地铁车站旋喷桩施工方案.doc

地铁车站旋喷桩施工方案
第一章 编制说明

1.1编制依据
（1） 武汉市轨道交通六号线土建工程地十八标段合同书；
（2） 武汉市轨道交通六号线工业学院站土建工程设计图纸；
（3） 武汉市轨道交通六号线岩土工程勘察报告以及现场实地踏勘情况；
（4） 国家现行有关施工及验收规范、规则、技术质量标准以及武汉地区的安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定；
（5） 我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力；
1.2适用范围
本施工方案适用工业学院站围护结构旋喷桩施工。
1.3编制原则
（1） 确保技术方案针对性强，操作性强；施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用型的施工方案和机具设备。
（2） 技术可靠性原则
根据本标段工程特点及周边地区类似工程经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。
（3）环保原则
施工前充分了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行工作。施工中认真做好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水合理排放。

第二章 工程概况

2.1工程位置及设计情况
2.1.1工程位置
工业学院站地处东西湖区常青花园住宅区内，位于学府北路、学府南路与常青花园中路交汇处，近邻香樟三路，车站沿常青花园中路东西向布置。
2.1.2涉及概况
工业学院站北侧围护结构采用钻孔灌注桩+桩后Φ800＠600二重高压旋喷桩止水帷幕（咬合200)，南侧围护结构以及东西两侧端头采用钻孔灌注桩+桩间Φ600单重管旋喷桩止水帷幕，桩底进入填土层下不透水层3m。基坑内采用Φ800＠600三重管旋喷桩+抽条形式进行加固，具体情况见下图2.01咬合旋喷桩止水帷幕平面布置图，

旋喷桩平面布置图1

旋喷桩平面布置图2

2.2主要工程数量
工程部位
工程项目
单位
单根长度
根数
数量（m）
北侧基坑
Φ800旋喷桩
根
7.0m
406
2842
西侧端头
Φ600旋喷桩
根
6.0m
26
156
栋侧端头
Φ600旋喷桩
根
6.0m
20
120
南侧基坑（1-6段）
Φ600旋喷桩
根
6.0m
26
156
南侧基坑（7-22段）
Φ600旋喷桩
根
7.0m
117
819
南侧基坑（23-25段）
Φ600旋喷桩
根
5.5m
21
115.5
南侧基坑（26-31段）
Φ600旋喷桩
根
6.5m
42
273

2.3工程地质及水文条件
2.3.1工程地质
根据勘察结果拟建工程场地沿线上覆土层主要为近期人工填土层、第四系河流冲洪积土层、砂层，下部基岩为白垩-上第三系砂砾岩、砂质泥岩。据野外钻孔岩性描述、原位测试结果及室内土工试验成果，将拟建工程场地勘探深度范围内的地层划分为7大层19个亚层，各地层岩性特征如下：
（一）第四系填土层（）及湖积物（Q4l）
1、 1-1杂填土2、 1-2素填土，3、Q4l 1-3淤泥质黏土
（二）第四系全新统河流冲积土层（Q4）
1、Q4 3-1黏土2、Q4 3-2黏土3、Q4 6-1黏土4、Q4 6-2黏土
（三）Ⅱ级阶地堆积平原区（Q2-3）
1、Q3 10-1黏土2、Q3 10-2黏土3、Q3 10-2a黏土4、Q3 5、Q3 11a粉质黏土6、Q3 11b黏土，厚7、Q2 12-1含泥粉细砂8、Q2 12-2中细砂夹砾卵石
2.3.2水文条件
工业学院站场内地下水主要为上层滞水、孔隙承压水及基岩裂隙水。
勘察期间实测场地上层滞水静止水位埋深为0.80-3.20m(标高17.21-19.53m)。上层滞水对拟建工程基坑开挖施工影响较小。
承压水主要赋存于12层砂土层中，12层具中透水性，孔隙承压水赋存环境相对比较封闭，主要接受侧向补给与排泄，地下水位季节性变化较不明显，水量较为丰富。根据2号线常青花园站抽水试验数据显示，承压水位埋深约12.80m（标高7.40m,2007年9月），本次勘察期间（2012年10月）测得本场地承压水位埋深约8.0m（标高12.30m）。根据武汉地区区域水文地质资料，二级阶地承压水变化幅度相对较小。在施工前复核承压水位，并在施工期间观测承压水位变化。

