洞门三轴加固方案.docx
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洞门三轴加固方案
盾构进、出洞门
三轴深搅专项施工方案
施工方案目录
1
概述
………………………………………………………………
3
1.1
工程概况
………………………………………………………………
3
1.2
编制依据
………………………………………………………………
3
1.3
场地工程场地条件
…………………………………………………………
3
1.4
设计要求工程量
……………………………………………………
6
2
项目质量目标
………………………………………………………
7
2.1
质量方针
………………………………………………………………
7
2.2
质量目标
………………………………………………………………
7
3
施工部署及现场组织管理
……………………………………………
8
3.1
组织准备
…………………………………………………………………
8
3.2
技术准备
…………………………………………………………………
9
3.3
物资准备
…………………………………………………………………
9
3.4
生产准备
…………………………………………………………………
9
4
主要施工机械
……………………………………………
10
5
施工进度计划
……………………………………………………………
11
5.1
施工进度计划
………………………………………………………………
11
5.2
施工顺序
……………………………………………………………
11
5.3
施工进度计划表
…………………………………………………………
12
6
施工工艺
…………………………………………………………………
13
6.1
三轴深搅施工工艺
…………………………………………………
16
6.2
高压旋喷施工工艺
…………………………………………………………
16
7
施工平面布置
……………………………………………………………
18
8
质量保证措施
……………………………………………………………
18
8.1
施工管理人员选择
………………………………………………………
18
8.2
施工操作人员选择
………………………………………………………
19
8.3
技术交底制度
………………………………………………………………
19
8.4
原材料质量控制措施
……………………………………………………………
19
8.5
施工技术措施
……………………………………………………………
19
8.6
检测、计量设备管理
…………………………………………………………
20
8.7
原始记录及竣工资料
…………………………………………………………
20
9
安全、文明施工
…………………………………………………………
21
附图
三轴搅拌桩位平面图
…………………………………………………………
22
三轴搅拌桩剖面图
……………………………………………………………
23
施工平面布置图
……………………………………………………………
25
1.概述
1.1工程概况
XXX站为双层地下岛式站台车站。
车站区域地面标高一般在1.93~4.33m之间，地势较平坦。
本站结构外包全长189.8m，标准段外包宽度为22.7m，外挂段外包宽度为36.1m，车站采用明挖法施工。
旺吴路站北端头井为到达井，南端头井为始发井。
北侧工作井端头为盾构出洞口，盾构始发前对工作井端头一定范围内土体进行加固，地基加固采用三轴深搅配合旋喷桩，靠近端头采用单排ø600@300双重管旋喷桩，ø850@600三轴深搅贴边加抽条加固。
所用水泥均为PO42.5普通硅酸盐水泥。
端头加固宽度为9米，深度-16.4m~-4.2m为实搅，-4.2m~+4.2m为空搅。
本施组主要阐述三轴搅拌桩、高压旋喷桩的施工。
1.2编制依据
1）业主方提供的本工程《工程地质勘察报告》；
2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
4）《建筑地基处理技术规程》（JGJ79-2002）
5）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
6）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
7）《工程测量规范》（GB50026-93）
8）《建筑工程质量检验评定标准》（GBJ301-88）
