高压旋喷止水帷幕工程施工设计方案.docx

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高压旋喷止水帷幕工程施工设计方案

XXXXXXX项目

高压旋喷桩止水帷幕施工方案

编制人：

审核人：

批准人：

第一章编制依据

第一节文件及图纸

1、由甲方提供的蓝图；

2、甲方提供的岩土工程勘察报告；

3、地质勘察院提供的关于柬埔寨金边市214项目大楼岩土工程勘察报告。

第二节相关技术规范

1、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

2、《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2012）；

3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2009）；

4、《建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程》（JGJ/T211-2010）；

5、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）；

6、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；

7、《建筑工程质量检验评定标准》（GBJ301-88）；

8、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002）

9、《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010

第二章设计勘察说明及现场情况说明

第一节工程概况

该项目湄公河附近，西、北两侧为3~5层的居民楼（多为条形基础，基础埋深约1.5m），楼房距离基坑开挖边线约3.0m，居民住宅围墙距地下室边线不超过1.0m。

东、南两侧紧临市政大道人行道。

拟建公寓住宅工程总用地面积1274.95m2，总建筑面积为23441.35㎡。

由1栋22层公寓住宅楼、1栋3层附楼及一个地下车库组成。

地下室基坑开挖深度为2.40~5.95m（含承台2.5m的高度，因部分承台边线与地下室侧壁重合）。

第二节周边环境条件

拟建工程位于51大道与214大街交汇处西北角。

东面紧挨51路人行道，地下室外边线距居民房最近处约1.0m；南面紧邻214大街（施工主干道），地下室外边线最近点距用地红线约1.0m；西、北两侧为居民住宅（3层，多为浅基础，基础埋深约1.5m），居民楼最近点距地下室外边线约1.0m。

根据施工平面布置，在沿214路外扩红线（约8m）设置材料加工车间。

现场已施工完成工程支护排桩+混凝土冠梁；一层土方已开挖，开挖深度约2m，且桩间网喷混凝土已完成；靠近基坑西北侧三层附属楼已施工完成。

场地工程环境条件较为复杂。

岩土工程勘察等级：

依据国家标准《岩土工程勘察规范》第3.1节，本工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为中等，地基复杂程度等级为二级，综合确定本工程勘察等级为乙级。

结合勘察场区条件及建筑物特点，工程重要性等级为二级，拟建场地复杂程度等级为二级（见表1.2.1），地基复杂程度等级为二级（见下表），

建筑抗震设防类别：

乙类。

第三节现场施工情况概况

本工程西南侧基坑开挖深度按3.45m（考虑承台与地下室外墙重合，此处承台底开挖深度为5.95m）；东南及东北侧基坑开挖深度按2.45m考虑（考虑承台与地下室外墙重合，此处承台底开挖深度为4.95m）；西北侧基坑开挖深度按2.0m（考虑承台与地下室外墙重合，此处承台底开挖深度为4.50m）。

通过地勘报告所揭示的工程地质情况，“自然地面以下18m为粉质粘土，均为可塑状，土层上部黄褐色、下部褐灰色；地下水位埋深勘察期间测得地下水位埋深在2.0-2.10m，地下水类型分为第四系松散岩类孔隙承压水：

主要赋存于②-1层粉质粘土的夹砂层中，厚度仅1.0m，为细砂含少量泥质”。

根据设计开挖深度均为粉质粘土层，然根据现场实际开挖后土质情况，多为流塑状的淤泥质粉质粘土；且地下水赋存层与地勘报告中所描述的不符；且由于地下水体的流动侵蚀，多次出现坑内管涌现象，支护桩档土侧土体流失侵蚀严重。

考虑到现场场地较小，超声波检测桩实际桩顶标高不一，浮浆厚度差异性较大，根据本工程特点，需整体降低自然标高，以便于进行超声波检测。

第一层土体开挖的深度为1.5m。

以上问题，为确保基坑周边建筑物安全，防止建筑物基础的沉降，导致居民建筑结构的拉裂倾覆破坏；在无基坑外侧止水帷幕，基坑侧壁桩间赋存水体渗漏，对桩间及坑底土体无有效措施的进行封闭加固情况下，已无法进行下一层土方的开挖。

