中间风井旋喷桩施工方案820.docx
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中间风井旋喷桩施工方案820.docx
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中间风井旋喷桩施工方案820
施工组织设计(方案)报审表
(QC4-7.3-A2)
工程名称:
广州市轨道交通十三号线首期工程【施工九标】土建工程编号:
2012-
致:
广州轨道交通建设监理有限公司广州市轨道交通十三号线首期工程土建监理5标项目监理部
我方已根据施工合同的有关规定完成了广州市轨道交通十三号线首期工程施工九标土建工程新塘站~官湖区间中间风井旋喷桩施工方案的编制,请予以审查。
附:
1.广州市轨道交通十三号线首期工程施工九标土建工程新塘站~官湖区间中间风井旋喷桩施工方案
承包单位(章):
项目经理:
日期:
专业监理工程师审查意见:
专业监理工程师:
日期:
总监理工程师审核意见:
项目监理机构:
总监理工程师:
日期:
建设单位意见:
部门:
负责人:
日期:
广州市轨道交通十三号线首期工程(鱼珠~象颈岭)
新塘站~官湖区间中间风井围护结构
旋喷桩施工方案
编制:
审核:
审定:
广东水电二局股份有限公司广州市轨道交通十三号线
首期工程(鱼珠至象颈岭段)[施工九标]土建工程
项目经理部
2012-8-20
旋喷桩施工方案
1、编制依据
(1)广州市轨道交通十三号线首期工程【鱼珠~象颈岭】土建工程施工组织设计;
(2)广州市轨道交通十三号线首期工程新塘站~官湖站区间中间风井围护结构施工图,图纸会审纪要(明挖隧道-中间风井围护结构图号:
13279-S-QJ-01-006(0)~006(25));
(3)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999,2003版)
(4)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
(5)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
(6)其他现行国家设计规范、规程及标准。
2、工程概况
新塘站~官湖站区间中间风井位于增城市新塘镇荔新公路和规划107国道相交的“十字”路口以北的地块内,设计起终点里程为:
YDK6O+208.465~YDK60+248.466(ZDK60+208.366~ZDK60+248.368)。
本方案的旋喷桩功能主要是止水,即在连续墙端头接缝位置和盾构机进出洞门位置进行加强止水功效和确保洞门进出盾构机时防止渗漏地下水的止水。
根据设计要求,在每个连续墙接头位置外侧施工两根φ650@500mm的旋喷桩,深度进入<6Z>不小于1m或至基坑底面下1m。
盾构机进出洞门位置止水旋喷桩设计要求根据端头加固正式图纸再进行调整。
主要工程量:
连续墙端头止水旋喷桩共44根,共计1018m。
根据围护结构纵断面图的基底标高,列表确定旋喷桩长如下:
场区地质水文概况:
(1)地质概况
1)人工填土层<1>
人工填土层为杂填土,颜色为杂色、灰黄、褐灰色等。
杂填土组成物较杂,有粘性土、砂石、混凝土、砖块、瓦碎块等建筑垃圾和生活垃圾,未压实~稍压实,欠固结。
多为厂房、居民区或道路附近经压实的地基填土。
层厚1.00~6.20m,平均厚度3.42m,层底埋深1.00~6.20m(标高4.03~15.45m)。
2)淤泥质土层<2-1B>
层位稍有变化,土性稍有变化,层中常见有淤泥质砂、粉质粘土、粉土小夹层或透镜体出现。
厚度变化较大。
土性灰黑色、深灰,含有机质,局部见有腐木块、泥炭质,味臭,底部一般含较多砂粒,有腥臭味,具海棉状和孔隙状结构,饱和、软塑状态,土质一般,较细腻,较光滑,粘结性较强,干强度中等。
本层揭露层厚0.50~9.30m,平均2.54m,层顶埋深2.00~10.20m(标高-2.72~11.92m);层底埋深2.60~15.50m(标高-8.36~10.72m)。