第三章 施工总体安排
3.1总体施工方法
3.1.1施工方法
本工程基坑内采用三管法旋喷+抽条形式加固，基坑外采用单管法+双管法旋喷止水。为防止旋喷桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成相邻高喷孔施工时串浆，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按每间隔两孔施作，围护桩内部按次序依次施工，具体施工顺序依据现场实际情况确定。
3.1.2施工安排
根据实施性施工组织设计的工期要求及实际情况，基坑内采用4台高压旋喷桩（三重管）进行地基加固，北侧围护桩采用2台高压旋喷桩（二重管）进行桩后止水，南侧采用2台高压旋喷桩（单重管）进行桩间止水。

3.2主要施工机械设备
序号
设备名称
设备型号
数量
备注
1
高压旋喷钻机
单重管
2台

2
高压旋喷钻机
双重管
2台

3
高压旋喷钻机
三重管
4台

4
双叶注浆机
60/210
2台

5
压浆泵
2
1台

6
吊车
20T
1台

7
挖机
220型
1台

8
高压水泵
326
2台

9
空压机
0.8
1台

第四章 施工方法
4.1施工原理 
高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，该工艺起到止水与土体加固的作用。
4.2施工准备
4.2.1技术准备
1.施工前，施工单位进行技术交底，并提供相关文件。 1) 工程设计报告和地基与基础的施工图件、2)施工场地的工程地质水文地质资料、3)施工场地地上范围的高压线、电话线、各类管线等资料、4)施工场地地下管线及已建有的地下构筑物的有关资料、5)必要的荷载试验及其他有关试验资料。 6) 施工技术要求，包括质量标准和检查方法、7)施工前已完成的有关试验报告、8)施工中使用的标准和有关文件、9)施工场地四通一平和测量基准点资料。
2.施工单位在开工前应做好下列工作: 1）编制施工组织设计、 2)建立质量保证体系、3)制定安全操作规程、4)制定劳动保护和文明施工措施、5)组织施工人员进行技术交底和培训、6)组织学习国家安全生产的法律、法规。7)施工记录所用各种表格应符合规范要求。
4.2.2场地准备 
原地面清理、整平，并用小型压路机碾压密实。挖好排浆沟，设臵回浆池，浆液回收处理，防止污染环境。 
4.2.2机具设备准备 
喷射注浆前检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足施工需要。管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物，并准备适量的常规配件。 检查电源、线路，并做好照明准备工作。
4.2.3人员准备 
配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行技术交底、安全交底。 
4.3施工流程
4.3.1 高压旋喷桩施工工艺流程图

4.3.2 施工工艺参数设定：
1）桩的基本参数：单重管桩径600，双重管桩径800，桩长以进入不透水层3m为准。
2）单重管旋喷桩施工参数：浆液压力20～40，浆液比重1.30～1.5，喷嘴直径2～3，浆液流量80～100。
3）双重管旋喷桩施工参数：浆液压力20～40，压缩空气压力0.7～0.8，浆液比重1.30～1.5，喷嘴直径2～3，浆液流量80～100。
4）旋转速度：10～15；提升速度：15～20；
5）28天龄期后渗透系数小于1.0×10-7；
4.1.3 三重管法高压旋喷桩施工技术参数表

4.4施工方法
4.4.1桩位放样 
施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50。 
4.4.2 钻机定位
移动引孔机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。就位后，开始钻孔，引孔深度大于导墙深度，直至原状土（如图4.02）。然后旋喷机就位，首先进行低压（0.5）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
4.4.3制备水泥浆 
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
4.4.4旋喷注浆 
当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。
4.4.5旋喷提升 
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。
4.4.6桩头部分处理
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
4.4.7清洗
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
4.4.8补浆
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。

第五章  质量标准及检查措施 
5.1 旋喷桩施工技术标准
旋喷桩的施工技术要求见表5.01。
序号
项目名称
技术标准
检查方法
1
钻孔垂直度允许偏差
≤1.5% 
实测或经纬仪测钻杆
2
钻孔位置允许偏差
50
尺量
3
钻孔深度允许偏差
±200 
尺量
4
桩体直径允许偏差
≤50
开挖后尺量
5
桩身中心允许偏差
≤0.2D
开挖桩顶下500处用尺，D为设计桩径
量，D为设计桩径
6
水泥浆液初凝时间
不超过20小时

