高压旋喷桩施工方案38350.docx
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高压旋喷桩施工方案38350
三环线~汤逊湖排水通道工程
高
压
旋
喷
桩
施
工
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
2017年4月
一、编制说明
二、工程概况
三、管理机构及资源配置
四、施工部署
五、主要施工方法、工艺流程、控制要点
六、质量保证措施
七、安全保证措施
八、环境保证措施
九、旋喷桩施工应急预案
一、高压旋喷桩施工方案
二、工程概况
建设单位：
武汉地铁集团有限公司
勘察单位：
武汉市政工程设计研究院有限责任公司
设计单位：
武汉市政工程设计研究院有限责任公司
监理单位：
北京磐石建设监理有限责任公司
施工单位：
武汉市汉阳市政建设集团有限公司
三环线～汤逊湖排水通道工程,本次工程新建排水通道，承接野芷湖车辆段南侧生活区的雨水以及上游南李东路的雨水通过雨水过街箱涵排入规划雨水滞留塘，并最终汇入汤逊湖。
工程起点为南李东路（京广铁路），工程止点至文化大道，工程范围全长约1295m。
另外，为了配合地铁车辆段的建设，三环线下两条地面辅道也纳入本工程范围，地面辅道西起南李东路，东接文化大道地面道路，其中三环线北侧辅道（R线）长1348m；南侧（T线）长1258m。
雨水箱涵K0+070～RK0+190、K0+560～K0+660、RK0+864～Tk0+811处双口箱涵的下方采用600@500高压旋喷桩满堂加固处理。
共有高压旋喷桩3622根，桩径D=600mm，桩长取10m，且桩端置于黏土①1或粉质黏土①2，进入深度不小于10m。
加固后的复合地基承载力特征值不小于220KPa。
二、编制依据
1、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。
2、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）。
3、岩土工程勘察报告。
4、工程现场踏勘调查资料。
5、设计施工图纸。
6、国家和建筑部现行的设计、施工、验收采用的规范、规程规则和标准。
7、本工程项目所明确的现行有效的有关设计、施工、验收规范、规程、标准及有关法律、法规等。
8、公司内部有关施工技术管理、工程质量管理、安全生产管理、文明施工管理的规章制度及办法。
（二）、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
根据本工程特点，依据类似工程施工经验，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，从而使旋喷桩加固施工达到既经济又优质的目的。
4、环保原则
（二）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、废浆经沉淀并达到规定的标准后方可排放。
（三）、地质情况
1.岩土分层情况
在勘探孔所揭穿的深度范围内，场地地基土主要由人工填土、全新统冲湖积相淤泥、淤泥质土、黏性土和上更新统冲洪积相黏性土构成。
据野外钻孔岩性描述，原位测试结果及室内土工试验成果可将拟建工程场地勘探深度范围内地层划分为四大层九个亚层。
各地层岩性特征见下表1。
工程地质分层表表1
序
号
地质年代
及成因
地层
编号
地层
名称
层厚
（m）
层顶标高（m）
分布
情况
岩性特征
1
Qml
1
杂填土
3.80～9.20
18.20～25.60
全场分布
杂色，松散-稍密，主要由黏性土及少量砖渣等建筑垃圾等组成，局部地段混淤泥及生活垃圾等。
硬质物含量约15～35%，钻孔中所见最大粒径约10cm。
堆积时间长短不一，一般小于10年。
近期有施工机械翻挖、堆填建筑垃圾，拟建场地部分地段可见直径1米的混凝土桩头。
2
Q4l
2-1
淤泥
1.00～4.50
15.00～19.60
局部分布
灰黑色、灰色，流塑，饱和，具臭味。
3
Q4l
2-2
淤泥质黏土
0.80～5.50
14.30～17.50
局部分布
灰色，流塑，饱和。
4
Q4l
2-2a
黏土
0.80～4.90
9.80～17.20
局部分布
灰黄色、褐灰色，软塑，局部可塑，饱和。
5
Q4l
2-2b
黏土
1.00～3.00
12.90～16.80
局部分布
灰色，可塑，饱和。
6
Q4l
2-2c
黏土
0.80～2.90
10.50～15.00
局部分布
黄褐色、灰黄色，软-可塑，饱和，局部含少量铁锰质氧化物斑点。
7
Q4l
2-3
黏土
0.50～5.10
1.80～11.80
全场分布
黄褐色、青灰色，软塑，饱和，局部含少量铁锰质氧化物斑点。
8
Q4al+pl
3
黏土
6.50～7.60
3.50～3.80
部分勘探孔揭露
黄褐色、青灰色，可塑，饱和，局部含少量铁锰质氧化物斑点。
9
Q3al+pl
4
含黏性土中砂
1.50～3.90
-4.00～1.10
部分勘探孔揭露
灰黄色，灰白色，中密，饱和，含有黏性土。
各地层空间分布详见工程地质剖面图，现状湖、塘底分布有厚1～2m不等的浮淤。
2.岩土参数统计结果
1）土的物理力学性质指标统计分析
本次勘察对场地土层进行了常规的物理力学性质试验，试验统计结果见表2及表4。
土的主要物理力学性质指标统计表表2
地
层
编
号
地
层
名
称
项
目
含
水
率
ω%
重
度
γ
kN/m3
孔
