地墙接缝止水旋喷加固施工方案(补充)

杭州地铁2号线一期工程SG2-4标段地连墙接缝止水旋喷加固施工方案(补充)编制:审核:批准:上海市第二市政工程有限公司杭州地铁2号线一期工程建设一路站/建设三路站/6、7号盾构区间项目经理部二Ｏ一Ｏ年一月目录一、编制依据 3二、编制说明 31、原设计 32、设计变更 3三、工程概况 4四、工程地质及水文条件 51、地基土的构成与特征 52、地下水 6五、工程内容 61、建设一路站 62、建设三路站 6六、工程的重点和难点 71、地墙接缝位置定位准确 72、垂直度 73、桩体直径 7七、施工部署 81、总体施工流程 82、施工管理体系 8八、施工工艺与方法 91、高压旋喷施工工艺 92、高压旋喷桩施工参数确定 113、高压旋喷桩施工方法 11九、施工准备 121、原材料准备 122、机械准备 123、现场准备 124、劳动力安排 13十、主要施工机具 13十一、技术措施 14十二、工程质量保证措施 141、质量控制 142、工程质量保证制度 143、工程质量保证措施 15十三、安全措施及文明施工 151、安全措施 152、文明施工 15一、编制依据1、《杭州地铁2号线一期工程(东南段)建设一路站主体围护结构(变更)》、《杭州地铁2号线一期工程(东南段)建设三路站主体围护结构(变更)》，北京城建设计研究总院(2009.3)2、《杭州地铁2号线一期工程建设一路站岩土工程勘察报告》、《杭州地铁2号线一期工程建设三路站岩土工程勘察报告》，杭州市勘测设计研究院(2008.1)3、设计工作联系单--对建设一路站、建设三路站地墙墙缝外侧进行旋喷止水加固的要求(编号：BUE/JG·S·HD2/1E联[2009]，第045号)4、《工程测量规范》(GB50026－2007)5、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－2002)6、《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)8、浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》(DB33/T1008-2000)9、浙江省标准《建筑地基基础设计规范》(J10252-2003)10、现场实地勘察二、编制说明1、原设计建设一路站原设计在转角幅或异型幅等施工难度较大的地连墙接缝处坑外设置了止水旋喷桩，深度为地表下2米至坑地下3米，其余地连墙接缝未设置旋喷止水。建设三路站原设计所有地连墙接缝均未考虑旋喷止水。2、设计变更(1)工况变化现场实际工况与当初设计时相比存在差异，现列举分析如下：1)原设计是基于翻交后市心北路车道距离基坑围护达到10m以上进行考虑和设计的，但现场实际受环境和交通条件限制，建设一路站基坑西侧围护距离市心北路车道最近为5m，建设三路站基坑东侧围护距离市心北路车道最近仅2m不到(后经过和业主协调和沟通，为了利于基坑开挖施工，现已于2009年12月12日将建设三路站东侧围挡外扩一根机动车道距离，原围挡外的道路也相应地整体向东移一根车道距离)。市心北路为萧山区的南北主干道，车流量大，公交车、工程车等重车较多。现有条件和原设计条件相比，荷载增大，地墙在近距离、较大动荷载的作用下其接缝受到影响，围护结构内力及支撑轴力加大，基坑稳定安全系数降低。2)由于市心北路为萧山区的南北主干道，车流量大，地下管线多，为防止降水引起周边道路的大面积沉降和管线的沉降而造成事故，坑外降水难以按原设计实现，水头上升增大了围护结构受力。地下连续墙柔性接头内外都是渗透性良好的粉砂土，雨季施工在动车荷载下，存在很大的漏水漏砂隐患。(2)事故隐患及其评价根据前面的分析，存在以下事故隐患：由于降水无法实施，支撑轴力比原设计要求大，且水头压力大大增加；同时交通动荷载的增加，除增加支撑轴力外，还对围护有振动的影响，使得变形控制难度增大；杭州的特殊地质情况，粉砂土层很厚。在这三种因素的影响下，地下连续墙接缝存在很大的漏水漏砂隐患。(3)结论基于以上情况，设计进行了2项变更：1)建设三路站在两个端头井位置东侧地墙外设置了近路侧坑外旋喷加固区，深度为地表至坑地下3米(具体布置详见建设三路站围护结构变更图)。