隧道基坑支护及地基加固施工组织设计.docx

1、隧道基坑支护及地基加固施工组织设计杭州紫之隧道(紫金港路之江路)工程土建第1标段基坑支护及地基加固工程施工组织设计1. 编制依据1）杭州紫之隧道(紫金港路之江路)工程土建第1标段基坑支护及地基加固施工图纸。2）施工参照的主要技术规范见表1-1（不限于）：表1-1 技术规范标准序号编 号名 称1国家和地方政府颁布的强制性条文2GB建筑地基基础工程施工质量验收规范3JGJ建筑基坑支护技术规程4GB建筑工程施工质量验收统一标准5GB地下工程防水技术规范6JGJT型钢水泥土搅拌墙技术规范7GB地下防水工程质量验收规范8JGJ建筑地基处理技术规范9JGJ建筑钢结构焊接技术规程10JGJ钢筋焊接及验收规程

2、11GB钢结构设计规范12现行的国家及杭州当地颁发的其他技术规范和标准3）我公司有关施工、质量、安全生产、文明施工、技术管理等文件。4）我公司ISO 9001：2000程序文件及作业指导书的相关规定。2 工程概况2.1 工程概况1）本标段隧道分明挖段和暗挖段两部分。2）明挖段隧道基坑开挖深度为地表至地表以下约16.0m深度，暗挖段工作井开挖深度约为21m。其中东线明挖段全长约为750m，西线明挖段全长约为700m。3） 基坑支护依开挖深度不同分别采用地下连续墙及SWM工法桩加内支撑的支护体系。4）本工程地基加固平面位置见附图1基坑支护及地基加固平面图2.2 工程地质条件1） 地形地貌场地地势稍

3、有起伏，属山地平原地貌类型。2） 岩土分层及其特征根据业主提供的地质勘察报告，本工程范围内地层自上而下分述详见下表：表2.2-1 场地地基土层划分表层号土层名称分布状况土体描述渗透系数（cms)-1杂填土遍布-2素填土遍布-2砂质粉土遍布松散稍密1.84E-04-3砂质粉土大部分有松散稍密1.44E-04-4粉砂大部分有松散稍密4.54E-03淤泥质粘土遍布含粘土碎石遍布-1全风化泥质粉砂岩遍布3）水文地质条件本场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为源大气降水及地表迳流，水位随季节而变化。潜水水位约在0.31.5m，年平均地下水位一般在0.50.7m，实际应用时，地下水位按不利条件分别取地下

4、水高水位埋深0.5m。4）整条线路地质情况见附图2地质纵断面图。2.4 地基加固 表2.4-1 东线地基加固概况表位 置里 程加固范围加固 形 式暗挖进洞K0+842.1K0+848.140.2*6两轴搅拌桩暗挖进洞K0+842.1K0+842.640.2*0.5三重管旋喷桩夹心层工作井K0+830K0+84038. 4*10 两轴搅拌桩工作井角明挖与工作井交接2.4（3.9）*3三重管旋喷桩东线K0+821.9K0+827.912.6*6两轴搅拌桩K0+682K0+821.9两轴水泥搅拌桩 表2.4-2 西线地基加固概况表位 置里 程加固范围加固 形 式暗挖进洞K0+795.1K0+801.

5、140.2*6两轴搅拌桩暗挖进洞K0+795.1K0+795.640.2*0.5三重管旋喷桩夹心层工作井K0+783K0+79338. 4*10 两轴搅拌桩工作井角明挖与工作井交接2.4（3.9）*3三重管旋喷桩西线K0+780.9K0+786.912.6*6两轴搅拌桩K0+628K0+780.9两轴水泥搅拌桩 其它位置加固范围：两条人行横通道上下左右各3m采用两轴水泥搅拌桩，人行横通道两侧靠近隧道采用500mm厚三重管旋喷桩夹心层。雨水泵房拐角采用三重管旋喷桩。3. 施工部署3.1 工程施工总体目标3.1.1 工期目标根据总体施工进度要求安排专项工序施工进度。3.1.2 质量目标我们将全面执