3)含贝壳、蚝壳中粗砂<2-3>
灰、灰黄、深灰色,饱和、松散~稍密状,中粗砂为主,局部夹微层状淤泥质土,粘粒含量较少的位置含较多贝壳,级配不良。
4)粉质粘土层<2-4>
呈不规则层状或扁豆体状,层位和厚度均不稳定,形态不规则,沿水平向连续性差。
土性:
可塑状为主,部分软塑灰、灰黄、褐黄、灰褐、褐红杂斑色,以粉质粘土为主,局部为粉土,土质光滑、粘韧。
层底常含有较多砂,有明显砂感。
5)中粗砂层<3-2>
层位基本固定,但厚度和形态变化较大。
土性为:
灰色、灰白色、灰黄、褐色等,饱和,稍密为主,局部中密,以石英质中粗砂为主,局部为砾砂,在层底偶含有卵、砾石,顶含较多粘粒。
6)可塑状冲积-洪积粘性土层<4N-2>
灰白色、灰黄色,可塑、局部软塑,主要由粘粒组成,含少量石英颗粒,韧性及干强度一般。
7)可塑状砂质粘性土<5Z-1>
呈灰褐色、褐红色、灰黄色,可塑,主要成分为高岭土,石英砂,砂粒呈棱角状,局部含较多云母,土质较粗糙,粘性不强,土芯浸水易崩解、溃散。
8)硬塑状砂质粘性土<5Z-2>
呈扁豆体或不规则层状产出于风化岩层之上。
层位稳定,但厚度变化较大。
呈灰褐色、褐红色、灰黄色,可塑,主要成分为高岭土,石英砂,砂粒呈棱角状,局部含较多云母,土质较粗糙,粘性不强,土芯浸水易崩解、溃散。
9)全风化混合花岗岩、混合岩带<6Z>
呈近似层状产出,层位稳定,厚度变化较大。
岩性棕黄色、灰色、棕红色、青灰色。
岩石完全风化,解体呈土状,原岩结构完全破坏,岩石结构强度基本消失,岩芯呈土柱状,风化程度不均匀,偶夹强风化或中风化岩块,岩块手可折断。
10)强风化混合花岗岩、混合岩带<7Z>
呈近似层状产出,层位稳定,厚度变化较大。
风化规律基本是从上至下由强至弱,个别风化程度不均匀。
岩性为灰色、棕红色、青灰色,岩石风化强烈成半岩半土状,原岩结构大部分已破坏,岩石结构强度很低,除石英外,长石、云母等矿物大部分已粘土化,岩芯较松散,手压即散,浸水易崩解。
11)中风化混合花岗岩、混合岩带<8Z>
厚度变化大,形态极不规则。
岩面顶底面起伏较剧烈,揭露厚度0.80~6.31m,平均3.02m,层顶埋深14.00~38.20m(标高-22.67~4.29m)。
岩性以混合岩为主,岩性:
灰绿色、灰白色、青灰色,节理裂隙较发育,岩体较破碎,岩芯呈短柱状或碎块状,岩石受区域变质作用较强,混合岩化和片麻理构造均较明显,岩质较坚硬,锤击声脆,不易击碎。
中风化混合花岗岩、混合岩的岩体完整性指数Kv为0.3329,为破碎岩体,其岩体基本质量等级为Ⅳ类。
12)微风化混合花岗岩、混合岩带<9Z>
岩面起伏变化剧烈,揭露层面埋深15.60~35.80m(标高-21.45~-3.26m)。
岩性为混合岩为主,灰绿色、灰白色、青灰色,岩体受区域变质影响,混合岩化较普遍,岩面中见片麻层理构造。
节理裂隙稍发育,岩质坚硬,微风化混合花岗岩、混合岩的岩体完整性指数Kv为0.5971,为较完整岩体,其岩体基本质量等级为Ⅲ类。
(2)水文地质概况
地下水主要有两种基本类型,分别为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。
第四系孔隙水含水层主要赋存于冲、洪积砂层中,海陆交互相淤泥质砂中,在松散填土之中亦有少量第四系孔隙水,地下水稳定静止地下水位埋深为1.40~5.20m,具有一定的承压性,为承压水。
基岩风化裂隙水含水层主要赋存于中、微风化岩中的风化裂隙之中、含水层无明确界限,埋深和厚度很不稳定,其透水性主要取决于裂隙发育程度、岩石风化程度和含泥量。
风化程度越高、裂隙充填程度越大,渗透系数则越低。
基岩风化裂隙水为承压水。
3、施工原理
旋喷桩施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆杆钻进至上层的预定位置后,用高压泥浆泵,将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置,向四周以高速水平喷入土体,借助流体的冲击力切削土层,使喷流射程内土体遭受破坏,和此同时钻杆一面以一定的速度(10r/min)旋转,一面低速(8cm/min)徐徐提升,使土体和水泥浆充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀,具有一定强度(0.5~8.0Mpa)的桩体,从而使缝隙得到填充或地层得到加固。
