大邑外滩高压旋喷注浆法地基处理工程设计方案.docx
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大邑外滩高压旋喷注浆法地基处理工程设计方案
大邑外滩高压旋喷注浆法地基处理工程设计方案
1、工程概况
拟建“大邑外滩”系成都泰弘房地产开发有限公司投资兴建，工程位于大邑县温泉大道西南侧，怡乐路西北侧，紧临斜江河。
勘察报告由四川省鑫冶岩土工程有限公司提供，该工程由重庆宏筑建筑设计有限公司四川分公司设计。
拟建共8栋建筑物，分别有1#商业楼、2#商业楼、3#商业楼为3+1F的多层，1#、2#楼为5+1F的多层建筑，3#、4#、5#、6#楼为25+1F的高层建筑物。
一层地下室，结构类型为框架结构和框剪结构，高层基础形式拟采用筏板基础，筏板厚1400mm，商业楼和多层为独立柱基础。
根据地勘报，基础以下有松散卵、砂层，地基承载力不能满足设计要求。
设计要求对筏板以下的松散卵石和砂层进行高压旋喷注浆法进行地基处理，经高压旋喷注浆法进行地基处理后，复合地基承载力特征值fpka≥450kpa；独立基础以松散卵石为基础持力层，地基承载力特征值不小于300kpa，如受力范围内有砂层，可采用高压旋注浆法进行加固。
受甲方的委托，我公司对该工程基础范围以下的粉质粘土进行高压旋喷注浆法地基加固方案设计与施工。
2、场地工程地质条件
地基土层的分布、埋藏及厚度变化情况，详见四川省鑫冶岩土工程勘察有限公司提供的勘察报告。
2.1地层与土性
在建筑场地内，地层主要为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、冲洪积层（Q4al）。
据地勘孔揭露地层自上而下为：
①层杂填土：
杂色，成份主要为黄褐色粘土混杂少量碎块石组成，结稍松散至密状。
该层分布于场地表层，厚度为1.3～2.9m。
②层粉质粘土：
黄、浅黄色，稍湿，可塑状，干强度高，无砂感，粘性大，滑腻感强，捻面光滑，有光泽，韧性高，无摇震反应。
该层主要分布于①层人工填土以下，埋深1.3～2.9m，厚0.9～3.9m。
③层粉土夹粉砂：
黄褐色，稍湿至湿，稍密至中密状，无粘性，干强度中等，有砂感，粉砂以薄层或透镜产出。
本层主要分布于②层粉质粘土以下，埋深3.3～5.5m，厚3.8～8.3m。
④层卵石土：
黄褐色，卵石粒径一般5～150mm，大于2mm含量60～80%，其成份为石英砂岩、花岗石、玄武岩、砂岩、灰岩等，磨圆度好，孔隙间为粉土、粉砂充填，密实度分层不明显，含水稍湿，结构以稍密状为主，局部呈中密或密实状，该层埋深9.0～12.5m，钻孔揭示该层厚7.3～13.9m，未揭穿。
各层分布详见工程地质剖面图及钻孔柱状图。
表1物理力学性质参数表
土体
名称
重度
r
（kN/m3）
压缩（Es）
（变形E0）
模量（Mpa）
承载力特征值fak（kPa）
桩的极限端阻力标准值
qPk（kPa）
桩的极限侧
摩阻力标准
值qsik（kPa）
中砂
20.1
5.0
90
40
松散卵石
19.6
14.07
160
80
稍密卵石
21.0
28.61
300
2000
100
中密卵石
22.0
32.23
540
3000
3、高压旋喷注浆法地基处理设计方案
3.1设计依据
《大邑外滩岩土工程勘察报告》2011.3；
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002,J220-2002）；
《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）；
《高压旋喷注浆技术规范》（YSJ210-92）；
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）2011年版；
《四川省建筑地基基础质量检测若干规定》（修订本，2004.7.1）；
《大邑外滩基础平面布置图》；
3.2地基技术要求及处理范围
3.2.1技术要求
