旋喷加固施工方案.docx
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旋喷加固施工方案
中国人寿数据中心基坑围护
高压旋喷桩
施
工
组
织
设
计
上海市第一建筑有限公司
二００九年八月
第一节工程概况
第二节工程地质概况
第三节加固产生概况、施工原理及工作量
第四节施工总体部署
第五节施工工艺
第六节施工技术保证措施
第七节施工质量标准和质量管理制度
第八节施工总进度计划
第九节工程质量保证措施
第十节安全生产与文明施工
第十一节工程验收及竣工资料提供
1
第一节、工程概况
本工程位于上海市银行卡产业区二期13-2、13-3、13-4、13-5
号地块，经三路以东，虹盛北路以西，锦锈东路以南，纬三路以北，占地面积约53039平方米，建筑面积为128298平方米（含地下车库部分），其中，生产楼38353平方米，管理办公楼15625平方米，专家值宿楼13982平方米，设备用房2068平方米，裙房10309平方米，地下建筑面积47961平方米。
现场部分区域有暗浜、明浜。
桩基已施工完毕。
北侧（地下一层）周边普遍开挖深度为7.37m，中部东侧（地下一层）周边普遍开挖深度为4.77m，中部西侧（地下一层）周边普遍开挖深度为5.67m，南侧（地下二层）周边普遍开挖深度为8.57m。
±0.00米为绝对标高5.770米。
第二节、工程地质概况
拟建场地位于上海市张江高科技园区银行卡产业园，地貌形态为滨海平原地貌类型。
本场区填土主要为杂填土,主要由碎混凝土块、砖头、石子等建筑垃圾组成。
自地表至85.0m深度范围内所揭露的土
层，由粘性土、粉性土和砂土组成，具有成层分布的特点。
根据勘察
单位提供的勘察报告，本基地的土层可分8层，其中第①、⑤层又根
据土性变化分为若干亚层，缺失上海市标准层第⑥层。
各土层的土性
特征详见《地层特性表》。
2
地层特性表
土层
直剪固快标准值
土的描述等级
土层名称
地质时代
成因类型
状态
分布情况
层序
Ck（kpa）
Фk
摇震反应
光泽反应
干强度
韧性
①-1
杂填土
松散
遍布
①-2
素填土
松散
局部分布
Q3
4
①-2
浜填土
松散
局部分布
②
褐黄－灰黄色粉质
滨海~
可塑
局部缺失
19.0
17.5
无
稍有光滑
高等
高等
粘土
全
河口
③
灰色淤泥质粉质粘
新
滨海~
流塑
遍布
7.0
18.0
无
稍有光滑
中等
中等
土
世
浅海
Q2
Q4
4
滨海~
④
灰色淤泥质粘土
流塑
遍布
9.0
12.0
无
光滑
高等
高等
浅海
⑤1
灰色粘土
滨海、
软塑
遍布
12.0
13.0
无
光滑
高等
高等
沼泽
⑤2-1
灰色粉质粘土与粘
Q1
溺谷
可塑
遍布
10.0
20.0
稍有
稍有光滑
低等
低等
质粉土互层
4
⑤2-2
灰色砂质粉土夹粉
溺谷
可塑
遍布
9.0
23.5
稍有
稍有光滑
低等
低等
质粘土
⑦
灰色粉砂
上
河口-滨
中密
局部
迅速
Q32
海
更
滨海~
⑧2
灰色粘质粉土
新
中密
局部
迅速
无
无
无
浅海
世
⑨
灰色粉砂
Q4
Q1
滨海~
密实
遍布
2.0
35.0
迅速
3
河口
第三节、加固产生概况、施工原理及工作量
1、场地内基本情况：
目前本工程已全面进入土方开挖阶段，截
止2009年8月14日，本工程南北两侧土钉围护结构部位土方已基本开挖至坑底，东西两侧地下室一层区域也已进入正常挖土流程，且由周边向中间逐渐收底。
关于目前现场土方开挖情况（土方留坡位置等）我项目部已绘制平面图（见后附图）
2、本次加固产生的原因：
由于本工程前期底板结构变化较大，上海院不断在前期调整底板布置形式，直至2009年7月中下旬方确定最终底板结构蓝图，次此修改相比原来结构底板图纸，多处深坑均
有较大改动（或移位或加深），在此基础上，华东设计院经业主的要
3
求修改了部分坑内加固部位，并于2009年7月底重新出具了新的坑
内加固布置图，故引起本次变更。
3、施工原理及工作量：
本工程本次加固设计原则对开挖深度超
过1.5米的局部深坑进行加固设计，形式均采用高压旋喷桩方式进行设计，加固区域为深坑落深处，高压旋喷桩为Φ1000@800，加固深
度由坑底以下2米~8米不等。
高压旋喷桩直径1000mm，搭接长度
200mm，合计2401根，6537.2m3。