2)除已设计止水加固的地墙接缝(包括坑外阳角加固和建设三路站两个端头井位置东侧地墙外设置的近路侧坑外旋喷加固区已包含在内的地墙接缝)外，建设一、三路站其余地墙接缝外侧均设置止水旋喷加固，加固深度为地表下2米至坑地下3米。三、工程概况杭州地铁2号线一期工程SG2-4标段位于杭州市萧山经济技术开发区，沿市心北路南北向设置，主要包括建设一路站、建设三路站、人民广场站～建设一路站区间和建设一路站～建设三路站区间。建设一路站横跨建设一路，建设三路站横跨建设三路，两座车站总长度均为179.5m，标准段宽18.5m，端头井宽22.7m；人民广场站～建设一路站区间右线长1278.722m，左线长1280.200m，建设一路站～建设三路站区间右线长972.885m，左线长972.812m。车站为两层双跨或两层三跨的箱型框架结构，侧墙为复合墙，地下连续墙与内衬墙之间设置防水隔离层，采用明挖顺筑法施工。车站端头井深约19m，标准段深约17m，坑底位于③51砂质粉土夹粘质粉土、③61砂质粉土夹粉砂和⑥1层淤泥质粉质粘土中。围护结构采用四、工程地质及水文条件1、地基土的构成与特征本场区属第四系冲海积相沉积平原，地貌形态单一。场地浅表层为厚1～2m的填土，其下为厚度约15m左右的粉土和粉砂层。埋深17m左右以下为厚度达20m左右的高压缩性流塑状的淤泥质或灰色粉质粘土，局部夹粉砂，再下部为含砾细砂层和圆砾层。场区地基土划分为7个工程地质层及若干亚层，各层的厚度，土层的分层描述及分布特征如下：①现代人工填积层，mlQ4，可分为两个亚层：①1杂填土：含较多块石、砖块及砼块，层厚0.4～2.5m；①2素填土：含氧化铁，少量砖瓦碎屑、植物根。局部地段表层为0.1～0.2m厚的混凝土浇注层，粘质粉土性,层厚0.4～3.8m③全新统上中段冲海积层，河口相（al～mQq42+3），可分四个亚层③2砂质粉土：含少量氧化铁及云母屑,层厚1.1～4.8m,实测标贯锤击数9击；③3砂质粉土：含少量氧化铁及云母屑,层厚1.5～3.5m,实测标贯锤击数10.5击；③51砂质粉土夹粘质粉土：含少量氧化铁及云母屑,层厚3.5～10m,实测标贯锤击数8击；③61砂质粉土夹粉砂：含少量氧化铁及云母屑,层厚1～7.5m,实测标贯锤击数11击；⑥全新统下段浅海相沉积层（mQ41），可分为两个亚层：⑥1淤泥质粉质粘土：含有机质，少量腐植物及云母屑，夹粉土薄层,层厚0.7～2.9m,实测标贯锤击数1击；⑥2淤泥质粘土：含有机质，夹粉土极薄层,层厚9.1～13.2m,实测标贯锤击数2击；⑧上更新统上段湖沼相沉积层（1-hQ32），可分为两个亚层：⑧1粉质粘土：含少量腐植物及腐殖质,层厚2.2～6.4m,实测标贯锤击数6击；⑧2粉质粘土夹粉砂：含少量云母屑及腐植物,层厚0.7～5.3m,实测标贯锤击数12击。2、地下水场区浅部地下水属松散岩类孔隙潜水，主要赋存于上部填土层及③粉土、砂土层中。本场区潜水静止水位一般在深1.4～2.2m。高层+3.99～+4.88m，并随季节性变化，年水位变幅约1～2m。承压水主要分布在深部的⑿1粉砂⑿1层粉砂、⒁1层含砾粉砂和⒁3圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部淤泥质土和粘土层，承压水水头埋深在地表下8.29m，相应高层-2.2m。五、工程内容1、建设一路站1)原设计图纸上转角幅或异型幅地连墙接缝止水旋喷由于本工程基坑深度大，地下水位高，基坑开挖范围内以粉砂土为主，且车站地下墙接头形式采用柔性锁口管接头，且转角幅或异型幅施工难度较大，因此，为确保地下墙接缝的止水要求，保证基坑的安全，设计在转角幅或异型幅等较难施工的地下墙接缝外侧施工3根桩径Ф1000的止水加固旋喷桩，共计12个接缝，加固深度为从地表下2m到该处基坑开挖面以下3m，相邻桩桩心距600mm，桩心距地墙外边线350mm。具体桩位布置详见附图1：建设一路站地墙接缝止水旋喷加固2)设计变更后其余地墙接缝止水旋喷由于工况的变化，现设计进行了变更，除原已设计止水加固的地墙接缝(包括坑外阳角加固已包含在内的地墙接缝)外，建设一路站其余地墙接缝外侧均设置止水旋喷加固。