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南京地铁三号线土建工程D3-TA02标

盾构进出洞端头加固施工方案

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审定：

中铁十一局集团有限公司
南京地铁三号线土建工程D3-TA02标项目经理部
二〇一一年五月

南京地铁三号线土建工程D3-TA02标
端头加固施工方案
1 编制依据
〔1〕《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；
〔2〕《南京地区建筑地基基础设计规范》DGJ32/ J 12-2005；
〔3〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；
〔4〕南京地铁三号线D3-TA02标土建工程地质勘察报告；
〔5〕南京地铁三号线D3-TA02标盾构端头加固施工图纸及相关资料；
〔6〕《基础处理技术规范》（DBJ08-40-94）；
〔7〕南京轨道交通工程建设安全、质量管理办法汇编（一）、（二）；
2 工程概况
2.1总体概况
本标段为南京地铁三号线土建工程D3-TA02标包括两站三区间即：林场站～星火路站区间(矿山法)、星火路站、星火路站～高新路站区间（盾构法）、高新路站、高新路站～泰冯路站区间（盾构法）：本工程平面位置图见图

泰冯路站
高新路站
星火路站

图2-1 工程平面位置图

2.2本标段加固情况
本区间盾构累计始发、到达8次，加固端头共4个，2个始发端头（星火路站东端
头、高新路站东端头）；2个到达加固（高新路站西端头，泰冯路站西端头）。
3 加固端头情况描述
3.1星火路站东端头地质水文情况
⑴端头地质：星火路站所处场地地层自上而下依次为：①-1填土及①-2填土层、②-1b2-3 粉质粘土、③-1b2 粉质粘土、 ④-1b1-2粉质粘土、⑤e 残积土、k2p-2强风化粉砂岩，k2p-3中风化粉砂岩。
表3-1场地岩土层分布表
层 号
地层名称
颜 色
状 态
特 征 描 述
层
亚层
①
①-1
杂填
土
灰褐、 杂色
松散，局部稍密
由碎石、风化岩石、生活垃圾混粘性土组成，回填时间5年左右
①-2
素填
土
褐黄、杂色
松散
由粉质粘土混碎石及砂土组成，回填时间1-7年不等
②
②-1b2-3
粉质
粘土
褐黄、灰黄色
可塑～软塑
含铁锰氧化物，混高岭土，强度自上向下渐软，切面有光泽反应，粉质重，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等。
③
③-1b2
粉质
粘土
褐黄色、灰绿色
可塑
局部硬塑状，含铁锰氧化物，含少量高岭土条纹，切面光滑，干强度高，韧性高
④
④-1b1-2
粉质
粘土
褐黄色、褐红色
硬塑-可塑
含铁锰结核，局部富集，含高岭土条块，切面光滑，干强度高，韧性高，局部底部渐转褐红~紫红色，含风化岩碎屑。
⑤
⑤e
残积
土
紫红色
硬塑~坚硬
局部黄褐色,含铁锰结核，含泥质砂岩及泥岩碎块、碎屑,手可捏碎，麻花可钻进。
K2p
K2p-2
强风
化岩
紫红色、紫灰色
强风化
主要为泥质砂岩、砂岩、泥岩及砂质泥岩，节理、裂隙发育，岩芯破碎，岩芯呈短柱状及碎块状，,岩体基本质量等级为V级。
K2p
K2p-3
中风化
泥质
砂岩
紫红色、灰紫色
中风化
主要为粉砂岩，次为细砂岩，少量中砂岩，以泥质胶结为主，部分为泥质钙质胶结，节理、裂隙一般发育，多为密闭状，层理较清晰。
K2p
K2p-3
中风化
砂质
泥岩
紫红色、灰紫色
中风化
节理、裂隙一般发育,锤击声较哑,能击碎,岩芯较完整,多柱状；层理较清晰,层理面倾角多在30度左右；遇水易软化或崩解,岩体基本质量等级为IV级，RQD一般在50左右。
K2p
K2p-3
中风化砂岩
紫灰色、灰紫色
中风化
岩性为细砂岩及粉砂岩,节理、裂隙一般发育,锤击声脆,难击碎,岩芯较完整,多柱状；钙质胶结,层理较清晰,层理面倾角多在30-35度左右；，RQD一般在50-75之间，岩体基本质量等级为Ⅲ，局部IV级。

