高压旋喷桩专项工程施工设计方案.docx

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高压旋喷桩专项工程施工设计方案

中山大学附属第六医院医疗综合大楼工程

旋喷桩止水帷幕专项施工方案

1．编制依据

1.1．中山大学附属第六医院医疗综合大楼工程合同施工招标文件、施工图纸及后续更改文件；

1.2．中山大学附属第六医院医疗综合大楼工程岩土工程勘察报告；

1.3．中山大学附属第六医院医疗综合大楼基坑支护工程设计蓝图；

1.4．BG-02设计更改通知单；

1.5．《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；

1.6．《混凝土搅拌用水》（JGJ63-89）；

1.7．《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；

1.8．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；

1.9．《地下防水工程质量验收标准》（GB50208-2002）；

1.10．国家有关方针政策，以及国家和地方的相关法律法规。

2．编制范围及原则

2.1.编制范围

中山大学附属第六医院医疗综合大楼工程基坑平面呈L型，南北长约79m，东西长约78m，周长约310m，开挖深度为17.30～20.90m。

基坑支护桩间高压旋喷桩止水帷幕施工，共约1300延长米。

2.2.编制原则

⑴确保施工方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。

坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。

根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。

⑵技术可靠性原则

根据本标段工程特点，依据广州市及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。

⑶经济合理性原则

针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使旋喷桩施工达到既经济又优质的目的。

⑷环保原则

施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。

施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。

施工过程实施ISO9001:

2008标准，进行环境管理。

建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

3.工程概况及主要工程数量

3.1.工程概况

本工程位于广州市天河区员村二横路26号中山大学附属第六医院的大院内，交通便利。

基坑安全等级按一级，一般地面设计堆载20kpa，出土口及行车道路面设计堆载40kpa东北侧天然基础楼房折算为地面超载力约60kpa，要求坡顶边1.5m范围不得堆载。

基坑平面呈L型，南北长约79m，东西长约78m，周长约310m，开挖深度为17.30～20.90m。

基坑支护采用旋挖灌注桩+钢筋砼内支撑形式。

因场地杂填土层中存大量的砖砼渣、砾石及旧基础等的问题，设计对部分支护进行了调整。

根据BG-02设计更改通知单的要求，基坑支护工程施工图示：

①、AB、BC段将支护桩升至地面，取消原桩顶支护段采用的钢管桩+土钉及预应力锚杆的复合式土钉墙支护，取消水泥搅拌桩，在基坑内侧桩间挂网喷射素砼止水。

AB段支护桩的外侧设置一排木桩Φ50、L=3m、@0.8m；②、CD段整平地面与东侧四层楼房地坪标高一致，平整地面后，在桩间施工双管旋喷桩止水，旋喷桩Φ550要求进入可塑土层2m，取消水泥搅拌桩；③、DE、EF段原地面在桩间施工Φ550双管旋喷桩，旋喷桩要求进入硬塑土层1m，取消水泥搅拌桩；④、FG、GH段原地面在旋挖桩间施工Φ550双管旋喷桩，旋喷桩要求进入硬塑土层1m，GH段桩顶按1:

0.5放坡+1排注浆土钉支护，取消原垂直开挖支护形式；⑤、HI、IA段桩顶按1:

0.5放坡+2排注浆土钉支护，取消原垂直开挖支护形式，平整地面后，在桩间施工Φ550双管旋喷桩止水，旋喷桩要求进入可塑土层2m或硬塑土层1m，取消水泥搅拌桩。

旋喷桩采用高压二重管施作，旋喷浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥，每延米水泥含量＞250kg。

旋喷桩必须满足《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），旋喷桩用水满足《混凝土搅拌用水》（JGJ63-89）要求，水灰比为1.1～1.3。

