高层建筑高压旋喷桩地基加固方案及施工组织设计

1、 目 录1 工程概况22 设计依据23 场地地质条件23.1 工程地质条件23.2 水文地质条件24 高压旋喷注浆加固方案设计24.1 高压旋喷加固原理54.2 高压旋喷设计55 高压旋喷施工组织设计85.1施工程序85.2施工技术要求85.3机具设备计划95.4施工人员组成95.5施工工期计划136 关键过程质量控制147 质量与安全保障措施147.1质量保证措施147.2安全保证体系、制度及保证措施148 施工过程中施工方案的优化调整159 地基加固效果检测1510 竣工成果资料16 附件： 1、 高压旋喷桩平面布置图 图号：012、 6#楼高压旋喷桩平面布置图 图号：02剑南地块6#楼高

2、压旋喷桩地基加固设计及施工组织设计1 工程概况拟建工程位于成都市高新区剑南大道以西与府城大道以南交汇处，总建筑面积约200831.43m2。拟建物由7栋高层建筑（11F27F）、若干老干活动用房、商业及纯地下室组成，均设2层地下室。场地±0.00为496.90m。6#基底标高为485.65486.05m，基础持力层要求为中密卵石以上，采用剪力墙结构、筏板基础。该工程由信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司设计。拟建建筑6#楼采用中密卵石层作为持力层，因局部存在软弱夹层（松散卵石和细砂），设计单位要求对其进行高压旋喷桩复合地基加固处理，处理后的地基承载力特征值要求： 6#楼f

3、ak550kPa。本工程±0.00=496.900m，筏板底标高6#楼为485.65486.05m。目前6#楼基坑已开挖至设计基底标高。2 设计依据 （1）建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)； （2）建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012，J220-2012)； （3）高压旋喷注浆技术规程(YSJ210-92)；（4）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；（5）剑南地块岩土工程勘察报告（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，2014.10）和剑南地块岩土工程施工勘察报告（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，2015.06）,以下称“地质资料”；

4、（6）“剑南地块6#楼基础详图”（ 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司）（7）四川省建筑地基基础质量检测若干规定（2004年修订本）。3 场地地质条件3.1 工程地质条件在拟建建筑场地勘探深度范围内的地层主要由第四系人工填土层（Q4ml）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）和白垩系灌口组泥岩（K2g）组成，上部为素填土、粘土、粉质粘土、粉土，中部为细砂、卵石，下部为泥岩,其成因、埋藏情况和厚度特征详见工程地质剖面图。现将地层分类描述如下：素填土（Q4ml）：黑褐色灰褐色,松散。以粘性土为主，混少量砖瓦块及木屑等杂物。场地内广泛分布，层厚1.605.50m。粘土（Q3al+p

5、l）：黄色黄褐色，硬塑，含少量铁锰质结核及钙质结核，裂隙中充填灰白色高岭土，形成发育程度不等的高岭土条纹。上部裂隙不发育，中部裂隙较发育，下部裂隙较发育，部分地段下部渐变为粉质粘土。切面较光滑，稍有光泽，无摇振反应、干强度高、韧性好。场地广泛分布。层厚2.608.20m粉质粘土（Q3al+pl）：以黄褐色为主，少量灰褐色，可塑。含少量铁锰质结核。无摇振反应，稍有光泽、干强度中等、韧性中等。场地内部分地段揭露。层厚0.503.30m。粉土（Q3al+pl）：褐灰色黄灰色，湿，稍密中密。含少量铁锰质结核。摇振有反应，无光泽，干强度和韧性低。局部夹粉质粘土薄层，底部砂粒含量较多。大部分地段分布。厚度

