天盛高壓噴射注漿法加固設計方案

1、天盛壹中心振沖碎石樁及高壓噴射注漿法地基加固方案設計及施工組織設計院 長：趙 翔總 工 程 師：康 景 文審 定：王 亨 林公 司 經(jīng) 理：陳 曉 祥審 核：符 征 營設 計：漆 仕 平中 國 建 筑 西 南 勘 察 設 計 研 究 院2006年11月19日天盛壹中心振沖碎石樁及高壓噴射注漿法地基加固方案設計及施工組織設計審 定： 審 核：設 計：中 國 建 筑 西 南 勘 察 設 計 研 究 院2006年11月19日目 錄第一部分 振沖碎石樁及高壓噴射注漿法地基加固方案設計1、工程概況2、場地工程地質條件3、地基加固方案的論證及經(jīng)濟技術比較3.1地基加固技術要求3.2地基加固方案的論證3.3

2、三種方案的經(jīng)濟技術比較3.4地基加固方案的選擇4、振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合的地基加固方案設計4.1振沖碎石樁地基加固方案設計（附后）4.2高壓噴射注漿法地基加固方案設計4.2.1加固技術要求4.2.2高壓噴射注漿法加固機理4.2.3設計依據(jù)4.2.4地基加固設計計算4.2.5樁位布設及布樁原則4.2.6樁長及樁數(shù)4.2.7復合地基的壓縮模量及變形模量4.2.8褥墊層4.2.9關鍵點控制4.2.10復合地基檢測第二部分 振沖碎石樁及高壓噴射注漿法施工組織設計1、振沖碎石樁施工組織設計（附后）2、高壓噴射注漿法施工組織設計2.1編制依據(jù)2.2工程概況2.3施工組織2.4設備物資計劃2.5工

3、期2.6施工方法2.7關鍵過程控制2.8質量與安全保證措施2.9 需甲方配合的幾個方面2.10 竣工成果資料附：1 高壓噴射注漿法地基加固設計和施工說明（圖1/2）2 高壓噴射注漿法地基加固樁位平面布置圖（圖2/2）3天盛壹中心振沖碎石樁地基加固方案設計及施工組織設計4天盛壹中心振沖碎石樁地基加固方案設計及施工組織設計審查報告5. 復合地基檢測報告第一部分 振沖碎石樁及高壓噴射注漿法地基加固方案設計1、工程概況擬建的天盛壹中心位于成都市北大街西北面、西馬道街西南面、西珠市街北東面。該擬建建筑物主要由南樓、北樓兩棟高層住宅（31層）及二四層的商業(yè)建筑組成，均有二層地下室，其結構類型為框架-剪力墻

4、結構，基礎型式為筏板基礎，基礎底標高為494.60m。基礎持力層均為稍密卵石，地基承載力特征值fak=320kPa。現(xiàn)基坑底標高約為494.60m。該項目由上海思納建筑設計設計。我院受成都天盛房地產(chǎn)開發(fā)的委托，對該項目的筏板基礎以下分布的軟弱層（中砂及松散卵石）進行地基加固處理方案設計。2、場地工程地質條件根據(jù)中國建筑西南勘察設計研究院2006年10月30日提供的該場地巖土工程施工勘察報告，基坑底以下地層結構為：素填土（Q4ml）：褐黃色，濕，松散。由該場地砂卵石回填而成。該層分布于21#、22#、32#、33#、51#鉆孔中，層厚0.902.20m。N120動力觸探擊數(shù)12擊。中砂（Q4al

5、+pl）：褐黃或灰色，濕，松散為主，局部稍密。該層夾有個別的卵石及圓礫、礫砂等。以層狀或透鏡體形式分布于卵石層中。該層分布于4#、5#、6#、7#、15#、16#、17#、18#、28#、63#鉆孔中，層厚0.401.50m，埋深0.000.80m。N120動力觸探擊數(shù)12擊。（2-1）松散卵石（Q4al+pl）：灰黃色褐黃色，濕，其母巖成份以巖漿巖為主，沉積巖次之，亞圓形，微風化，粒徑25cm，混3040%的圓礫及中粗砂。N120動力觸探擊數(shù)24擊。層厚0.302.20m，埋深0.000.40m，其范圍詳見勘探點平面布置圖。（2-2）稍密卵石（Q4al+pl）：灰黃色褐黃色，濕，卵石粒徑28

