杭州地鐵一號線注漿填充加固工程施工方案

xx 地鐵一號線注漿填充加固工程施工方案設計地鐵一號線注漿填充加固工程施工方案設計 一 工程概況 一 工程概況 xx 路站處于 xx 地鐵一號線 xx 站與 xx 路中間 位于 xx 路與 xx 路交叉十字路口東西向 xx 路地下 橫跨過 xx 路與西側 xx 河 大致東西向布置 有效站臺中心里程 K30 700 1 現(xiàn)場勘測 現(xiàn)場勘測 xx 市地鐵 1 號線 xx 路站區(qū)間北側的居民樓為九層磚混結構居 民樓 該樓為樁基礎 埋深 1 5m 基礎樁深 8m 距地鐵結構最 近的距離僅 3 5m 因此在地鐵基坑開挖過程中 容易造成地基土體 流失 居民樓的沉降 居民樓 地鐵能否產生不均勻性沉降的關鍵因素有二 其一支 護樁水平位移過大 其二水泥攪拌樁止水效果不佳 有漏水的地方 只要水泥攪拌樁連接的縫隙出現(xiàn)漏水 就有可能導致居民地基沉 基坑 永豐公路 九 層 建 筑 物 咬合灌注樁 降 本段支護設計而言 止水是關鍵 只要采用有效的注漿方法 在支護體系的外側形成一道止水帷幕 做到不滲水 不漏水 則地 基土層固體顆粒不產生移動 居民樓地基就不會沉降 為了保護地面穩(wěn)定和附近建筑物的安全 為改善建筑物地下的 土質 增強它的承載力 對其進行注漿加固處理 根據工程現(xiàn)場實 際勘測情況 xx 公司經研究決定 采用從日本引進的具有國際先進 水平的地質改良技術和設備 并結合近年來類似工程成功經驗采用 二重管 A C 無收縮雙液 WSS 工法注漿加固處理 增強周邊土體 的穩(wěn)定性 粘結性和抗壓強度 確保土體加固 止水目的 2 施施工工處處理理方方案案 為了保護居民樓的穩(wěn)定和安全及地鐵的正常開挖施工 在已施 工的水泥攪拌樁外側打兩排止水帷幕樁 注無收縮液漿對土體進行 加固處理 使其形成一道止水帷幕阻擋外面的地下水滲入基坑 深 度為自地面向下 23m 較灌注樁深 5m 此法加固了土體 同時 起到防滲帷幕止水的作用 進而防止居民樓地基土體因地下水流動 而產生沉降變形 灌注樁已經做完及攪拌樁未做 此段沿線基坑開挖線距居民樓 較近 最近處約 3 5m 擬設計 為雙排止水帷幕樁 注無收縮 漿液對外側土體進行加固處理 其深度為自地面向下23m 其作 用是加固土體 同時取代攪拌樁作為防滲帷幕 為提高本段的加固和止水效果 可沿此段向外加大加固區(qū)域 由勘察報告可知 本段地層主要 其靜止水位埋深一般在 0 85 3 45m 經工程地質分析試驗表明 地下水對混凝土無腐蝕性 第二層為承壓水 水頭埋深約地表以下 5m 相當于絕對標高 3 62m 主要分布于 1 層細砂和 1 層圓礫夾卵石中 承壓含水 層頂絕對標高為 28 85 23 42m 隔水層為其上的 粘性土層 層頂絕對標高 16 36 14 13m 對于這種土層 普通的注漿效果不 佳 且形成止水帷幕的時間較長 根據工程情況 xx 公司擬采用 二重管 A C 無收縮雙液 WSS 工法注漿加固處理 并結合近年來 類似工程成功的經驗 對地基基礎的自穩(wěn)性 抗壓強度 止水性進 行增強處理 達到加固土層的效果 開挖期間注漿區(qū)域外地段 若出現(xiàn)流水 流沙時即可采用 WSS 工法進行推進式止水注漿 漿液凝結時間可通過調5 10S 快 速注漿止水等措施 保證可挖時基坑內部造成大量流水流沙現(xiàn)象 二 工程地質和水文地質條件二 工程地質和水文地質條件 1 工程地質工程地質 依據勘察報告提供資料 本車站范圍內地基土劃分為5 個大 層 13 個亞層 本場地地基土屬中軟場地土 場地類別為 類 場 地土局部 層土為輕微液化 沿線隧道圍巖分類均為 類 土石等級 和類別為 級松土 土層物理力學參數附表 2 水文地質 水文地質 本場地地下水分布為兩個主要含水層 即淺層潛水和深層承壓水 淺層地下水屬潛水類型 主要賦存于上部填土層及粉土 砂土層中 補給來源主要為大氣降水及地表水 