1.3工程地质及水文地质条件
1．3.1工程地质条件
根据地质资料，地层层序自上而下依次为：
①1杂填土层：
杂色，道路部位面层为0.50~1.70m混凝土，基层为以三七灰土（夹有碎石、道渣等）。
其时代为第四系全新统（Q44）。
层厚0.50~3.80m，平均厚度1.26m，层底标高0.13~3.72m。
车站沿道路均有分布。
①3素填土层：
灰黄色、褐灰、灰色，松软，主要成份为粘性土，间夹少量碎石、碎砖等。
其时代为第四系全新统（Q44）。
层厚1.00~3.30m，平均厚度1.71m，层底标高-0.56~0.97m。
该层场地内均有分布。
③1粘土层：
黄褐色~褐黄色，可塑，局部为硬塑，含铁锰质结核，夹青灰色条纹，无摇振反应，刀切面具油脂光泽，干强度、韧性高。
为第四系晚更新统（Q32-3）冲湖积相沉积物。
层厚2.50~4.80m，平均厚度3.61m，层顶标高-0.56~0.99m，层底标高-3.58~-2.87m，埋深在1.20~3.90m之间，平均埋深在2.50m左右。
该层压缩性中等，车站内均有分布。
③2粉质粘土层：
灰黄色为主，局部地段下部为灰色，可塑为主，底部一般为软塑，含铁锰质氧化斑点，下部粉粒含量较高，夹少量粉土薄层，无摇振反应，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等。
为第四系晚更新统（Q32-3）冲湖积相沉积物。
层厚3.90~5.30m，平均厚度4.64m左右，层顶标高-3.58~-2.87m，层底标高-8.30~-7.38m，埋深在5.00~7.90m之间，平均埋深在6.30m左右。
该层压缩性中等，车站范围内均有分布。
④2粉质粘土层：
灰色，流塑状为主，局部软塑，下部具层理结构，夹有薄层状粉土，稍有光泽，干强度中等，韧性中等偏低，无摇振反应。
为第四系晚更新统（Q32-2）海陆交互相沉积物。
层厚9.60~11.60m，平均厚度10.40m，层顶标高-8.30~-7.38m，层底标高-19.03~-17.67m，埋深在9.60~12.40m之间，平均埋深在11.00m左右。
该层压缩性中等偏高，车站范围内均有分布。
④5粉质粘土层：
灰色，流塑，水平层理发育，夹较多薄层状粉土或粉砂，局部粉土、粉砂与粉质粘土呈互层状，稍有光泽，干强度中等，韧性中等偏低，无摇振反应。
为第四系晚更新统（Q32-2）海陆交互相沉积物。
层厚4.90~7.90m，平均厚度6.23m，层顶标高-19.03~-17.67m，层底标高-26.00~-23.68m，埋深在20.40~22.00m之间，平均在21.20m左右。
该层压缩性中等，车站范围内均有分布。
④6粉砂夹粉土层：
灰色，密实状为主，顶部3m左右一般呈中密状，粉土、粉砂与粉质粘土呈互层状，粉砂矿物成份以长石、石英及云母为主，颗粒分选性较好，级配不良。
为第四系晚更新统（Q32-2）海陆交互相沉积物。
仅初勘JZ-Ⅱ09-M2-B062孔揭穿，层厚33.20m，层顶标高-26.00~-23.68m，层底标高-57.48m，埋深在26.70~28.50m之间，平均埋深在27.0m左右。
该层压缩性中等，车站范围内均有分布。
⑧1粉土夹粉砂：
灰色，密实，夹有薄层状粉质粘土，局部粉质粘土含量较高，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。
为第四系中更新统（Q21）冲湖相沉积物。
本次勘察仅由初勘JZ-Ⅱ09-M2-B062孔揭示，未揭穿，控制最大厚度10.25m，层顶标高-57.48m，埋深在60m左右。
该层压缩性中等。
1.3.2水文地质条件
根据地下水埋藏条件，可将地下水分为孔隙潜水、微承压水及承压水。
据水质分析结果，场地内地表水及地下水对混凝土具微腐蚀性，长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，干湿交替环境中对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。
1.3.3不良地质工程评价
（1）钻探结果显示，场地浅部①1杂填土、①3素填土为本场地主要软弱土层。
①1杂填土层主要由道路路基面层及基层或碎砖、碎石等建筑垃圾组成，层厚0.50~3.80m，将对车站围护结构施工（地下连续墙成槽施工等）产生不利影响。
（2）现场调查及钻探结果显示，苏蠡路及旺吴路两侧各种通讯光缆、供电电缆及自来水管、污水管道等密布，将影响基坑的开挖施工；