6、0.502.60m。细砂（Q3al+pl）: 灰黄色褐灰色，稍密，湿。以云母、石英、长石为主，局部夹有粘性土团块，层底偶见砾石。场地内局部分布，层状或呈透镜体分布于卵石层上部或卵石层中。厚度0.503.60m。卵石（Q3al+pl）: 褐灰色，呈松散密实状，湿饱和，卵石以岩浆岩为主，部分卵石已强风化，呈圆形亚圆形，磨圆度较好，卵石粒径多为2080mm，个别粒径>200mm。充填物主要为细砂和粘性土，粘粒含量较高。卵石层顶面埋深为8.2013.60m。场地内广泛分布。-1含土稍密卵石（Q3al+pl）：粘性土为主要填充物，其次为粉砂、细砂填充，骨架颗粒含量占总重的5560%，排列混乱，部分

7、接触。-2含土中密卵石（Q3al+pl）：粘性土为主要填充物，其次为粉砂、细砂填充，骨架颗粒含量占总重的6070%，呈交错排列，大部分接触。-3含砂松散卵石（Q3al+pl）：细砂、粉砂为主要填充物，其次为粘性土填充，骨架颗粒含量占总重的5055%，排列混乱，大部分不接触，该层仅局部钻孔揭露。-4含砂稍密卵石（Q3al+pl）：细砂、粉砂为主要填充物，其次为粘性土填充，骨架颗粒含量占总重的5560%，排列混乱，部分接触。-5含砂中密卵石（Q3al+pl）：细砂、粉砂为主要填充物，其次为粘性土填充，骨架颗粒含量占总重的6070%，呈交错排列，大部分接触。-6含砂密实卵石（Q3al+pl）：细砂及

8、小卵石为主要填充物，骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，大部分紧密接触。泥岩（K2g）：紫红色红褐色，主要成分为粘土矿物，泥质结构，巨厚层状构造，分布连续。场地内基岩顶面埋深为16.3022.10m。根据其风化程度划分为强风化、中风化2个亚层。-1强风化泥岩：紫红色褐红色，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状，手捏即碎。该层内夹有薄层、风化呈土状的全风化泥岩。场地局部地段分布，层厚0.502.00m。-2中风化泥岩：紫红色，泥质结构，巨厚层状构造，节理裂隙不发育，岩芯呈柱状或长柱状，岩体较完整，基本质量分级为V级。该层内夹有薄层强风化泥岩。勘察未揭穿。根据补充勘察表明，在拟建建筑场基底下的地层主要

9、由第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）和白垩系灌口组泥岩（K2g）组成，主要为细砂、卵石和泥岩。3.2水文地质条件勘察测量时期为9月底10月初，属丰水期，受场地附近降水工程的影响，地下水位埋深较正常情况偏低，在钻孔内测得场地内的水位埋深为7.00m9.40m，对应绝对高程489.57489.98m。根据在当地的水文调查结果，结合周边建筑场地的水位情况，得知本场地地下水正常水位约为492.00m，年变幅幅度约2.0m左右，建议地下室抗浮水位按494.00m考虑。目前已将地下水位降至电梯井底部以下。工程特性等指标建议见下表（引自剑南地块项目岩土工勘察报告）：工程特性等指标建议表 表5.2-1岩

10、土名称天然重度r(kN/m3)压缩模量Es(MPa)变形模量Eo(MPa)内聚力标准值c(kPa)内摩擦角标准值(度)承载力特征值fak(kPa)基床系数MN/m3锚杆极限粘结强度标准值qsk（kPa）素填土18.0/16粘土20.09.0/6017220/70粉质粘土19.56.0/3016150/60粉土19.05.0/1518110/50细砂19.0/8/20100/40含土稍密卵石-120.5/24/3532030120含土中密卵石-221.0/34/4255040190含砂松散卵石-320.0/18/3020015100含砂稍密卵石-420.5/24/3532030120含砂中密卵石

11、-521.0/34/4255040190含砂密实卵石-622.0/47/4585060250强风化泥岩-121.015.0/28300/中风化泥岩-223.0/321000/ 高压旋喷设计参数建议值 表5.8-1岩土层名称qsi(侧阻力特征值kPa)qp(端阻力特征值kPa)细砂30/松散卵石45/稍密卵石601200中密卵石652000密实卵石7525004 高压旋喷注浆加固方案设计4.1 高压旋喷加固原理高压旋喷加固原理：在超高压（20MPa）旋转喷射的水泥浆作用下,软弱土体(如砂层或圆砾)被冲切破坏并与水泥浆原位搅拌混合,从而形成承载力高、沉降小的混凝土桩体。桩体与桩间土体共同形成复合地