并隨季節(jié)而變化 其靜止水位埋 深一般在 0 85 3 45m 經工程地質分析試驗表明 地下水對混凝土 無腐蝕性 第二層為承壓水 水頭埋深約地表以下 5m 相當于絕對 標高 3 62m 主要分布于 1 層細砂和 1 層圓礫夾卵石中 承壓含 水層頂絕對標高為 28 85 23 42m 隔水層為其上的 粘性土層 層頂絕對標高 16 36 14 13m 土土層層主主要要物物理理力力學學指指標標表表 滲透 系數 cm s 序 號 土層 名稱 垂 直 水 平 含水 量 W0 濕密 度 g cm3 孔 隙 比 e 壓 縮 系 數 av1 2M pa 1 壓 縮 模 量 EsI 2 Mp a 內 摩 擦 角 凝 聚 力 C kP a 實測 標慣 擊數 N 擊 30cm 1 砂質 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 砂質 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 砂質 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 砂質 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 砂質 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 砂質 粉土 加粉 砂 27 21 93 0 77 5 0 1 7 5 5 31 2 14 1 21 2 淤泥 質粉 質黏 土 38 41 83 1 06 7 0 5 8 19 3 11 7 19 6 2 2 1 粉質 粘土 30 81 92 0 86 6 0 3 0 50 6 15 7 19 6 7 8 2 粉質 粘土 26 41 990 70 0 2 7 51 9 18 3 20 3 15 4 3 粉質24 62 000 69 0 3 0 34 9 19 6 10 1 粘土 加粘 質粉 土 1 中細 砂 27 11 87 0 82 9 0 2 1 1 6 32 9 26 6 25 6 3 圓礫 加卵 石 0 1 4 13 8 24 5 39 8 注 本表系根據招標文件提供的 地質資料 整理而成 本場地地基土屬中軟場地土 場地類別為 類 場地土局部 層 土為輕微液化 沿線隧道圍巖分類均為 類 土石等級和類別為 級 松土 土層物理力學參數附表 本場地地下水分布為兩個主要含水層 即淺層潛水和深層承壓水 淺層地下水屬潛水類型 主要賦存于上部 填土層及粉土 砂土層中 補給來源主要為大氣降水及地表水 并隨 季節(jié)而變化 其靜止水位埋深一般在 0 85 3 45m 經工程地質分析 試驗表明 地下水對混凝土無腐蝕性 第二層為承壓水 水頭埋深約 地表以下 5m 相當于絕對標高 3 62m 主要分布于 1 層細砂和 1 層圓礫夾卵石中 承壓含水層頂絕對標高為 28 85 23 42m 隔水層 為其上的 粘性土層 層頂絕對標高 16 36 14 13m 3 地質地質條件 地質地質條件 在本場地范圍內 其主要地層為 層填土 1 層砂質粉土 3 層砂質粉土 4 層砂質粉土 5 層砂質粉土夾粉砂 6 層 號粉土 和 7 層砂質粉土夾粉砂 土性質不一 密實度變化大 自松散 中密變化 且局部夾有淤泥質粘性土 土層總體特征是 高含水量和大孔隙比 高壓縮性 低強度 層粉土 砂土透水性好 易產生流砂 涌水 xx 路站埋深 17 5 米 開挖深度范圍內 1 4 6 層性質 較差 3 5 7 層性質較好 除 層雜填土外 其它開挖土 層為粉土 其特征為飽和振動易液化 極易坍塌變形 穩(wěn)定性差 易 產生流砂現(xiàn)象 由于場地條件限制 無放坡可能 故開挖基坑時 必 須采取圍護措施并進行基坑降排水 基坑底部位于 6 7 層砂質 粉土上 下臥高壓縮性的 層淤泥質粉質粘土 工程性能差 