6、cm，其母巖成份以巖漿巖為主，沉積巖次之，亞圓形，中等風化微風化，卵石含量約55%左右，充填物為中細砂。N120動力觸探擊數(shù)47擊。（2-3）中密卵石（Q4al+pl）：灰黃色褐黃色，濕，其母巖成份以巖漿巖為主，沉積巖次之，亞圓形，微風化，粒徑210cm，夾較多漂石，卵石含量6065%，充填物為礫石及中細砂。N120動力觸探擊數(shù)711擊。（2-4）密實卵石（Q4al+pl）：灰黃色褐黃色，濕，其母巖成份以巖漿巖為主，沉積巖次之，亞圓形，微風化，粒徑310cm，夾較多漂石，卵石含量7075%，充填物為礫石、中粗砂。N120動力觸探擊數(shù)大于11擊。場區(qū)各土層的工程特性指標如下表：巖 土 名 稱重

7、度（kN/m3）變形模量Eo(MPa)粘聚力C(kPa)內摩擦角（）承載力特征值fak(kPa)中 砂18.58.0025.0110(2-1)松 散 卵 石20.014.0030.0180(2-2)稍 密 卵 石21.021.0035.0320(2-3)中 密 卵 石21.532.0040.0550(2-4)密 實 卵 石22.040.0045.0800場地地下水為孔隙型潛水?，F(xiàn)正在降水，水位埋深在15.00m以下。該場地的地下水對建筑材料無腐蝕性。根據(jù)場地的工程地質條件及設計要求，本次加固處理地層為基礎持力層范圍內的中砂及松散卵石層。3、地基加固方案的論證及經(jīng)濟技術比較3.1地基加固技術要求

8、根據(jù)中國建筑西南勘察設計研究院2006年10月30日提供的該場地巖土工程施工勘察報告，筏板基礎以下地層部分分布有中砂及松散卵石軟弱層，需進行地基加固處理，要求地基處理后達到：fspk660kPa，Es30.0MPa，Eo25.0MPa。3.2地基加固方案的論證本著方案安全可靠，經(jīng)濟合理，節(jié)約成本的角度出發(fā)，擬對該工程地基加固處理進行方案的詳細論證。針對該工程地質條件及設計要求，我院組織了以總工程師親自掛帥主持，組織技術中心為龍頭的方案論證小組，經(jīng)過反復細致的研究論證，提出了如下三種切實可行的地基處理方案：.混凝土換填方案.高壓噴射注漿法地基加固方案.振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合的地基加固方

9、案3.2.1混凝土換填方案擬采用機械將筏板基礎以下分布有中砂及松散卵石軟弱層挖除，采用混凝土換填。根據(jù)中國建筑西南勘察設計研究院2006年10月30日提供的該場地巖土工程施工勘察報告，換填平均深度約2.00m，換填范圍宜大于軟弱層覆蓋范圍。計算結果，混凝土換填處理面積約2650m2，換填方量約5300m3。此處理方案安全可靠，切實可行。但考慮到該換填地基緊靠深度達10.20m已完成的基坑懸臂樁護壁，若采用混凝土換填方案，原懸臂樁設計埋置深度將不能滿足基坑的安全要求，因此需對基坑懸臂樁護壁作噴錨支護補強加固處理。施工周期4050天。3.2.2高壓噴射注漿法地基加固方案高壓噴射注漿法地基加固，其加

10、固機理是對筏板基礎以下的中砂及松散卵石軟弱層直接進行超高壓（2045MPa）旋轉噴射水泥漿處理，軟弱土體被沖切破壞并與水泥漿原位攪拌混合，從而形成承載力高、沉降量小的混凝土樁體；該方法被成都地區(qū)廣泛采用，效果顯著。本工程中將筏板基礎以下分布有中砂及松散卵石軟弱層由fak=110kPa直接經(jīng)處理達到fspk660kPa。計算結果，共布設高壓噴射注漿樁2803根，樁長2.5m,總樁長7007.50m。施工周期3545天。3.2.3振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合的地基加固方案振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合的地基加固方法，是指將筏板基礎以下分布有中砂及松散卵石的軟弱層先擬采用振沖碎石樁進行地基加固