根据当地施工条件及现场实际情况，本工程后期基坑支护补救措施，考虑高压旋喷桩进行桩间土体的加固存在可行性。

第四节场地岩土工程条件

1.工程地质条件

1.1.地形、地貌

拟建场地为，场地内相对较平整。

本次测得勘察孔标高为场地地坪标高设计暂定为-0.50m（由于柬埔寨尚未有健全统一的规范标准，标高由业主甲方指定）；

勘察场地位于长江中游平原，河右岸，地貌类型属冲积平原。

场地地面为拆迁地。

1.2.场地地层结构及其工程特性

根据《柬埔寨金边市EASTLAND项目大楼岩土工程勘察报告》（详勘阶段）（2014.11）勘探结果，在勘探深度范围内，场区地基土为一套第四系冲洪积粉质粘土、粘土、细砂；基岩为新第三系（N）泥质粉砂岩，按土体的岩性和性状分为7层。

各岩土层工程地质特征如下：

①层粉质粘土：

灰黄色，顶部为黄褐色，可塑状，可搓条，局部手捻有砂感。

厚度3.0-5.0m。

-1层粉质粘土：

上部黄褐色、下部褐灰色，可塑状，局部较细腻，可搓条，刀切面较光滑，底部手捻有砂感。

其中15-16m夹细砂。

该层厚度4.0-13.0m，底板深度3.0-18.0m。

-2层粉质粘土：

上部黄褐色、下部褐灰色，可塑状，局部较细腻，可搓条，刀切面较光滑。

底部手捻有砂感。

厚度0-18.0m，底板深度7.0-18.0m。

层粘土：

黄色、局部黄绿色，硬塑－坚硬状，岩芯呈柱状，刀切阻力大，切面光滑。

局部含少量小砾石。

厚度5.0-6.0m，底板深度23.0-24.0m。

④层粉质粘土：

黄色、灰绿色，为泥质粉砂岩全风化层，岩芯呈长柱状，岩性呈坚硬状，保留少量原岩的结构构造，可见风化碎块石，为极软岩，碎块易碎。

厚度9.0-10.0m，底板深度32.0-34.0m。

⑤层泥质粉砂岩：

强风化，灰色，湿，锤击声哑，有凹痕，易击破，为极软岩，裂隙发育，岩芯成碎块状。

厚度3.0-4.0m，底板深度35.0-38.0m。

⑥层泥质粉砂岩：

中等风化，灰色，湿，锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击破，为软岩，裂隙较发育，岩芯多机祴破碎成碎块状。

厚度3.0-6.30m，底板深度41.0-41.30m。

⑦层泥质粉砂岩：

微风化，灰色、局部棕灰色，湿，泥质粉砂质结构，块状构造，锤击声不清脆，不回弹，较易击碎，为较软岩，裂隙不发育，岩芯成长柱状。

厚度较大未揭穿。

基岩面较平直，起伏不大。

建筑场地位于洞里萨河冲积平原，地形平坦，无滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷等不良地质现象，建筑场地稳定。

2.水文地质条件

根据地下水的埋藏条件、赋存条件，地下水类型分为第四系松散岩类孔隙承压水：

主要赋存于②-1层粉质粘土的夹砂层中，厚度仅1.0m，为细砂含少量泥质，呈透镜状分布，渗透系数为1.2×10-3～6.0×10-3（cm/s）,水位变化不明显，含水层富水性较差。

场区内粉质粘土、粘土为相对隔水层。

根据勘察结果，场地存在深部承压孔隙水，深部承压孔隙水主要赋存于②-1层粉质粘土所夹细砂，其埋深较大（15-16m），厚度小，呈透镜状分布，顶板粘性土厚度较大，勘察期间测得混合水位2-2.10m，经计算基坑不存在抗浮稳定问题。