⑵端头水文：岗地范围粘性土层地下水贫乏，潜水主要赋存于场地东侧坳沟范围填土层及②-1b2-3层粉质粘土，该层夹粉土薄层，富水性差。
岩裂隙水在本场·地内主要为碎屑岩类裂隙水。含水层主要由白垩系上统浦口组（K2p）砂岩、砂质泥岩、泥质砂岩组成，浅部以风化裂隙水为主，深部风化裂隙减弱，以构造裂隙水为主。构造裂隙发育程度总体较差，且多闭合，或遭风化物充填，富水性较差。
表3-2 各土层渗透试验成果及建议值表
层序
土层名称
室内土工试验渗透系数
采用值
透水性评价
Kv（cm/s）
KH（cm/s）
K（10-6cm/s）
①-1
杂填土
（4.46E-8）
（1.83E-5）
200
弱透水
①-2
素填土
（4.09E-8）
（9.30E-9）
10
微透水
②-1b2-3
粉质粘土
7.40E-8
7.08E-8
5
微透水
③-1b2
粉质粘土
（2.27E-7）
（5.69E-8）
1
不透水
④-1b1-2
粉质粘土
5.33E-8
7.38E-8
1
不透水
⑤e
残积土

10
微透水
K2p-2
强风化岩

100
弱透水

⑶平、纵断面及地层性状

星火路站东端头地质勘探孔平面布置图

星火路站东端头S1Z14、S1K10、Q1K37、S1Z9、Q1K3孔地质断面图

3.2高新路站西端头地质水文情况
⑴端头地质：高新路站西端头所处场地地层自上而下依次为：③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、⑤e残积土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩；
表3-3 场地岩土层分布表
层 号
地层名称
颜 色
状 态
特 征 描 述
层
亚层
①
①-1
杂填土
灰褐、 杂色
松散，局部稍密
由碎石、风化岩石、生活垃圾混粘性土组成，回填时间5年左右
①-2
素填土
褐黄、杂色
松散
由粉质粘土混碎石及砂土组成，回填时间1-7年不等
②
②-1b2-3
粉质粘土
褐黄、灰黄色
可塑～软塑
含铁锰氧化物，混高岭土，强度自上向下渐软，切面有光泽反应，粉质重，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等。
③
③-1b2
粉质粘土
褐黄色、灰绿色
可塑
局部硬塑状，含铁锰氧化物，含少量高岭土条纹，切面光滑，干强度高，韧性高
④
④-1b1-2
粉质粘土
褐黄色、褐红色
硬塑-可塑
含铁锰结核，局部富集，含高岭土条块，切面光滑，干强度高，韧性高，局部底部渐转褐红~紫红色，含风化岩碎屑。
⑤
⑤e
残积土
紫红色
硬塑~坚硬
局部黄褐色,含铁锰结核，含泥质砂岩及泥岩碎块、碎屑,手可捏碎，麻花可钻进。
K2p
K2p-2
强风化岩
紫红色、紫灰色
强风化
主要为泥质砂岩、砂岩、泥岩及砂质泥岩，节理、裂隙发育，岩芯破碎，岩芯呈短柱状及碎块状，钻探岩心RQD小于30,岩体基本质量等级为V级。
K2p
K2p-3
中风化泥质砂岩
紫红色、灰紫色
中风化
主要为粉砂岩，次为细砂岩，少量中砂岩，以泥质胶结为主，部分为泥质钙质胶结，节理、裂隙一般发育，多为密闭状，层理较清晰，倾角多在30度左右。岩芯柱状、短柱状，少量长柱状，局部饼状或块状，锤击声一般较哑，局部较脆，不易击碎，浸水较易软化，RQD一般在50-75之间，岩体基本质量等级为IV级。
K2p
K2p-3
中风化砂质泥岩
紫红色、灰紫色
中风化
节理、裂隙一般发育,锤击声较哑,能击碎,岩芯较完整,多柱状；层理较清晰,层理面倾角多在30度左右；遇水易软化或崩解,
K2p
K2p-3
中风化砂岩
紫灰色、灰紫色
中风化
岩性为细砂岩及粉砂岩,节理、裂隙一般发育,锤击声脆,难击碎,岩芯较完整,多柱状；钙质胶结,层理较清晰,层理面倾角多在30-35度左右；，RQD一般在50-75之间，岩体基本质量等级为Ⅲ，局部IV级。

