地连墙止水帷幕高压旋喷桩施工专项方案.docx

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地连墙止水帷幕高压旋喷桩施工专项方案

XXXX广场项目（小伙巷项目公建）及商务大酒店工程

地连墙止水帷幕高压旋喷桩施工专项方案

一、工程概况

1.1工程概况

陆家嘴广场项目位于天津市红桥区小伙巷地块的北马路、大丰路交口处，东临天津市长征医院，南邻北马路、地铁1号线出入口；西邻大丰路、地铁1号线，北面为清真大寺、天津惠灵顿国际学校和建设中的海上花园。

本工程基坑围护结构采用地下连续墙+钢筋混凝土环梁支撑形式。

地连墙为二合一结构，墙厚分1.0m及1.2m两种规格，墙深分36.8m、39.8m两种规格，有效墙顶顶标高为-2.4m（绝对标高为+2.9m，大沽08高程系统），共171幅，采用十字钢板接头形式。

除基坑西侧采用三轴搅拌桩进行地连墙成槽保护的区域之外，其余各幅地连墙接缝处均采用三根高压旋喷桩作为止水帷幕（共135组405根），三根高压旋喷桩规格为φ800@500mm，呈一字型布置，有效桩长为36.5m（桩顶设计标高为-1.90m）。

止水帷幕旋喷桩采用三重管法成桩工艺，水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入比aw≥35%，加固土无侧限抗压强度fcu.k≥2000kPa，渗透系数≤3.5*10-7cm/s。

1.2地质条件

本工程止水帷幕高压旋喷桩有效桩长为36.5m，根据地质勘查报告1—1，、7—7，地质剖面图，本工程高压旋喷桩自上而下所穿越的土层如表1-1所示。

表1-1高压旋喷桩施工穿越土层特性表

地层编号

土性

重度

r（KN/m3）

平均厚度

（m）

土层描述

（1）2

素填土

18.7

4.8

呈褐色、黑褐色，软塑状态为主，主要由粘土、粉质粘土组成，含砖渣、石子及腐植物、有机质，属中～高压缩性土。

人工填土土质结构性差，欠均匀，填垫年限大于十年。

（2）

淤泥

15.5

2

黑色，流塑状态，无层理，含少量石子、砖渣及大量有机质、腐植物，属高压缩性土。

本层土质极软，强度极低。

水平向分布不稳定。

（3）

粘土

18.7

0.8

呈褐黄～褐灰色，可塑状态为主，有层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粉土薄层透镜体。

（4）1

粉质粘土

19.2

1.3

呈灰色，可塑状态为主，有层理，含蚌壳，局部地段夹粉土，属中压缩性土。

（4）2

粉土

19.5

2.4

呈灰色，稍密～中密状态，以中密状态为主，有层理，含贝壳，属中压缩性土。

局部为砂性大粉质粘土。

（5）1

粉土

19.4

3.5

呈灰色，稍密～中密状态，以中密状态为主，有层理，含贝壳，属中压缩性土。

局部为砂性大粉质粘土。

（5）2

粉质粘土

19.4

3.8

呈灰色，软塑状态为主，有层理，含贝壳，属中压缩性土。

（6）

粉质粘土

20.2

0.8

呈黑灰～浅灰色，可塑状态为主，无层理，含有机质、腐植物，属中压缩性土。

局部为粉土、粘土。

（7）

粉质粘土

20.2

3.4

呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粘土。

（8）

粉土

20.4

7

呈灰黄色，密实状态为主，无层理，含铁质，属中（近低）压缩性土。

（8）1

粉质粘土

20.0

4

呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。

局部夹粘土。

局部顶部、中部、底部夹薄层粉土（力学分层号⑧）。

（9）1

粉质粘土

20.2

2.7

呈灰黄色，可塑状态为主，无层理，含铁质、礓石，属中压缩性土。

局部为粘土。

二、高压旋喷桩施工参数设计

2.1单桩水泥用量计算

根据设计要求，旋喷桩水泥掺入比aw≥35%，按水泥掺入比35%取值，水灰比取0.8:

1。

1、土体加权平均重度

r=（18.7*4.8+15.5*2+18.7*0.8+19.2*1.3+19.5*2.4+19.4*7.3+20.2*4.2+20.4*7+

20*4+20.2*2.7）/36.5=19.5KN/m3=1.95t/m3

2、单桩水泥用量

水泥掺入比按35%取值，则单桩理论水泥用量为:

M=0.8*0.8*3.14*0.25*1.95*0.35*36.5=12.51t

3、单桩水泥浆用量：

水灰比取0.8，水泥浆比重按1.6t/m3记取，则单桩理论水泥浆用量为：

V=12.51*1.8/1.6=14.07m3=14070L

2.2高压旋喷桩施工参数设计

高压旋喷桩施工时，水泥浆流量取90L/min，则单桩理论旋喷施工阶段所需时间为：

S=14070/90=157min

则，旋喷提升速度为：

v=36.5/157=23.2cm/min，取23cm/min。

其他高压水、压缩空气等施工参数按常规经验取值，则本工程高压旋喷桩施工参数如表2-1所示。

表2-1高压旋喷桩施工参数表

高压水

压缩空气

水泥浆液

提升速度

转速

水灰比

压力

MPa

流量

L/min

压力

MPa

流量

m3/min

压力

MPa

流量

L/min

比重

25—28

60-70

0.6——0.7

6

1—2

90

1.6

23

15—20

0.8:

1

注：

采用强度等级42.5级复合硅酸盐水泥。

进场后，拟针对前三根桩进行成桩试验，以验证建议施工参数，特别是水泥浆压力、提升速度等参数能否满足设计水泥土掺入比要求，如不满足，则视情对施工参数给予调整。

三、高压旋喷桩施工

3.1总体施工策划

结合现场地连墙及后续挖土施工节点，本工程高压旋喷桩拟以南北向重型道路为界分I、II两个区施工，其中，I区结合后续挖土施工，又细化为I-1、I-2、I-3、I-4、I-5五个区，II区细化为II-1、II-2两个区，分区示意图如下所示图3-1所示。

图3-1高压旋喷桩分区示意图

各区段按如下施工顺序组织施工：

I—4→I—1→I—5→I—3→I—2→II—1→II—2

3.1高压旋喷桩施工工艺

本工程高压旋喷桩采用散供罐装人工拌浆工艺，其施工工艺

流程如图3-2所示。

图3-2高压旋喷桩施工工艺流程

3.2施工方法

1、施工准备

1）施工原材料

（1）水泥进场应有出厂合格证明和试验报告，使用前应分批对其净度、安定性进行复验，检验批应以同一生产厂家、同一编号为一批，每200t应做一组见证取样。

（2）水泥出厂超过三个月应复查试验。

2）施工机具

高压泥浆泵、旋喷钻机、高压水泵、泥浆泵、空压机、泥浆搅拌机、工程地质钻机等机具须在施工前应做好设备进场安装调试、检查验收工作。

现场做好供水供电、夜间照明等工作。

3）技术准备

（1）对待施工旋喷桩进行编码，确定施工记录表式。

本工程旋喷桩拟采用如下编码规则，每根旋喷桩采取两段编码给予定位，第一段编码为地墙幅段号（取相邻两幅地连墙小幅段号），第二段编码为旋喷桩流水号（自西向东，自北向男，三根桩流水号分别为1、2、3），旋喷桩编码示意图如图3-3所示。

图3-3旋喷桩编码示意图

（2）喷射加固前应熟悉工程水文地质资料，并对环境进行调查，施工前应进行试喷，以确定正式施工的各项技术参数。

（3）应根据地连墙接缝十字钢板位置定出桩位和标高。

（4）按要求开挖施工槽、排水沟、泥浆沉淀池等。

2、高压旋喷桩施工工艺要求

1）每组旋喷桩采取先两端再中间的施工顺序。

2）将地连墙接缝十字钢板位置在导墙上给予精确标示，并将每组桩施工位置的导墙给予凿除，随后根据十字钢板位置测放桩位，并用小竹签做好标记，要求孔位偏差不大于2cm。

3）钻机移动至施工部位，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，以保证钻杆的垂直度控制在L/150之内。

4）启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进，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。

在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，高压水喷嘴边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，至设计标高后停止钻进。

5）浆液配置：

高压旋喷桩的浆液，采用42.5级复合硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按方案执行，水灰比取0.8:

1，水泥浆比重1.60。

搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。

喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。

制浆时，控制每桶浆所需用的水泥量，有专人作好计录。

浆液配制，桩长36.5m

水泥掺量：

630kg/m3水灰比0.8

单桩水泥用量：

0.8*0.8*3.14*0.25*1.95*0.35*36.5=12.51t（250包）

每桶浆：

水泥用量：

500KG（10包）水用量：

400KG

制浆台按上述用量挂牌，按标准投放水泥，并作好记录，便于各部门检查。

施工现场放置泥浆箱，并停放一辆泥浆车，及时抽取施工旋喷时溢出的泥浆，泥浆车及时运出场外处理。

6）自下而上地进行旋喷作业，旋喷头边旋转边上升；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。

喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，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19cm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。

拆除喷射管或旋喷成桩期间发生故障，继续施工时必须将喷管下至停浆面下10cm，以确保旋喷成桩的竖向连续性。

7）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，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

8）旋喷桩施工每班组需留置两组水泥土试块，标养28天后进行无侧限抗压强度试验。

高压旋喷施工示意图如图3-4所示：

图3-4高压旋喷桩施工示意图

3.3高压旋喷桩施工质量检验标准

高压旋喷桩体质量检验标准见表3-1所示

表3-1高压旋喷桩施工质量检验标准

序

号

检查项目

允许偏差或允许值

检查方法

单位

数值

1

水泥及外掺挤质量

符合出厂要求

查看合格证或抽样送检

2

水泥用量

设计要求

查看流量表及水泥浆水灰比

3

钻孔位置

mm

50

用钢尺量

4

钻孔垂直度

％

L/150

经纬仪测钻杆或实测

5

孔深

mm

200

钻杆长度

6

注浆压力

按设定参数指标

查看压力表

7

桩体搭接

mm

>200

用钢尺量

8

桩体直径

mm

50

开挖后用钢尺量

9

桩身中心允许偏差

mm

0.2D

开挖后桩顶下500mm处用钢尺量,D为桩径。

3.4旋喷桩质量保证措施

（1）测量放线由专职人员负责测量放线及桩位的确定。

（2）钻机就位后应进行水平和垂直校正，钻机应与桩位一致，偏差在10mm以内，以保证桩垂直度正确。

（3）浆液配制必须按照配合比进行配制，水泥采用普通硅酸盐水泥，标号为P.O32.5。

（4）在旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、气、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杆旋喷。

插杆时应采取边射水边插，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防止泥土进入管内。

（5）钻机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有100mm以上的搭接长度，以免桩机脱节。

钻机发生故障，应立即停止提升钻杆和旋喷，以防止断桩，并应立即检修排除故障；为提高桩的承载力，在桩的底部1m范围内应适当增加旋喷时间作为端承桩应深入持力层2m为宜。

（6）相邻桩施工间距宜大于4m，相邻两桩间距小于D时，施工间隔时间应大于48h。

（7）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。

（8）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。

（9）在旋喷过程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面，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时，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，可提高喷射压力，适当减小喷嘴孔径，加快提升和旋喷速度等措施，来减小冒浆量；不冒浆大多数是地层中有较大空隙所致，可采取在浆液中惨和适量的速凝剂，缩短固结时间或增大注浆量，填满空隙，再继续旋喷。

（10）当处理即有建筑地基时，应采取速凝浆液或大间距孔旋喷和冒浆回灌等措施，以防止旋喷过程中地基产生附加变形和地基与地基间出现脱空现象，影响被加固建筑及邻近建筑；同时应对建筑物进行沉降观测。

