地铁二号线基坑围护及地基处理施工方案.pdf

'地铁二号线基坑围护及地基处理施工方案广东省ＸＸ工程公司空间工作室©2000(2002-6)第1页project-施工组织设计 地铁二号线基坑围护及地基处理施工方案GJSF--批准：审定：审核：编制:广东省ＸＸ工程公司空间工作室©2000(2002-6)第2页project-施工组织设计 2000年2月15日地铁二号线基坑围护及地基处理施工方案一、工程概况地铁二号线工程基坑采用明挖法施工，开挖深度为6.55～8.21m。基坑围护结构设计为水泥搅拌桩重力式挡墙，挡墙下的砂土层再加一定深度的旋喷桩作止水帷幕。基坑被动区土体采用水泥搅拌桩加固。搅拌桩呈格栅状布置，桩与桩相互搭接。围护结构水泥搅拌桩设计直径为700mm，其中有3排插入φ60钢管，桩深度为13.50～15.00m，总计125085m。被动区水泥搅拌桩设计直径为600mm，有效深度6.55～15.00m，总计37412m，空桩41467m。旋喷桩位于搅拌桩下面，长度为2.50～3.60m，总计9901m。地基处理采用振冲碎石桩，梅花型布置，桩距1.8m，总计21367m，空空间工作室©2000(2002-6)第3页project-施工组织设计 桩20829m。本工程的特点是地下水较丰富，基坑开挖深度较大，搅拌桩的设计直径也比常用的500mm、550mm要大，搅拌桩的总数量大，施工工期短。施工过程必须采取切实的组织管理措施，严格控制好质量，调派充足的机械设备及施工人员，按期完成施工任务，同时做到文明施工。二、围护结构总体施工顺序围护结构的总体施工顺序如下：①分区同时施工围护结构水泥搅拌桩，并插入钢管。②分区同时施工被动区水泥搅拌桩。③围护搅拌桩施工后15天分区同时施工旋喷止水帷幕。④分区同时施工地基处理碎石桩。三、搅拌桩施工（一）施工流程空间工作室©2000(2002-6)第4页project-施工组织设计 放桩位桩机就位第一次钻进第一次提升、喷浆搅拌制浆、送浆第二次钻进第二次提升、喷浆搅拌清洗桩机移位（二）四搅四喷施工工艺1．桩深与水泥用量控制第一次钻进不限速度，一般为1.47m/min，少许送浆。第一次提升限速：0.8m/min，送浆。第二次钻进限速：0.8m/min，少许送浆。第二次提升限速：0.8m/min，送浆。桩顶一米范围内，φ700搅拌桩水泥用量增加10Kg，φ600搅拌桩水泥用量增加6Kg。本工程选用425#普硅水泥作为固化剂，水泥掺量为15%。2．工艺参数空间工作室©2000(2002-6)第5页project-施工组织设计 ①钻进速度：0.5～1.47m/min②提升速度：0.8m/min③搅拌速度：30～46rpm④浆泵出口处压力：0.4～0.6MPa3．施工方法及措施①定位：A：按照桩位平面布置图，确定合理的施工顺序及配套机械，水泥材料等堆放位置。B：每根桩施工前，都要从两个相互垂直的方向校正搅拌轴，确保桩身垂直度偏差不超过1%。C：挖除搅拌桩位少量土方，探明并清除障碍物。D：将桩机移到桩位，定位对中，桩位偏差不超过10cm。②制浆：A：选用425#普通硅酸盐水泥。B：浆液水灰比为0.5。C：在配制浆液时，应先在搅拌桶内注入部分清水，然后倒入水泥搅拌均匀，搅拌后的浆液必须满足设计水灰比要求。空间工作室©2000(2002-6)第6页project-施工组织设计 ③预搅下沉：A：深层搅拌机头送浆系统循环正常后，启动搅拌桩机切土下沉，下沉速度0.5～1.0m/min。B：当搅拌头进入难进土层，下沉较慢时，可送水灰比为0.6的稀浆，以利于钻进。④提升、喷浆、搅拌采用四搅四喷，浆液过筛后再送浆，保证正常输浆。A：严格控制提升速度，不超过0.8m/min，以利水泥浆和土均匀搅拌。B：若遇电压过低，输浆管堵塞或其它原因停机后，应查明原因。正常启动后，为防止断桩，应将搅拌头下沉0.5m后，再继续喷浆搅拌提升。C：重复上下搅拌，深层搅拌机提升到设计加固深度的顶面标高时，为保证搅拌均匀，应再次将搅拌头旋转沉入土中，至设计加固深度后再搅拌并提升至地面。⑤清洗:经常用清水清洗循环管中水泥浆，每隔3～5条桩清洗一次，以保证下步正常送浆。空间工作室©2000(2002-6)第7页project-施工组织设计 （三）质量保证措施1.