孔隙承压水受顶板阻隔，与外界交换较弱，其水头受外界影响较小，分析地下水位随季节变幅较小。

第三章高压旋喷桩施工措施

旋喷桩是在普通化学注浆法的基础上发展起来的加固土体和止水帷幕的一种新方法，是采用高压射水切削土体，同时高压注入设计浆液对土体进行加固的一项技术。

第一节施工流程

旋喷桩施工过程中一般先用钻机引孔，用高压泵（一般为20-40MPa）将水泥浆液通过特殊注浆管端头的喷嘴（ф1.8），以高速喷入土层，喷嘴在喷浆液时，一面缓慢旋转（10rpm）、一面徐徐提升（10～15cm/min），高压喷出的浆液不断切削土层，并使强制切削下来的土体与浆液充分混合，最后在喷射力的有效射程范围内形成一个混合物圆形凝柱体，依据实际地质情况旋喷法采用的二重管法，即：

同时压入水泥浆和压缩空气，使用φ73钢管为注浆管，喷射流为浆液，以20MPa-40MPa压力从喷嘴中喷出，直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，满足设计要求。

施工流程详见旋喷注浆施工工艺流程。

第二节施工方法

施工时首先用钻机引孔，再用旋喷机喷射，即先把浆液管下到预定加固范围最深点，然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体，将开孔和灌注桩体同时进行，一次成桩，其工作步骤为：

1）钻机就位：

钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆对准孔位中心，偏差不超过5cm。

2）钻孔下管：

钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置，在下管过程中，需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴，可用胶带封死喷头，当注浆喷头下到预定位置（预定加固范围最深点），按照顺序往管内输送高压浆液和压缩空气，胶带将自动崩开。

3）制浆：

根据不同地层选取不同注浆材料，本项目旋喷桩止水帷幕注浆材料采用华新牌普通硅酸盐水泥（42.5#），水泥浆液的水灰比为1:

1。

水泥要过筛，且为了防止水泥浆离析，应在灰浆机中不停搅动。

为了保证浆液的浓度，应当采用二次搅拌配制浆液，即在搅拌机中按确定的水灰比配制并搅拌水泥浆液。

搅拌3-5分钟后放入第二只搅拌桶中使用。

禁止采用一只搅拌桶，一边配浆一边抽浆，否则难以控制浆液水灰比。

水泥用量300Kg/m.

4）试管：

当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。

5）高压注浆作业：

高压射浆自下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合操作规程要求。

若其它参数不变，提高喷射压力即射流能量大，加固范围则相应增大，效果好；若提升速度和旋转速度适当降低也可以增大加固半径，在射浆过程中参数可随土质不同改变，若参数不变，则容易造成材料浪费或降低旋喷效果。