6、行招标文件提出的质量和技术要求，按照国家规范和浙江省、杭州市有关的质量管理规定进行施工，施工质量达到优良工程。实施过程中，树立“质量第一，预防为主”的指导思想，坚持“计划、执行、检查、处理”的循环工作方法，严格进行质量过程控制，开展工程质量管理活动，力争市优工程。3.1.3 安全生产目标本工程安全生产目标：工程实施过程中不发生重大的安全事故和管线事故，特别是人身伤亡事故。 为贯彻“安全第一、预防为主”的方针，建立健全安全生产责任制和群防群治制度，确保在施工现场生产过程中的人身和财产安全，减少事故的发生，将在施工现场结合工程的特点，建立安全生产保证体系，切实加强对施工现场安全管理。安全生产保证体

7、系的建立符合市政企业内部的特点，并形成安全体系文件，以确保安全保证计划的内容具有可操作性、严密性、可行性。3.1.4 文明施工目标本工程文明施工目标：保证施工现场附合文明施工的统一标准，力争现场文明施工达到“市级文明标准化工地”标准，创省级安全文明标准化示范工地。3.1.5 环境目标本工程施工过程中的环境目标及要求：1）在施工现场必须对生产用水和生活用水的排放进行控制，所有水体不应有自然原因所导致的下列物质：凡能沉淀而形成令人厌恶的沉淀物、漂浮物、浮渣、油类等；产生令人厌恶的色、臭味或混浊度的物质；对人类、动物或植物有损害的物质；易滋生令人厌恶的水生物等。2）加强对施工机械的管理，改进施工工艺

8、，减少施工过程中的噪声。3）施工过程中应加强对场地周围有关管线的保护措施，无重大管线事故。管线类别：上水管、煤气管、雨污水管、电力电缆、通信电缆及光缆、供油管、供气管等。4）在施工区域、生活区域落实作好危险品现场控制、防台防汛现场控制、消防应急现场控制，确保现场事故为零。将全面运行ISO14001境管理体系标准，系统地采用和实施一系列环境保护管理手段，以期得到最优化的结果。3.2 工程施工安排根据本工程的特点并结合现场实际情况，等相应的施工作业面具备后立即安排进场施工。3.2.1 机械设备计划主要投入设备如下表3.2.1-1：表3.2.1-1机械设备表序号设备名称规格型号数量用电功率（KW）1

9、850三轴搅拌桩钻机ZKD85-31台1502桩机JB1601台803挖机200型1台4水泥浆液自动搅拌系统BZ-201台505履带吊车50T1台6空压机10m31台557水准仪DS-61台8经纬仪DJ-61台10旋喷钻机XP-20，XP-306台3011高压泵XPB-90E6台9012振动锤901台903.2.2 材料供应计划1）本工程所需主要材料供应满足工期要求。2）根据本工程施工图纸和业主、设计单位对材料的要求，施工方对材料的质量进行把关。3） 所有用于本工程的材料、货物和各种类型的物品，都要符合合同所要求的类型和质量。4）作为用于正式工程中的材料和制成品的样品(包括材料样品和工地现场制

10、成品的样品)，经项目监理批准后，须由施工单位妥善保存至项目监理准许其自行处置时为止。5）当技术规范或有关的参照标准要求有材料生产商和供应商的测试证明书时，施工单位应提供每份证明书的原件或复印件。证明书应尽可能对被证明的材料采用系列编号或参考编号，使人一目了然。证明书须包括有关参考标准和技术规定条款所要求的内容。6）施工单位应为全部材料的取样和测试，施工工艺，设备和量测装置进行日常检查，以控制其质量并保证它们与技术规定和批准的试样相一致。7）材料质量是工程质量的生命，为此必须严格控制材料进货渠道，把好材料质量关，即使是业主指定或提供的材料，同样要进行质量自检。3.2.3 劳动力组织计划本工程安排

11、二班制作业，在开工日全部进场投入施工，若发现有进度落后的工序，立即采取措施，增加劳动力和机械设备，把进度落后的工序抓上去。本工程施工劳动力需求量见表3.2.3-1：表3.2.3-1 劳动力需求序号工 种人 数1项目组负责人1人2技术、质量人员2人3安全员1人4电 工1人5吊车驾驶员2人6电焊工5人桩机驾驶员6人7操作工20人8普通工、辅助工20人总计：58人3.3 施工组织管理工程进场后组建工程项目管理部，项管部以项目法人制的原则组建，直属公司领导，下设项目管理班子，配备足够的施工力量，工程进度、质量、安全等由项目管理部进行全面管理。图3.3-1管理网络图4. 施工场地平面布置及施工前期准备4