施工时应标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷口的时间和起吊设备的提升速度等施工参数，并根据设计要求，通过成桩试验确定搅拌桩的水泥配比和施工工艺。2.施工使用的水泥和外加剂必须通过水泥加固土室内试验方能使用。浆液应严格按预定的配比搅制，配备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、固化剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。3.应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，不得超过1%，桩位偏差不得大于10cm。4.搅拌机预搅下沉时不宜送水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。5.搅拌喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺，应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深度记录误差不得大于5cm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。6.现场施工应有专门测量人员测设桩位，并经甲方复核签证。7.施工所用的水泥应有出厂合格证和质量检验报告。8.施工时，应做好原始记录。若因停水、停电等原因造成施工不连续，应记录好时间和施工状况，原则上间断时间不得超过24小时。9.施工严格按照《建筑地基处理技术规范JGJ79-91》和设计要求进行。空间工作室©2000(2002-6)第8页project-施工组织设计 （四）安全保证措施1.进入施工现场人员要戴好安全帽等劳动保护用品，不得赤脚、穿拖鞋，严禁酒后上班。2.开工前对工人进行安全技术交底，特殊工种必须持证上岗，严格遵守安全技术规程进行施工。3.工地电路采用三相五线制，总电路和分电路要装好漏电保护开关，工地电线要架空，宿舍内不得乱拉乱接电线。4.工地用的氧气、乙炔瓶要分开放置，间距不小于5m，乙炔瓶应有防回火装置。5.吊机作业时，吊臂下严禁站人，严禁违章作业。6.现场施工杂物要经常清理，各分区要明确，使施工井然有序。7.在现场行走的挖掘机及车辆要注意电线、电缆的安全。（五）文明施工措施1.各分区施工要明确，做到统一调度指挥。2.各区材料堆放要整齐，做好施工标志、标识。3.各区用电用水要统一规划，避免相互交叉混乱。4.注意场地清洁，现场饭堂设施要干净卫生。空间工作室©2000(2002-6)第9页project-施工组织设计 四、旋喷桩施工（一）施工准备旋喷桩在搅拌桩施工后15天进行。旋喷桩施工前需要进行试验性调查及工作准备。工程地质资料内各钻孔柱状图及地质剖面图，有各土层的物理力学特性，化学成分，各种要求参数齐全。必须认真分析以确定喷射方式及浆液配比。为了解喷射注浆后桩体可能有的强度和止水效果，必须进行试验及效果评价后再进行大面积施工。（二）施工流程旋喷桩是在普通化学注浆法的基础上发展起来的加固土体的一种新方法，是采用高压射水掘削岩土的一项技术。用高压泵（一般为15～25MPa）把水泥系或水玻璃系浆液通过钻杆端头的特殊喷嘴，以高速喷入土层，喷嘴在喷浆液时，一面缓慢旋转（20rpm）、一面徐徐提升（一般为15～30cm/min）高压浆液的水平射流，不断切削土层，并使强制切削下来的土与浆液进行混合，最后在喷射力的有效射程范围内形成一个由圆状混合物空间工作室©2000(2002-6)第10页project-施工组织设计 连续堆积而成的圆形凝柱体。旋喷桩施工工艺流程如下：钻插高压调钻孔管喷整机试射器钻喷拔就注械架射位打管浆清角结作洗束管管（三）施工方法施工时，先把浆液管下到预定加固范围最深点，然后自上而下进行高压喷射注浆（加凝固剂）切割土体，将开孔和灌注桩体同时进行，一次成桩，其工作步骤为：1.钻机就位：钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆（注浆管）对准孔位中心，偏差不超过10cm。