隙
比
e
液
限
ωL%
塑
限
ωp%
塑性指数
Ip%
液性
指数
IL
压缩
系数
ɑ1-2
MPa-1
压缩
模量
Es
MPa
2-1
淤泥
n
7
7
7
7
7
7
7
7
7
max
94.3
16.5
2.564
54.6
29.8
25.8
2.54
2.11
2.5
min
58.6
14.2
1.431
43.2
23.9
19.3
1.48
1.66
1.7
μ
68.5
15.8
1.719
49.4
27.0
22.4
1.61
1.87
2.1
σr
15.91
1.09
0.43
4.71
2.32
2.52
0.51
0.47
0.54
δ
0.25
0.07
0.25
0.10
0.09
0.11
0.32
0.41
0.21
2-2
淤泥质黏土
n
39
39
39
39
39
39
39
39
39
max
55.9
17.2
1.476
50.8
27.6
24.2
1.50
0.90
3.6
min
44.1
16.4
1.274
37.7
23.4
14.3
1.12
0.77
2.6
μ
48.8
16.8
1.350
45.5
25.7
19.8
1.34
0.82
3.0
σr
3.71
0.35
0.08
2.24
1.15
1.51
0.23
0.13
0.55
δ
0.08
0.02
0.06
0.05
0.04
0.07
0.22
0.18
0.16
2-2a
黏土
n
10
10
10
10
10
10
10
10
10
max
44.0
18.4
1.103
49.7
26.3
23.4
0.84
0.53
4.5
min
33.2
17.5
0.951
39.4
22.4
16.0
0.60
0.40
3.6
μ
39.2
18.0
1.087
45.3
24.3
21.0
0.71
0.46
3.9
σr
3.7
0.40
0.10
3.72
1.54
2.41
0.07
0.04
0.28
δ
0.09
0.02
0.09
0.08
0.06
0.11
0.10
0.09
0.06
2-2b
黏土
n
6
6
6
6
6
6
6
6
6
max
36.8
19.2
0.942
49.0
25.1
23.9
0.68
0.40
7.0
min
31.7
18.2
0.810
42.2
23.2
19.0
0.41
0.28
5.0
μ
34.1
18.8
0.856
44.4
23.9
20.5
0.50
0.32
6.2
σr
1.91
0.31
0.06
2.51
0.72
1.81
0.10
0.05
0.80
δ
0.06
0.02
0.06
0.06
0.03
0.09
0.20
0.17
0.12
2-2c
黏土
n
6
6
6
6
6
6
6
6
6
max
39.1
18.6
1.083
43.6
23.8
19.8
0.81
0.58
4.8
min
29.8
17.9
0.929
34.8
20.0
14.8
0.60
0.42
4.2
μ
33.3
18.2
0.954
38.7
21.5
17.2
0.68
0.51
4.5
σr
3.21
0.38
0.09
3.91
1.01
3.02
0.08
0.06
0.33
δ
0.10
0.02
0.10
0.11
0.05
0.21
0.10
0.12
0.08
2-3
黏土
n
5
5
5
5
5
5
5
5
5
max
39.5
18.6
1.192
47.7
24.8
22.9
0.96
0.63
4.6
min
33.0
17.8
0.911
36.3
21.2
15.1
0.76
0.47
3.7
μ
36.4
18.2
1.079
42.8
23.1
19.7
0.83
0.54
4.2
3
黏土
n
6
6
6
6
6
6
6
6
6
max
30.2
20.0
0.813
42.3
23.3
19.0
0.49
0.32
8.1
min
23.5
18.9
0.691
31.2
19.1
12.1
0.28
0.22
6.5
μ
27.4
19.4
0.753
37.5
20.4
17.1
0.36
0.25
7.5
σr
3.61
0.44
0.09
4.4
1.3
3.1
0.08
0.04
0.72
δ
0.13
0.02
0.12
0.12
0.06
0.20
0.23
0.14
0.10
有机质含量（%）统计表表3
地层
编号
地层
名称
试验
次数
n
基本值
标准差
σ
变异
系数
δ
max
min
Xm
2-1
淤泥
2
6.9
5.1
5.6
2-2
淤泥质黏土
3
4.6
3.9
4.3
-
-
注：
根据试验结果按有机质含量分类，2-1淤泥为有机质土，2-2淤泥质黏土属无机土。
抗剪强度（直快）C、φ值统计表表4
地层
编号
岩土
名称
指标
统计
数
n
基本值
标准
差
σ
变异
系数
δ
统计修正系数γs
标
准
值
max
min
Xn
2-1
淤泥
c（kPa）
5
10
6
8
-
-
-
（7）
φ（ο）
5
5
2
3
-
-
-
（3）
2-2
淤泥质黏土
c（kPa）
38
14
8
11
1.51
0.14
0.92
10
φ（ο）
38
8
4
6
1.80
0.30
0.86
5
2-2a
黏土
c（kPa）
10
18
14
16
3.31
0.21
0.91
14
φ（ο）
10
11
6
9
1.96
0.21
0.88
7
2-2b
黏土
c（kPa）
6
29