易產生 坑底回彈隆起現(xiàn)象 基坑開挖范圍內主要為砂質粉土 基坑開挖時 極易產生側向變 形導致開挖面隆起而引起邊坡失穩(wěn)及基坑涌水等不利現(xiàn)象 因此 施 工應采取相應的基坑支護措施 同時考慮到持力層受承壓水的影響 應采取相應的止 降水措施 防止基坑坑底涌水 隆起失穩(wěn) 另外 于 xx 路西側深 5m 的位置有一古海塘 為條石砌筑 成樁 期間需引起重視 4 水文地質條件 水文地質條件 在本場地范圍內 其主要地層為 層填土 1 層砂質粉土 3 層砂質粉土 4 層砂質粉土 5 層砂質粉土夾粉砂 6 層 號粉土 和 7 層砂質粉土夾粉砂 土性質不一 密實度變化大 自松散 中密變化 且局部夾有淤泥質粘性土 土層總體特征是 高含水量和大孔隙比 高壓縮性 低強度 層粉土 砂土透水性好 易產生流砂 涌水 xx 路站埋深 17 5 米 開挖深度范圍內 1 4 6 層性質 較差 3 5 7 層性質較好 除 層雜填土外 其它開挖土 層為粉土 其特征為飽和振動易液化 極易坍塌變形 穩(wěn)定性差 易 產生流砂現(xiàn)象 由于場地條件限制 無放坡可能 故開挖基坑時 必 須采取圍護措施并進行基坑降排水 基坑底部位于 6 7 層砂質 粉土上 下臥高壓縮性的 層淤泥質粉質粘土 工程性能差 易產生 坑底回彈隆起現(xiàn)象 基坑開挖范圍內主要為砂質粉土 基坑開挖時 極易產生側向變 形導致開挖面隆起而引起邊坡失穩(wěn)及基坑涌水等不利現(xiàn)象 因此 施 工應采取相應的基坑支護措施 同時考慮到持力層受承壓水的影響 應采取相應的止 降水措施 防止基坑坑底涌水 隆起失穩(wěn) 另外 于 xx 路西側深 5m 的位置有一古海塘 為條石砌筑 成 樁期間需引起重視 三 施工方案設計三 施工方案設計 1 編制依據 編制依據 1 1 提供的巖土堪察報告及其它有關圖紙 說明 1 2 建筑工程防水施工手冊 1 3 地下防水工程質量驗收規(guī)范 GB50208 2002 1 4 地下工程防水技術規(guī)范 GB50108 2001 1 5 建筑地基處理技術規(guī)范 JGJ79 91 1 6 土建注漿施工與效果檢測 1 7 巖土工程勘察規(guī)范 GB50021 2001 1 8xx 公司多年采用從日本引進的具有國際先進水平的地質改良 技術和設備 并結合近年來類似工程成功經驗 2 施工目的 施工目的 本工程主要護坡樁土體 基底土體的松軟及確保大樓在基坑開挖 時不受過大影響 并對護坡樁周圍土體達到加固和止水目的 增強土 體的抗壓強度和土體的穩(wěn)定性 粘結性 確保施工的順利進行 3 施工方法選擇 施工方法選擇 根據土工程勘察報告及工程現(xiàn)場實際情況的調查 本工程采用二 重管 A C 無收縮雙液注漿 WSS 工法對土體進行注漿加固處理 并 對注漿加固區(qū)進行動態(tài)跟蹤注漿處理 具體布孔參數詳見斷面示意具體布孔參數詳見斷面示意 圖圖 4 加固土體的原理 加固土體的原理 注漿過程中 當注漿達到一定壓力后 在注漿孔周圍會產生一定 大小的泡體 隨著壓力的不斷增加 在漿液泡體上方的土體會產生一 個倒立錐形剪切面 另一方面 當漿液泡體的直徑 r 增大時 周圍 的土體將提供越來越大的阻力 設漿液泡體的向上總壓力為 Fy 漿液泡體的水平壓力為 Fx 園 柱形漿液泡體平面投影面積為 Ay 園柱形漿液泡體的側面面積為 Ax 則有 Ay r2 4 Fy Ay Ax 2 r2 1 Fx Ax 因為 值唯一 所以 Fy 的增加與漿液直徑 r 的平方成正比 而 Fx 的增加與漿液直徑的一次方成正比 因此漿液向上總壓力的增加幅 度 遠大于總水平力的增加幅度 在一定壓力下 漿液泡體直徑達到了一 個極限值 R 與 RL 相應的注漿壓力設為 pn 該值時 水平和向上的 壓力足以使得漿液充填土體間的縫隙 從而改良土體的物理指標 5 注漿材料 注漿材料 1 1 其特性對地下水而言 不易溶解 