双重管是以两根互不相通的管子,按直径大小在同一轴线上重合套在一起,用于向土体内分别压入气、水泥浆液。
由高压水泥浆泵压送大于20Mpa左右的浆液;空气压缩机压送0.4~0.6Mpa的压缩空气。
空气喷嘴套在水泥浆嘴外,在同一圆心上,孔口旋喷立杆由回转器、连接管和喷头三部分组成。
4、机械设备
旋喷法施工主要机具设备包括:
高压泥浆泵、钻机、浆液搅拌器、空压机、旋喷管和高压胶管等;辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。
浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐,钻机采用回转钻机,空压机参数为20m3/min。
主要施工机械设备表
序号
设备名称
数量
功率(kw)或型号
备注
1
钻机
2
18.5
2
高压泥浆泵
1
45
3
空气压缩机
1
20m3
4
搅浆灌
1
11
5
单缸灌浆泵
1
4
6
其他机具材料
一批
7
流量计
1
8
玻璃比重计
1
5、材料要求
旋喷使用的水泥采用新鲜无结块P.O42.5号普通硅酸盐水泥,浆液水灰比在1.0~1.5范围内调整。
根据实际情况可适当添加外加剂。
浆液宜在旋喷前lh以内配制,使用时滤去硬块、砂石等,以免堵塞管路和喷嘴。
要求28天的无侧限抗压强度大于1.0MPa,其中用于止水帷幕的旋喷桩要求渗透系数不大于1*10-8cm/s。
6、施工工艺
①旋喷桩施工工艺流程:
旋喷桩施工流程图
②施工前先进行场地平整,挖好排浆沟,做好钻机定位。
要求钻机安放保持水平,钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1%,步骤如下:
(a)回转钻机就位,调平钻机对好孔位;钻孔至设计深度;
(b)拔起钻杆,下入双重管旋喷立杆(使h>要求的旋喷长度);
(c)双重管边旋、边喷、边提升;
(d)自动提升旋喷管;
(e)拔出旋喷管和套管,下部形成圆柱喷射桩加固体。
③双重管法施工预先用钻机钻成直径150~200mm的孔,然后将双重注浆管的注浆杆体插入孔内,由下而上喷射注浆,注浆管均速向上提升,中间因故若有间断反插深度不得小于100mm。
高压水泥浆的压力宜大于20MPa,提升速度6~12cm/min,旋转速度8~12rpm。
有效直径600mm。
④在插入旋喷管前先检查高压水和空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,插入后先作高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。
如因塌孔插入困难时,用钻机重新就位扫孔。
⑤喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数见表。
施工开始时,先做工艺试桩,以确定各项施工技术参数。
工艺参数根据现场试验后进行调整。
旋喷施工主要机具和参数表
项目
双重管数值
参数
喷嘴孔径(mm)
φ3
喷嘴个数
2
旋钻速度(r/mm)
5~15
提升速度(mm/min)
60~120
机具性能
空压机
压力(Mpa)
0.7
流量(L/min)
1~3
高压泥浆泵
压力(Mpa)
≥20
流量(L/min)
100~150
浆液配合比:
水:
水泥
1:
1~1.5
⑥开始时,先送水泥浆,在一般情况下压缩空气可晚送30s,再进行边旋转、边提升、边喷射。
⑦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,以防柱体中断,同时立即进行检查排除故障;如发现有浆液喷射不足,影响桩体的直径时,应进行复核。
⑧旋喷过程中,冒浆量应控制在10%~25%之间。