所谓高压旋喷注浆，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20—28MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。
当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体剥落下来。
一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列。
浆液凝固后，便在土中形成一个固结体。
固结体的形态和喷射流的方向有关。
本工程采用旋转喷射（简称旋喷）的注浆形式。
旋喷时，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，固结体呈圆柱状，从而加固地基，提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质。
高压旋喷法通过在软弱土层中形成水泥固结体与桩间土一起形成复合地基，从而提高地基的承载力，减少地基的沉降变形，达到地基加固目的。
4
图例
桩型
标高（m）
单桩长度（m）
数量（根）
c
-10.400~-16.300
5.9
41
a
-10.400~-14.400
4
1005
b
-10.400~-16.550
6.15
181
d
-10.400~-18.050
7.65
37
e
-7.900~-9.900
2
1036
f
-9.300~-15.050
5.75
59
g
-7.900~-14.050
6.15
42
合计
2401
桩型、工作量、标高一览表
第四节、施工总体部署
一、施工组织措施
本工程实行项目法施工，根据生产要素优化组合与动态管理的原
则对工程进行系统管理，实行项目经理负责制，使施工过程中始终进
行统一指挥，协调平衡，工程的人、财、物均实行独立核算，工程施
工阶段每周召开现场协调会，综合一周施工情况，对存在的司题进行
协调平衡解决，使工程顺利进行。
严格实行工作责任制，接受甲方和
监理公司的监理，确保工程质量和施工进度。
5
基坑加固高压旋喷桩施工管理网络图
┏━━━━━┓
┃项目经理┃
┃┃
┗━━┳━━┛
┏━━━━━━━┳━━━┻━━━┳━━━━━━━┓
┏━━┻━━┓┏━━┻━━┓┏━━┻━━┓┏━━┻━━┓┃技术负责┃┃施工负责┃┃安全负责┃┃后勤负责┃
┃┃┃┃┃┃┃┃
┗━━┳━━┛┗━━┳━━┛┗━━┳━━┛┗━━┳━━┛
┏━━━╋━━━┳━━━╋━━━┳━━━╋━━━┳━━━╋━━━┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┏┻┓┃质┃┃测┃┃成┃┃注┃┃排┃┃机┃┃材┃┃生┃┃保┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃
┃检┃┃量┃┃孔┃┃浆┃┃污┃┃修┃┃料┃┃活┃┃洁┃┗━┛┗━┛┗━┛┗━┛┗━┛┗━┛┗━┛┗━┛┗━┛
二、劳动力配备
钻工、井口工
16人
拌浆工
16人
场务工
6人
机修、电工
3人
现场管理、技术人员
8人
总计
49人
三、施工总平面布置
1、道路、大门、水电走向、临时设施及材料仓库布置
（按总包要求布置实施）。
2、下水布置:
（由总包统一安排布置）。
3、上水布置:
根据总包就近提供的供水接头延伸至施工区域。
4、用电布置:
由甲方提供的电箱接出，合理安排电箱位置和电缆
走向。
四、高压旋喷桩施工流程
6
1、施工流程：
根据现场内土方开挖的实际情况及后面土方开挖顺序我方拟采用2台MGJ-50旋喷机和2台xp-20旋喷机，在还未土方开挖的M轴-G轴间深坑加固我方选用两台MGJ-50旋喷机，桩架高度15m，由北向南施工，在东、西两侧已开挖部分的坑内加固采用2台xp-20小型旋喷机，机器机身很小，便于移动施工，东西两侧各布置一台，由两侧向中间进行施工，具体的施工流程见后面附图。
2、特殊部位机器移位：
针对坑内护坡上深坑加固，机器将采用吊车吊放至基坑内拼装，由于平台不平整，利用挖机挖土回填平整，上铺设道板便于机器移位行走，确保此处机器正常安全施工。
3、施工设备投入情况如下：
序号
设备名称
型号
单位
数量
功率（KW）
1
旋喷机
MGJ-50
台
2
360
2
旋喷机
Xp-20
台
2
250
3
拌浆机
WJG80
台
4
22
4
高压泥浆泵
PP120
台
2
30
5
空气压缩机
V9/7
台
4
30
