光谷六路站高压旋喷桩施工方案Word文件下载.docx
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2.3编制原则2
1.4编制目的2
3、工程地质及水文条件2
3.1工程地质2
3.1.1不良地质与特殊岩土4
3.2水文地质条件4
3.2.1地表水4
3.2.2地下水5
4、设计概况及加固范围5
4.1设计概况5
4.2加固范围6
5、工艺性试桩7
5.1试桩目的7
5.2试桩施工参数7
6、施工部署8
6.1工期目标8
6.2施工用水9
6.3施工用电9
6.4施工机械设备、人员配置9
7、施工工艺流程及方法10
7.1施工工艺流程10
7.2桩位测放及钻机定位12
7.3钻孔13
7.4试管13
7.5喷射注浆13
7.6冲洗、钻机移位13
7.7、施工注意事项14
8、成桩质量控制及检测15
8.1成桩质量控制15
8.2桩检测15
8.3检验标准16
9、质量通病及预防措施16
9.1加固体强度不均、缩颈16
9.2钻孔沉管困难，偏斜、冒浆17
9.3固结体顶部下凹18
10、安全、文明施、环保工保证措施18
10.1安全保证措施18
10.2文明施工保证措施19
10.3环境保护措施19
1、工程概况
1.1工程简介
光谷六路站为地铁11号线东段工程的第7个车站，位于武汉市东湖高新技术开发区神墩一路与光谷六路交汇路口西侧，沿神墩一路呈东西方向布置，神墩一路车站西侧规划道路宽56m，东侧规划道路宽40m，光谷六路规划道路宽65m。
车站四个象限现状均为空地。
东南、西南象限均为规划商业用地，东北象限为规划公交枢纽，西北象限为规划商业用地，正北方向约200m处为中国十五冶及纽宾凯酒店。
车站两端盾构井，小里程端为盾构始发，大里程端为盾构接收。
光谷六路站为地下两层单柱双跨岛式车站，设置4个出入口，2组风亭，车站有效站台中心里程为ZK48+722.000，车站起点里程为ZK48+558.150,终点里程为ZK48+827.250，全长269.1m。
主体基坑标准段宽度21.1m，基坑深度17.79m，采用明挖顺作法施工，主体基坑采用A1200@1500、A1200@1800钻孔灌注桩、A1200临时立柱桩+内支撑的支护形式。
钻孔桩桩径1.2m，分别设有A、B、C、D、E五种型号。
高压旋喷桩采用A600双重管旋喷桩，布置于围护桩桩间，旋喷桩进入不透水层（粉质粘土或强风化泥岩）不小于1m。
总计478根。
2、编制说明
2.1编制依据
《建筑地基处理规范》
《光谷六路站围护结构施工图纸》
《光谷六路站岩土工程勘察报告》
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）
《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003版）
建筑结构楚天杯工程质量评审标准（编号DBJ/T01-69-2003）
现行有关法规、标准、技术规范、定额以及环境保护、水土保持方面的政策和法规；
2.2适用范围
本施工方案适用于光谷六路站高压旋喷桩施工。
2.3编制原则
（1）确保技术方案针对性强、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。
（2）技术可靠性原则
根据本标段工程特点，依据武汉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。
（3）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。
（4）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ISO14000标准，进行环境管理。
建设“绿色工地”，实施“环保施工”。
1.4编制目的
为保证基坑稳定并在基坑开挖过程中不因桩间渗透水影响基坑稳定性而影响基坑开挖施工。
3、工程地质及水文条件
3.1工程地质
覆盖层
场区覆盖层以第四系人工填土及黏性土为主，覆盖层厚度6.5～12.5m，最大厚度为12.5m。
具体描述如下
杂填土（Ｑml）（1-1）：
灰、黄、黄褐、褐红等杂色，主要由黏性土、砖渣、碎石、砼碎块组成，碎石粒径一般2～5cm，硬质物含量30%左右，均匀性一般。
堆积时间一般小于10年，主要分布于神墩一路上及其周边辅道垫层，钻孔揭示厚度在0.8～2.1m，埋深0～2.1m。