（11）施工中因机械故障或停电及接头原因所造成的冷缝，要根据不同情况，轻重环节，及时与设计方有关人员商洽，采取以下几项措施：

A、桩与桩之间出现的冷缝或缺陷，采取在该处外侧加一根或数根进行补强。

B、施工中对设备使用、保养、维修每班配制专业机械人员保证正常施工。

C、桩机开钻前，挖足够数量样洞探明施工区域地下碎石等障碍物情况，若有＞100mm石块存在，要予以清除。

D、土方开挖后发现渗漏情况，应及时组织人力、物力进行检修堵漏方法，采取在渗漏外侧增加压密注浆，情况严重则可在坑内坑外进行双液注浆及其他堵漏方法。

（12）由于高压旋喷施工难度大,特制定施工细则,在施工中严格遵守,以保证施工质量。

A、钻机就位与设计位置偏差小于5cm,垂直偏差度小于1.5％。

B、旋喷桩深度、直径及旋喷体强度，必须符合设计要求。

检验方法为钻机取样、标准贯入、平振荷载试验、开挖检查和检查施工记录。

C、施工时严格控制各种施工参数,发现问题及时汇报处理。

D、现场施工做到及时记录、及时整理,发现问题及时汇报处理。

E、在施工时严格遵守操作规程,班长和技术员严格进行质量自检。

（13）旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止桩变形。

（14）施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的钻进时间、提升喷浆时间，记录要求详细、真实、准确，及时填写当天施工的报表记录、隔天送交监理。

（15）做好技术交底工作,组织职工学习操作规程和市政工程质量验收标准,确保在施工中各分部分项工程达到和超过设计质量要求。

质量员要和公司工程师一起复核重要的内业数据。

（16）贯彻“三检制”原则,坚持实行自检,互检,专检相结合,建立交接制度,各道工序经查合格,签字验收后方可进行下一道工序和施工,并做好验收交接记录。

3.5旋喷桩安全文明施工保证措施

1、本工程采用罐装水泥，灌顶安装喷淋降尘水管，防止防尘污染。

2、施工前进行安全技术交底，抓好安全教育，增强安全意识。

3、机械操作员等特殊工种人员必须经专门培训，经考试合格取得操作证，方可上岗作业。

4、高压旋喷桩等在进行作业时，严格按照机械技术操作规程进行作业；做到管理人员不违章指挥，作业人员不违章操作。

5、施工用电实行“三相五线制”和一机一闸一漏一保护的制度，并符合有关施工用电的规章制度。

6、施工时，对高压泥浆泵要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在；各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停泵停机排除故障。

7、高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯应不小于规定的弯曲半径，防止高压管爆裂伤人。

8、高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏力较强，浆液应过滤，使颗粒不大于喷嘴直径；高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动停止工作；因故需较长时间中断旋喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以防硬化剂沉淀管路内。

9、钻机作业中，电缆应有专人负责收放；如遇停电，应将各控制器放置零位，切断电源；如遇卡钻，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因前，不得强行启动；严禁用手清除钻杆上的泥土，发现紧固螺栓松动时，应立即停机重新紧固后方可继续作业。

10、作业后，应先清除钻杆上的泥土，再将钻头下降接触地面，各部制动住，操纵杆放到空档位置，切断电源，清理打扫完现场，方可离开。

11、搬运和搅拌水泥作业人员必须带好防尘罩。

四、设备、人员计划

高压旋喷桩施工拟投入的机具设备表见表4-1所示。

表4-1清障施工机具设备表

序号

设备名称

规格型号

数量

用途

1

高压注浆泵

XP-90D型

1台

2

空压机

6方/分

1台

3

液压钻机

G2-A型

1台

4

灰浆搅拌系统

/

1套

5

泥浆泵

1台

6

挖机

EX200

1台

高压旋喷桩施工拟投入的人力资源见表4-2所示。

表4-1劳动力安排

序号

工种

数量（人）

备注

1

旋喷桩机

6

分二班作业

2

机械操工

4

分二班作业

3

泥浆制作

4

分二班作业

4

辅助工

2

5

电工

1

合计

17

劳动力将根据工程情况合理调整。

五、施工进度计划

本工程施工进度计划如表5-1所示：

表5-1高压旋喷桩施工进度计划

序号

工序名称

计划开始时间

计划结束时间

备注

1

施工准备

8月29日

8月6日

2

Ⅰ—4区

8月7日

8月13日

45根

3

Ⅰ—1区

8月14日

8月21日

57根

4

Ⅰ—2区

8月22日

8月29日

57根

5

Ⅰ—3区

8月30日

9月6日

54根

6

Ⅰ—5区

9月7日

9月18日

81根

7

Ⅱ—1区

9月22日

10月3日

78根

8

Ⅱ—2区

10月6日

10月10日

33根

9