12、基,从而大幅提高地基土的承载力与变形指标。处理过的复合地基与不需进行处理的天然地基的各项力学指标基本接近,使得加固与未加固的两种地基达到均匀的目的。4.2 高压旋喷设计4.2.1设计计算根据建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012 、J220-2012)、设计要求、结合场地地质条件,按下列公式进行设计计算：单桩承载力： 复合地基承载力： fspk = m +(1-m)fsk 面积置换率： m=d2/de2 桩身强度确定： 复合地基压缩模量：Esp= (fspk / fsk)·Es 式中: Ra：单桩竖向承载力特征值；fspk：复合地基承载力特征值(kPa)，设计要求550kPa；

13、fsk：处理后桩间地基土承载力特征值(kPa)；d：桩径，取d=500mm；de：等效影响圆直径(m)；Ap：桩的截面积(形成桩径不小于500mm),计算得0.19625m2；Up：桩周长(m)；m：面积置换率，m=d2/de2 ； ：桩间天然地基土承载力折减系数，可根据试验确定，取0.9；fcu：桩体混合料试块(边长为 150mm的立方体)在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值(kPa)；li：桩周第i层土的厚度(m)； qp：桩端地基土未经修正的承载力特征值(kPa)(取值见表2)； qsi：桩周第i层土的侧阻力特征值(kPa)(取值见表2)； Es：桩间土压缩模量(MPa)，加

14、权平均取值；：取0.9 p：桩端阻力发挥系数，取0.7。 6#楼A区（施工勘察63-63剖面156#、157#钻孔）取fsk=130.0kPa。 156#:Ra=1.57*(1.1*45+0.6*65+1.2*30+0.5*75)+0.7*2000*0.19625=529.09kPa。157#:Ra=1.57*(0.9*45+1.3*65+3.5*30)+0.7*2000*0.19625=635.85kPa。取单桩承载力Ra=500kPa。 qsi：桩周土的侧阻力特征值，细砂qsi取30kPa、松散卵石qsi取45kPa、稍密卵石qsi取60kPa、中密卵石qsi取65kPa、密实卵石qsi取

15、75kPa，按细砂和松散卵石加权考虑，取40.0kP；6#楼桩长最短取3.6m；qp：桩端端阻力特征值，取2000kPa（中密卵石层）、2500kPa（密实卵石层）。经计算：单桩承载力特征值取值500 kN；置换率m分别为：6#楼A区m=0.1990。根据等效圆直径de分别为： =1.121（m）。式中：d为旋喷桩径，取值500mm；de为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径。布桩间距分别为： S=de/1.05=1.068m； S为桩的中心距，等边三角形布桩时，实际布桩取值为1.05m。4.2.2布桩方案根据计算表明，当形成旋喷桩桩径大于（或等于）500mm、桩长度（即被加固的细砂层、松散卵

16、石层的平均厚度）大于设计最短桩长，只要其置换率m大于（或等于）设计置换率时，其复合地基承载力特征值fspk可以满足大于设计的要求。据此高压旋喷桩布桩成果详见6#楼高压旋喷桩桩位平面布置图、。4.2.3 桩长根据地质资料和上述计算，桩长按以下原则确定： 桩端进入中密或密实卵石层0.5m； 桩端平面下2.5倍桩径范围内不能出现软弱夹层(如细砂、松散卵石层)；6#楼A区桩长不小于3.6m。4.2.4 复合地基压缩模量根据建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002，J220-2002) 中式7.1.7： （7.1.7）需进行加固处理的地基土为细砂（局部为松散卵石），其地基土承载力特征值fs，k代表值可

