杭州地铁一号线注浆填充加固工程施工方案

xx 地铁一号线注浆填充加固工程施工方案设计地铁一号线注浆填充加固工程施工方案设计 一 工程概况 一 工程概况 xx 路站处于 xx 地铁一号线 xx 站与 xx 路中间 位于 xx 路与 xx 路交叉十字路口东西向 xx 路地下 横跨过 xx 路与西侧 xx 河 大致东西向布置 有效站台中心里程 K30 700 1 现场勘测 现场勘测 xx 市地铁 1 号线 xx 路站区间北侧的居民楼为九层砖混结构居 民楼 该楼为桩基础 埋深 1 5m 基础桩深 8m 距地铁结构最 近的距离仅 3 5m 因此在地铁基坑开挖过程中 容易造成地基土体 流失 居民楼的沉降 居民楼 地铁能否产生不均匀性沉降的关键因素有二 其一支 护桩水平位移过大 其二水泥搅拌桩止水效果不佳 有漏水的地方 只要水泥搅拌桩连接的缝隙出现漏水 就有可能导致居民地基沉 基坑 永丰公路 九 层 建 筑 物 咬合灌注桩 降 本段支护设计而言 止水是关键 只要采用有效的注浆方法 在支护体系的外侧形成一道止水帷幕 做到不渗水 不漏水 则地 基土层固体颗粒不产生移动 居民楼地基就不会沉降 为了保护地面稳定和附近建筑物的安全 为改善建筑物地下的 土质 增强它的承载力 对其进行注浆加固处理 根据工程现场实 际勘测情况 xx 公司经研究决定 采用从日本引进的具有国际先进 水平的地质改良技术和设备 并结合近年来类似工程成功经验采用 二重管 A C 无收缩双液 WSS 工法注浆加固处理 增强周边土体 的稳定性 粘结性和抗压强度 确保土体加固 止水目的 2 施施工工处处理理方方案案 为了保护居民楼的稳定和安全及地铁的正常开挖施工 在已施 工的水泥搅拌桩外侧打两排止水帷幕桩 注无收缩液浆对土体进行 加固处理 使其形成一道止水帷幕阻挡外面的地下水渗入基坑 深 度为自地面向下 23m 较灌注桩深 5m 此法加固了土体 同时 起到防渗帷幕止水的作用 进而防止居民楼地基土体因地下水流动 而产生沉降变形 灌注桩已经做完及搅拌桩未做 此段沿线基坑开挖线距居民楼 较近 最近处约 3 5m 拟设计 为双排止水帷幕桩 注无收缩 浆液对外侧土体进行加固处理 其深度为自地面向下23m 其作 用是加固土体 同时取代搅拌桩作为防渗帷幕 为提高本段的加固和止水效果 可沿此段向外加大加固区域 由勘察报告可知 本段地层主要 其静止水位埋深一般在 0 85 3 45m 经工程地质分析试验表明 地下水对混凝土无腐蚀性 第二层为承压水 水头埋深约地表以下 5m 相当于绝对标高 3 62m 主要分布于 1 层细砂和 1 层圆砾夹卵石中 承压含水 层顶绝对标高为 28 85 23 42m 隔水层为其上的 粘性土层 层顶绝对标高 16 36 14 13m 对于这种土层 普通的注浆效果不 佳 且形成止水帷幕的时间较长 根据工程情况 xx 公司拟采用 二重管 A C 无收缩双液 WSS 工法注浆加固处理 并结合近年来 类似工程成功的经验 对地基基础的自稳性 抗压强度 止水性进 行增强处理 达到加固土层的效果 开挖期间注浆区域外地段 若出现流水 流沙时即可采用 WSS 工法进行推进式止水注浆 浆液凝结时间可通过调5 10S 快 速注浆止水等措施 保证可挖时基坑内部造成大量流水流沙现象 二 工程地质和水文地质条件二 工程地质和水文地质条件 1 工程地质工程地质 依据勘察报告提供资料 本车站范围内地基土划分为5 个大 层 13 个亚层 本场地地基土属中软场地土 场地类别为 类 场 地土局部 层土为轻微液化 沿线隧道围岩分类均为 类 土石等级 和类别为 级松土 土层物理力学参数附表 2 水文地质 水文地质 本场地地下水分布为两个主要含水层 即浅层潜水和深层承压水 浅层地下水属潜水类型 主要赋存于上部填土层及粉土 砂土层中 补给来源主要为大气降水及地表水 