⑵端头水文：②层粘性土。其中填土层透水性不均匀，一般水平向透水性略强于垂直向。③层土中③-1b2层软塑粉质粘土饱含地下水，但透水性较弱，给水性较差，属于弱透水地层。

高新路西端头地质勘探孔平面布置图
⑶平、纵断面及地层性状

高新路站西端头Q1B28、Q1BK7、Q1K30 Q1Z26孔地质断面图
3.3高新路站东端头地质水文情况
⑴端头地质：高新路站东端头所处场地地层自上而下依次为：①-2杂填土、②-1b2-3可塑～软塑状粉质粘土、②-3b3软塑状粉质粘土；（东端头有部分回填土，回填土中有孤石，部分孤石在隧道范围内）。
表3-4 土的物理性质指标(平均值)
层 号
岩 土
名 称
含水量
重 度
孔隙比
液限
塑限
塑性
指数
液性
指数
W
γ
e
WL
WP
IP
IL
%
kN/m3
--
%
%
%
--
④-1b1-2
粉质粘土
23.0
19.8
0.662
34.6
19.7
15.1
0.22
⑤e
残积土
23.9
19.7
0.691
41.7
22.0
19.8
0.09

表3-5 土的压缩、固结指标(平均值)
层号
岩 土 名 称
压缩系数
压缩模量
a1-2
Es1-2
MPa-1
MPa
④-1b1-2
粉质粘土
0.18
10.11
⑤e
残积土
0.13
13.36

⑵端头水文：潜水含水层主要为填土②层粘性土。其中填土层透水性不均匀，一般水平向透水略强于垂直向。②-1b2-3层、②-3b3层粉质粘土水平层理发育，一般水平向透水略强于垂直向。但总体仍属于微-弱透水层。

高新路东端头地质勘探孔平面布置

⑶平、纵断面及地层性状

高新路站东端头S2Z22、S2K21、S2K7、S2Z7孔地质断面图

3.4泰冯路站西端头地质水文情况
泰冯路站西端头地层主要为①-2杂填土、③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩。
⑴端头地质：泰冯路站区间穿越地层主要④-1B1-2可-硬塑状粉质粘土、5e残积土、K2p-2中风化岩。
表3-6 场地岩土层分布表
时代
成因
层 号
地层名称
颜 色
状 态
特 征 描 述
层
亚层
Q3
风积
④
④-1b1-2
粉质粘土
褐黄色、黄褐色、棕黄色
可塑-硬塑
混铁锰结核，局部混兰灰色高岭土，层底混少量风化岩块，切面光滑，干强度高，韧性高。
Q
残积
⑤
⑤e
残积土
紫红色，黄褐色
硬塑-坚硬
含铁锰结核，含砂岩及泥岩碎块、碎屑,手可捏碎，麻花可钻进。
K

K2p-2
中风化砂质泥岩
紫红色、灰紫色
中风化
节理、裂隙一般发育,锤击声较哑,能击碎,岩芯较完整,多柱状，层理较清晰,层理面倾角多在20度左右，较易软化, RQD一般在50左右，岩体基本质量等级为IV级。
K2p-2
中风化泥质砂岩
紫红色、灰紫色
中风化
主要为粉砂岩，次为细砂岩，局部夹泥岩透镜体，以泥质胶结为主，部分

为泥质钙质胶结，节理、裂隙一般发育，多为密闭状，方解石充填，层理较清晰，倾角多在20度左右。岩芯柱状、短柱状，少量长柱状，锤击声一般较哑，不易击碎，浸水较易软化，RQD一般在50左右，岩体基本质量等级为IV级。
K2p-2
中风化砂岩
灰紫色、浅灰色
中风化
岩性为细砂岩及粉砂岩,局部为中、粗砂岩，节理、裂隙一般发育,锤击声脆,难击碎,岩芯较完整,多柱状，局部较破碎，钙质胶结,层理较清晰,层理面倾角多在20度左右，不易软化，RQD一般在50-80之间，岩体基本质量等级为Ⅲ，局部IV级。