2.钻孔下管：钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，在下管过程中，需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴。3.试管：当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。4.高压注浆作业：高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、空间工作室©2000(2002-6)第11页project-施工组织设计 注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合设计要求。喷射压力高即射流能量大，加固长度大，效果好，若提升速度和旋转速度适当降低则加固长度随之增加，在射浆过程中参数可随土质不同改变，若参数不变，则容易使浆量增大。5.喷浆结束与拔管：喷浆由下而上至设计高度后，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后不能拔出。6.浆液冲洗：当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。旋喷法有单管法、二重管法、三重管法、多重管法、干喷法等多种工艺，本工程选用单管法，即：单独喷射高压水泥浆，使用φ60钢管为注浆管，喷射流为浆液，以20MPa压力从喷嘴中喷出，直接冲击切削土体，桩体设计直径700mm。（四）旋喷桩质量保证措施1．质量标准（1）保证项目旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、掺量必须符合设计要求。空间工作室©2000(2002-6)第12页project-施工组织设计 检验方法：检查出厂证明、合格证、试验报告。（2）基本项目旋喷桩深度、直径、整体性、桩体强度等及其物理力学性能必须符合设计要求。检验方法：钻孔取样检验和标准贯入试验，平板载荷试验、开挖检查和检查施工日志。冒浆体试块试验，取施工过程中冒浆体试验其物理性能，作为判断强度参数，所取冒浆应选取喷射后期的即水泥与土混合状态较接近地下实际混合状态的冒浆。检查桩体均匀性，钻孔取芯，并可检验抗压强度。钻孔注水试验，检查渗透性。标贯试验，成桩后两周内进行试验，根据触探击数N10用对比法来判断桩身强度。（3）允许偏差旋喷桩的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。检查数量：按桩数抽5%。项目允许偏差检验方法空间工作室©2000(2002-6)第13页project-施工组织设计 桩体中心位置50拉线及尺量检查钻孔垂直度1.5H/100用测斜仪或吊线和尺量检查2．施工注意事项（1）钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在10mm内。（2）旋喷桩施工前必须确定以下旋喷参数：旋喷速度、提升速度、喷嘴直径。单管旋喷施工主要技术参数如下：项目参数喷嘴直径（mm）φ2～3喷嘴个数（个）2旋喷速度（rpm）20提升速度(cm/min)20～25压力（MPa）20～40流量（L/min）60～120（浆液）（3）旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。（4）旋喷冒浆处理空间工作室©2000(2002-6)第14页project-施工组织设计 冒浆：旋喷时高压喷射流在地基中切削土体，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆），其余与浆液搅拌混合。在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。冒出地面浆液应经过滤、沉淀和调整浓度后才能回收利用，但回收难免有砂粒，故仅有二重管旋喷法可利用回收的冒浆再注浆。