⑨喷到连续墙顶标高后,水泥浆泵停止送浆,拔出注浆杆后,用清水冲洗管路,防止凝固堵塞管路。
7、
桩喷浆量计算
桩喷浆量Q可按下式计算:
Q=H/v•q(1+β)
式中H——旋喷长度(m);
v——旋喷管提升速度(m/min);
q——泵的排浆量(L/min);
β——浆液损失系数,一般取0.1~0.2。
8、质量检验
(1)施工检查内容
1施工前,水泥必须送试验室检验合格后,才能使用。
2施工过程中,旋喷深度、直径应符合设计要求。
3一般项目和检验方法
项次
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
桩中心位移
50
拉线和尺量检查
2
旋喷管垂直度
≦1/100H
测斜仪检查或吊线和尺量检查
说明:
1、H为旋喷管长度;2、检查数量:
按桩数抽查5%。
4旋喷桩施工完毕后,不能随意堆放重物,防止桩变形。
(2)施工后成桩质量检查
检测方法:
根据检测方案采用‘钻芯法’进行检测。
检测数量:
检测比例为注浆孔数的2%~5%;44根取1个孔进行抽芯取样,钻芯在旋喷桩孔位中心进行抽芯,取样后送试验室进行无侧限抗压强度试验;之后在取芯孔位进行渗透试验。
连续墙外侧的旋喷桩主要功能是做为止水的增效措施,以基坑开挖是否渗漏作为验证的唯一方法。
9、施工技术保证措施
(1)成孔
1)按设计要求钻深终孔,孔位偏差不大于50mm。
为保证成孔的垂直度,施工时应保证钻孔的垂直偏差不应超过1%,经常检查钻机的水平、垂直度。
2)控制好钻机的转速、压力和地层的关系。
若发现孔斜超标,则需重新钻孔,保证泥浆护壁的浓度,做好废渣的清理工作,认真做好钻机的现场记录。
(2)喷灌
1)喷灌前下管深度达不到设计钻孔深度时,重新扫孔处理。
2)喷灌过程中气压、水泥浆、提升速度等各技术参数由专人观察记录,要求每30分钟记录一次,发现问题及时更正,当水、气、浆有一管路出现故障时,即时停止喷灌,提升喷管,待排除障碍后再将喷管下放至已喷段内0.5m,各机械正常运转,技术参数满足设计要求时,再喷灌提升,否则重新扫孔。
3)防范相邻孔串浆的措施:
由于旋喷止水桩需相互咬合15cm,每个连续墙接头端的旋喷桩有两个,主要是防范第一个孔完成后向第二个邻孔串浆致使邻孔不能下到孔底喷灌。
同端头两个旋喷孔已钻成的桩孔,在第一个进行喷灌时若出现串浆,将串浆孔口堵塞后继续喷灌孔的作业直至完成,第二个桩孔立即下管喷灌,若管不能下到底,则立即进行串浆孔扫孔,再进行喷灌。
4)在高喷提升作业前,气、浆各参数必须正常3min后才能进行。
若发现孔口无回浆,则需立即停止提升,继续灌浆直至孔口有回浆,方可继续提升喷灌。
5)喷射完成后,确保回填注浆及时。
10、安全文明保证措施
1在灌浆过程中将孔内的泥浆抽至泥浆池,防止污染环境。
2严格劳动保护制度,施工人员应戴好安全帽,工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩,尤其是电焊,切割及吊装作业时,严禁酒后上岗。
3按规定施工,按标准操作,施工现场整洁有序,工完料净场清。
4施工时,对高压水泥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段销卸压;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。
5高压胶管不能超过压力范围使用,使用时弯曲应不小于规定的弯曲半径,防止高压管爆裂伤人。
6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。
7操纵钻机人员要有熟练的操作技能,了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能,严禁违章操作。
广东水电二局股份有限公司广州市轨道交通十三号线一期工程
(鱼珠至象颈岭段)[施工九标]土建工程项目经理部
2012-8-20
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