根据建设单位提供基础平面图及设计要求，对筏板基础持力层范围内的松散卵石和砂层进行高压旋喷注浆加固处理，设计要求处理后，复合地基承载力特征值fspk≥450kPa，高压旋喷桩地基处理深度必须进入稍密卵石层不小于500mm；对独立基础持力层范围内的砂层进行高压旋喷注浆加固处理,，设计要求处理后，复合地基承载力特征值fspk≥300kPa，高压旋喷桩地基处理深度必须进入稍密卵石层不小于500mm。
3.2.2处理范围
筏板基础和独立基础。
3.3加固设计
3.3.1单桩竖向承载力确定
按规范，高压旋喷单桩竖向承载力按以下两个公式计算，计算结果取小值。
旋喷桩直径取0.5m。
①
式中：
----桩周第i层土的侧阻力特征值（kPa）；
----桩端地基土承载力特征值（kPa）；
----桩周第i层土的厚度（m）；
up----桩的周长（m）；
根据地勘报告中“工程地质剖面图”，综合分析整个场地地层分布情况，归纳高压旋喷桩所需的地层参数为：
地层参数选取表3.3.1
土层
松散卵石
中砂
桩端
厚度（m）
3.0
1.0
qs（kPa）
40
20
稍密卵石
qp（kPa）
/
/
1500
代入表3.3.1中数据，可得：
Ra1=454kN
②Ra2=ηfcuAp，取fcu=8MPa
式中：
η----桩身强度折减系数，取0.33；
fcu----桩身抗压强度平均值（kPa），取8000kPa；
故，
Ra2=0.33×8000×0.196＝517.44kN
取以上计算较小值，高压旋喷桩设计时单桩竖向承载力Ra取值为：
Ra=450kN；
3.3.2筏板基础面积置换率m的确定
式中：
----复合地基承载力特征值（kPa），取值450kPa；
----处理后桩间土承载力特征值,按松散卵石计算，处理后的承载力特征值取200kPa；
m----面积置换率；
Ap----桩的截面积（m2）；
----桩间土承载力折减系数，取0.5；
Ra----单桩竖向承载力特征值。
置换率分别为：
m=0.159，则单根桩承担的处理面积Ae=Ap／m=1.23m2。
3.3.3独立基础面积置换率m的确定
式中：
----复合地基承载力特征值（kPa），取值300kPa；
----处理后桩间土承载力特征值,按松散卵石计算，处理后的承载力特征值取200kPa；
m----面积置换率；
Ap----桩的截面积（m2）；
----桩间土承载力折减系数，取0.5；
Ra----单桩竖向承载力特征值。
置换率分别为：
m=0.09，则单根桩承担的处理面积Ae=Ap／m=2.17m2。
3.3.4筏板基础以下的高压旋喷桩布置及材料选择
高压旋喷桩桩径为500mm，在筏板范围内承梅花形布置高压旋喷桩，桩排距1500mm，列距1500mm。
高压旋喷桩要穿过下卧软弱层（松散卵石和砂层）进入稍密卵石层500～1000mm，不小于500mm。
高压旋喷桩桩身强度不小于C8，材料为P.O32.5R普通硅酸盐水泥。
3.3.5独立基础以下的高压旋喷桩布置及材料选择
高压旋喷桩桩径为500mm，桩位布置详见布桩详图，高压旋喷桩要穿过下卧软弱层（砂层）进入卵石层500～1000mm，不小于500mm。
高压旋喷桩桩身强度不小于C8，材料为P.O32.5R普通硅酸盐水泥。
具体见设计施工图。
3.3.6褥垫层设计
高压旋喷注浆复合地基应在基底与桩顶之间设置褥垫层，褥垫层厚度取300mm，其材料用中砂级配卵石，砂石比例为1：
2，最大粒径不宜大于30mm。
褥垫层的铺设宽度应大于基础外边线300mm。
褥垫层夯实可采用震动式打夯机，夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度之比不得大于0.9。
虚铺厚度为350mm，夯实后为300mm。
4、施工组织方案
4.1施工准备
4.l.l供水供电
工程施工用水平均每天约200吨，设2个供水水源，施工供电容量400KW。
4.l.2场地平整
在施工前，由总包单位完成三通一平工作，协调解决机具设备进场所遇到的障碍。
4.1.3地下管网及障碍物
在施工前，由建设单位提供场地地下管网及障碍物资料，以便于施工时作相应调整。