每个地墙接缝外侧设置3根桩径Ф1000的止水加固旋喷桩，共计70个接缝(包括封堵墙地墙接缝)，加固深度为从地表下2m到该处基坑开挖面以下3m，相邻桩桩心距600mm，桩心距地墙外边线350mm。具体桩位布置详见附图1：建设一路站地墙接缝止水旋喷加固布置平面图2、建设三路站(1)设计变更完成前已施工的地墙接缝止水旋喷加固建设三路站原地墙接缝均未设计止水旋喷加固，后在2009年9月，当时设计变更还未完成，但是建设三路站南区要基坑开挖，因此，经过与各方沟通后，我方先在南区隐患较大的东侧地墙接缝和西侧部分地墙接缝(共计15个)进行了止水旋喷加固。每个接缝设置3根止水旋喷桩，共45根桩，桩径Ф800，深度为地表下4米至坑地下4米,相邻桩桩心距500mm，桩心距地墙外边线200mm。具体桩位布置详见附图2：建设三路站地墙接缝止水旋喷加固布置平面2)设计变更后其余地墙接缝止水旋喷由于工况的变化，现设计进行了变更，除坑外阳角加固和建设三路站两个端头井位置东侧地墙外设置的近路侧坑外旋喷加固区已包含在内的地墙接缝以及已施工止水旋喷的地墙接缝外，建设三路站其余地墙接缝外侧均设置止水旋喷加固。每个地墙接缝外侧设置3根桩径Ф1000的止水加固旋喷桩，共计51个接缝(包括封堵墙地墙接缝)，加固深度为从地表下2m到该处基坑开挖面以下3m，相邻桩桩心距600mm，桩心距地墙外边线350mm。具体桩位布置详见附图2：建设三路站地墙止水旋喷加固布置六、工程的重点和难点1、地墙接缝位置定位准确止水旋喷桩施工时是否准确位于地墙接缝位置是本工程的重中之重，否则将影响效果甚至完全无效。因此，在施工前测量人员将会同地墙施工班组作业人员，根据实际地墙分幅图将地墙接缝位置准确测放定位，然后在准确的地墙接缝位置引孔穿透混凝土层，从而保证施工质量和效果。2、垂直度本工程由于是止水旋喷加固，因此对桩的垂直度要求较高，以确保足够的咬合量，保证止水效果，所以在施工时将采取措施严格控制垂直度。3、桩体直径桩体直径若达不到规定也将严重影响止水效果，因此桩体直径也是本工程的关键。影响旋喷桩直径的因素较多，主要有土层地质条件和旋喷施工技术参数。根据地勘资料，施工范围内土层地质条件较复杂，不均匀性较大。在土层地质条件一定的情况下，需根据试验反馈的情况，确定喷嘴直径与压力的最佳配合比。喷浆压力太小，直径无法达到要求，喷浆压力太大，浆液易出现雾化效果，也达不到桩径要求。

七、施工部署1、总体施工流程根据本工程施工进度要求，安排两套旋喷桩施工设备进行施工。2、施工管理体系为确保本项工程的施工工期、质量及安全目标的顺利实现，组建本项工程组织管理机构，具体组织机构见图7-1。图7-1高压旋喷桩施工管理组织机构

八、施工工艺与方法1、高压旋喷施工工艺建设三路站地墙接缝止水旋喷加固采用两重管法，建设一路站原已设计的地墙接缝止水旋喷桩采用三重管法施工，其余地墙接缝止水旋喷桩采用两重管法施工，施工工艺见图8-1：二重管法高压旋喷施工工艺流程图和图8-2：三重管法高压旋喷施工工艺流程图。旋喷钻机就位、调整角度，使钻机的垂直精度控制在旋喷钻机就位、调整角度，使钻机的垂直精度控制在1%的范围内将旋喷喷口用封箱带包扎后，钻杆下至导孔底部开启压缩空气浆液拌制开启浆泵废浆处理关闭气、浆成桩完毕、移动钻机到下一桩位按给定的参数旋转提伸至预定高度图8-1二重管法高压旋喷桩施工流程图旋喷钻机就位、调整角度，使钻机的垂直精度控制在旋喷钻机就位、调整角度，使钻机的垂直精度控制在1%的范围内将旋喷喷口用封箱带包扎后，钻杆下至导孔底部将旋喷喷口用封箱带包扎后，钻杆下至导孔底部开启压缩空气开启压缩空气、压力水开启浆泵浆液拌制开启浆泵浆液拌制废浆处理废浆处理按给定的参数旋转提伸至预定高度按给定的参数旋转提伸至预定高度关闭气、关闭气、水、浆成桩完毕、移动钻机到下一桩位成桩完毕、移动钻机到下一桩位图8-2三重管法高压旋喷桩施工流程图2、高压旋喷桩施工参数确定根据本工程实际情况，结合车站地基加固试桩结果，为了满足止水要求，按如下施工参数进行施工：桩径：800mm/1000mm浆液压力：≥25空气压力：0.7Mpa提升速度：10～12cm/min转速：10～12r/min水灰比：0.8～1.0浆液比重：≥1.5t/m³平均流量：每分钟80L水泥掺入量：25%，即450kg/m³所用水泥：Pc42.5普通硅酸盐水泥28天无侧限抗压强度不小于1.0Mpa，渗透系数应小于10-83、高压旋喷桩施工方法(1)场地整理先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物。