（5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。使用双喷嘴时，若一个喷嘴被堵，则用复喷方法继续施工。插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以免泥土堵塞。（6）选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛空间工作室©2000(2002-6)第15页project-施工组织设计 余量不大于15%，浆液搅拌后不得超过4小时，当超过时应经专门试验，证明其性能符合要求方可使用。（7）钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆要保持钻杆有0.1m以上搭接长度，以免旋喷固结体脱节。中途机械发生故障时，应停止提升和旋喷，以防断桩。并应立即检查，排除故障。为提高旋喷桩承载能力，在桩底部1m范围内应采取较长持续时间的措施。（8）当采用水泥浆进行旋喷时，在浆液与土搅拌混合的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，造成固结时出现凹陷（凹陷通常在桩顶0.3～1m之间），深度随土质、浆液析出、固体直径等因素而异，当桩头凹陷量大对土加固及防渗影响大，应采取静压注浆补强。（9）旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止旋喷桩变形。（五）旋喷桩安全保证措施旋喷施工采用高压喷射为主的手段，尤应注意安全措施。1.高压泥浆泵应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。2.压力表应定期检查，保证正常使用。空间工作室©2000(2002-6)第16页project-施工组织设计 3.一旦发生故障，要停泵停机排除故障。4.司钻人员需熟练操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆作用。5.高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯不小于规定的弯曲半径，防止高压胶管破裂。五、碎石桩施工（一）概况地铁二号线基坑采用明挖法施工，基坑底部设计为碎石桩复合地基。碎石桩按梅花型布置，设计直径700mm，桩间距1.8m，碎石桩总计21367m，空孔20829m。采用碎石桩复合地基后，可大幅度提高地基的承载力，减少沉降，避免地震时砂土液化。碎石桩是利用一个产生水平振动的管状振冲设备，在高压水流作用下边振边冲，在软弱粘性土或砂土地基中成孔。清孔后，再在孔内分批填入碎石材料制成桩体。桩体和原来的地基土构成复合地基，从而提高承载力，减少压缩性。本工程采用ZCQ-30型振冲器，用16t汽车吊吊挂施工。空间工作室©2000(2002-6)第17页project-施工组织设计 （二）施工准备工作施工准备必须做到“三通一平”，即：水通、电通、材料通及场地平整。1．水通一方面要保证供应施工中所需要的用水，另一方面要把施工中产生的泥水开沟引走。压力水由水泵送出通过胶管进入振冲器的水管，出水口水压需400～600KPa。每个振冲器的管线上设置一个阀门，以便按需要随时调节水量。施工产生的泥水通过明沟集中引入沉淀池。沉下来的浓泥浆挖出后设法运至预先安排的存放点，余下比较清的水可以重复使用。为此，在场地必须布置泥浆沟、泥浆池，不能将水直接排入下水道或河道中。2．电通施工需要三相五线电源，施工电压要求380±20V。电压过高或过低都会影响施工、损坏振冲器的潜水电机。3．材料通在加固区周围设置料场，备足材料。4．场地平整一方面要清理和尽可能平整地表面，如地表土强度很低，可辅以适当厚度的垫层，以利施工设备行走。另一方面要清除地基土中的砼块、石块等障碍物。空间工作室©2000(2002-6)第18页project-施工组织设计 （三）施工场地布置对场地中的供水管、电路、运输道路、泥浆沟池、料场、沉淀池、清水池、照明设施等均要进行规划布置。针对本工程情况，将场地划分为4个区同时作业。（四）桩的定位按设计图在现场用小木桩标出桩位，桩位偏差不得大于3cm。