4.1.4临时设施
（1）水泥库房20×5m2
（2）水泥浆搅拌场地5×6m2
（3）配电房一间
（4）材料工具房4×5m2
（5）现场办公室一间4×5m2
4.2施工工艺
4.2.1施工要求
高压喷射注浆的主要材料为水泥，采用强度等级为P.O32.5R级的普
通硅酸盐水泥。
水泥浆液的水灰比应按1：
1。
旋喷桩成桩直径不小于500mm，桩身强度大于8MPa。
注浆管桩底停留时间不少于3min，注浆过程中注浆压力大于20MPa，注浆管的提升速度小于0.25m／min。
桩顶l.0m范围内应进行复喷。
喷射管旋转速度不大于18r／min。
4.2.2高压喷射注浆的旋工工序
基坑开挖（目前已完成）→场地平整→测放旋喷桩中心位置→动探钻机引孔至设计深度→将旋喷喷嘴置入孔底→由下至上旋喷注浆→（砂层或桩顶1.0m内复喷）→修补桩头→完成旋喷桩施工→桩体养护和褥垫层施工→承载力实验检测→合格后进行浮土浮浆及桩头处理。
4.2.3施工要求
①根据地质情况，用120型动力触探钻引孔，成孔时应垂直。
②引孔后，直接将旋喷喷嘴置入孔底，先空转旋喷管直至孔口冒浆，再提升旋喷管由下至上旋喷注浆，直至桩顶设计标高。
③旋喷管在桩底停留时间不少于3min，注浆过程中注浆管的提升速度小于0.25m／min。
砂层进行复喷。
喷射管旋转速度不大于18r／min。
④喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。
钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。
⑤实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录，并及时向设计、监理、建设方汇报，商量解决办法。
⑥喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
考虑到凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原孔位采用冒浆回灌、第二次注浆或回填砂卵石等措施。
⑦施工中应严格按照旋喷参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。
⑧为保证旋喷施工的安全，旋喷时仅将旋喷嘴提至距孔口30cm位置，旋喷桩施工结束后，将其浮土、浮浆及桩头清理掉，再施工褥垫层。
⑨由于旋喷桩在基坑内施工，施工前应预先挖好积水坑及排浆沟，并应将废水泥浆及时清运。
4.3特殊过程控制
该工程施工中，高压注浆为施工特殊过程，应采取如下措施加以有效控制：
压浆机仪表应进行鉴定，操作人员应持有上岗证，施工时应严格按设计方案要求并进行记录。
4.4质量检验
加固工程结束后应由有资质的检测单位对地基加固效果进行检测，检测应采取复合地基载荷试验和单桩载荷试验，检测点数为每栋总桩数的1％。
相关单位验收合格后，方可进行浮土清理（褥垫层位置清理深度为基础垫层底面以下30cm）及褥垫层或垫层施工。
并把检测试验报告作为竣工验收依据之一。
5、机具设备和人员组成
5.1主要机具设备
1）旋喷机2台
2）120型动力触探钻机4台
3）高压灌浆泵2套
4）切割机1台
5）电焊机1台
5.2人员组成
5.2.l管理人员
项目经理1名
技术负责1名
质检员1名
责任工长1名
安全员1名
施工工长1名
5.2.2施工工人
1）普工20人
2）机操工2人
3）电焊工1人
4）电工1人
6、施工工程量及工期
该工程3#楼地基加固处理，预计共布置旋喷桩1015根，平均桩长暂按6.0m考虑，预计桩长总米延长数为6090m，褥垫层方量为362m3。
结算工程量以现场监理、建设单位确认的实际进尺为准。
总计划施工总有效工期35天，检测验收15天，褥垫层施工7天。
7、施工质量及施工安全文明控制措施
7.1确保工程质量的综合措施
7.l.l、建立好质量管理体系。
由总工程师进行技术把关和方案的审查，现场由项目经理、技术负责和责任工长组成质量管理小组，做到质量管理人员职责清楚、责任分明、层层把关。