表3-7 岩石试验指标(平均值、标准值)
岩性
统计
指标
天然
重度
天然单轴抗压强度
饱和单轴抗压强度
干燥单轴抗压强度
软化
系数
软化
程度
g/cm3
MPa
MPa
MPa
砂质泥岩
平均值
2.51
4.487
4.16
--
--
软化性很强
标准值
2.47
--
--
--
--
泥质砂岩
平均值
2.53
13.85
9.90
17.575
0.46
软化性强
标准值
2.49
--
6.849
--
--
砂岩
平均值
2.59
42.8
34.709
56.443
0.66
软化性较强
标准值
2.58
--
30.608
50.426
0.60

表3-8 岩石试验指标(平均值)
层号
名 称

弹性模量
泊松比
抗剪断强度
E
μ
C
φ
104MPa
—
MPa
度
K2p-2
中风化砂岩
平均值
1.250
0.19
5.14
48.45
中风化泥质砂岩
平均值
0.605
0.25
--
--
中风化砂质泥岩
平均值
--
--
0.404
43.70
⑵端头水文：⑤e层土性不纯，局部以砂岩风化物为主，其透水性为弱透水。下部强风化岩层为基岩裂缝水主要含水层，由于多上覆微-不透水粘性土，地下水补给不充分，因此水量较小，中风化岩层裂缝多为泥质、钙质充填，导水性差，水量贫乏。
⑶施工勘测与评估：盾构施工范围内均为中风化砂岩，该岩层富水量小，岩体均匀稳定，开挖风险较小。
⑷平、纵断面及地层性状

泰冯路站西端头地质勘探孔平面布置

泰冯路站西端头Q2K21、Q2K23、Q2Z20、Q2K18、Q2K20孔地质断面图

4 端头加固方案设计
盾构进出洞加固设计采用Ф850@600三轴搅拌桩加固，星火路站东端头地基加固与围护桩中间夹缝封闭采用Ф800@600三重管高压旋喷桩加固（高新路站东、西端头未设计高压旋喷桩）。水泥土搅拌桩采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，实桩桩体28d无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数≤1.0×10-8 cm/s。
设计范围：按设计需提前对相应位置端头盾构进出洞处进行地基加固处理，2区间共4个端头井加固区，分别处于星火路站东端头、高新路站西端头、高新路站东端头、泰冯路站西端头。

表4-1 端头加固方案设计表
加固端头
隧道范围及隧道顶部地质情况简述
加固方案设计
星火路站东
端头（始发）
　①-2杂填土、②-1b2-3可塑～软塑状粉质粘土、③-1b2可塑状粉质粘土、⑤e残积土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩；
　 星火路东端头纵向加固长度为6m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，星火路隧道断面有部分岩层，所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面 ，搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，星火路站东端头为咬合搅拌桩，搅拌桩水泥掺入量：实桩20％、空桩7％。采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥；旋喷桩采用Ф800@600三管旋喷桩，旋喷桩水泥用量：实桩390kg/m、空桩90 kg/m，施工前进行试桩，并根据加固效果，调整施工工的各项施工参数。
高新路站西
端头（到达）
　③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、⑤e残积土、K2p-1层强风化岩、K2p-2层中风化岩；
　高新路西端头纵向加固长度为6m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，高新路隧道断面有部分岩层，所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面 ，搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，高新路站西端头为咬合搅拌桩，搅拌桩水泥掺入量：实桩20％、空桩7％。采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥；
高新路站东
端头（始发）
　高新路站东端头地层主要为①-2杂填土、②-1b2-3可塑～软塑状粉质粘土、②-3b3软塑状粉质粘土。
　高新路东端头纵向加固长度为9m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，搅拌桩水泥掺入量：实桩20％、空桩7％。采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥；
泰冯路站西端头（到达）
隧道上下3m范围内全断面中风化岩层
未设计地基加固
详见图《盾构进出洞加固范围示意图》
5 端头加固施工方案
5.1方案概述
端头加固设计盾构进出洞洞门外土体为软弱含水的土层，若不提前加固处理极易坍方、流砂、涌水，造成地面塌陷，甚至使盾构失去控制，为确保盾构机进出洞施工安全，必须对洞门外土体进行加固处理，为保证盾构始发安全，当盾构始发出现异常时能够迅对端头地基进行降水，在盾构加固体外设置3眼450mm管井作为应急井，管井伸入隧道底部以下不小于4m。
本区间盾构累计始发、到达8次，加固端头共3个，2个始发端头（星火路站东端头、高新路站东端头）；1个到达加固（高新路站西端头）。泰冯路站西端头因盾构隧道全断面为岩层所以未设计加固。根据工程筹划，本标段盾构在星火路站东端头井（右线）始发、高新路站过站、泰冯路站西端头井吊出之后再从星火路站东端头（左线）始发、高新路站过站、泰冯路站西端头井吊（盾构施工结束）。
5.2端头加固施工范围
星火路东端头纵向加固长度为6m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，星火路隧道断面有部分岩层，所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面，高新路西端头纵向加固长度为,6m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m，高新路隧道断面有部分岩层，所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面，高新路东端头纵向加固长度为9m，横向加固至隧道边缘两侧各3m，竖向加固至隧道边缘上下各3m。
5.3加固工法及要求
为保证盾构进出洞、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构进出洞前对洞口地基进行加固处理。根据设计要求本标段盾构进出洞地基加固采用三轴搅拌桩加固，搅拌桩与车站围护结构间夹心层采用三重高压旋喷桩加强止水帷幕止水（仅星火路站东端头设计高压旋喷桩），增加加固区与车站围护的整体性。
搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，搅拌桩水泥掺入量：实桩20％、空桩7％。采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥；旋喷桩采用Ф800@600三管旋喷桩，旋喷桩水泥用量：实桩390kg/m、空桩90 kg/m，施工前进行试桩，并根据加固效果，调整施工工的各项施工参数。
经加固的土体保证良好的均质性、自立性，实桩桩体28无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数≤1.0×10-8 cm/s。