12、.1 施工场地布置根据工程场地的地理位置、周边环境、现场实际情况和业主要求，本着合理安排、文明施工的原则对该加固施工阶段场地施工道路、给排水、临时设施做合理布置。4.2 场地测量控制网建立1)根据业主提供的坐标控制点引测出轴线控制点，将木桩打入土中，并在木桩上定出控制点位置。现场轴线控制点位置应不受沉桩作业影响，控制点应做好永久性控制点，以便于沉桩作业阶段经常复核使用，并注意施工作业时加以保护。2) 现场控制点位置经自检测量定位后，由业主及监理单位复核认可。3)在场内设置不受沉桩影响的永久性水准点，在施工过程中保护水准点不受破坏。4)根据施工桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应的轴线尺寸，施放桩

13、位，并设置样桩，以供桩机就位和定位。4.3 技术准备1) 开工前应根据业主提供的有关设计图纸。组织施工管理人员（包括班组长）熟悉图纸、施工规范，操作规程，做好有关技术、质量、安全交底；指定专人做好特殊材料的抽样送检工作；指定专人做好各工种的原始施工记录和隐蔽验收记录。同时，尽快准备图纸交底与会审。2) 会审：组织有关施工人员详细阅读施工图，充分了解设计图意，核对图纸接点和尺寸，然后由项目工程师组织会审，分析并汇总施工图中的问题，以便按工程特点和合同要求组织施工。3)交底：在充分了解施工图的基础上，由建设单位组织设计单位向施工单位进行施工图交底，进一步理解施工图或有关图纸问题，与设计单位达成一致

14、意见，并把交底记录整理成文，由设计单位认可，并作为设计文件的组成部分。4)根据本工程的特点，明确工程的质量、安全目标和方针，控制工程的关键节点，并逐级做好技术、质量、安全交底工作。4.4 材料准备1) 施工管理人员根据进度需要，确定个阶段对材料、施工机械、设备、工具等的需要量，及时安排运输及进出场，使满足连续施工的要求。2)施工机械设备进场后，应检查其性能是否完好，并在安装及调试好后才能使用。3)合理安排好进出材料、构件及设备的堆放地点，并严格验收、检查以及核对数量及规格是否符合要求，只有严格符合要求的产品才能进入现场使用。4)进入施工现场材料其质保材料必须齐全。4.5 施工现场准备1)针对本

15、工程施工场地、工程量及环境保护的要求，按文明施工的要求，在场地硬化的同时，合理规划布置场地。2)根据业主提供的临时电源及施工的要求，按要求从总配电箱引出若干电缆线，接到各施工网点的配电箱中，为桩机及其他临时设施提供电源。3)按照业主提供的管线图及原有建筑地形图，有针对性的将地下障碍物进行了探明工作，预先进行清除。5. 施工方案和施工技术措施5.2 高压旋喷桩施工方案本工程坑内采用三重管旋喷桩，加固深度为坑底以下3m，靠近围护墙一侧0.5m夹心层采用三重管旋喷桩于工作井内部结构施做完毕后施做；暗挖人行横道通道通长加固，范围为初衬外围上下左右各3m，靠近围护墙一侧0.5m夹心层采用三重管旋喷桩于隧

16、道主体结构施做完毕后施做；坑外基坑阳角采用三重管旋喷桩加固。根据本工程设计要求，部分加固工程采用管高压旋喷桩工艺，qu(28)1.2Mpa。5.2.1 施工流程旋喷施工的工艺流程如下图所示：5.2.2 施工方法1）先用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中，然后将套管拔出一段，拔出地面高度大于拟旋喷的高度，然后拆除上段套管。2）安放钻机和慢速卷扬，用以旋转和提升旋喷管。3）将旋喷管通过钻机盘插入孔内。4）接通高压管、水泥浆管、空压管，开动高压泵、泥浆泵、空压机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流量、风量。当分别达到预定数量值时开始提升。5）继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止。6）拔出旋喷管

17、和套管。5.2.3 施工参数高压旋喷桩采用42.5R复合硅酸盐水泥，施工参数如下：水灰比 0.8空气压力 0.7MPa浆液压力3MPa水压 25MPa提升速度 10cmmin旋转速度 10rmin浆液流量 100Lmin水泥用量 400kgm5.2.4 施工要点 1）旋喷施工应间隔23孔跳孔施工。2）施工过程中应对附近防汛墙、地面、地下管线的标高进行监测，当标高的变化值大于10mm时，应暂停施工，根据实际情况调整压力参数后，再行施工。3）当采用三重管法旋喷，开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，在一般情况下，压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射