11、，將承載力由fak=110kPa處理后達到fspk400kPa，經(jīng)檢測達到要求后再進行高壓噴射注漿法二次復合地基處理，即再將承載力由fspk=400kPa處理后提高達到fspk660kPa；此地基加固方法采用的是二次復合處理技術，該方案具有一定的創(chuàng)新特點，技術可靠，操作可行，效果顯著，且能取得極強的經(jīng)濟效益，其特點是先充分挖掘經(jīng)濟成本相對較低的振沖碎石樁技術經(jīng)濟效能，再采用經(jīng)濟成本相對較高的高壓噴射注漿法進行二次復合處理，能取得顯著的技術與經(jīng)濟效益，為建設方節(jié)約大量的投資成本。施工周期4050天。計算結果，該工程振沖碎石樁地基加固面積約2300m2，在此基礎上進行高壓噴射注漿法二次復合，共布設

12、高壓噴射注漿樁1303根，樁長2.50m，總樁長3257.50m。3.3三種方案的經(jīng)濟技術比較3.3.1混凝土換填費用：.土石方挖運：5300m39.50元/m3=50350.00元.混凝土換填：5300m3360元/m3=1908000.00元.基坑噴錨支護補強加固處理：約250000.00元以上（1）+（2）+（3）=2208350.00元3.3.2高壓噴射注漿法地基加固費用：.高壓噴射注漿樁總樁長7007.50m，按市場單價230元/m計算；7007.50m230元/m=1611725.00元.檢測費：預估180000.00元以上（1）+（2）=1773725.00元3.3.3振沖碎石樁

13、與高壓噴射注漿法相結合的地基加固費用：.振沖碎石樁地基處理面積約2300m2，按市場單價115元/m2計算；2300m2115元/m2=264500.00元檢測費：預估45000.00元以上兩項費用小計309500.00元.高壓噴射注漿樁總樁長3257.50m，按市場單價230元/m計算；3257.50m230元/m=749225.00元檢測費：預估160000.00元以上兩項費用小計909225.00元以上（1）+（2）=1218725.00元注：以上單價均按市場價格中偏低的單價計算。3.3.4上述三種方案的經(jīng)濟技術比較列表項目 內容工程造價（元）施工周期（天）混凝土換填2208350.00

14、4050高壓噴射注漿法1773725.003545振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合1218725.0040503.4地基加固方案的選擇綜上所述，采用振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合的方法為最優(yōu)化的地基加固方案。4、振沖碎石樁與高壓噴射注漿法相結合的地基加固方案設計4.1振沖碎石樁地基加固方案設計（附后）該地基加固方案已作專項方案設計（2006-10-30）并已獲審查通過。4.2高壓噴射注漿法地基加固方案設計4.2.1加固技術要求在振沖碎石樁加固處理后的基礎上，再采用高壓噴射注漿法進行處理，要求加固處理后所形成的復合地基滿足：fspk660kPa，Es30.0MPa，Eo25.0MPa。4.2.

15、2高壓噴射注漿法加固機理在超高壓（2045MPa）旋轉噴射水泥漿作用下，軟弱土體被沖切破壞并與水泥漿原位攪拌混合，從而形成承載力高、沉降量小的混凝土樁體（直徑一般在600mm以上），樁體與樁間土體共同形成復合地基，從而大幅提高地基土的承載力和形變指標。4.2.3設計依據(jù) (1)建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002，J220-2002)；(2)建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)；(3)建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范(GB502022002)；(4)基礎平面布置圖(上海思納建筑設計)；(5)天盛壹中心施工階段巖土工程勘察報告（中國建筑西南勘察設計研究院，2006年10月30日

16、）；(6)四川省建筑地基基礎質量檢測若干規(guī)定川建發(fā)200466號。4.2.4地基加固設計計算依據(jù)建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002，J220-2002)第9.2.5條與第12.2.3公式，即 （9.2.5） （12.2.3-1） （12.2.3-2） （7.2.8-2） 式中：為復合地基承載力特征值； fsk為處理后樁間土承載力特征值；經(jīng)檢測，振沖碎石樁處理后的復合地基承載力特征值448kPa，fsk取400kPa；fcu為與旋噴樁樁身水泥土配比相同的室內加固土試塊（邊長為70.7mm）d在標準養(yǎng)護條件下28d齡期的立方體抗壓強度平均值，取7.5MPa。 m為面積置換率； Ra為單樁承