17、取130kPa（承载力特征值）。复合地基的压缩模量需与周边采用天然地基的压缩模量基本相当，复合土层压缩模量以复合地基荷载试验结果为准。4.2.5 褥垫层当桩间土为细砂时，应在桩顶铺设褥垫层。褥垫层所用材料为级配砂石，最大粒径一般不超过3.0cm，含泥量不大于5%。本工程褥垫层厚度取20cm。桩头处理后，桩间土和桩头处在同一平面，褥垫层虚铺厚度按下式控制： 式中: 褥垫层虚铺厚度； H设计褥垫层厚度； 夯填度，一般取0.9；虚铺后多采用静力压实，当桩间土含水量不大时亦可动力夯实。褥垫层的宽度（B）应比基础宽（B）大，其宽出的部分不宜小于褥垫层压实后的厚度（H）。高压旋喷桩褥垫层具体技术要求必须满

18、足： 厚度：H =20cm;宽度：B=B+2H。 材料：级配砂卵石(最大粒径3cm，砂:卵（碎）石体积比=3:7)。 褥垫层须压实，其夯填度小于等于0.9。5 高压旋喷施工组织设计5.1施工程序测放加固范围线(由甲方提供建筑物轴线及高程)土方开挖至基础垫层底标高下10cm测量放点N120成孔下旋喷管喷射注浆桩头处理（清运浮浆）复合地基检测(由第三方完成)铺设褥垫层20cm(由第三方完成)。5.2施工技术要求 土方开挖，土方开挖至基底标高。土方开挖顺序如下：首先进行场地平整，测量场地高程。技术人员根据地下室平面图，工作面宽度为0.50m1.00m，绘制土方开挖施工图。特殊工种等施工人员必须证件齐

19、全，并经核实后方可施工。在施工前仔细查阅图纸和方案，并把相关问题解决在施工前，做到施工中重点突出，施工关键控制点心中有数。夜间施工照明设施：在基坑周边均匀布设1015盏镝灯。之前要对相关管理人员、施工作业人员、测量人员等进行专项施工技术和安全交底。最后由专业测量技术人员依据开挖图，采用极坐标法依次放样上、下口开挖线的交点，经多方检验无误后进行开挖，开挖过程中应用检查坡度防止出现负向坡的情况。最后在开挖范围外作好开挖控制桩并做保护，作为开挖控制的依据。 测放加固点位。 引孔开孔平面位置误差不超过50mm，采用SH-30型钻机动探引孔，引孔深度要求穿过软弱层嵌入下伏持力层不小于0.50m。 旋喷注

20、浆当旋喷管放至孔底后,先用2MPa低压水测试喷嘴有无堵塞现象,若无则开始自下而上旋喷施工。注浆材料采用P.O32.5R普硅水泥制备的纯水泥浆，浆液水灰比1:1，喷射注浆压力为25MPa,喷嘴旋转速度1822r/min,喷嘴提升速度1520cm/min,在临近桩顶1.01.5m处应慢速提升旋喷至桩顶。基底下1.50m深范围内采用复喷工艺。每米水泥用量预计80kg100kg。旋喷注浆过程中，冒浆量小于注浆量的20%左右为正常现象，超过此值时，可通过提高喷射压力或更换新喷嘴（或小一级孔径的喷嘴），或加快旋转和提升速度，以减少冒浆量。 回灌补浆旋喷作业完成后，应将不断冒出地面的浆液回灌到桩孔内，直到桩

21、孔内的浆液面不再下沉为止。 桩头的处理在地表以下0.50m范围内，因地层覆压较小，地基土对浆液的保持效果往往较差，可能造成桩头质量较差。此时可进行人工处理桩头，以保证桩顶有较好的受力性能。5.3机具设备计划 配电装置 2套 制浆机 1台 旋喷注浆机（90kw）及配套装置 1台套 SH-30型钻机 3台5.4项目组织机构框图项目经理专业负责人安全员责任工长测量员试验员材料员普工班制浆班钻工班土方班5.5施工人员组成 项目经理：余元辉，二级项目经理 技术负责：梁鹏，助理工程师 施工责任工长：张力,助理工程师 质检员：牟文军, 助理工程师 测量员：邵洪宇，高级工程师 安全员：陈凯, 安全工程师 材料