（3）车站东侧河道施工填埋整平后，将形成暗河，为对工程不利的埋藏物。
（4）场地内承压水水头高，水压大，对基坑设计施工有影响。
根据场地的工程地质条件，开挖深度内的土层自上而下依次为①1杂填土、①3素填土、③1粘土、③2粉质粘土、④2粉质粘土层、④5粉质粘土层，土的类型为中软土。
其中④2粉质粘土层土质相对较软弱，自立性较差，基坑开挖时，易产生侧向变形而导致开挖面失稳。
1.4设计要求工程量
1、洞门土体加固采用三轴深搅配合高压旋喷桩，靠近车站端头采用单排ø600@300双重管高压旋喷桩，搅拌桩采用ø850@600三轴搅拌桩；三轴搅拌加固自车站基坑围护外侧6米区域为A区，A区外侧3米为B区。
2、洞门加固区三轴搅拌桩的水泥掺入量：
A区搅拌桩水泥掺入量为22%，B区搅拌桩水泥掺入量为15%，搅拌桩空搅拌部分水泥掺入量为7%，采用42.5级以上普通硅酸盐水泥。
3、高压旋喷桩设计桩径600mm，搭接300mm。
每米水泥用量为300kg。
经加固的土体A区无侧限抗压强度不小于1Mpa。
洞门加固区三轴深搅拌和高压旋喷加固厚度为12.2米，即盾构圆形隧道中心线上下各6.1米。
且外排深搅套打施工。
5三轴搅拌桩土体加固参数：
（1）洞门土体加固参数
加固工艺
加固区间
加固深度
桩直径
水泥掺入量
三轴深搅
加固区间A
-4.2m~-16.4m
Ø850@600
22%
加固区间B
-4.2m~-16.4m
Ø850@600
15%
空搅深度
+4.2m~-4.2m
Ø850@600
7%
高压旋喷
单排贴墙加固
+4.2m~-16.4m
Ø600@300
300kg/m
2.项目质量目标
2.1质量方针
本工程贯彻落实我公司质量方针：
脚踏实地，做优良工程；信守合同，让顾客满意；持续提高，达行业先进。
2.2质量目标
本工程质量目标：
达到规范及设计要求标准，严格按照轨道公司提出的“位置不错，杆子不斜，水泥不少，缺陷不漏”的十六字方针控制洞门加固和坑内加固的施工质量。
3.施工部署和现场管理
考虑到本工程工期紧、场地紧凑、多种工艺同时施工以及安全、文明施工等因素，布置合理的桩位，安排三轴深搅机及双重管高压旋喷桩机机身朝向以适应多种工艺同时施工的要求。
3.1组织准备
3.1.1建立施工管理班子
根据工程的特点及现场情况，为确保工程如期完成和争创优质工程，我公司由多次担任过地铁加固的杨振兴担任项目经理，配备与工程相适应的专业管理人员。
3.1.2施工作业班组
安排曾参加过类似工程施工且能打硬仗的人员，配备齐全的作业班组承担本工程的施工任务。
以确保本工程的质量、进度和安全。
3.1.3施工组织机构及职责
3.2技术准备
1）施工人员进场后，应尽快熟悉现场资料及图纸，了解本工程的特点，针对性的掌握各施工环节的技术要求。
施工用的各种表格报请总监审核后方能使用。
2）材料（主要是水泥）进场后，材料员应及时验看原材料质保书，无质保书的材料不予接受。
并及时取样送检，取样时需有监理工程师现场见证，并见证送样。
对水泥的安定性及强度复检。
3）由项目技术负责人召集施工员、质检员、安全员、材料员、与各工种班组进行技术交底，使每位参与本工程的施工人员对工程的特点、自身职责、工作协作有一种比较明确的概念。
因本工程施工时尚有高压旋喷及灌注桩同时施工，应当做好各工艺的协调配合。
3.3物资准备
因本工程水泥日用量较大，对水泥供应商24小时的不间断供货能力要优选。
根据施工图计算水泥等材料用量和规格，提前着手联系采购。
考察施工材料供货商，不仅从价格上更要从其质量、供应能力上进行综合考察作好材料进场的准备工作。
3.4生产准备
1）根据现场条件，在施工现场合理搭设水泥搅拌后台等工作，规划好临时施工便道和废浆池。
应做好设备安装、调试检查工作以及供水供电、夜间照明等工作。
开工前办理有关施工手续及申报工作。
2）进行现场平面布置合理规划施工区域，布置合理非施工区域，布设水泥搅拌后台，并准备好三轴施工废土堆场，废土堆场宜布置在道路出口处，并做好冲洗台，方便运输及文明施工管理。
4.主要施工机械
在场地具备施工条件后即立刻组织设备进场，本次基坑加固工程拟进场如下设备：
三轴搅拌桩主要施工机械设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
三轴搅拌桩机（头）
ZKD85-3
1台
2
步履式桩机机架
JB160
1台
3
灰浆桶
0.9M3
2只
4
存浆桶
2M3
1只
5
压浆泵
BW-250
2台
6
灰浆搅拌机
YJ-3
1台
7
空压机
0.6-0.9
1台
8
挖掘机
小松200
1台
9
经纬仪