17、載力標準值(kN)； Ap樁的平均截面積（m2），樁徑取0.60，截面積為0.283m2； 為樁間土承載力折減系數(shù)，根據(jù)成都地區(qū)我院同類工程經(jīng)驗取0.90； n樁長范圍內所劃分的土層數(shù)； qsi、qp樁周第i層土的側阻力、樁端天然地基（中密卵石層）承載力特征值（kPa），按下表（表4.2.4）取值； 表4.2.4土層名稱松散卵石稍密卵石中密卵石密實卵石qsi（kPa）35455060qp（kPa）110017502500li第i層土的厚度； 樁身強度折減系數(shù)，可取0.33； d為樁的平均直徑，取0.6m；計算結果為：由（12.2.3-1）式得：Ra=0.3375000.283=700.4kN；

18、由（12.2.3-2）式得：Ra=707.2kN；取Ra=700kN；由（9.2.5）式，代入660kPa，得m=0.141；由（7.2.8-2）式得：m=d2/d2e，0.1410.36/d2e ，de2=2.553m2。4.2.5樁位布設及布樁原則基礎形式為筏板基礎，按正方形布置，樁間距為1.414m，取1.40m；布樁原則：原振沖碎石樁按1.40m1.40m的正方形布樁，本次高壓噴射注漿樁布置在該正方形中心。4.2.6樁長及樁數(shù) 根據(jù)場地工程地質條件和地基加固技術要求，處理深度宜進入中密卵石層不少于0.50m，單樁長度約1.803.00m，樁數(shù)1303根。4.2.7復合地基的壓縮模量及變

19、形模量復合地基壓縮模量等于天然地基壓縮模量的倍，并按下式計算：fspk/fak2.06，復合地基的壓縮模量Esp=24.02.06=49.430.0MPa，滿足設計要求。變形模量Eo按下列理論公式計算而得。理論公式： Es=Eo/ =1-22/(1-)式中：土的泊松比，取0.22。經(jīng)計算，=0.876，Eop=Esp=0.87649.4=43.2MPa25.0MPa，滿足設計要求。4.2.8褥墊層 a、厚度：30cm。 b、材料：級配砂石或碎石(最大粒徑一般3cm)或用中砂、粗砂。 c、褥墊層需經(jīng)壓實，夯填度不得大于0.90。4.2.9關鍵點控制（1）確保水泥漿液泥的壓力大于20MPa，提升速

20、度為0.150.25mmin，旋轉速度可取1822rmin。（2）水泥采用32.5R或以上普通硅酸鹽水泥，水灰比取1.0(檢驗合格后方能投入使用)。（3）樁位按圖測放，施工時孔位偏差應小于50mm。（4）如施工中需分次卸管，則卸管后噴射的搭接長度不得小于100mm。4.2.10復合地基檢測4.2.10.1檢測單位由建設單位委托具有法定資格的地基檢測單位進行復合地基檢測。4.2.10.2檢測方法及試驗數(shù)量抽取總樁數(shù)的0.5%1%且不少于3點進行復合地基載荷試驗；抽取總樁數(shù)的0.5%1%且不少于3點進行單樁載荷試驗。4.2.10.3檢測點布置原則有代表性的樁位；施工中出現(xiàn)異常情況的部位；地基情況復

21、雜，可能對高壓噴射注漿質量產(chǎn)生影響的部位。4.2.10.4檢測時間質量檢驗宜在高壓噴射注漿結束15d后進行。第二部分 振沖碎石樁及高壓噴射注漿法施工組織設計1、振沖碎石樁施工組織設計（附后）該地基加固施工組織設計已作專項設計（2006-10-30）并已獲審查通過。2、高壓噴射注漿法施工組織設計2.1編制依據(jù) (1)建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002，J220-2002)；(2)建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)；(3)建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范(GB502022002)；(4)天盛壹中心高壓噴射注漿法地基加固方案設計（中國建筑西南勘察設計研究院）；(5)天盛壹中心施

22、工階段巖土工程勘察報告（中國建筑西南勘察設計研究院，2006年10月30日）；(6)四川省建筑地基基礎質量檢測若干規(guī)定川建發(fā)200466號。2.2工程概況擬建的天盛壹中心位于成都市北大街西北面、西馬道街西南面、西珠市街北東面。該擬建建筑物主要由南樓、北樓兩棟高層住宅（31層）及二四層的商業(yè)建筑組成，均有二層地下室，其結構類型為框架-剪力墻結構，基礎型式為筏板基礎，基礎底標高為494.60m?；A持力層均為稍密卵石，地基承載力特征值fak=320kPa?，F(xiàn)基坑底標高約為494.60m。根據(jù)中國建筑西南勘察設計研究院的施工勘察資料，地層結構詳見方案設計。本次設計要求的復合地基土承載力特征值fspk