并随季节而变化 其静止水位埋 深一般在 0 85 3 45m 经工程地质分析试验表明 地下水对混凝土 无腐蚀性 第二层为承压水 水头埋深约地表以下 5m 相当于绝对 标高 3 62m 主要分布于 1 层细砂和 1 层圆砾夹卵石中 承压含 水层顶绝对标高为 28 85 23 42m 隔水层为其上的 粘性土层 层顶绝对标高 16 36 14 13m 土土层层主主要要物物理理力力学学指指标标表表 渗透 系数 cm s 序 号 土层 名称 垂 直 水 平 含水 量 W0 湿密 度 g cm3 孔 隙 比 e 压 缩 系 数 av1 2M pa 1 压 缩 模 量 EsI 2 Mp a 内 摩 擦 角 凝 聚 力 C kP a 实测 标惯 击数 N 击 30cm 1 砂质 粉土 3 3 9E 04 2 41 E 04 29 51 89 0 85 3 0 2 10 47 28 5 7 69 1 3 砂质 粉土 2 3 9E 04 2 04 E 04 27 41 92 0 78 8 0 1 7 5 6 31 2 4317 1 4 砂质 粉土 2 2 4E 04 1 82 E 04 30 51 9 0 85 8 0 1 9 6 1 30 8 18 1 10 5 5 砂质 粉土 加粉 砂 2 6 5E 04 3 0E 04 26 81 93 0 77 2 0 1 6 4 7 31 5 3314 3 6 砂质 粉土 1 2 E 04 2 98 E 04 32 41 87 0 91 6 0 2 6 7 9 29 3 20 5 6 0 7 砂质 粉土 加粉 砂 27 21 93 0 77 5 0 1 7 5 5 31 2 14 1 21 2 淤泥 质粉 质黏 土 38 41 83 1 06 7 0 5 8 19 3 11 7 19 6 2 2 1 粉质 粘土 30 81 92 0 86 6 0 3 0 50 6 15 7 19 6 7 8 2 粉质 粘土 26 41 990 70 0 2 7 51 9 18 3 20 3 15 4 3 粉质24 62 000 69 0 3 0 34 9 19 6 10 1 粘土 加粘 质粉 土 1 中细 砂 27 11 87 0 82 9 0 2 1 1 6 32 9 26 6 25 6 3 圆砾 加卵 石 0 1 4 13 8 24 5 39 8 注 本表系根据招标文件提供的 地质资料 整理而成 本场地地基土属中软场地土 场地类别为 类 场地土局部 层 土为轻微液化 沿线隧道围岩分类均为 类 土石等级和类别为 级 松土 土层物理力学参数附表 本场地地下水分布为两个主要含水层 即浅层潜水和深层承压水 浅层地下水属潜水类型 主要赋存于上部 填土层及粉土 砂土层中 补给来源主要为大气降水及地表水 并随 季节而变化 其静止水位埋深一般在 0 85 3 45m 经工程地质分析 试验表明 地下水对混凝土无腐蚀性 第二层为承压水 水头埋深约 地表以下 5m 相当于绝对标高 3 62m 主要分布于 1 层细砂和 1 层圆砾夹卵石中 承压含水层顶绝对标高为 28 85 23 42m 隔水层 为其上的 粘性土层 层顶绝对标高 16 36 14 13m 3 地质地质条件 地质地质条件 在本场地范围内 其主要地层为 层填土 1 层砂质粉土 3 层砂质粉土 4 层砂质粉土 5 层砂质粉土夹粉砂 6 层 号粉土 和 7 层砂质粉土夹粉砂 土性质不一 密实度变化大 自松散 中密变化 且局部夹有淤泥质粘性土 土层总体特征是 高含水量和大孔隙比 高压缩性 低强度 层粉土 砂土透水性好 易产生流砂 涌水 xx 路站埋深 17 5 米 开挖深度范围内 1 4 6 层性质 较差 3 5 7 层性质较好 除 层杂填土外 其它开挖土 层为粉土 其特征为饱和振动易液化 极易坍塌变形 稳定性差 易 产生流砂现象 