为保证加固范围内土体有效切割前能拌合均匀且使桩径不小于设计桩径800mm，注浆压力应不小于20MPa。

提管速度控制在0.1~0.2m/min,旋转速度15r/min以使土体得到充分切割搅拌。

6）喷浆结束与拔管：

喷浆由下而上至设计高度后，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。

7）注浆设备清洗：

当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。

喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。

可把水泥浆换成水，在地面上喷射，以便把高压水泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

第三节施工机械设备及主要技术参数

1.1.施工机械设备

设备名称

设备型号

数量

备注

钻机

XP-30

1台

旋喷注浆

高压泵

GZB-40B

1台

旋喷注浆

空气压缩机

0.6-0.8

1台

旋喷注浆

二重旋喷管

73

1套

旋喷注浆

浆液制备机

拌浆桶

2台

旋喷注浆

1.2.二管旋喷施工主要技术参数如下

项目

参数

喷嘴直径（mm）

φ1.8

旋喷速度（r/min）

旋转速度15r/min

提升速度（m/min）

0.2m/min

高压泵（压力mpa）

20-40

高压泵流量（L/min）

50~70（浆液）

空压机（压力mpa）

0.7

1.3.高压旋喷桩（ф800）止水帷幕水泥浆参数表

水泥用量（每米）

电动机转速（r/min）

流量（L/min）

提升速度（cm/min）

备注

300kg

700

50.9

20

纯水泥浆

第四节旋喷桩质量保证措施

1.1.保证项目

旋喷桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比符合设计要求。

检验方法：

检查出厂证明、合格证、试验报告。

1.2.基本项目

高压旋喷桩桩体深度、直径、桩体强度和渗透系数等符合设计要求。

检验方法：

钻孔取样检验和标准贯入试验，开挖检查。

冒浆体试块试验，取施工过程中冒浆体试验其物理性能，作为判断强度参数，所取冒浆体应选取喷射后期的即水泥与土混合状态较接近地下实际混合状态的冒浆体。

检查桩体均匀性，可采取钻孔取芯的方法，该方法也可用来检验桩体的抗压强度。

1.3.旋喷桩允许偏差

旋喷桩的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。

项目

容许偏差

检验方法

桩体中心位置

50mm

拉线及尺量检查

钻孔垂直度

1.5H/100

吊线和尺量检查

第五节施工注意事项

1）钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在10mm内。

2）旋喷桩施工前必须确定旋喷施工参数：

旋喷速度、提升速度、喷嘴直径等。

3）旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。

4）旋喷冒浆处理

冒浆：

旋喷时高压喷射流在地基中切削土体，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。

一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆），其余与浆液搅拌混合。

在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。

地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。

另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。

冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。

5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。

使用双喷嘴时，若一个喷嘴被堵，则用复喷方法继续施工。

插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以免泥土堵塞。

6）选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛余量不大于15%，浆液搅拌后不得超过4小时，当超过时应经专门试验，证明其性能符合要求方可使用。

7）钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆要保持钻杆有0.1m以上搭接长度，以免旋喷固结体脱节。

中途机械发生故障时，应停止提升和旋喷，以防断桩。

并应立即检查，排除故障。

为提高旋喷桩承载能力，在桩底部1m范围内应采取较长持续时间的措施。

8）当采用水泥浆进行旋喷时，在浆液与土搅拌混合的凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，造成固结时出现凹陷（凹陷通常在桩顶0.3～1m之间），深度随土质、浆液析出、固体直径等因素而异，当桩头凹陷量大对土加固及防渗影响大，应采取静压注浆补强。

9）旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止旋喷桩变形。

10）旋喷桩体的施工质量是保证施工期间基坑围护止水的关键，旋喷桩施工时，应严格按照施工规范进行施工。

其施工要点如下：

①高压喷射注浆的施工参数应根据地质条件，通过现场试验和施工经验调整，并在施工中严格加以控制。

②施工时应保证钻孔的垂直偏差不应超过0.5%，桩位偏差不应大于50mm。

③喷射压力，提升速度对成桩直径有较大影响，应根据深度及土质条件进行调整。

第六节高压旋喷桩安全保证措施

1.进入现场必须遵守安全规章制度和进场安全生产纪律，严格执行操作规程。

2.桩机作业现场必须平整填实，移动机架要有先后顺序，专人统一指挥、行动一致。

3安装钻机应放置坚实平稳，钻杆的中心线偏斜应小于全高的0.5‰，钻进时应对准桩位，先使钻杆向下，钻头接触地面，再开动钻杆转动，不得晃动钻杆。

4.作业前，应检查卷扬机及机架各部位连接是否牢固，有无松动或磨损、变形，离合器、刹车是否灵敏，钢丝绳是否短丝、磨损、扭结、变形达到报废标准，并有防雨、防水、防尘措施。