23、660kPa，Es30.0MPa，Eo25.0MPa，樁徑600mm，樁數(shù)為1303根，布樁方式為正方形布置。2.3施工組織2.3.1項目法施工本工程采用項目法施工，各崗位管理人員名單設置如下：姓 名工作崗位職 責備注漆仕平項目經(jīng)理全面負責工程質量、進度、安全和成本陳建軍技術負責人施工質量監(jiān)督、進度安排鄒 剛施工員人員機具安排、進度控制謝新宇質檢員質量監(jiān)督、控制漆仕平材料員材料采購、檢驗余 勇安全員安全管理陳建文施工隊長負責施工現(xiàn)場管理2.3.2 勞動力計劃 根據(jù)施工要求配備24個班組，工人約2030人。2.4設備物資計劃2.4.1 施工機具需用量計劃設備名稱設備型號數(shù)量設備性能進場時間經(jīng) 緯

24、 儀1臺完好開工通知后水 準 儀1臺完好開工通知后成孔鉆機2臺完好開工次日旋 噴 機2臺完好開工次日斗 車2輛完好開工次日大 電 纜100m完好開工次日2.4.2 用水用電施工時，需提供200400kw的電源和10t/d的水源。2.5 工期 2.5.1施工準備（不含在合同工期內）：2天，包括機具、人員、材料進場，測放樁位等。2.5.2施工工期本工程投入24臺成孔鉆機、旋噴機，計劃施工有效工期為18天（不包括褥墊層施工、雨天、停電、設計變更等因素影響）。2.5.3復合地基檢測：褥墊層施工完成后須間隔15天方能進行檢測，實際檢測時間根據(jù)甲方委托的檢測單位確定（檢測不含在合同工期內）。序號項 目施

25、工 進 度 (天數(shù))1天18天(施工完成后15天)1施工準備2旋噴樁施工3靜載檢測2.6施工方法2.6.1施工順序 根據(jù)場地具體情況、工作條件及工期要求進行現(xiàn)場布設組織，其工藝順序為： 樁位放線成孔鉆機就位成孔下旋噴管旋噴注漿樁頭處理樁體養(yǎng)護檢測2.6.2施工安排 根據(jù)該項目總工程量及工期要求，確定測量放線、鉆機成孔、旋噴注漿等工序滾動流水作業(yè)。做到統(tǒng)籌安排，各工序緊密銜接，從而達到有效加快工程進度目的。2.6.3施工工藝a.引孔 可根據(jù)地層情況采用旋噴時一次性完成成孔，也可采用SH-30型鉆機跟管引孔，引孔深度進入中密卵石層0.50m。成孔后地層不穩(wěn)定時，可放入PVC管，作為旋噴管放入通道。

26、b.旋噴注漿當旋噴管放至孔底后，先空轉旋噴管直至孔口返漿，再提升旋噴管自下而上旋噴施工。 注漿材料采用32.5R普通硅酸鹽水泥制備的水泥漿，漿液水灰比1:1，噴射注漿壓力宜大于20MPa，噴嘴旋轉速度1822r/min，噴嘴提升速度1525cm/min。在距孔口1.0m處應慢速提升，必要時采用復噴工藝。 每米注漿量預計為200kg，并根據(jù)實際施工情況作出相應參數(shù)調整。 旋噴注漿過程中，冒漿量小于注漿量的2025為正常現(xiàn)象，超過此值時，可通過提高噴射壓力或更換新噴嘴（或小一級孔徑的噴嘴），以及加快旋轉和提升速度，以減少冒漿量。c.回灌補漿旋噴作業(yè)完成后，應將不斷冒出地面的漿液回灌到樁孔內的漿液面不再下沉為止。d.樁頭處理在基礎底標高以下0.30m范圍內，因地層覆壓小，地基土對漿液的保持效果往往較差，此時應進行人工處理樁頭，以保證樁頭質量。2.7關鍵過程控制2.7.1關鍵點（1）確保水泥漿