1 2 對不同地層 凝結時間可調節(jié) 1 3 高強度 止水 1 4 注漿材料配比 A 液B 液C 液 硅酸鈉 100L 水 100L Gs 劑 8 5 P 劑 4 5 H 劑 6 7 C 劑 7 1 水 水 泥 19 8 DHP 劑 5 6 GOX 劑 4 2 XPM 劑 5 4 水 200L200L200L 注 溶液由 A B 液組成 懸濁液由 A C 液組成 注漿時 將根據現(xiàn)場實際情況適當加入特種材料以增加可灌性和 早期強度 6 注漿參數 注漿參數 注漿壓力 預注漿加固地層 P 0 3 0 6Mpa 擴散半徑 垂直孔之間為 500mm 土體平均注入率 43 48 每立方米為單位計算 凝結時間 30s 60s 根據地質條件可做適當調整 7 二重管雙液注漿質量標準 二重管雙液注漿質量標準 內容標準內容標準 孔位偏差 20mm 注漿壓力 5 孔距偏差 100mm 注漿量10 鉆桿垂直度 1 提升幅度 5mm 8 注漿孔的布置 注漿孔的布置 根據現(xiàn)場實際勘察情況及巖土地質勘察報告 在人行過街通道地 表面進行垂直和輻射注漿 垂直注漿布孔間距 0 75 米 注漿時根據現(xiàn) 場實際情況可適當的調整布孔間距 具體見注漿布孔圖具體見注漿布孔圖 9 漿液配制漿液配制 本工程所采用漿液為 A 液和 C 液的混合物 A 液為改性后的水玻 璃 C 液由水泥 外加劑和水組成 外加劑主要是調節(jié)漿液的可灌性 和混合液的凝結時間 凝結時間由注漿時的壓力和設計要求的擴散范 圍共同決定 因此在注漿過程中 外加劑用量可根據現(xiàn)場實際情況進 行適當的調整 C 液中各成分放入攪拌機的順序為 水 外加劑 水 泥 兩種漿液在注入前必須拌合均勻 并經常檢查兩種漿液混合后的 凝結時間是否符合設計要求 10 施工工藝 施工工藝 1 1 施工步驟 預注漿固結基底地層 主要目的是使基底下一定厚度土層固 結 為下一步調控注漿提供具有一定強度的受力面 漿液在調控壓力 注漿時具有一定的方向擴散 a 預注漿孔位平面布置 b 鉆孔及壓漿 用油壓 XTU 75A 型鉆機鉆至設計標高 鉆頭達到設計深度后 即可開始壓漿 注漿順序為先垂直孔注漿 形成一道帷幕墻 然后斜 孔注漿 形成基底持力層 注漿壓力控制在 0 3 0 6Mpa 鉆桿每次 拔起高度為 15cm 施工過程中深孔調控注漿 調控注漿的概念可以進行如下理解 當人行通道施工至市政管線 下時 對布置于市政管線的監(jiān)控量測點進行觀測 當某點量測結果超 過警戒值時 在該點處預注漿斜孔注漿位置或以外鉆深孔注漿 鉆孔 方向根據需要可在 90 度范圍內調整 該注漿可反復進行 直到沉降 值回復到零為止 注 在市政管線處注漿時先加鋪 3CM 厚的鋼板 注漿過程中起到保護管線的作用 a 市政管線的警戒值 根據市政管線的形式和重要程度設立警戒值 b 鉆孔注漿 在沉降超過警戒值的區(qū)域 進行基底下部實施調整沉降注漿 注 漿孔位置在預注漿斜孔位置或斜孔以外 1m 范圍內 鉆孔角度在 90 度范圍內調整 注漿工藝同預注漿加固工藝 注漿壓力 1 1 5Mpa c 監(jiān)控量測點布置 施工前在市政管線四周布置監(jiān)控量測點 沉降觀測點在地面以上 20cm 處布置一排 觀測點間距 3m 并于每一面墻上安設一個測斜儀 進行傾斜觀測 監(jiān)控量測用的水平基準點設于遠離施工區(qū)域的穩(wěn)定地 面或結構物上 d 監(jiān)控量測 當人行過街通道施工至市政管線位置 需每隔 2 小時對每一個監(jiān) 控量測點觀測一次 并即時反饋量測信息 根據量測信息采取調控注 漿 沉降觀測點采用精密水準儀觀測 專人負責 1 2 工藝要求 工藝要求 定孔位 根據設計要求 對準孔位 不同入射角度鉆進 要求孔位 偏差不大于 2cm 入射角度偏差不大于 1 鉆機就位 鉆機按指定位置就位 并在技術人員指導下 調整 鉆桿的垂直度 對準孔位后 鉆機不得移位 