星火路站东端头盾构井加固平面图

高新路站西端头盾构井加固平面图,

高新路站东端头盾构井加固平面图
6 施工部署
6.1施工人员部署
表6-1施工人员配备表
序号
工种
人数
备注
1
项目部管理人员
2

2
班组长
1

3
搅拌机司机
2

4
旋喷桩司机
2

5
电工
1

6
普工
4

7
测工
1

8
机修工
2

9
拌浆工
4

合 计：
19

6.2施工机械部署
本工程拟投入1套三轴搅拌桩机及配套设备和1套高压旋喷桩设备进行加固施工，主要施工机械设备如下表：
表6-2 三轴搅拌桩施工主要机械配备表
序号
设备名称
型号
单位
数量
用电量(KW)
1
三轴搅拌桩机
JZL-120
台
1
90×2
2
散装水泥自动拌浆系统
0.8m3
套
1
45×1
3
压浆泵
BW-200
台
3
15×2
4
空压机
13m3
台
1
37
5
储浆桶
1.5 m3
个
2

6
挖掘机
220
台
1

表6-3 高压旋喷桩主要施工机械配备表
序号
设备名称
型号
单位
数量
用电量(KW)
1
旋喷桩机
GS500-4
台
1
15
2
高压清水泵
XZ
台
1
55
3
三柱塞泥浆泵
BW-200
台
1
15
4
排污泵
7.5DNP-120
台
2
7.5
5
泥浆搅拌泵
UB3
台
1
4.5
6
拌浆机
UB3
台
1
4.5
7
空压机
6m3
台
1
37
8
储浆桶

个
1

6.3施工进度计划
根据我部施工进度及盾构总体筹划时间，再综合考虑加固施工场地等因素，原则上在盾构始发前1～1.5个月完成加固施工，保证加固强度；加固区与车站围护结构的夹心层采用高压旋喷桩加固，保证盾构始发或到达时止水帷幕满足设计要求。
个别加固施工场地狭小，除作好充分的物质和人员准备外，必须合理安排施工程序和场布，选择科学、合理的施工流程，将工期缩短，为后续工程争取时间。
为争取时间，加固施工原则上要考虑全天施工，按每天24小时施工计算。详细进度计划见下表：
表6-4 星火路东端头加固进度计划表
序号
日历天

任务名称
施工
根数
完成时间（天）
日期
1
施工准备

2
　2011.9.23～2011.7.24
2
东端头井加固Ф850三轴水泥土搅拌桩
102
　6
　2011.9.25～2011.10.1
3
旋喷桩
84
7　
　2011.10.2～2011.10. 8