J6
2台
10
水准仪
S3
1台
11
千斤顶
200T
2台
高压旋喷主要施工机械设备一览表
序号
机械名称
型号
单位
数量
电容量（KW）
1
高压旋喷机
SJB-I
台
1
37
2
空气压缩机
WY-7/6
台
1
22
3
高压注浆泵
GZB-40B
台
2
90
4
搅拌桶
S1200
台
4
2
5
引孔机
MD-100
台
1
37
6
低压泥浆泵
BW-150D
台
1
7.5
7
电焊机
BX3-300
台
1
22×1
8
泥浆泵
3PN
台
2
7.5×1
9
照明设备
套
5.施工进度计划：
我公司准备进1台三轴搅拌桩机对洞门加固的三轴搅拌桩进行施工，与此同时进场3台钻孔灌注桩机对北端头井内抗拔桩、立柱桩进行施工。
以保证各施工机械互不干扰为原则，合理安排场地
5.1工期计划安排
本工程共投入1台三轴工法桩机、1台高压旋喷桩机进行施工，预计有效施工总工期16天。
具体安排如下：
1）北端头井洞门三轴搅拌加固总计2732.8m3，空搅1500.8m3，计划投入1台钻机，按平均每台钻机完成300m3,需要14天，考虑到转场及其它不利因素，延误2天，共约16天。
2）洞门高压旋喷桩总计50根桩，约306m3，计划投入1台钻机，按平均一台钻机一天完成10根，则需要5天，考虑不利因素，延误1天，共约6天，因此夹缝高压旋喷桩应在结构开挖变形稳定后再施工，故此工期不计入本次工期计划内。
5.2施工顺序
首先施工钻孔灌注桩，对坑内抗拔桩、立柱桩进行施工，同时先进一台三轴搅拌桩机对洞门加固区进行施工，因现场围挡，施工时三轴机先行施工东侧三排三轴深搅，施工完毕机转向机身朝南，由北向南施工，以与钻孔灌注桩互不干扰为原则，
5.3施工进度计划表
日历天
工序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
机械进场及
设备安装
3d
测量放样
施工全过程
开挖沟槽
废土外运
施工全过程
洞门三轴搅拌桩加固
一台工法机16天
机械退场
1d
6.地基加固施工工艺
6．1 三轴深搅加固施工
6.1.1 三轴深搅桩施工工艺流程
6.1.2 三轴搅拌施工方法及技术
正式开工前先进行成桩试验，试桩钻进速度控制在0.5m/min，根据试桩取芯得到的三轴深搅水泥土性能，决定是否按照试桩参数来施工，当试桩取芯结果符合设计要求后，即采用该成桩参数来正式施工。
1）开机前探明和清除一切地下障碍物，开挖导沟，确定是否有障碍物及做泥水沟。
开挖导沟应当注意有无地下管线及暗浜等软弱土层，并及时处理，以确保施工管道安全，地基承载力应当能满足三轴桩机的自重和平稳行走的要求。
2）按照加固桩位的平面图，确定合理的施工顺序，及配套机械、水泥材料的放置位置
3）测放桩位，并经监理复核验收，三轴搅拌桩机及配套机械运转正常后就位。
施工前调节桩机底盘水平和桩架的垂直度，桩架垂直度小于1/250。
4）钻进速度控制在0.5m/min，钻机提升搅拌速度0.5m/min，保证充分搅拌。
提升也不宜过快，避免真空负压，孔壁塌方，一般采用一次钻进一次提升方法。
5）按设计要求严格控制水灰比，一般在1.5～2.0范围内，对三轴搅拌桩浆液通过加具有保水性好的膨润土以改善泥浆，水泥浆液制备采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，参考浆液配合比为水泥：
膨润土：
水=468kg：
15kg：
720kg。
水泥浆搅拌时间不少与2～3min，滤浆后倒入集料池中，随后不断的搅拌，防止水泥离析压浆应连续进行，不可中断。
施工时由当班班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度；成桩后桩中心偏位不得超过20mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。
在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近安放散装水泥桶，开机前应进行浆液的试拌制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。
水泥浆液的水灰比为1.5，注浆压力为1Mpa～2Mpa，以浆液输送能力控制。
土体加固后，强加固区28天抗压强度不小于1.0Mpa，弱加固区28天抗压强度不小于0.5Mpa。
6）严格控制注浆量和提升速度。
钻机搅拌时即连续压注水泥浆，钻进时注浆量一般为额定浆量的70％～80％，提升搅拌是注浆量为额定浆量的20～30％。