22、员：李友,技师 工人：20名5.6主要管理人员职责1)、项目经理、遵守国家有关工程建设和城市建筑管理政策法规，执行施工技术管理规范和企业规章制度，履行投标承诺；、负责作好项目人员的思想工作，坚持两个文明一起抓；、组织编制和实施工程施工组织设计、施工计划及技术管理，降低成本、安全生产、文明施工，认真抓好工地防尘、降低噪音等环境污染工作；、负责办理工程变更的经济签证，联系建设单位收取工程款事宜，组织项目进行成本核算工作。2)、技术负责、按规范、规程对工程质量管理全面负责，是负责质量的直接责任者；、认真贯彻国家技术标准、规范、规程，执行院技术管理规章制度，接受上级部门的监督检查；、建立健全的项目技术

23、管理制度、质量保证制度及例会制度，全面负责质量管理和计量管理工作，处理各种技术质量问题；、主持编制项目工程的施工组织设计、项目质量计划，主持图纸会审，作好工程技术交底工作； 、制定新技术，降低成本的技术措施，参加项目经济活动，提高技术管理水平； 、负责项目内业技术管理及质量、安全、计量、测量部门工作确保项目技术、质量、效益指标的完成； 、协助责任工长抓好文明施工，争创标准化文明工地，并达到工程验收一次合格。3)、责任工长 、在项目经理的领导下，负责本工程施工计划的落实，并在质量、工期、安全、成本方面负责接受上级主管部门的监督、检查，使生产顺利进行； 、认真熟悉图纸，严格按设计图纸要求，组织施工

24、，搞好劳动力、材料机具设备的合理安排和使用，杜绝返工、浪费，保证工程质量、合同工期的实现，提高工程综合经济效益； 、搞好安全生产现场管理，争创标准化文明工地，坚持安全生产、杜绝重大伤亡、火灾及设备事故的发生； 、开展全面质量管理，坚持三检制度，严格计量工作，负责测量放线复核工作，坚持按规定填写施工日志。 4)、质检员、就本项目工程的施工质量监督、检查工作直接向项目经理负责。、认真学习现行的施工规程、规范、行业标准，院质量体系文件及有关文件规定，熟悉施工图纸和其他设计文件，并作为实施施工质量监督检查的依据。、对进场原材料、成品、半成品、构配件进行监督检查，严把质量关，防止不合格材料进入施工现场。

25、、督促施工班组对施工操作自查自纠，监督施工工序的交接检查；作好检验批的施工质量检查验收。、参加隐蔽工程验收和分项、分部及单位工程的验收评定。、对现场施工操作工艺、工序质量实施监督检查。对于施工中发现的质量问题或不规范操作应口头或书面通知施工班组及分管工长进行整改，根据情况提出对相关责任人的处罚建议，并对整改结果进行验收确认。5)、安全员、负责本项目安全管理的具体工作。、经常学习和宣传各种安全标准法规及制度。、进行各种安全教育和安全技术交底，认真检查班组落实情况。、参与拟定并熟悉施工组织设计中的安全技术措施，协助项目经理逐项落实。 、协助、组织对关键工程及高危作业项目的内部检查验收，参加上级部门

26、的检查、验收，认真作好记录。、经常检查工人遵章守纪情况和安全防护设施完善情况，及时纠正违章行为和协助项目经理完善防护措施、消防安全隐患。、协助项目经理每周或半月一次的安全检查，认真记录并督促检查、整改及措施的落实。、参加工伤事故的调查、分析，进行事故统计上报，及时督促检查整改措施的落实。 、督促和参加各类劳动防护用品进场的材质检验工作，教育工人正确使用个人防护用品。 6)、材料员 、服从项目的工作安排，能编制各类材料的使用计划。、认真执行材料管理制度，材料进场有计划，领发有依据，加强对材料使用的监督与控制。、严把购进材料的成本关，所购材料的发票应签署名字并办理收料凭证，项目经理签字后方可到财务