也不得隨意起降 鉆進成孔 第一個孔施工時 要慢速運轉 掌握地層對鉆機的 影響情況 以確定在該地層條件下的鉆進參數 密切觀察溢水出水情 況 出現(xiàn)大量溢水出水時 應立即停鉆 分析原因后再進行施工 提升鉆桿 嚴格控制提升幅度 每步不大于 15cm 勻速上升 注意注漿參數變化 漿液配比 采用經計量準確的計量工具 按照設計配方配料 注漿 嚴格控制注漿壓力 同時密切關注注漿量 當壓力突然上 升或從孔壁 地面溢漿時 應立即停止注漿 查明原因后采取調整注 漿參數或移位等措施重新注漿 1 3 工藝流程工藝流程 11 工程數量 工程數量 以現(xiàn)場實際注漿量為準 四 主要機械設備及配置四 主要機械設備及配置 機械 器具 其他 TXU 75A 型鉆機四臺 旋轉二重管 排水處理裝備 SYB 60 60 型注漿泵四臺 注漿液混合器 測定器具 SJY 雙層立體式攪拌機二臺 噴頭 凝膠時間測定儀 管線探測 確定孔位 鉆 孔 配 漿 注漿 提升一節(jié) 注漿結束 移至新孔位 逆止閥 消音器 施工機械配置見圖 五 工程質量保證體系五 工程質量保證體系 在本工程注漿施工中 應嚴格組織管理體系和科學嚴謹的質量體 系來保證工程質量 1 質量控制 質量控制 1 1 工程質量嚴格按照本工程制定 并經甲方和監(jiān)理工程師認可 的施工方案執(zhí)行 嚴格按國家有關技術規(guī)范 規(guī)程 標準控制施工 1 2 根據施工程序 嚴把鉆孔深度 配料注漿壓力 注漿量關 每一道工序均安排專人負責 并記錄好每一道工序的原始數據 2 工程質量保證制度 工程質量保證制度 2 1 成立工程項目經理為責任的質量管理小組 完善質量保證體 系 嚴格按照質量體系中規(guī)定的責權要求運行 2 2 定期召開質量分析會議 組織質量教育 嚴格執(zhí)行 三檢 制度 加強技術交底工作 強化工序控制 由責任心強經驗豐富的工 程師擔任質量控制人員 實行監(jiān)督檢查 保證工程質量 2 3 加強現(xiàn)場施工材料管理 嚴格執(zhí)行進料檢驗制度 保證施工 材料滿足設計和規(guī)范要求 不合格材料不得進場使用 確保工程質量 2 4 配備好施工機具和計量工具以滿足施工要求 建立健全各種 資料 原始記錄 作為評價工程質量的重要依據 2 5 加強與甲方 監(jiān)理的配合 認真接受指導和監(jiān)督 3 工程質量措施 工程質量措施 3 1 鉆孔施工 開鉆前 嚴格按照施工布置圖 布好孔位 鉆機 定位要準確 開鉆前的鉆頭點位與布孔點之距相差不得大于 2cm 鉆 桿度不得大于 1 3 2 配料 采用準確的計量工具 嚴格按照設計配方配料施工 3 3 注漿 注漿一定要按程序施工 每段進漿要準確 注漿壓力 一定要嚴格控制在 0 3 0 6MPa 專人操作 當壓力突然上升或從孔 壁溢漿 應立即停止注漿 每段注漿量應嚴格按設計進行 跑漿時 應采取措施確保注漿量滿足設計要求 3 4 注漿完成后 應采用措施保證注漿不溢漿跑漿 3 5 每道工序均要安排專人 負責每道工序的操作記錄 六 注漿施工程序及人員組織 六 注漿施工程序及人員組織 七 安全措施七 安全措施 1 建立健全各種崗位責任制 嚴格執(zhí)行現(xiàn)場交接制度 2 鉆機注漿泵及高壓管路必須試運轉 確認機械性能和各種閥門 管路 壓力表完好后 方準施工 3 每次注漿前 要認真檢查安全閥 壓力表的靈敏度 并調整到 規(guī)定注漿壓力位置 4 安裝高壓管路和泵頭各部件時 各絲扣的聯(lián)接必須擰緊 確 保連接完好 5 注漿過程中 禁止現(xiàn)場人員在注漿孔附近停留 防止密封膠 沖式閥門破裂傷人 6 注漿時不得隨意停水停電 必要時必須事先通知 待注漿完 成并沖洗后方可停水停電 7 注漿施工期間 必須有專門機電修理工 以便出現(xiàn)機械和電 器故障時能及時處理 8 注漿現(xiàn)場操作人員必須佩戴安全帽 口罩和手套等勞保用品 方可進行注漿施