表6-5 高新路西端头地基加固
序号
日历天

任务名称
施工根数
完成时间（天）
日期
1
施工准备

4
2011. 10. 9～2011.10.12　
2
西端头井加固Ф850三轴水泥土搅拌桩
126
11
2011.10.13～2011.10. 22　

表6-6 高新路东端头地基加固
序号
日历天

任务名称
施工根数
完成时间（天）
日期
1
施工准备

3
2011.10.23～2011.10.25
2
东端头井加固Ф850三轴水泥土搅拌桩
182
18　
2011. 10.26～2012.11.2

7 施工方案
7.1三轴搅拌桩施工方案
7.1.1施工工艺流程
三轴搅拌桩施工工艺流程如图7-1所示：
三轴搅拌机架设
水泥材质检验
报监理工程师
水泥浆拌制
施工完毕
测量放样
开挖导沟
设置机架移动导轨
三轴搅拌机定位
报监理工程师
搅拌、下沉、喷浆
搅拌、提升、喷浆
残土处理

图7-1 三轴搅拌桩施工工艺流程图
7.1.2三轴搅拌桩施工
⑴桩位放样
由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于50mm。在两侧定位架上以设计间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。
⑵开挖沟槽
开挖过程中，根据基坑端头井围护外边控制线，用挖机开挖，清除地下障碍物。移动搅拌机到达指定桩位、对中，对中误差不大于2cm，双向调整桩机垂直度，垂直度偏差不大于1/200。
⑶水泥浆液拌制
施工前应搭建好可存放水泥的拌浆平台，对相关人员技术交底。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，否则作为废浆处理。
⑷桩长控制标记
施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。
⑸钻进搅拌
三轴搅拌桩桩身采用两喷两搅工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：
下沉速度为0.5～1m／min；
提升速度为1～2m／min；
为了减少各幅桩施工之间的相互影响，采用跳槽式连接，如图所示。

跳槽式双孔咬合成桩示意图

①钻进喷浆
开动灰浆泵,浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后,开始钻进搅拌,同时根据试桩结果调整灰浆泵档次,保证喷浆量满足要求。在钻进过程中连续喷入水泥 。钻进至土岩分界面后，应原地喷浆搅拌30秒。
如局部位置存在喷浆不足的情况时（喷浆过程中可测得泥浆比重，在通过流量表数值掌握注浆量），应在反转提升的过程中进行补浆。
②提升喷浆
钻进至设计桩长或硬层后，开动灰浆泵，并根据试桩结果调整灰浆泵压力档次，保证喷浆量满足要求。将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，并连续喷入水泥浆液，直至导沟底标高。
7.1.3主要计算参数
本工程采用Φ850三轴搅拌桩，桩间搭接250mm，主要施工参数如下表：
表7-1 三轴搅拌桩施工参数表
项 目
技术参数
下沉速度（m/min）
0.5～1m／min
提升速度（m/min）
1～2m/min
单泵浆液流量(L/min)
200
注浆压力(MPa)
0.8～1.0
气压(MPa)
0.2～0.4
垂直度
<0.5%
搅拌速度(r/min)
45～60
水灰比
1.7
泥浆比重
1.328（水泥浆比重=1+2/（1+3 * 水灰比）
实桩
水泥掺入量
20%
水泥用量（Kg/延米）
568
空桩
水泥掺入量
7%
水泥用量(Kg/延米)
200