27、报销。、严格材料进场制度，对材质手续不全或不符合材质要求的材料及半成品一律不得进场使用。、建立健全各种台帐，做到帐、物、卡相符，及时办理领退手续，每旬报耗一次，作好月、季、年盘点工作，及时向财务部门提供资料。、加强易燃、易爆物品的管理及材料库房的消防管理工作。、完成项目经理交办的其他临时工作。5.7施工工期施工工期计划共布1470根旋喷桩。高压旋喷桩施工，在保证质量的前提下，以每台旋喷机每天完成20个旋喷点计,全部完成加固工作所需有效工期预计为15天（均不包含养护和检测时间），总工期约为30天。遇下雨、停电等不可抗拒因素，工期顺延。完成一定数量的工作后及时组织建设单位、设计单位、监理单位签证验

28、收,使之能尽早进入下道工序施工（如，地基检测），从而保证整个工程的正常运行。工期保证措施1)、组建地基处理施工项目经理部，同建设单位、监理单位密切配合、及时沟通，统一领导、统一协调，从组织上保证总进度的实现。2)、以计划工期为总目标，以总进度控制为基础，实行长计划，短安排，通过月、周、日计划的布置和实施，加强调度职能，确保合同工期。3)、建立每天现场会，每周一次大会的例会制度，及时解决施工中出现的问题，及时协调各工序的交叉施工。4)、加强施工管理，抓住连续施工且工程量较大的工序，安排足够的劳动力和机械设备。5)、合理安排基坑开挖、高压旋喷、检测、垫层施工等作业的密切配合实施合理安全的平行作业、

29、交叉作业、立体作业。6)、采取合理的施工工艺、先进的施工方法，选用性能良好的机具设备，提高生产效率。7)、作好机具设备的维修保养工作，并备用一定数量的机具设备，合理调度施工机械和人员。8)、制定紧急预案措施，并配备相应的设施，提前作好防灾抢险准备，以减小灾害损失，保证工程质量和工期。6 关键过程质量控制对于旋喷桩施工,其关键过程为旋喷管提升速度和旋喷压力的控制,此关系到能否保证桩径和消除断桩。为保证旋喷桩的施工质量,根据规范要求和本工程特点：须控制喷嘴的提升速度在1518cm/min之间，具体操作中，要求操作人员通过计时和测量孔口钻杆提拔长度进行控制；注浆压力大于25.0Mpa；桩顶1.01.

30、5m范围内采用复喷工艺进行复喷。7 质量与安全保障措施 7.1质量保证措施由工程项目经理、技术负责人及施工工长、质检员现场管理。工程开工前落实各级人员岗位责任,对各施工班组长作好技术交底,由各施工工长随时掌握施工质量、进度,由质检员定期检查执行情况,督促各施工班组作好工序原始记录工作,由工程技术负责人不定期抽查工程质量、进度情况。原材料水泥等必须提供材质证明,并按有关规定进行抽样送检。严格各工序间的交接工作。上一道工序未经验收合格不得进入下一道工序施工。检验不合格者应返工。对无视工序质量,一味追求经济效益者应作出相应处罚。施工现场遇特殊情况应与设计、监理和业主商议,并及时上报公司及院领导, 求得及时解决,确保施工质量。7.2安全保证体系、制度及保证措施、管理目标1)、在施工中，始终贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产工作方针，认真执行国务院、建设部、四川省及成都市有关建设施工企业安全生产管理的各项规定，把安全生产工作纳入施工组织设计和管理计划，使安全生产工作与生产任务紧密结合，保证施工人员在生产过程中的安全与健康，严防各类事故发生，达到安全生产目标。 2)、强化安全生产管理，通过组织落实责任到人，定期检查，认真整改，杜绝死亡事故，确保无重大工伤事故。、