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻三轴搅拌桩施工间隔不得超过12小时（初凝时间）。
注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入。
注浆压力：
1～2MPa，注浆流量：
150～200L/min/每台。
7）桩与桩须搭接应注意下列事项：
①桩与桩搭接时间不应大于24h；如超过24h，则在第二根桩施工时增加注浆量20％，同时减慢提升速度；
②冷接头处理
如因相隔时间太长致使第二根桩无法搭接，应作为冷缝处理，可在监理单位及设计单位认可下，采取局部补桩或高压旋喷桩补强措施。
冷接头处理在先行施工的搅拌桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。
另外施工冷缝外侧用高压旋喷封堵。
因冷缝而增加的工程量以实际施工量另计，或根据设计要求处理。
接缝处理图
③套打和施工顺序
加固土体边上三轴深搅施工按下图顺序套打施工，其中阴影部分为重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量。
施工时，先行施工场地西侧加固区域，因受场地围挡限制，施工时桩机朝向西侧，施工完近围挡处的3排搅拌桩后，机身转向北侧，由地墙向南侧退打，最外侧一排深搅需套打，同样施工方法施工洞门东侧加固区。
施工顺序1 施工顺序3 施工顺序2 施工顺序5 施工顺序4
三轴深搅拌施工顺序示意图
8）弃土处理
三轴搅拌机搅拌轴设有螺旋式搅拌翼，钻进时有一定排土量，约在30％以内，，由于水泥掺量较大，排土在短时间内即可固结，成干土后外运。
9）三轴搅拌检查标准
序号
检查项目
允许偏差或偏差值
检查频率
检查方法
范围
点数
1
桩底标高
+100-50
每根
1
量钻杆
2
桩位偏差
+50
每根
1
钢尺量
3
桩直径
±10
每根
1
钢尺量
4
桩垂直度
≤1/200
每根
全程
经纬仪
6．2高压旋喷桩加固施工
三轴与地墙接缝处二重管高压旋喷桩，设计旋喷桩桩径600mm，搭接300mm，水灰比1.0，水泥用量300kg/m；
6.2.1二重管旋喷桩工艺流程
二重管高压旋喷注浆施工工艺流程图
6.2.2二重管法高压喷射注浆施工技术参数
水灰比
1.0
浆
旋喷压力
28～30Mpa
排量
60～75L/min
喷嘴孔径
2mm
喷嘴个数
1
气
压力
0.7Mpa
提升速度
9~13cm/min
旋转速度
10r/min
浆液配合比
水：
水泥＝1：
1
水泥掺量
300kg/m
6.2.3 高压喷射注浆施工方法及技术要求
1）桩位测放则采用50m钢卷尺进行，桩位误差≤20mm。
桩机经组装调试后，确认各设备参数运转正常，压力能达到设计值，钻机准确就位，钻机架设应平稳坚实，就位偏差≤20mm。
2）钻进引孔时用水平尺控制桩架垂直度，成孔偏斜率控制在1％以内。
3）按照设计要求的喷浆提升速率，核定卷扬机的转速。
高压旋喷前首先应检查高压设备和管路系统，保证其压力和流量满足要求，注浆管及高压喷嘴内不得有任何杂物，避免堵管。
检查注浆管接头的密封圈及其他密封部件必须完好。
4）注浆管下沉至设计孔深前，应及时按设计配合比制备好水泥浆液。
然后按设计要求输入水泥浆液，待浆压升至设计值后，按规定的提升速度和旋转速度提升注浆管，进行由下而上的喷射注浆。
旋喷开始后应连续作业。
5）水泥浆液应随配随用，浆液搅拌采用二级搅拌，防止水泥浆沉淀。
制备好的水泥浆液应用20目筛网过滤。
搅拌水泥浆液时，水灰比应按设计要求不得随意改动，禁止使用受潮结硬，过期的水泥。
6）高压旋喷注浆作业时，供浆、送气应连续，一旦中断，应将注浆管下沉至停供点200mm以下，待恢复供应后再旋转提升。
注浆管拆卸后重新喷射作业的搭接长度不应小于100mm。
7）高压喷射注浆过程中，当冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象。
如果发现超过20%或完全不冒浆时，应采取下列措施；地层中空隙大而引起不冒浆时，应加大注浆量，待填满空隙后继续喷浆提升。
冒浆量过大时，可提高注浆压力或加快提速，以减少冒浆量。
8）预先根据场地计算好桩顶及桩底标高，并在机架上作好记号，当喷射注浆接近桩顶时，应从桩顶以下500mm开始慢速提升旋喷至桩顶，并超过桩顶标高300mm,然后关闭高压
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