6
排污泵
台
4
30
7
汽车吊
台
1
8
全站仪
台
1
五、东、西侧斜撑下护坡平台上深坑加固技术保证措施：
东西侧斜撑下深坑加固区域现已开挖且开挖后的坡面平台标高
为-4.38m；此处的深坑加固注浆终喷标高为-10.4m，在坡面至终喷标
高段之间土体被高压浆液冲击破坏，土体将会松散发生扰动、失稳，
7
且上部荷载较大，斜撑有未施工；必然会使上部道路发生位移，如不
采取技术措施随着位移的逐步增大将会造成道路的倾斜甚至坍塌；针
对上述情况我方将对此处加固的终喷标高调整至坡面标高以稳固此
部分土体。
施工时为降低这部分土体扰动，我方将对此处旋喷桩采用
跳打，放慢钻杆的提升速度。
增加浆液的水泥掺量且重复喷射以增加
固结体的直径。
六、材料用量计划
我方将根据工程进度情况，提前提出材料用量计划。
以便合理、及时安排材料进场。
第五节施工工艺
高压旋喷桩施工工艺
根据本工程加固设计要求及工地现场施工工况条件，选用两重管高压旋喷桩施工工艺。
1、施工工艺流程
放样定位
钻机成孔
旋喷机就位
设备调试
下旋喷管旋喷提升清冼机具就新孔位
配送浆液排污
2、高压旋喷桩施工主要技术参数：
水泥浆压力
25～30Mpa
气压
不小于0.7Mpa
喷浆嘴
φ1.8mm×2
喷气嘴
φ10mm×2
提升速度
15～25cm/min
旋转速度
15—20R/min
浆液流量
大于30L/min
水泥掺入量
550Kg/m3
8
水泥浆液用量
Qu≥1MPa
水灰比
0.8
3、施工方法
（1）场地平整：
先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。
（2）测量定位：
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
（3）机具就位：
人力缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。
对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。
为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。
（4）启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进：
插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。
在插管过程中，喷射高压水切割土体。
（5）浆液配置：
高压旋喷桩的浆液，采用P.042.5级普通硅酸盐水泥,水泥用量550kg/m3，水泥：
粉煤灰＝1：
0.3。
水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比0.8，搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。
喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。
水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
9
（5）喷射注浆：
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备
的压力和排量必须满足设计要求。
各部位密封圈必须良好，各通道和
喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以
控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的
记录。
（6）喷射时，先应达到预定的喷射压力气压不小于0.7Mpa，水
泥浆流压力大于25Mpa、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌
后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为150mm/min
—250mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。
保证桩顶密实均匀。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。
（7）冲洗：