3.2.地质水文概况

3.2.1岩土层情况

1、杂填土，厚度0.7～4.1m,杂填土层中存大量的砖砼渣、砾石及旧基础

2、粉质粘土，厚度4.3～13.7m

3、粉质粘土（坚硬），厚度3.3～9.6m

4、全风化岩，厚度3.8～8.3m

5、强风化岩，厚度1.9～9.2m

6、微风化岩，厚度2.6～3.4m

3.2.2地下水情况

1、场地主要含水层为素填土层及基岩隙水。

2、素填土中的空隙水为上层滞水，水位随季节的变化而起伏，主要受大气降雨补给，侧向径流及蒸发是其主要的排泄形式。

3、基岩裂隙水主要赋存在强风化、中风化、微风化岩层风化裂隙中，主要受裂隙水的侧向补给，同时，侧向渗透为其主要的排泄形式。

4、地下水对砼无腐蚀，对钢结构有弱腐蚀，在干湿交替环境中，对钢筋砼结构中的钢筋有弱腐蚀。

3.3.主要工程数量

旋喷桩主要工程量详见主要工程数量表2.01：

表2.01基坑主要工程数量表

工程部位

工程项目

单位

根数

单根长度

数量（m）

基坑支护间旋喷桩止水帷幕

φ550旋喷桩

根

165

4.5～8.5m

1300

4．施工准备

4.1.施工准备

1、施工前技术、质检及现场施工负责人应组织班组作业人员熟悉图纸，学习规范、标准，以熟练掌握各种技术要求及施工方法。

2、根据旋喷桩数量配备施工机械，旋喷浆液的原材料规格、质量必须符合设计要求，并有出厂合格证，现场按要求进行验收。

3、按设计布桩形式，间距及维护结构范围按设计原则布置桩位，并绘制平面布置图，对各桩进行编号。

4、对施工机械设备进行检修与维护，使其符合使用要求。

5、通过试喷校验施工设备的技术性能、工艺参数、试喷效果及其技术措施是否适宜，试桩数量不少于3根。

4.2.施工前的工艺试验

旋喷桩正式施工前进行试桩3根。

施工前的工艺试验主要是验证以下几个方面：

1、试喷结果能否达到设计所提要求；

2、旋喷桩施工工艺参数；

3、根据地质情况和设计桩径选择的施工机具、设备、施工工艺是否满足设计要求；

注）：

浆量计算以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为：

Q=（H/v）q（1+β）

式中Q—浆量（m3）；

H—喷射长度（m）；

q—单位时间喷浆量（m3/min）；

β—损失系数，通常0.1～0.2；

v—提升速度（m/min）。

根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。

5.工艺流程与施工程序

5.1.工艺流程

施工工艺流程见“高压旋喷桩施工工流程图”。

5.2.施工程序

1、施工准备

⑴场地平整

正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

⑵桩位放样

施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，其误差不大于2cm，。

在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩，同时在施工轴线5～10m范围设控制桩。

⑶修建排污和灰浆拌制系统

旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。

沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。

沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。

灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。

2、钻机就位

本项目杂填土层中存大量的砖砼渣、砾石及旧基础，拟采用2台MGJ-50钻机引孔造孔,钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于1.5%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。

3、引孔钻进

把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求，经技术人员验测合格后方可开钻。

如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。

钻进过程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔的钻进。

4、下喷射管

本项目拟采用1台XPB-900喷射台车，将喷射台车移至成孔处，先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。

5、喷浆材料及制浆

采用42.5R普通硅酸盐水泥搅制浆，水泥应为新鲜无结块，通过0.08mm方孔筛的筛余量为≤5%，每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证，并根据有关规定进行抽查检验。

旋喷桩每延米水泥含量大于250kg。

旋喷桩必须满足《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002），旋喷桩用水满足《混凝土搅拌用水》（JGJ63-89）要求，水灰比为1.1～1.3。

按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。

浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于30S，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。

6、喷射提升

当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆、气，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终喷高程。

喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：

①接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴；

②喷射因故障中断，应酌情处理:

a、因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；

b、如中断时间超过1小时，要采取补救措施；

c、恢复喷射时，喷射管要多下至少0.3m，保证凝结体的连续性。

7.回灌

喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。

8.记录

 施工中钻孔、高喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格。

5.3.旋喷桩机械原理

旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至地层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度的桩体，从而使地层得到加固。

三重管是以三根互不相通的管子，按直径大小在同一轴线上重合套在一起，用于向土体内分别压入气、水、浆液。

内管由泥浆泵压送25Mpa左右的浆液；中管由高压泵压送20Mpa左右的高压水；外管由高压机压送0.6Mpa-0.8Mpa的压缩空气。

空气喷嘴套在高压水嘴外，在同一圆心上，三重管由回转器、连接管和喷头三部分组成。

6.施工工艺参数

施工工艺参数见表6.01

表6.01旋喷桩施工主要技术参数参考表

项目

技术参数

压缩空气

气压（MPa）

0.6～0.8

气量（m3/min）

0.5～2.0

水

压力（MPa）

≥20

流量（L/min）

80～120

喷嘴直径mm

2～3.2

水泥浆

压力（MPa）

≥25

流量（L/min）

100～150

水灰比

1.1～1.3

提升速度（cm/min）

20～25

旋转速度（r/min）

18～25

7.质量控制及检验

7.1．质量控制

为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施