由于场地条件限制 无放坡可能 故开挖基坑时 必 须采取围护措施并进行基坑降排水 基坑底部位于 6 7 层砂质 粉土上 下卧高压缩性的 层淤泥质粉质粘土 工程性能差 易产生 坑底回弹隆起现象 基坑开挖范围内主要为砂质粉土 基坑开挖时 极易产生侧向变 形导致开挖面隆起而引起边坡失稳及基坑涌水等不利现象 因此 施 工应采取相应的基坑支护措施 同时考虑到持力层受承压水的影响 应采取相应的止 降水措施 防止基坑坑底涌水 隆起失稳 另外 于 xx 路西侧深 5m 的位置有一古海塘 为条石砌筑 成桩 期间需引起重视 4 水文地质条件 水文地质条件 在本场地范围内 其主要地层为 层填土 1 层砂质粉土 3 层砂质粉土 4 层砂质粉土 5 层砂质粉土夹粉砂 6 层 号粉土 和 7 层砂质粉土夹粉砂 土性质不一 密实度变化大 自松散 中密变化 且局部夹有淤泥质粘性土 土层总体特征是 高含水量和大孔隙比 高压缩性 低强度 层粉土 砂土透水性好 易产生流砂 涌水 xx 路站埋深 17 5 米 开挖深度范围内 1 4 6 层性质 较差 3 5 7 层性质较好 除 层杂填土外 其它开挖土 层为粉土 其特征为饱和振动易液化 极易坍塌变形 稳定性差 易 产生流砂现象 由于场地条件限制 无放坡可能 故开挖基坑时 必 须采取围护措施并进行基坑降排水 基坑底部位于 6 7 层砂质 粉土上 下卧高压缩性的 层淤泥质粉质粘土 工程性能差 易产生 坑底回弹隆起现象 基坑开挖范围内主要为砂质粉土 基坑开挖时 极易产生侧向变 形导致开挖面隆起而引起边坡失稳及基坑涌水等不利现象 因此 施 工应采取相应的基坑支护措施 同时考虑到持力层受承压水的影响 应采取相应的止 降水措施 防止基坑坑底涌水 隆起失稳 另外 于 xx 路西侧深 5m 的位置有一古海塘 为条石砌筑 成 桩期间需引起重视 三 施工方案设计三 施工方案设计 1 编制依据 编制依据 1 1 提供的岩土堪察报告及其它有关图纸 说明 1 2 建筑工程防水施工手册 1 3 地下防水工程质量验收规范 GB50208 2002 1 4 地下工程防水技术规范 GB50108 2001 1 5 建筑地基处理技术规范 JGJ79 91 1 6 土建注浆施工与效果检测 1 7 岩土工程勘察规范 GB50021 2001 1 8xx 公司多年采用从日本引进的具有国际先进水平的地质改良 技术和设备 并结合近年来类似工程成功经验 2 施工目的 施工目的 本工程主要护坡桩土体 基底土体的松软及确保大楼在基坑开挖 时不受过大影响 并对护坡桩周围土体达到加固和止水目的 增强土 体的抗压强度和土体的稳定性 粘结性 确保施工的顺利进行 3 施工方法选择 施工方法选择 根据土工程勘察报告及工程现场实际情况的调查 本工程采用二 重管 A C 无收缩双液注浆 WSS 工法对土体进行注浆加固处理 并 对注浆加固区进行动态跟踪注浆处理 具体布孔参数详见断面示意具体布孔参数详见断面示意 图图 4 加固土体的原理 加固土体的原理 注浆过程中 当注浆达到一定压力后 在注浆孔周围会产生一定 大小的泡体 随着压力的不断增加 在浆液泡体上方的土体会产生一 个倒立锥形剪切面 另一方面 当浆液泡体的直径 r 增大时 周围 的土体将提供越来越大的阻力 设浆液泡体的向上总压力为 Fy 浆液泡体的水平压力为 Fx 园 柱形浆液泡体平面投影面积为 Ay 园柱形浆液泡体的侧面面积为 Ax 则有 Ay r2 4 Fy Ay Ax 2 r2 1 Fx Ax 因为 值唯一 所以 Fy 的增加与浆液直径 r 的平方成正比 而 Fx 的增加与浆液直径的一次方成正比 因此浆液向上总压力的增加幅 度 远大于总水平力的增加幅度 在一定压力下 浆液泡体直径达到了一 个极限值 R 与 RL 相应的注浆压力设为 pn 该值时 水平和向上的 压力足以使得浆液充填土体间的缝隙 