18、。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，以防桩柱中断，同时立即进行检查，排除故障；如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复核。5）旋喷过程中，冒浆量应控制在10%25%之间。对需要扩大加固范围或提高强度的工程可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。6）喷到桩高后应迅速拔出浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。相邻两桩施工间隔时间应不小于48h，间距应不小于46m。7）旋喷深度、直径、抗压强度和透水性应符合设计要求。8）质量检验：旋喷桩施工完成28天后，通过钻心取样，检查工程的施工质量。 5.2.5高压旋喷桩施工操

19、作要点和注意事项1）准备工作的检查：旋喷注浆前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，注浆管接头的密封圈必须良好；2）钻机就位和钻孔：钻机安放应保证足够的平整度和垂直度，钻杆倾斜度不得大于1%，钻孔孔位与设计位置的偏差不得大于50mm；3）在插管和喷射过程中，要防止风、水喷嘴被泥砂堵塞，可在插管前用一层薄塑料膜包扎好。如喷嘴被堵，应拔管清洗，再重新进行插管和喷射。4）喷射注浆时要注意设备开动顺序。以三重管为例，应先空载启动空压机，待泵量泵压正常后，再空载启动高压水泵，然后同时向孔内送风和水，使风量和水泵压逐渐升高至规定值。风、水畅通后，即可旋转注浆

20、管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后，即可将注浆泵的吸水管移至贮浆桶开始注浆。待估算的水泥浆的前锋已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。5）施工时要根据设计控制旋喷技术参数，做好压力、流量和冒浆情况的观察和记录，钻杆的旋转和提升必须连续不中断。6） 旋喷注浆需拆卸注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止送浆，然后逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕，继续喷射时，开机顺序也要遵守前述顺序，同时新喷射注浆的孔段，要与前段搭接至少0.1m，以防固结体脱节，造成断桩。7） 旋喷注浆达到设计深度后，即可停风、停水，继续用注浆泵注浆，待水泥浆从孔口返出，即可停止注浆，然后将注浆

21、泵的吸水管移至清水箱，抽吸定量清水将注浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出，然后停泵。8） 深层旋喷时，应先喷浆，后旋转和提升。9）卸下的注浆管，应立即用清水将各通道冲洗干净，并拧上堵头。注浆泵、送浆管和浆液搅拌机等都要用清水清洗干净。气压管路和高压泵管路也要分别送风、送水冲洗干净。10）所有水泥浆，水灰比要按设计规定不得随意更改。禁止使用受潮或过期的水泥。在施工过程中应防止水泥浆沉淀。11）在旋喷注浆过程中，应观察冒浆的情况，以便及了解土层情况，旋喷注浆的大致效果和旋喷参数是否合理。采用二重管工艺时，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象；超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中

22、有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加速凝剂或增大注浆量；若冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。采用三重管喷射注浆时冒浆量则应大于高压水的喷射量，但其超过量应小于注浆量的20%。12）对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。二重管旋喷时，可以利用冒浆补灌已施工过的桩孔，三重管旋喷时，因冒浆中掺入粘土和清水，故不宜利用冒浆回灌。5.2.6高压旋喷桩施工常见问题的处理1）冒浆的处理：在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以即使了解地层状况、判断旋喷的大致效果和拟定旋喷参数的合理性等。根据经验，冒浆（内有

23、土粒、水及浆液）量小于注浆量的20%者为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取响应的措施。 非正常冒浆原因是流量不变而压力突然下降，应检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管，检查密封性能。 出现不冒浆或断续冒浆时，若土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；若附近有空洞、通道，则应不提升注浆管直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直至冒浆，或采用速凝浆液，使浆液在注浆管附近凝固。 冒浆量过大的主要原因一般是有效喷射范围与注浆量不相匹配，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。此时提高喷射压力（喷浆量不变）；适当缩小喷嘴孔径（喷射压力不变）或加快提升和旋转速度。2）常见施工故

24、障的防治：喷嘴或管路被堵塞，表现为压力骤然上升。预防措施是在高压泵和注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱中都设置过滤网，并经常清理。高压水泵的过滤孔规格以1mm左右为宜，注浆泵和水泥浆储备箱的过滤网规格以2mm左右为宜，筛网的面积不要过小。 按操作要点是认真检查风、水、浆的通道；在插管前用簿塑料包扎好风、水喷嘴；遵守空压机、高压泵和注浆的开动顺序，避免高压水和风的通道在压力较低的情况下，被泵送的水泥浆侵入造成堵塞。 加强注浆泵的维护保养，保证注浆中途不发生故障，避免水泥浆在管道中沉淀而堵塞。高压泵排量达不到要求或压力上不去时处理办法是检查阀、活塞缸套等零件，磨损大的及时更换。有杂物影响阀关闭时，要