素填土（Ｑml）（1-2）:
主要为褐黄、褐红色粉质黏土。
堆积时间一般小于10年，多处于欠固结松散状态。
主要分布于高新大道上及其周边辅道垫层，钻孔揭示厚度在1.0～6.8m，埋深0～2.1m。
粉质黏土（Q3al+pl）（10-1）：
褐黄色，灰黄色、棕红色等，硬塑～坚硬状态，局部可塑，中压缩性，含氧化铁，铁锰质结核及少量条带状高岭土，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
为工程场区主要土层之一，钻孔揭示厚度在1.4～6.7m，埋深1～7.9m。
坡残积土（Qel）（13-3）：
灰黄色、棕黄色，硬塑～坚硬状态，中偏低压缩性，含氧化铁，铁锰质结核及团块状高岭土，夹碎石及少量块石，呈次棱角状，粒径10～50mm，含量一般在15～25%，无摇振反应，干强度高，韧性高。
为工程场区主要土层之一，发育于覆盖层底部，钻孔揭示厚度在0.5～4.3m，埋深6.5～9.0m。
基岩
光谷六路站基岩为滞留系砂质泥岩、泥岩，岩面高程21.4～26.7m。
微风化泥岩（20a-3）：
青灰色，主要矿物成份为黏土矿物，泥质结构，泥质胶结，层状构造，裂隙较发育，裂隙面光滑，岩芯呈15～35cm短柱状，局部碎块状，锤击声哑，易碎，属软岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅳ级。
末钻穿，最小埋深11.8m。
强风化砂质泥岩（20b-1）：
土黄色、灰黄色，主要矿物成份为黏土矿物，裂隙极发育，岩芯多呈4～7cm碎块状，手捏可碎，属极软岩，岩体破碎，基本质量等级为V级。
厚度0.5～7.5m，埋深6.7～12.5m。
中风化砂质泥岩（20b-2）：
灰黄色，灰绿色，主要矿物成份为黏土矿物，泥质结构和粉砂质结构，泥质胶结，层状构造，裂隙发育，裂隙面光滑，岩芯多呈2～8cm碎块状和5～10cm短柱状，锤击声哑，易碎，属极软岩，岩体较破碎，基本质量等级为V级。
厚度1.4～7.8m，埋深7.8～16.3m。
微风化砂质泥岩（20b-3）：
青灰色，主要矿物成份为黏土矿物，泥质结构和粉砂质结构，泥质胶结，层状构造，裂隙较发育，裂隙面光滑，岩芯呈15～35cm短柱状及碎块状，锤击声哑，易碎，属软岩，岩体较破碎，基本质量等级为Ⅳ级，部分钻孔末钻穿,埋深11.0-19.0m。
构造挤压揉皱带（20s）：
青灰色，岩芯大多呈砾砂状，局部呈柱状。
手可折断或捏碎，取芯率约50～80%，岩体极破碎，基本质量等级为V级。
呈条带状分布于20b-3中。
3.1.1不良地质与特殊岩土
根据光谷六路站详堪报告，本站存在的特殊岩土主要有以下几类：
人工填土、坡残积土、强风化岩及膨胀土。
人工填土：
场区均有分布，为新近人工堆填，厚度2～7m。
主要为1-1层杂填土及1-2层素填土。
成份以硬塑状老黏性土为主，填筑时间少于10年，该层透水性、力学性能、稳定性差异较大，对基坑边坡稳定影响较大，宜进行适当处理。
强风化岩及坡残积土：
场区强风化泥岩分布较广，厚度一般在0.5～7.5m，芯样灰黄色，多呈2-8cm碎块状，质极软，轻击易碎，其地基承载力较高，透水性弱，工程性能较好，对工程影响较小；
场区坡残积土分布较广，厚度一般在0.5～4.3m，成份以黏性土为主，含少量碎石，碎石成分主要为泥岩、砂岩，其地基承载力较高，透水性微，工程性能较好，对工程影响较小。
膨胀土：
场区10-1层黏性土广泛发育，室内膨胀试验表明，该层土自由膨胀率在45%～53%，按膨胀潜势分类具弱膨胀潜势，经初步计算，该土层胀缩变形量SC为28.5mm，胀缩等级为Ⅰ级。
该层土的不良工程特性主要表现为吸水膨胀软化、失水收缩开裂等。
该土层广泛发育，若保护不当，使水分侵入，土体强度下降明显，发生崩塌、边坡失稳或增加对支护结构的压力。
设计、施工过程中可采用控制含水量变化、及时支护等措施，减少其不利影响。
构造挤压揉皱带:
场区局部分布有构造挤压揉皱带，钻孔揭示厚度0.8～11.3m，该层为泥岩或砂质泥岩受构造挤压作用产物，岩体极破碎，岩质极软，手掰可断，该层透水性较好，呈条带状分布在基岩中。
场区该层分布不均，车站底板局部与该层接触。
3.2水文地质条件
3.2.1地表水
光谷六路站场区地表水系不发育。
3.2.2地下水
根据含水介质和地下水的赋存状况，可将场区内地下水划分为上层滞水、和基岩裂隙水两种种类型。
上层滞水
主要赋存于填土层中，其含水与透水性取决于填土的类型。