22
26
3.92
0.15
0.94
24
φ（ο）
6
14
11
13
2.61
0.21
0.95
12
2-2c
黏土
c（kPa）
6
20
14
17
2.00
0.13
0.88
15
φ（ο）
6
11
6
8
1.28
0.16
0.85
7
2-3
黏土
c（kPa）
5
20
15
17
-
-
-
（16）
φ（ο）
5
9
7
8
-
-
-
（8）
3
黏土
c（kPa）
6
34
24
29
3.19
0.11
0.94
27
φ（ο）
6
14
12
13
1.02
0.09
0.93
12
根据勘察结果，拟建工程场地及周边无滑坡、泥石流等动力地质作用的破坏影响，但存在地面沉降问题，其他不良地质作用不发育。
箱涵基底下部土层主要为1层人工填土，该段箱涵下部持力层地基不均匀。
三、管理机构及资源配置
（一）、管理组织机构
1、本工程实行项目经理责任制，项目经理受公司法人代表委托，在授权范围内代表公司处理与该工程有关事宜，并按上海局及宿淮公司关于标准化管理人员配备标准化的规定，构建作业架子队，设架子队长、技术负责人、技术员、安全员、质量员、试验员、材料员、领工员和工班长，规范施工管理，全面落实“六位一体”管理要求，实现各项管理目标。
（二）、劳动力组织
劳动力配置见表3-1
序号
工种
人数
工作内容
1
领工员
1
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交底。
2
班长
2
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。
3
操作员
3
按设计施工工艺，正确操纵钻机和提升检查维修机械。
4
制浆员
3
负责水泥浆的制作，保证施工的连续性。
5
统计员
2
统计材料用量，记录泵送时间，清洗输料管。
6
电工后勤
2
负责设备的安装和安全使用。
7
记录员
2
负责施工记录，操纵电器控制仪表，并进行质量检查。
劳动力配备一览表
表3-1
（三）、主要机械设备
主要机械设备见表3-2
主要机械设备一览表
3-2
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
单管高喷钻机
HT-150
台
1
高喷灌浆、先导孔
2
高压注浆泵
BWT120/30型
台
2
高喷灌浆
3
发电机组
200W
台
1
4
潜水泵
3.8KW
台
2
5
水泥浆搅拌机
1.2m3
台
1
6
水泥浆搅拌机
0.8m3
台
2
7
测量仪
C32Ⅱ
台
2
8
比重计
套
1
9
斗车
部
2
四、施工部署
（一）、部署原则
1、满足施工安全、质量、进度、安全、文明、环保和职业健康要求。
2、满足业主和设计要求，结合我单位施工特长、技术装备、施工经验和施工能力。
3、按照“确保安全，提高质量，均衡生产，文明施工，降低成本”的思路进行。
（二）、管理目标
1、质量目标：
总体质量等级达到合格等级，杜绝质量事故，工程全部达到国家和铁道部现行的工程质量验收标准和设计要求；工程一次验收合格率达到100％。
2、安全生产目标：
认真贯彻“安全第一，预防为主”的安全工作方针，杜绝责任生产安全较大事故及以上事故；杜绝责任铁路交通较大事故及以上事故；杜绝责任工程质量大事故及以上事故；杜绝责任人身伤亡事故。
3、工期目标：
科学合理安排施工程序，抓好工序衔接，提高施工效率，加快施工进度，确保关键工期和合同工期目标如期实现。
结合现场实际情况计划：
4、环保、水保目标：
环境污染控制有效，土地资源节约利用，工程绿化完善美观，节能、节材和水保措施落实到位，努力建成一流的资源节约型、环境友好型工程。
确保生态平衡不破坏、周围无集体投诉。
五、主要施工方法、工艺流程、控制要点
（一）、施工准备
1、施工用水为线路填方取土坑内的水，施工前对水质进行了检测，符合使用要求，可以使用。
2、施工用电采用发电机现场发电。
（二）、原材料的检测及进场储存
1、施工所用水泥为甲控材料，标号为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥进场后必须进行检测，合格后方可用于工程施工。
水泥进场后储存必须覆盖一层毡布对其进行严密遮盖，防止淋雨或受潮。
（三）、机械设备
（四）本工程使用的机械设备见表3-2，设备进场后，对其进行了调试、检验，设备处于良好的工作状态，可保证其能正常进行，并报监理单位验收通过。
（五）、室内配合比试验
根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过2～5mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。
一般水灰比可取1.0～1.5。
为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。
若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。
（五）、工艺性试桩试验
根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
（六）、放线定位
按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。
（七）、工艺流程
（八）本标段拟采用单管旋喷法，工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩（流程图见图5-1）。