7.1.4施工要点及技术要求
⑴开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填土的部位，必须分层回填夯实（高新路东、西端头），以确保桩的质量。
⑵桩机行使道路不得下沉，地基承载力不足可垫路基箱，桩机垂直偏差不大于0.5%。
⑶施工前应进行水泥检验，并将检验报告报监理工程师审查。
⑷水泥浆搅拌系统应配有可靠的计量装置，喷浆系统应配备流量表、压力计等检测装置；搅拌头下降、提升过程中应有速度控制装置和措施。
⑸施工前应在监理工程师的旁站监督下，对浆液流量、喷浆压力、搅拌提升下降速度等进行标定。
⑹成桩过程中，必须严格控制搅拌机的提升速度和搅拌速度，桩搅拌头提升速度均控制在1～2／min以内。注浆泵出口压力控制在0.4～0.6Mpa。
⑺在成桩过程中必须有专人进行详细的施工记录，施工中钻孔、提升喷浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格，包括：测量定位、浆液配比、喷浆压力、浆液流量、搅拌机下沉和提升速度、成桩深度、复喷及复搅等。
⑻在每天施工完毕后，向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。
⑼本工程采用三轴搅拌桩搭接工序。桩与桩搭接时间超过24小时，应作为冷缝记录在案，采取在搭接处补做搅拌桩等技术措施，确保搅拌桩的搭接质量。
7.1.5质量检验标准
表7-2 三轴搅拌桩施工质量检验标准
检查项目
允许偏差
检查方法
桩体强度
设计要求
钻芯取样
水泥用量
设计要求
查看流量计、检测泥浆比重
搭接长度
250
尺量
桩底标高
±100mm
测机头深度
桩位偏差
≤50mm
尺量
桩垂直度偏差
≤0.5%
经纬仪
7.2 高压旋喷桩施工方案
7.2.1施工时间
考虑到基坑开挖以后围护桩会存在一定程度的变形，导致基坑围护结构人工挖孔桩、钻孔桩与端头加固体形成一个夹芯层，在以后的盾构进出洞、破除端头围护结构时会形成一个渗水通道。为了保证盾构进出洞的安全，旋喷桩的施工时间安排在各端头盾构井主体结构中板层施工完成并达到设计强度后开始施工。
7.2.2高压旋喷桩施工
⑴施工工艺
测量定位：测量技术人员按施工图放样，并做好明确标志，确保旋喷机定位准确，放样误差小于5cm。
成孔：喷射注浆前钻机成孔，为减少对围护体的压力，使旋喷桩施工压力垂直释放，拟扩大引孔直径，引孔直径为125mm。各桩成孔深度大于设计深度0.5m，成孔钻机机架垫平，钻具垂直地面，成孔垂直度≤0.5%。钻孔中心与放样定位中心误差不于2cm。
喷射作业：
旋喷机架就位，喷管位于自然悬吊状态时喷管中心对准孔心，偏差不大于二分之一孔径（成孔直径），保证下管、提升及旋喷注浆顺利进行。
下管前先检查喷嘴及喷浆口是否完好畅通，并作喷水和喷浆试验，直至管路通畅方可下喷管。
喷管下至超设计深度10cm时，开始拌送水泥浆，接通水泥浆管、高压气管，开动高压泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转喷射，并用仪表控制压力、流量和风量，当分别达到预定数值时开始提升。
喷注中如上节喷管要卸除，下节喷管继续作业时，必须待下部喷管高出井口装置20cm以上方可停止喷浆；喷注中若遇到故障等特殊情况时，喷管须下降20cm才能开始继续喷注，以保证旋喷加固体的竖向连续性。
测量定位
钻机就位
钻进造孔
高喷台车就位
下管喷射
浆液喷射
旋摆提升
成桩
移机至下一孔位
废浆沉淀
硬化、外运
终孔检查
浆液配制
水泥浆配制
不合格
合格
废浆排放
沉淀池
废水排放、沉渣外运

图7-3 三重管旋喷法施工工艺流程

①将钻机安置在现场精确测设的孔位上，使钻头对准孔位中心。钻机安装定位要准确、水平、稳固。为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。钻杆垂直度＜0.5%。
②钻孔位置与设计孔位偏差不得大于20mm。
③喷射注浆管插入预定深度后，由下至上同时喷射高压浆及低压空气。注浆时随时检查浆液初凝时间、浆液流量、浆液压力、旋转提升速度及空气压力、空气流量等参数是否符合设计及规范要求，并随时做好记录。
④钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆继续旋喷时，其搭接长度不小于200mm。
⑤施工完毕后，冲洗干净注浆管等机具设备，管内机内不得残存水泥浆。
⑥将钻机等机具设备移至新孔位。

7.2.3施工要点及技术要求
⑴施工前先进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位。要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1.5%。
⑵旋喷桩施工程序为：机具就位→贯入注浆管、试喷射→喷射注浆→拔管及冲洗等。
⑶三重管法施工须预先用钻机或振动打桩机钻成直径150~200mm的孔，然后将三重注浆管插入孔内，按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求，由下而上进行喷射注浆，注浆管分段提升的搭接长度不得小于200mm。