制动带不得受潮，传动部位的防护罩应齐全完好。

5. 作业前将操纵杆放在空挡位置，启动后应先空运转试验，检查仪表、温度、音响、制动等各项工作正常后，方可作业。

不准带负荷启动电动机，严禁用脚代手进行操作。

6. 如遇卡钻时，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因排除故障前，不准强行启动。

钻进过程中，如遇机架摇晃、移动、偏斜或钻头内发出有节奏的响声时，应立即停钻，经处理后，方可继续施钻。

7. 检修或加注润油时，必须切断电源停止运转后进行，在架顶高处作业时，必须先系好安全带，挂好保险绳。

8．作业中，遇大雨、大雾或六级及以上大风时，必须切断电源停止作业，如有台风警报，还必须对桩架设缆风绳拉固，必要时采取放下桩架等措施。

暴风雨后，必须进行一次全面检查，确认安全后方可继续作业。

9. 作业后，放下钻杆，必须拉闸断电，锁好开关箱。

做好台班记录和交接班记录 

第七节注浆作业安全保证措施 

1、作业前必须检查管道连接处密封完好，紧固不松动，通过道路或地槽的加盖保护无缺损。

2、启动前，应先接通风、水、电，开启阀门逐步达到额定压力，再启动电动机空载运转，确认一切正常后，方可进行作业。

3、在注浆管口的前方或左右5m范围内不得站人或通行，不准喷向高低压电线，工作或停止作业时，注浆管口不准对向有人的方向。

4、机械操作和注浆操作人员应有联系信号，送料、停机等应互相协调配合，防止发生堵塞事故。

5、如发生输料软管堵塞，可用木棒轻敲打外壁，如敲打无效，可将胶管拆卸用压缩机空气吹通。

此时，操作人员应紧握管头，严禁甩动管道伤人。

当管道中有压力时，不得拆卸管接头。

第四章高压封孔花管注浆

第一节施工流程

钻机就位→注浆花管加工制作→钻孔→注浆花管安放→孔壁填滤料→孔口2米深度素混凝土封口→高压注浆→养护→质量验收。

1）钻孔定位

按照设计要求进行钻孔定位放线。

用钢筋头或油漆做明显的标记。

2）钻孔

采用3~6套锚杆钻机进行成孔作业，钻孔孔径120mm。

钻机就位，钻头对准孔位点。

开钻前，应进行试钻，观察成孔效果。

3）注浆花管制作与放置

钻孔前提前加工注浆花管，注浆花管应就地加工。

注浆花管按设计要求采用直径60mm壁厚1.8mm钢管，事先检查有无铁锈油污等，否则应除锈、去油污。

下料长度误差不大于50mm，钢管连接采用套箍丝口连接，要求连接牢靠，不得漏浆。

花管整根长度应根据该孔钻孔深度选配，上端封闭长度2m，下部均布置出浆孔，钢管露出地面不小于30cm。

4）孔壁填滤料及管口封闭

孔壁处下部均采用瓜子片进行填塞，填塞至距离地面2m管口处，再采用C25混凝土对上部2m进行封闭。

5）注浆

采用高压注浆泵。

水泥浆液采用水灰比0.7：

1的素水泥浆，双液水泥+水玻璃体积配比采用1：

0.4，现场边搅拌边灌注，必要时可加入一定量的外加剂。

注浆时孔口端部应进行封口，防止跑浆。

一次性注浆完成后，采用C25混凝土填充花管。

填充至地面高度后，将上部剩余花管割除。

6）现场清理

进行高压注浆时，可能孔口附近跑冒浆，对冒出的浆液应及时用清水冲洗，防止凝固硬化。

花管注浆剖面图（注浆完成后填充花管）

第二节花管注浆质量保证措施

1、注浆钻孔应符合以下规定：

（1）钻孔孔位与设计孔位允许偏差为±50mm；钻孔允许偏斜率应为1％；钻孔孔径应大于注浆管外径60mm以上；钻孔的有效深度宜超过设计钻孔深度0.3m；

（2）应选取部分注浆孔作为先导孔，且先导孔数量宜为总孔数的3％~5％，先导孔宜采取芯样，并核对底层岩土特性。

若底层岩土特性有变化时，应补充土工实验和原位测试来确定岩土参数；

（3）钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况及其处理措施；

2、水泥浆与水玻璃好的混合位置应根据浆液的初凝时间确定。

初凝时间大于2分钟时，宜在孔口混合；初凝时间小于2分钟时，应在孔内或孔底混合。

3、水泥—水玻璃浆液的配制应符合下列规定：

（1）应根据设计浆液配比，单独配制纯水泥浆和适当浓度玻璃水；

（2）需要添加粉煤灰时，宜先配制水泥粉煤灰浆液或水玻璃粉煤灰浆液。

4、此工程中选用孔口封闭法，需对孔口封闭严实，防止漏气，影响注浆质量；

5、注浆过程应连续进行，因故终端时，间断时间应小于浆液的初凝时间。

第五章承台分块施工

为了保证基坑安全，施工更加安全可靠及加快施工进度要求,经综合考虑分析,坑内承台分块施工,承台先施工,承台施工至底板底标高下100mm,底板一次性浇筑,施工顺序为1-2-3-4-5-6。

附件：

高压旋喷桩平面布置图

高压旋喷桩施工平面布置图

高压旋喷桩施工顺序图

承台分块施工平面布置图

剖面图及细部施工图

第六章施工进度计划