上层滞水的水位连续性差，无统一的自由水面，接受大气降水和供、排水管道渗漏水垂直下渗补给，水量有限。
勘察期间，稳定水位埋深多在2～3m。
基岩裂隙水
风化基岩及构造挤压揉皱带为弱透水层，含有少量基岩裂隙水。
中、微风化基岩为相对隔水层，基岩裂隙水主要赋存于强风化基岩及构造挤压揉皱带中。
基岩裂隙水总体水量贫乏。
岩土层富水性
覆盖层中，人工填土、黏土、粉质黏土及残积土富水程度低；
强～中等风化基岩及构造挤压揉皱带富水程度一般。
根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）判别本工程混凝土结构所处环境类别为Ⅰ类（一般环境），设计地面以下至地下水最低水位之间混凝土结构按长期与水或湿润土体接触的构件考虑，碳化环境作用等级为I-C；
地下水最低水位之下混凝土结构按永久的静水浸没环境考虑，环境作用等级为Ⅰ-B。
因此建议地下混凝土结构综合按I-C作用等级考虑。
地面以上混凝土结构处于干湿交替环境作用等级为I-C。
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）判别本工程地下混凝土结构环境类别为二B类，地面以上混凝土结构环境类别为二A类。
环境介质腐蚀性
场地内地下水腐蚀性评价宜按Ⅱ类环境考虑和B类地层渗透性进行判定，场区地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。
覆盖层对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
4、设计概况及加固范围
4.1设计概况
光谷六路站高压旋喷桩采用旋喷桩采用A600双管旋喷。
旋喷桩材料采用强度等级为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比取1~1.5，根据需要可加入适量的外加剂及掺合料，外加剂的掺入量应根据现场试验得出。
旋喷桩施工前应做试验，确定实际的施工参数及检测旋喷桩的实际成桩效果。
检测项目包括成桩质量、成桩半径、桩体强度。
旋喷桩根据设计图的位置布置，严格按基线测放桩位，桩位偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%；
成桩垂直度偏差≤1%。
旋喷桩施工时提升速度、旋转速度等参数应根据现场试验确定，当采用分段提升时，上下搭接长度不少于0.3m，以防脱节。
旋喷桩加固体应采用钻芯法检测桩身完整性，并取样做抗压强度试验，检测的数量为总桩数的1%，且不得少于5根。
桩体达到龄期的抗压强度≥0.8mpa。
现场可根据实际地质情况进行调整（调整之前必须上报项目经理部同意后方可调整）。
4.2加固范围
光谷六路站高压旋喷桩用在围护桩桩间止水，采用Ф600@450双重管高压旋喷灌浆进行加固，加固后水泥抗压强度应≥0.8Mpa。
详见图4.2.1、图4.2.2。
图4.2.1高压旋喷桩桩间间距示意图
图4.2.2高压旋喷桩加固断面图
5、工艺性试桩
5.1试桩目的
为了更科学的指导施工，严格控制高压旋喷桩施工质量，在正式施工前，必须进行现场工艺性试桩，其目的是：
确定满足设计强度要求的水泥掺量、水泥浆的配合比以及水泥浆的比重。
确定机械性能能否满足要求。
确定合适的高压水泥浆泵桨压力值。
确定合适的输浆泵的输浆量。
确定合适的钻杆提升速度，旋转速度等参数。
验证成桩的均匀性、连续性和桩径大小以及28天桩体抽芯抗压强度。
5.2试桩施工参数
高压旋喷桩常用工艺参数见表5.2-1。
表5.2-1高压旋喷桩常用工艺参数表
序号
项目
参数
1
高压旋喷种类
双管旋喷
2
高压泥浆泵压力
20～30Mpa
3
压缩空气压力
0.6～0.8Mpa
4
注浆管外径
42mm
5
喷嘴直径
2～3mm
6
高压胶管直径
19mm
7
提升速度
200mm/min
8
水泥掺入量
200Kg/m
9
每分钟出浆量
0.27m³
/min
10
浆液材料及配比
P.O42.5普硅水泥，水灰比1.5:
备注：
施工队可根据现场施工情况对旋喷桩施工参数调整，但调整之前需上报项目经理部。
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：
试喷结果能否达到设计所提要求；
旋喷桩施工工艺参数；
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。