25、清理；检查吸水管道是否通畅，是否漏气，避免吸入空气，尽量减少吸水管道的流动阻力；检查活塞每分钟的往复次数是否达到要求，消除传动系统中的打滑现象；检查安全阀、高压管路，消除泄露；检查喷嘴直径是否符合要求，更换过度磨损的喷嘴。5.3 水泥两轴搅拌桩施工方案 本工程坑内加固采用双轴搅拌桩，加固深度为坑内以下3m，加固范围为宽度3m，间隔3m，坑底以下为强加固区，水泥掺量为13%，坑底以上为弱加固区，水泥掺量为7%。坑外双轴搅拌桩采用，水泥掺量为13%。5.3.1水泥两轴搅拌桩施工流程 图5.3.1-1 水泥搅拌桩施工流程图5.3.2水泥两轴搅拌桩施工方法 放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，

26、对中，调平（用水准仪调平）；采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长；深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号42.5#普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.450.50范围，按照设计要求控制水泥用量；启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值；下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度（0.500.8mmin）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和；搅拌钻头提

27、升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行；下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面；施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。5.3.3水泥两轴搅拌桩质量控制1）机械设备质量控制桩机必须采用专用桩机，严禁采用粉喷桩机改装。钻头应为双十字钻头，严禁使用利用自重下沉和无档位直接利用卷扬机进行提升的钻机。输送管长度一般不大于60m，摆放平顺，管道最大长度不得大于80m，接头最多不超过两个。机械动力应大于45kw以上，钻头叶片三层，每层两片，上下间距为30cm 水平刀片与水平夹角为30，每片叶片宽10cm：钻头的直径

28、磨损不得大于2cm。对检查合格的机组进行编号、挂牌，要表明钻机的编号、机长、质检员、技术员等相关内容。施工前丈量钻杆的长度，并标上显著的标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度、保证设计桩长。2）材料质量控制建立进场水泥批次、数量、出厂日期、检验批复文件的编号、现场存放地点以及相应所使用的施工地点的原材料台帐制度。进场水泥要按规范要求存放和保管，要防潮、防雨，对受潮、结块的严禁使用建立各桩机的施工记录台帐，并随时检查及时签证，其统计数据用以对实际用量进行总量核对。3）工艺性试桩（1）为确定各种技术参数，按首件工程认可制要求进行工艺性试桩，施工参数包括输浆走浆的时间、停浆时间、搅拌轴下钻提钻的速度（

29、档位）电流值以及到达硬质层时电流突变的位置等；各项技术参数参考值如下：下钻速度，参考值V=0.5-1.0mmin 提钻速度，参考值V=0.5-0.8mmin 搅拌速度，参考值V=30-50rmin 喷浆时管道压力，参考值0.2-0.6MPa试桩时必须在监理人员的监督下进行，试桩成功后承包人必须对试桩进行总结，并对质量进行综合评价，监理组对其施工工艺提出复评意见，总监提出终评意见，并形成首件工程总结报告，并将取得的施工工艺参数挂牌标明在施工现场以便执行检查。4）施工控制施工场地要求整平到整平高程，必须清除地面以下的一切障碍物（包括石块、树根、垃圾等），对水塘地段应排水清淤，清淤后再回填粘性土（不

30、得回填杂土）至整平高程。钻孔前准确测放轴线和桩位，并用竹签或木桩标定，桩位布置与设计图误差不得大于5cm。严格控制钻孔下钻深度，喷浆高程及停浆面，确保桩长和喷浆量达到规定要求，水泥损耗不得大于1%。为确保搅拌桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，一般应使垂直度偏差不超过1.5%。5）注意事项桩机到达指定桩位后对中，当地面起伏不平时，应调整桩机身，使设备保持水平搅拌轴呈竖直状态防止桩体倾斜；下钻时，喷浆口到达地面线电脑开始计数，此时操作人员应通知质检人员和现场监理，对起点进行确认。确认后即可下钻，搅拌轴下沉过程中速度可由电流表的电流控制，工作电流不应大于额定的电流值，在正常工作时的电流值几乎为定值，当电流值突变时说明已钻到硬质层