7.l.2、施工前各级施工人员必须熟悉图纸，施工组织设计经讨论通过后逐级进行书面的技术交底，将各工序施工的依据，施工的要点，质检标准以及有关的注意事项，交底到班组。
7.l.3、每一道工序严格按现有的操作规程进行施工管理，由施工工长负责监督完成，并由工程技术人员检查验收并做好记录。
每道工序经验收合格后，方能进行下一道工序的施工。
在施工过程中，应严格控制放线、放孔误差、场地平整标高及基坑开挖标高，检查成孔深度、水灰比及提升速度等的情况。
7.l.4、用于工程上的原材料，必须按照质检标准中《质量保证资料》所规定的核查项目和要求，进行入场的检查试验，必须有材料证明书和试验报告，不合格的一律不得使用。
7.2确保施工现场安全文明生产的措施
7.2.l、建立安全管理机构，制订安全管理制度，进行安全教育。
为确保现场施工人员、设备、材料的安全，预防和杜绝工伤、机械、交通事故的发生，施工人员必须定期进行安全教育，并严格遵照建筑施工安全操作规程，规范及劳动安全条例等有关规定组织生产。
施工中做到文明施工，安全生产，并建立健全安全生产组织体系，施工现场设专职安全员，各作业班组兼职安全员，安全员应随时检查生产安全情况，找出不安全因素，并立即采取有效措施清除隐患。
各施工班组严格执行本班组安全责任制，并和本组的经济效益挂钩，不得出现任何安全事故。
7.2.2、抓好各工序的安全管理，杜绝安全隐患
a、现场一切人员（施工、管理人员）必须配戴安全帽上班，不准穿拖鞋上班。
b、照明和设备用电须分开架设，做到一机一闸，并配漏电开关。
e、建筑材料按指定位置分类集中堆放整齐。
d、临时设施搭设应正规化，场地周围临时设施或堆放材料不得影响附近原有建筑和过路行人的安全。
e、阑人严禁进入施工现场，作好防火防盗工作，防止意外伤害。
f、严禁现场施工人员和管理人员饮酒后进入现场。
g、所有设备的易损部件应随时检查，发现不安全的部件应及时更换或修理。
h、应认真检查成孔深度等是否满足设计要求，不符合质量要求应及时弥补，否则不能验收。
i、施工区域应设警示标志，危险地段应设置相应的警示标牌及采取相应的安全防护措施。
夜间施工应有足够的照明。
j、严禁现场施工人员斗殴，严禁随地大小便，保持现场清洁卫生。
k、设备操作人员及电工应定人定岗，由专人操作，并作到持证上岗。
7.3文明施工
7.3.l、环保措施
环境保护，不扰民措施按照市政府对施工现场的具体要求，加强施工现场的环境保护，降低施工噪音，真正做到不影响施工现场周围居民及病人的正常生活秩序。
拟采取以下措施：
a）控制尘土飞扬，对建筑尘土、水泥等采取隔离处理。
b）选用低噪音的施工机具，同时合理的安排施工，克服施工噪音对周围居民生活的影响。
．
c）对建筑垃圾的处理，严格按照有关规定执行，严禁乱倒。
7.3.2、施工操作现场文明施工管理措施
现场文明施工管理按照建设部l5号令和四川省文明工地12条标准从以下几个方面进行施工和管理：
a）项目所有进场的操作班组签订文明施工合同，并加强对班组的教育，使人人都养成文明施工的好习惯。
b）按照文明施工及有关文明施工管理制度。
加强对班组施工过程的检查，发现问题及时处理，并做到奖罚分明。
c）加强对工人“落手清”工作的教育，制定相关的奖罚制度，以制度来约束人，真正使每个班组做到完工场清。
d）制定完善的材料领用制度，并制定相应的奖罚办法，使工人自觉地养成节约材料的习惯。
7.3.3、消防管理措施
消防措施，防火管理按照消防及防火的有关规定，加强对旌工现场消防及防火的管理，拟采取如下措施；
a）加强对作业班组防火意识的教育，做到人人养成自觉防火的习惯。
b）现场电工定期对所有线路例行检查，防止因线路老化而发生火灾。
c）严禁在现场内生明火及焚烧废弃物。
8、竣工资料
工程竣工后，提交以下竣工资料；
1）工程竣工报告书
2）竣工图
3）施工记录
4）材质证明书
5）材料试验报告
6）检测报告
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