地墙接缝止水旋喷加固施工方案(补充).doc

杭杭州州地地铁铁 2 号号线线一一期期工工程程 SG2 4 标标段段 地地连墙连墙接接缝缝止水旋止水旋喷喷加固加固 施施 工工 方方 案案 补补充充 编编制制 审审核核 批准批准 上海市第二市政工程有限公司上海市第二市政工程有限公司 杭州地杭州地铁铁 2 号号线线一期工程建一期工程建设设一路站一路站 建建设设三路站三路站 6 7 号盾构区号盾构区间项间项目目经经理部理部 二 一 年一月二 一 年一月 1 目 录 一 编制依据一 编制依据 3 3 二 编制说明二 编制说明 3 3 1 原设计 3 2 设计变更 3 三 工程概况三 工程概况 4 4 四 工程地质及水文条件四 工程地质及水文条件 5 5 1 地基土的构成与特征 5 2 地下水 6 五 工程内容五 工程内容 6 6 1 建设一路站 6 2 建设三路站 6 六 工程的重点和难点六 工程的重点和难点 7 7 1 地墙接缝位置定位准确 7 2 垂直度 7 3 桩体直径 7 七 施工部署七 施工部署 8 8 1 总体施工流程 8 2 施工管理体系 8 2 八 施工工艺与方法八 施工工艺与方法 9 9 1 高压旋喷施工工艺 9 2 高压旋喷桩施工参数确定 11 3 高压旋喷桩施工方法 11 九 施工准备九 施工准备 1212 1 原材料准备 12 2 机械准备 12 3 现场准备 12 4 劳动力安排 13 十 主要施工机具十 主要施工机具 1313 十一 技术措施十一 技术措施 1414 十二 工程质量保证措施十二 工程质量保证措施 1414 1 质量控制 14 2 工程质量保证制度 14 3 工程质量保证措施 15 十三 安全措施及文明施工十三 安全措施及文明施工 1515 1 安全措施 15 2 文明施工 15 3 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 4 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 5 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 51砂质粉土夹粘质粉土 61砂质粉土夹粉砂和 1层淤 泥质粉质粘土中 围护结构采用800mm厚地下连续墙 接头形式为锁口管接头 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 现代人工填积层 mlQ4 可分为两个亚层 1杂填土 含较多块石 砖块及砼块 层厚0 4 2 5m 2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 8m 全新统上中段冲海积层 河口相 al mQq42 3 可分四个亚层 2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 3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 51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 61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 全新统下段浅海相沉积层 mQ41 可分为两个亚层 1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 2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 6 上更新统上段湖沼相沉积层 1 hQ32 可分为两个亚层 1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 2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 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 1粉砂 1层粉砂 1层含砾粉砂和 3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 1000 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 加固布置平面图 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 1000 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 7 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 800 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图 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 1000 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平面图 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 8 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 9 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 项目经理 张峰 技术负责人 范明星 生产副经理 朱剑波 工 程 测 量 安 全 文 明 后 勤 总 务 作业班组 许 锋 雷 高 照 虎 徐 伟 忠 岳 荣 安 机 具 材 料 高 有 法 何 颖 涛 钟 陈 翔 工 程 质 量 图图 7 17 1 高压旋喷桩施工管理组织机构高压旋喷桩施工管理组织机构 10 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 图图 8 18 1 二重管法高压旋喷桩施工流程图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 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 11 图图 8 28 2 三重管法高压旋喷桩施工流程图三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 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 压力水 浆液拌制 开启浆泵 废浆处理 关闭气 水 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 12 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 25Mpa 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 m 平均流量 每分钟 80L 水泥掺入量 25 即 450kg m 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 8 cm s 3 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 13 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 14 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 劳动力安排计划表劳动力安排计划表 表表 9 19 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 施工设备计划表施工设备计划表 表表 10 110 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 352 1 套好 2 水准仪 S3E 2 套好 测量 3 旋喷桩机 SJB 2 1 台 22 好 4 旋喷桩机 XP 30A 1 台 22 好 5 高压柱塞泵 3D2 S2 85 45 2 个 90 良好 6 空压机 CS 22 2 台 7 5 较好 7 泥浆泵 BW 250 4 个 15 好 8 拌浆桶 SB750 2 个 11 较好 9 贮浆桶 SS400 2 个 1 5 好 10 污水泵长轴2 个 3 好 止水旋喷加固 11 自卸卡车8T 大通2 辆较好出 土 15 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 之间 当冒浆量大于注浆量的 20 时 可采用提高喷射压力 缩小喷嘴直径 加快提升速度和转速等措施 对冒出的浆 液 可回收利用 当发现喷浆量不足而影响工程质量时 可采用复喷技术 6 根据工程需要调节喷射压力和注浆量 改变喷嘴移动方向和速度 控制 喷射固结体的形状 即圆盘状 圆柱状 大底状 糖葫芦状 大帽状和墙壁状 喷到桩高后