施工时坑外的地下连续墙导墙不得破坏，在进行旋喷桩施工前先用钻机进行引孔。(2)测量定位在施工前测量人员会同地墙施工班组作业人员，根据实际地墙分幅图将地墙接缝位置准确测放定位(3)桩机就位采用起重机悬吊桩机到达指定桩位附近，利用桩机底部步覆装置，缓慢移动至施工部位，由专人指挥，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，倾斜率小于1.0%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。(4)钻孔桩机准确就位后就可以开钻，记录好开钻时间，钻进时详细记录成孔情况、遇障碍物标高、进尺时间等。(5)旋喷桩机就位、下注浆管成孔完成后，移开钻机，而后旋喷机就位，将注浆管下放至设计标高。(6)浆液配置高压旋喷桩的浆液采用复合硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按试验确定的水灰比控制。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。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。(7)喷射注浆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，直至设计加固标高顶时停止喷浆，在桩顶原位转动2min，保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。(8)冲洗喷射施工完成后，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。(9)重复以上操作，进行下一根桩的施工。九、施工准备1、原材料准备施工所用的水泥为标号42.5的普通硅酸盐水泥，水泥进场后必须进行检测，合格后方可用于工程施工。水泥进场后储存在水泥储藏罐内。2、机械准备本工程采用SJB-2旋喷钻机1台和XP-30A旋喷钻机1台，设备进场后，对其进行调试、检验，保证设备处于良好的工作状态。3、现场准备合理利用有限的场地，以便材料堆放及机械进场。4、劳动力安排本工程安排两班制作业，在开工日全部进场投入施工，若出现进度落后的情况则立即采取措施，增加劳动力和机械设备，把落后的进度抓上去。地墙接缝止水旋喷加固劳动力计划见表9-1。劳动力安排计划表表9-1序号工种名称单位数量用途1管理人员名15管理人员2旋喷桩机操作工名20作业人员3机修工名2作业人员4电工名2作业人员合计名39可适当调整十、主要施工机具止水旋喷加固施工拟投入设备见“表10-1：施工设备计划表”。施工设备计划表表10-1序号机械或设备名称规格型号数量额定功率（KW）生产能力用于施工部位备注1电子全站仪NikonDTM-3521套好测量2水准仪S3E2套好3旋喷桩机SJB-21台22好止水旋喷加固4旋喷桩机XP-1台22好5高压柱塞泵3D2-S2-85/452个90良好6空压机CS-222台7.5较好7泥浆泵BW-2504个15好8拌浆桶SB7502个11较好9贮浆桶SS4002个1.5好10污水泵长轴2个3好11自卸卡车8T大通2辆较好出土12配电柜移动式2只好供配电十一、技术措施1、旋喷施工根据“先两侧，后中间”的原则施工。2、施工过程中应对附近地面的标高进行监测，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、在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射。4、喷射时，先应达到预定的喷射压力，喷浆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%～20%