从而改良土体的物理指标 5 注浆材料 注浆材料 1 1 其特性对地下水而言 不易溶解 1 2 对不同地层 凝结时间可调节 1 3 高强度 止水 1 4 注浆材料配比 A 液B 液C 液 硅酸钠 100L 水 100L Gs 剂 8 5 P 剂 4 5 H 剂 6 7 C 剂 7 1 水 水 泥 19 8 DHP 剂 5 6 GOX 剂 4 2 XPM 剂 5 4 水 200L200L200L 注 溶液由 A B 液组成 悬浊液由 A C 液组成 注浆时 将根据现场实际情况适当加入特种材料以增加可灌性和 早期强度 6 注浆参数 注浆参数 注浆压力 预注浆加固地层 P 0 3 0 6Mpa 扩散半径 垂直孔之间为 500mm 土体平均注入率 43 48 每立方米为单位计算 凝结时间 30s 60s 根据地质条件可做适当调整 7 二重管双液注浆质量标准 二重管双液注浆质量标准 内容标准内容标准 孔位偏差 20mm 注浆压力 5 孔距偏差 100mm 注浆量10 钻杆垂直度 1 提升幅度 5mm 8 注浆孔的布置 注浆孔的布置 根据现场实际勘察情况及岩土地质勘察报告 在人行过街通道地 表面进行垂直和辐射注浆 垂直注浆布孔间距 0 75 米 注浆时根据现 场实际情况可适当的调整布孔间距 具体见注浆布孔图具体见注浆布孔图 9 浆液配制浆液配制 本工程所采用浆液为 A 液和 C 液的混合物 A 液为改性后的水玻 璃 C 液由水泥 外加剂和水组成 外加剂主要是调节浆液的可灌性 和混合液的凝结时间 凝结时间由注浆时的压力和设计要求的扩散范 围共同决定 因此在注浆过程中 外加剂用量可根据现场实际情况进 行适当的调整 C 液中各成分放入搅拌机的顺序为 水 外加剂 水 泥 两种浆液在注入前必须拌合均匀 并经常检查两种浆液混合后的 凝结时间是否符合设计要求 10 施工工艺 施工工艺 1 1 施工步骤 预注浆固结基底地层 主要目的是使基底下一定厚度土层固 结 为下一步调控注浆提供具有一定强度的受力面 浆液在调控压力 注浆时具有一定的方向扩散 a 预注浆孔位平面布置 b 钻孔及压浆 用油压 XTU 75A 型钻机钻至设计标高 钻头达到设计深度后 即可开始压浆 注浆顺序为先垂直孔注浆 形成一道帷幕墙 然后斜 孔注浆 形成基底持力层 注浆压力控制在 0 3 0 6Mpa 钻杆每次 拔起高度为 15cm 施工过程中深孔调控注浆 调控注浆的概念可以进行如下理解 当人行通道施工至市政管线 下时 对布置于市政管线的监控量测点进行观测 当某点量测结果超 过警戒值时 在该点处预注浆斜孔注浆位置或以外钻深孔注浆 钻孔 方向根据需要可在 90 度范围内调整 该注浆可反复进行 直到沉降 值回复到零为止 注 在市政管线处注浆时先加铺 3CM 厚的钢板 注浆过程中起到保护管线的作用 a 市政管线的警戒值 根据市政管线的形式和重要程度设立警戒值 b 钻孔注浆 在沉降超过警戒值的区域 进行基底下部实施调整沉降注浆 注 浆孔位置在预注浆斜孔位置或斜孔以外 1m 范围内 钻孔角度在 90 度范围内调整 注浆工艺同预注浆加固工艺 注浆压力 1 1 5Mpa c 监控量测点布置 施工前在市政管线四周布置监控量测点 沉降观测点在地面以上 20cm 处布置一排 观测点间距 3m 并于每一面墙上安设一个测斜仪 进行倾斜观测 监控量测用的水平基准点设于远离施工区域的稳定地 面或结构物上 d 监控量测 当人行过街通道施工至市政管线位置 需每隔 2 小时对每一个监 控量测点观测一次 并即时反馈量测信息 根据量测信息采取调控注 浆 沉降观测点采用精密水准仪观测 专人负责 1 2 工艺要求 工艺要求 定孔位 根据设计要求 对准孔位 不同入射角度钻进 要求孔位 偏差不大于 2cm 入射角度偏差不大于 1 钻机就位 钻机按指定位置就位 并在技术人员指导下 