6、施工部署
6.1工期目标
光谷六路站高压旋喷桩计划于2015年9月7日开始施工，2015年10月16日前施工完成，40个工作日。
总计478根，日强度12根/天。
6.2施工用水
光谷六路站目前已形成厂区给水管路，施工用水从市政管网接入对现场施工进行供水。
6.3施工用电
光谷六路站目前供电管路已形成，施工用电从施工部位就近的二级柜内接出。
6.4施工机械设备、人员配置
高喷注浆主要机具包括：
钻机、高压泥浆泵、高压清水泵、高压机等。
主要施工设备配置表见表6.4-1，主要劳动力见表6.4-2。
表6.4-1主要施工设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
工程地质钻机
XY-2
台
钻孔
高喷台车
GP1800-2
高喷灌浆
空压机
PDS400
灌浆增压
高速搅拌机
ZJ-400
搅拌浆液
高压水泵
90KW
高压注水
注浆泵
SGB6-10
储浆搅拌机
JJS-2B
储存浆液
潜水泵
5.5KW
废浆抽出
泥浆泵
3PNL
灌浆泵
11
螺杆泵
I-1B
12
电焊机
BX1-500
临时焊接
表6.4-2主要劳动力配置表
工种
人数
工作内容
管理人员
负责协调、指挥，随时解决各种工作问题，作业前对班组作业人员进行工作安排和安全技术交底。
班长
负责协调指挥各工序的操作，控制加固质量，排除施工中的各种故障。
操作员
按设计施工工艺，正确操纵钻机和提升检查维修机械。
制浆员
负责水泥浆的制作，保证施工的连续性。
统计员
统计材料用量，记录泵送时间，清洗输料管。
电工
负责设备的安装和安全使用。
记录员
负责施工记录，操纵电器控制仪表，并进行质量检查。
7、施工工艺流程及方法
7.1施工工艺流程
光谷六路站采用双管法旋喷注浆，旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻至于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固和起到止水帷幕的作用。
施工流程见图7.1。
图7.1双重管旋喷施工工艺流程图
7.2桩位测放及钻机定位
按桩位排列图进行桩位放样，由测量班组使用全站仪测放纵横向控制线及各主要控制点位的桩点，带线控制纵、横向，尽量确定其他各桩位，全站仪测放的控制桩位点需打木桩钉标记。
为防止钻孔后控制点失效，必须将控制点向不受施工影响的地方外引。
经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用钢筋头钉紧且在钢筋头上绑扎明显标示物（红色绳子或线头等）用以保证桩孔中心（偏差小于20mm）。
移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时置平钻机，保持平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%。
就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
制备水泥浆。
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，材料用42.5型普通硅酸盐水泥，根据需要加入适量的外加剂，所用的外加剂的数量应根据具体情况通过试验确定，水泥浆液的水灰比为1:
1.5，水泥掺量为200kg/m，水泥土抗压强度不低于1.0MPa。
首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.5mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
7.3钻孔
钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，双重管高压旋喷桩钻孔是先由地质钻机开孔，并钻进至设计标高后提起钻杆，钻孔完毕，豹澥路站旋喷桩钻孔采用隔一打一方式施工。
7.4试管
当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
7.5喷射注浆
①主要技术参数：
浆液压力大于20MPa，浆液比重1.0～1.5，旋转速度，一般以20r/min为宜，提升速度0.2m/min，喷咀直径2～3mm，液浆流量70～90L/min。