7
水泥土强度
(28)≥1.2
试验检验
8
水泥土强度
1:1
试验检验

5.2 施工检查内容
5.2.1施工前检查 
在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面： 
1）原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果； 
2）浆液配合比是否合适工程实际土质条件； 
3）机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻； 
4）检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷在原桩位位置试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，必要时调整喷射工艺参数。 
5）施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。 
6）施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。 
5.2.2施工中检查 
施工中重点检查内容有： 
1）钻杆的垂直度及钻头定位； 
2）水泥浆液配合比及材料称量； 
3）钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等； 
4）喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量； 
5）孔位处的冒浆状况；
6）喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度； 
7）施工记录是否完备，施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。 
4.2.3施工后检查 
施工后主要对加固土体进行检查，包括： 
1）固结土体的整体性及均匀性；
2）固结土体的有效直径； 
3）固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置； 
4）固结土体的抗渗性。

5.3 成桩质量检查
5.3.1质量检验时间、内容 
施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。 
5.3.2质量检验数量、部位 
检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。 
5.3.3检验方法 
旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。 
钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。

第六章 旋喷桩施工预案
根据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证旋喷桩施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。

6.1固结体强度不均匀、缩颈 
6.1.1产生原因 
1）喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 
2）喷浆设备出现故障中断施工。 
3）拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。 
喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。 ⑸穿过较硬的粘性土，产生颈缩。
6.1.2预防措施及处理方法
1）根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。 
2）喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。 
3）根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。 
4）对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。 
5）控制浆液的水灰比及稠度。 
6）严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。

6.2压力上不去
6.2.1产生原因 
1）安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。 
2）泵阀损坏，油管破裂漏油。 
3）安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。 
4）塞油泵调压过低。 
6.2.2预防措施及处理方法 
应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。

6.3压力骤然上升
6.3.1产生原因
1）喷嘴堵塞。 
2）高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。 
3）泵体或出浆管路有堵塞。
6.3.2预防措施及处理方法 
1）应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。 
2）其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。

6.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆
6.4.1产生原因
1）遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标
2）注浆量与实际需要量相差较多
3）地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。
6.4.2预防措施及处理方法 
1）放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。 
2）喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。 
3）利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。 
4）控制水泥浆液配合比。 
5）针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。 
6） 针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。

第七章 安全、环境保证措施

7.1安全保证措施
7.1.1施工现场
1）加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。 
2）制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。 
3）严禁违规操作，不得违章指挥。 
4）定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。 
5）施工材料堆放有序，不侵入运输通道道施工界限。 
6）施工机械的转动部分有安全罩。 
7）所有吊装装置必须有安全检验证书，并定期维修管理。 
8）配电箱开关有操作指示和安全警示。 
9）机械定期维修,确保作业安全。 
10）危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合国家和地方的有关规定。 
11）临时设施及变压器等供电设施，应按《施工现场临时用电安全技术规范》的规定，采取防护措施，并增设屏障、遮栏、围栏、保护网。凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备，均设置接地装置或避雷装置，并派专业人员检查、维护、管理。 
12）调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。 
13）做好管路的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。
7.1.2 机械操作安全技术要点
1）高压泥浆泵 
泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。 

2）钻机 
司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。

7.2环境保证措施
7.2.1施工废水
1)所有施工、生活废水在排放前必须取得相关部门的批准、同意。 
2)施工中产生的废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后，方可排入市政污水管，严禁直接排入市政污水管。废浆沉碴必须用密封的槽车外运，送到指定地点处置。
3)各类土方、建筑材料运输车辆在离开施工现场时，为保持车容应清洗车辆轮胎及车厢，清洗废水应接入施工现场的临时排水系统。
7.2.2施工粉尘
1）在水泥搅拌过程中，水泥添加作业应规范，搅拌设施应保持密闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。 
2）运输车辆进出的主干道应定期洒水清扫，保持车辆出入口路面清洁，以减少由于车辆行驶引起的地面扬尘污染。 
3）由于施工产生的扬尘可能影响周围正常居民生活、道路交通安全的，应设置防护网，以减少扬尘及施工渣土影响。 
4）装有建筑材料、渣土等易扬撒物资的车辆，车厢应用覆盖封闭起来，以避免运输过程中的扬撒、飘逸，污染运输沿线的环境。 
5） 施工场地硬及时洒水防止扬尘，遇大风天气，场地内渣土应该覆盖。