（五）碎石桩制作施工1.将振冲器对准桩位，开水开电。2.启动施工吊机将振冲器以1～2m/min的速度在土层中徐徐下沉。注意振冲器在下沉过程中的电流值不得超过电机的额定值。万一超过，必须减速下沉，或者暂停下沉，向上提升适当距离，借助高压水冲松土层后再继续下沉。在开孔过程中，要记录振冲器经各深度的电流值和时间。电流值的变化定性地反映出土的强度变化。3.当振冲器达到设计加固深度以上30～50cm时,开始将振冲器往上提,直至孔口，提升速率增至5～6m/min。4.重复步骤2、3一至二次。如果孔口有泥块堵住，应把它挖去。最后，空间工作室©2000(2002-6)第19页project-施工组织设计 将振冲器停留在设计加固深度以上30～50cm处。借循环水使孔内的泥浆变稀，即清孔。清孔时间1～2分钟，然后将振冲器提出孔口，准备加碎石料。35.往孔内倒0.15～0.5m碎石填料（碎石粒径为3～8cm），将振冲器沉至填料中进行振实。这时，振冲器不但使填料振密，且使石料挤入孔壁的土中，从而使桩径扩大。由于填料的不断挤入，孔壁土的约束力逐渐增大，当约束力与振冲器产生的振力相等时，桩径不再扩大，这时振冲器电机的电流值迅速增大。当电流达到规定值时，认为该深度的桩体已经振密。如果电流达不到规定值，则需提起振冲继续往孔内倒一批填料，然后再下降振冲器继续进行振密。如此重复操作。直至该深度的电流达到规定值为止。每倒一批填料进行振密，都必须记录深度、填料量、振密时间和电流。电流的规定值由现场制桩试验确定。将振冲器提出孔口，做上一级深度的桩体。6.重复上一步骤，自下而上地制作桩体直至孔口，一根桩即施工完成。7.关闭振冲器，关水、关电、移位至下一桩位施工。（六）施工记录振冲碎石桩要及时填写施工记录，以及制桩统计图。空间工作室©2000(2002-6)第20页project-施工组织设计 （七）质量保证措施本工程的质量目标为优良。1.开工前搞好图纸的学习和会审工作，使各级施工人员明确施工图纸意图和要求。2.向各级施工人员作好施工技术交底工作。3.开工前做好相关的制桩试验，以确定密实电流、留振时间和填料量等参数。4.建立严格的施工记录和质量检查体系。定期召开质量会议，总结质量管理工作中的问题。（八）安全保证措施1.进入施工现场人员要戴好安全帽等劳动保护用品，不得赤脚、穿拖鞋，严禁酒后上班。2.开工前对工人进行安全技术交底，起重工等特殊工种必须持证上岗，严格遵守安全技术规程进行施工。3.工地电路采用三相五线制，总电路和分电路要装好漏电保护开关，工地电线要架空，宿舍内不得乱拉乱接电线。4.吊机作业时，吊臂下严禁站人，严禁违章作业。5.现场施工杂物要经常清理，各分区要明确，使施工井然有序。空间工作室©2000(2002-6)第21页project-施工组织设计 6.在现场行走的挖掘机及车辆要注意电线、电缆的安全。六、施工机械设备表序号名称型号数量备注1搅拌桩机GPP-710套上海探矿机械厂产2单管旋喷设备3套每套60KW3振冲器ZCQ-304台4汽车吊机16t4台5铲车ZL404台6高压水泵15KW4台7潜水泵3KW4台8泥浆泵5KW4台9高压注浆泵10台10灰浆搅拌桶10台11电焊机22KW4台空间工作室©2000(2002-6)第22页project-施工组织设计 七、施工人员表工种数量工种数量管理人员8电焊工4测量工4电工3搅拌桩机工80旋喷桩机工24碎石桩工人40八、施工进度计划1．施工准备7天。2．实际施工工期：搅拌桩：90个日历天。旋喷桩：60个日历天。碎石桩：60个日历天。3．退场：3天。4．施工方式：分区同时进行施工，总工期100个日历天。空间工作室©2000(2002-6)第23页project-施工组织设计 空间工作室©2000(2002-6)第24页project-施工组织设计 搅拌桩、旋喷桩、碎石桩报价单序号项目单位数量单价合价1φ700水泥搅拌桩m1250852φ600水泥搅拌桩m374123φ600搅拌桩（空孔）m414674φ700旋喷桩m99015振冲碎石桩m213676振冲碎石桩（空孔）m20829合计空间工作室©2000(2002-6)第25页project-施工组织设计'