②旋喷作业，钻孔至设计高程后，拧下上节钻杆，放入钢球，堵住射水孔，再将钻杆装上，即可向钻机输送高压水泥浆，待液浆从孔底冒出后，钻杆开始旋转和提升，由下而上进行旋喷。
③拆除钻杆。
在旋转过程中，当第一根钻杆提出地面后，停止压浆，待压力下降后，迅速拆除钻杆，当提升到桩顶设计标高时，重新开始旋喷桩，当提升到桩顶设计标高时，为避免浆液与土在拌合机混合后，因浆液拆除出现缩水，造成旋喷桩顶部凹穴，进行1～2mm的低压补喷。
7.6冲洗、钻机移位
喷射施工完毕后，应把注浆管等机具冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
将钻机等机具设备移到新孔位上。
补浆。
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
7.7、施工注意事项
因光谷六路站旋喷桩位置处于围护桩间，所以现场施工中采取隔一打一即可满足施工。
钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘要与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°
。
喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。
设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。
为了加大固结体尺寸，或对深层硬土，为了避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：
第一次喷射（初喷）时，不注水泥浆液，初喷完毕后，将注浆管边送水边下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第一次喷射（复喷）。
在旋喷过程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量的20%，可视为正常现象，超过者或出现不冒浆，应查明原因，采取相应的措施。
通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升速度等措施，以减小冒浆量；
不冒浆大多是地层中有较大孔隙所致，可采取在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间或增大注浆量，填满孔隙，再继续正常施工。
在插管旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和旋喷。
插管时应采取边射水边插，水压力控制在1MPa，高压水嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。
钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断；
拆卸钻杆要保持钻杆伸入下节100mm以上的搭接长度，以免桩体脱节。
为提高桩的承载力，在桩底部1m范围内应适当增加旋喷时间。
在软弱地层旋喷时，固结体强度低。
可以在旋喷后用砂浆泵注入M15砂浆来提高固结体的强度。
在开钻前根据管线图摸清管线位置及走向，遇有不明管线应立即停止施工并及时向项目经理部相关职能部门汇报。
停喷超过1h重新开喷时,要将高喷管下放0.3m再开始正常提升高喷,停喷时间大于4m要用清水冲孔或扫孔后,再进行剩余孔段的高喷。
如高喷灌浆发生串浆,则首先填堵被串孔的高喷灌浆;
待其结束后,尽快进行被串孔的扫孔、喷射或继续钻进。
定期测试水泥浆液密度,当施工中浆液密度超出设定指标时,立即停止提喷,并调整至正常范围后,再继续喷射。
在高喷灌浆过程中，出现压力突降或突增、孔口回浆浓度和回浆量异常,甚至不返浆等情况时,查明原因后及时处理。
8、成桩质量控制及检测
8.1成桩质量控制
（1）桩径控制：
施工过程中要按技术交底参数操作，对桩个别部位可进行复喷，以满足桩径要求。
（2）桩长控制：
当钻至桩底深度以下0.2m时，将喷浆管插到桩底层位。
在插管过程中，为了防止泥砂堵塞喷嘴，可边喷水边插管。
（3）喷浆控制：
要严格按照配合比控制浆液并严格控制空压机、高压水泵、送浆泵的压力及钻杆提升速度，保证喷浆量，随时观察返浆情况。
8.2桩检测
（1）检测方法和内容
高压喷射注浆可根据工
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