图7-5 三重管用喷嘴

⑷在插入旋喷管前先检查高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，插入后先作高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。如因塌孔插入困难时，可用低压（0.1~2MPa）水冲孔喷下，但须把高压水喷嘴用塑料布包裹，以免泥土堵塞。
⑸喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数见表或根据现场试验确定。
⑹当采用三重管法旋喷，开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，在一般情况下，压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射。
⑺喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，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。
⑻当处理既有建筑地基时，应采取速凝浆液或大间隔孔旋喷和冒浆回灌等措施，以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象，影响被加固建筑及邻近建筑。
⑼桩喷浆量Q（L/根）可按下式计算：

式中 H——旋喷长度（m）；
v——旋喷管提升速度（m/min）；
q——泵的排浆量（L/min）；
β——浆液损失系数，一般取0.1~0.2。
旋喷过程中，冒浆量应控制在10%~25%之间。对需要扩大加固范围或提高强度的工程，可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。
⑽喷到桩高后应迅速拔出注浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。相邻两桩施工间隔时间应不小于48h，间距应不小于4~6m。
⑾在施工过程中必须有专人进行详细的施工记录，包括：测量定位、浆液配比、喷浆压力、浆液流量、喷嘴提升速度、成桩深度及复喷等。
7.2.4主要施工技术参数
高压旋喷桩采用三重管注浆法，双排Φ800@600，实桩水泥用量390kg/延米，空桩水泥用量90kg/延米。，主要施工参数如表6-3所示。
表7-3 旋喷施工主要机具和参数
项目
三重管法
参数
喷嘴孔径（mm）
φ2~3
喷嘴个数
1~2
旋转速度（r/min）
5~15
提升速度（mm/min）
50~150
机具性能
高压泵
压力（MPa）
20~40
流量（L /min）
60~120
空压机
压力（MPa）
0.7
流量（L/min）
1~3
泥浆泵
压力（MPa）
3~5
流量（L/min）
100~150

浆液配合比
水：水泥＝1：1
水泥掺量(kg/延米)
实桩390，空桩90。
注：高压泵喷射的（单管法、二重管法）是浆液或（三重管法）水。
7.3质量保证措施
7.3.1技术控制措施
（1）班组认真按图纸，按规程操作，建立自检、互检质量保证体系。
（2）施工班组长协助施工员按设计图纸及操作规程进行操作验收并提出口头整改意见。
（3）施工员应根据各分部分项的设计图及操作规程进行技术质量验收，当技术质量不符合要求时，提出口头或书面整改通知单，限令在期限内完成整改内容。
（4）技术、质量工程师应根据设计图纸及质量评定标准，进行跟踪管理，对各道工序进行把关、评定，提出书面整改意见，处理一般技术、质量问题，重大技术质量问题向技术质量负责人汇报，并提出整改意见。
（5）技术、质量负责人应对工程技术、质量进行抽查，并责令在期限内整改，处理较大的技术、质量问题，组织技术质量人员进行复查。
7.3.2施工质量控制措施
（1）施工前应检查水泥、砂等的质量，桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度、高压喷射设备的性能等，坚持进行必要的实验测试。
（2）严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制水灰比,搅拌时间,浆液质量,注浆时控制注浆压力和注浆速度
（3）施工前对搅拌桩机进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常。若出现注浆孔堵塞或断浆现象,应及时停泵,排除故障后,再采取有效的措施进行复喷浆,严防断桩、空桩。
（4）桩机移位、开钻、提升由现场指挥负责,开钻前,检查桩机平稳性,做到固定端正,桩架垂直,并采用测量仪器等完成桩机的水平度,桩架的垂直度,在确认无误后,指挥下达操作命令。
（5）确保桩身强度和均匀性要求做到：　
①采用“二喷二搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60％，第二次喷浆量控制在40％；严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度。
②土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎有利于水泥浆与土均匀拌和。
③浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。
④压浆阶段，若发现断浆和管道堵塞时，应立即停泵处理，以防断桩发生。
⑤相邻桩的施工间隔时间不能超过24小时，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间搭接强度；并