调整 钻杆的垂直度 对准孔位后 钻机不得移位 也不得随意起降 钻进成孔 第一个孔施工时 要慢速运转 掌握地层对钻机的 影响情况 以确定在该地层条件下的钻进参数 密切观察溢水出水情 况 出现大量溢水出水时 应立即停钻 分析原因后再进行施工 提升钻杆 严格控制提升幅度 每步不大于 15cm 匀速上升 注意注浆参数变化 浆液配比 采用经计量准确的计量工具 按照设计配方配料 注浆 严格控制注浆压力 同时密切关注注浆量 当压力突然上 升或从孔壁 地面溢浆时 应立即停止注浆 查明原因后采取调整注 浆参数或移位等措施重新注浆 1 3 工艺流程工艺流程 11 工程数量 工程数量 以现场实际注浆量为准 四 主要机械设备及配置四 主要机械设备及配置 机械 器具 其他 TXU 75A 型钻机四台 旋转二重管 排水处理装备 SYB 60 60 型注浆泵四台 注浆液混合器 测定器具 SJY 双层立体式搅拌机二台 喷头 凝胶时间测定仪 管线探测 确定孔位 钻 孔 配 浆 注浆 提升一节 注浆结束 移至新孔位 逆止阀 消音器 施工机械配置见图 五 工程质量保证体系五 工程质量保证体系 在本工程注浆施工中 应严格组织管理体系和科学严谨的质量体 系来保证工程质量 1 质量控制 质量控制 1 1 工程质量严格按照本工程制定 并经甲方和监理工程师认可 的施工方案执行 严格按国家有关技术规范 规程 标准控制施工 1 2 根据施工程序 严把钻孔深度 配料注浆压力 注浆量关 每一道工序均安排专人负责 并记录好每一道工序的原始数据 2 工程质量保证制度 工程质量保证制度 2 1 成立工程项目经理为责任的质量管理小组 完善质量保证体 系 严格按照质量体系中规定的责权要求运行 2 2 定期召开质量分析会议 组织质量教育 严格执行 三检 制度 加强技术交底工作 强化工序控制 由责任心强经验丰富的工 程师担任质量控制人员 实行监督检查 保证工程质量 2 3 加强现场施工材料管理 严格执行进料检验制度 保证施工 材料满足设计和规范要求 不合格材料不得进场使用 确保工程质量 2 4 配备好施工机具和计量工具以满足施工要求 建立健全各种 资料 原始记录 作为评价工程质量的重要依据 2 5 加强与甲方 监理的配合 认真接受指导和监督 3 工程质量措施 工程质量措施 3 1 钻孔施工 开钻前 严格按照施工布置图 布好孔位 钻机 定位要准确 开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于 2cm 钻 杆度不得大于 1 3 2 配料 采用准确的计量工具 严格按照设计配方配料施工 3 3 注浆 注浆一定要按程序施工 每段进浆要准确 注浆压力 一定要严格控制在 0 3 0 6MPa 专人操作 当压力突然上升或从孔 壁溢浆 应立即停止注浆 每段注浆量应严格按设计进行 跑浆时 应采取措施确保注浆量满足设计要求 3 4 注浆完成后 应采用措施保证注浆不溢浆跑浆 3 5 每道工序均要安排专人 负责每道工序的操作记录 六 注浆施工程序及人员组织 六 注浆施工程序及人员组织 七 安全措施七 安全措施 1 建立健全各种岗位责任制 严格执行现场交接制度 2 钻机注浆泵及高压管路必须试运转 确认机械性能和各种阀门 管路 压力表完好后 方准施工 3 每次注浆前 要认真检查安全阀 压力表的灵敏度 并调整到 规定注浆压力位置 4 安装高压管路和泵头各部件时 各丝扣的联接必须拧紧 确 保连接完好 5 注浆过程中 禁止现场人员在注浆孔附近停留 防止密封胶 冲式阀门破裂伤人 6 注浆时不得随意停水停电 必要时必须事先通知 待注浆完 成并冲洗后方可停水停电 7 注浆施工期间 必须有专门机电修理工 以便出现机械和电 器故障时能及时处理 8 注浆现场操作人员必须佩戴安全帽 口罩和手套等劳保用品 方可进行注浆施