆起和側向位移應滿足設計要求；3采用智能監(jiān)控化五軸攪拌樁用作水下地基處理時除應符合本標準的有關規(guī)定外，尚應符合現行行業(yè)標準《水下深層水泥攪拌法加固軟土地基技術規(guī)程》JTJ/T259的相關規(guī)定。7.4水利與環(huán)境工程7.4.1智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁用作水利工程中的防滲墻時，應符合下列規(guī)定：1應根據地層分布、滲流控制效果和地下水環(huán)境影響分析確定采用落底式或懸掛式防滲墻，且墻體深度應滿足抗?jié)B流穩(wěn)定性要求；2墻體厚度應根據允許滲透比降和水頭差確定；3墻體中固化劑、外加劑材料的成分和摻量應根據地層特性、水土中的腐蝕性成分和設計使用年限等通過試驗確定；7.4.2智能監(jiān)控化五軸水泥攪拌樁用作環(huán)境工程中的污染控制隔離墻時，應符合下列規(guī)定：1墻體的成分、厚度、深度應滿足化學相容性和擊穿時間要求、施工和運行時的防滲、防污和變形穩(wěn)定性要求；2墻體固化劑、外加劑材料的成分和摻量應根據污染物的成分特征和設計使用年限通過試驗確定，并滿足設計要求；3墻體底部宜嵌入隔水層中，有效嵌入深度應滿足抗?jié)B流穩(wěn)定性要求，且不宜小于1.5m；4相鄰幅攪拌樁應采用套接一孔法施工。8施工8.1施工準備8.1.1施工前具備資料：施工圖紙、主要施工機械及其配套設備的技術性能資料。完成方案報批工作，完成安全技術交底，嚴格按確定施工參數進行施工。8.1.2測量放樣定位后應做好復核工作,應復核驗收并簽證。8.1.3根據定位控制線開挖導向溝，應在溝槽邊設置五軸水泥土攪拌樁定位標志。8.1.4施工操作前，應對施工機械各組成部分進行系統(tǒng)檢查，五軸水泥土攪拌樁樁機經現場組裝、試運行正常后方可就位。8.1.5漿液制備和注入裝置、漿液輸送管線等組成的供漿系統(tǒng)，應先進行調試，試運轉正常后再進行五軸水泥土攪拌樁的施工。8.1.6原材料進場時，應檢查產品合格證、出廠檢驗報告。進場后，應按有關規(guī)定檢驗和復試，質量合格后方可使用。8.1.7特殊土質水泥漿配合比宜通過室內和現場試驗進行確定。8.1.8正式施工前應進行試成樁，試成樁應根據設計要求、工程特點、地質條件和周邊環(huán)境等選擇有代表性地層的區(qū)域進行，數量不應少于2幅。8.1.9施工應采用智能監(jiān)控系統(tǒng)進行自動化施工和全過程質量控制。8.1.10施工前應對垂直度檢測儀、地內壓力傳感器等進行校核。8.2攪拌樁施工8.2.1攪拌樁機安裝后可通過底部軌道自行就位、對中。樁機安裝必須水平、穩(wěn)固，機底必須用枕木或鋼板墊平、墊實，在樁機上測出高程控制線，并用紅漆在機架上劃出深度標志，機架正、側面和攪拌桿必須垂直，攪拌頭對準樁位，并用線錘設樁架垂直度，經檢查符合要求后方可開鉆。8.2.2定樁位時，因樁位處設置有排漿溝，無法直接設置定位樁，在樁軸線前1m處平行與樁軸線設置測量樁及拉線，拉線上按樁間距設置標記，攪拌樁機前端中間應設置懸挑鉛錘，懸挑鉛錘前端距離樁桿中心間距為測量拉線與樁軸線垂直距離，即1m，當攪拌樁機移機就位時，通過懸挑鉛垂線與測量拉線上的樁位標記重疊偏差來確定樁位定位偏差。為確保定位偏差滿足設計及規(guī)范要求，定期采用GPS復核7T/CASMEXXXX—XXXX測量拉線及樁機定位偏差。8.2.3制漿1按照配合比拌制水泥漿，水泥漿比重按±0.02控制。攪拌機預攪前，后臺拌制固化漿液，拌好的合格漿液過篩后通過空壓機和輸漿管輸送至攪拌樁機。2制漿區(qū)由水泥罐、自動制漿輸送系統(tǒng)兩部分組成，自動制漿輸送系統(tǒng)由自動攪拌桶和后臺兩部分組成。制漿時水泥由水泥罐進入水泥漿自動攪拌桶按設計水灰比進行攪拌制漿。8.2.4鉆進、攪拌噴漿1樁機調正后，進行地面試噴，防止噴漿口堵塞。確認正常噴漿后啟動主電機，以根據試鉆后確定的速度進行鉆進，沿導向架邊旋轉、邊切土、邊下沉直至設計深度。2下沉噴漿通過后臺空壓機分3道輸漿管輸送至攪拌樁樁基3個鉆頭噴嘴處，最后隨攪拌樁機鉆進過程中噴射攪拌至土體中。3下沉速度可由電機的電流監(jiān)測表控制，工作電流不大于40A。8.2.5攪拌提升1攪拌下沉至設計深度后，持續(xù)噴漿攪拌把水泥漿壓入軟土層中，以確定提升參數的均勻速度，邊提升、邊攪拌、邊噴漿，使水泥漿與土體充分拌合。2提升噴漿通過后臺空壓機分3道輸漿管輸送至攪拌樁樁基3個鉆頭噴嘴處，最后隨攪拌樁機提升過程中噴射攪拌至土體中。8.2.6成樁施工時應采用數字化施工控制系統(tǒng)對制漿與供漿、供氣、攪拌等進行自動化控制。當智能監(jiān)控系統(tǒng)出現異常情況報警時，應進行人工輔助處理，待異常情況解除后方可繼續(xù)進行自動化成樁施工。8.2.7智能化施工控制系統(tǒng)在成樁施工過程中應對漿液流量、下沉與提升速度、垂直度與地內壓力進行監(jiān)控，當出現報警時，可按下列規(guī)定進行處置：1當出現漿液流量不足的報警時，應及時檢查供漿管路及制漿系統(tǒng)，恢復正常后方可繼續(xù)施工；2當出現下沉與提升速度異常的報警時，應及時核對地層及卷揚機的工作情況，恢復正常后方可繼續(xù)施工；3當垂直度偏差超過設計要求時，應通過反轉提升、重新下鉆的方式進行垂直度的調整；4當地內壓力值超過設定值時，可通過減小加氣壓力、降低施工速度等方式減小地內壓力。8.2.8當采用套接一孔法施工時，相鄰樁的搭接時間間隔不宜大于24h。當超過24h時造成無法搭接，應作為冷縫記錄在案，并經過設計單位確認后，采取補救措施。8.2.9施工時如因故停漿，應在恢復噴漿前，將攪拌機頭提升或下沉0.5m。在確保樁體上下噴漿搭接0.5m后再進行施工。8.3成樁完成和移位8.3.1將攪拌樁葉片及噴漿口上包裹的泥土清洗干凈，然后移位，進入下一根樁施工。8.3.2每天施工完成停機后向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