（九）
、施工方法
1、场地平整先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。
2、测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
3、机具就位
人力缓慢移动至指定桩位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。
对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。
将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。
为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。
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
4、钻孔、插管
采单管旋喷法施工。
该方法插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。
当第一阶段贯入土中时，借助喷射管本身的喷射或振动贯入。
其过程为：
启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水，至设计标高后停止钻进。
5、浆液配置
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。
高压旋喷桩的浆液，采用普通硅酸盐水泥42.5，水泥含量约35%，，每立方米被搅拌土体中水泥掺量约为630KG，水泥浆比重1.49。
搅拌灰浆时，首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。
喷浆时，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0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中。
水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
6、喷射注浆
在插入旋喷管前先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。
各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，喷射时，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。
7、桩头部分处理
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
8、冲洗
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。
管内、机内不得残存水泥浆。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。
并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
9、重复以上操作，进行下一根桩的施工。
10、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。
（十）、质量要求
旋喷桩施工质量要求应满足表5-1的要求。
项次
项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
桩距（mm）
±100
尺量
2
桩径（mm）
不小于设计
尺量
3
桩长（m）
不小于设计
查施工记录
4
垂直度（%）
<1.5
查施工记录
5
单桩注浆量
不小于设计
查施工记录
6
桩体28天强度（Mpa）
≥0.9
钻芯取样
7
单桩承载力（KN）
≥300
荷载试验
8
复合地基承载力（Kpa）
间距2.0m≥130；间距1.8m≥140；间距1.6m≥150
荷载试验
（十一）、控制要点
1、正式开工前应认真作好工艺性试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。
2、施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。
3、制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。
在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。
不得使用受潮或过期的水泥。
浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
4、喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障；如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。
5、旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变
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