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。
管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
（8）重复以上操作，进行下一根桩的施工。
3、施工注意事项：
（1）施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。
（2）喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即
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进行检查排除故障。
（3）旋喷过程中，冒浆量控制在10%～25%之间。
（4）高压喷射注浆完毕后，应迅速拔出喷射管。
（5）施工中做好泥浆处理，及时将泥浆运出。
（6）相邻两桩施工时间间隔不小于48h，间距不小于4～6m。
高压旋喷桩检查项目
项次
项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
桩距（mm）
±100
尺量
2
桩径（mm）
不小于设计
尺量
3
桩长（m）
不小于设计
查施工记录
4
垂直度（%）
<1
查施工记录
5
单桩注浆量
不小于设计
查施工记录
6
桩体28天强度（Mpa）
≥1.0
试块
第六节施工技术保证措施
一、施工准备
1、熟悉图纸，对全体施工人员进行施工组织设计交底。
2、按有关文件的规定要求合理布置，为文明施工创造好条件。
3、根据工程设计要求，及时组织施工材料进场，并按有关规定
做好原材料的采样测试工作。
5、对全体职工进行施工技术交底及安全文明教育，提高全体职
工对工程技术要求、规程、规范以及所采取的工艺技术措施、安全文
明施工规定等的认识。
二、旋喷桩施工技术要求
1、定位：
定位好加固区域的工程桩位置，用竹签定位标记。
防
11
止钻孔、注浆对工程桩的影响。
2、钻机成孔：
如旋喷自行下管特别困难，喷射注浆前先以钻机成孔，钻头直径150mm，各桩成孔深度大于设计深度0.5m，成孔时用水平尺检查钻机机架垂直度，垫平稳固好桩机，钻进中不发生倾斜和移动，垂直度偏差小于1/100（用水平尺检查钻机机架水平度来控制）。
成孔是钻头中心对准桩位中心，严禁随意移位。
3、喷注作业：
下喷管前先检查和调试气嘴及喷浆口是否完好畅通。
下喷管必须垂直对准孔心，保证喷管提升和旋转，当喷管下至设计深度以下10cm左右开始拌送水泥浆，然后开启高压水泥浆及压缩空气，待送浆30秒后且孔口冒浆正常时方可旋喷提升。
喷注中如上节喷管要卸除，下节喷管继续作业时，必须待下部喷管高出井口装置20cm以上方可停止喷注，保证加固体垂向连续性。
成桩结束后及时做好桩顶回灌和废浆处理。
4、回灌：
当喷射灌浆完毕后，继续向孔内灌注浆液，直到液面不再下沉为止，保证桩体顶标高。
第七节、施工质量标准和质量管理制度一、施工质量标准
1、使用的水泥要有进沪许可证及质保书，并按规定进行复试。
2、桩位定位偏差不超规范允许范围。
3、桩垂直度保证在允许范围内。
4、旋喷桩顶标高、加固厚度、深度确保达到设计要求。
5、加固体质量检验符合设计要求
二、施工组织设计审批制度
1、施工组织设计必须在工程实施前上报总包单位、监理单位、
设计单位、业主单位。
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2、施工组织设计必须经建设单位、监理审定批准后才能实施。
三、技术复核、隐蔽工程验收制度
1、技术复核结果应填写“工程技术复核记录”，作为施工技术资料归档。
2、凡工程的施工结果被后道工序所覆盖，应进行隐蔽工程验收，隐蔽验收的结果必须填写“隐蔽工程验收记录”，作为档案保存。
四、技术、质量交底制度
1、项目经理组织项目全体人员对图纸认真学习，并督促总包单位组织技术交底会。
2、施工组织设计编制完毕并送审确认后，由项目经理牵头，项目工程师组织全体人员认真学习施工方案，并进行技术、质量、安全书面交底。
第八节、施工总进度计划
一、施工准备阶段:
时间为3天。
1、设备进场安装、调试。
2、放样定位。
3、水泥取样复试。
4、水、电安装。
二、施工阶段:
计划工期11天
两台桩机施工东西方向开挖后的局部深坑，两台桩机施工北面的加固区域。
整体施工流程已跟总包单位商定：
由北往南施工。
结合现场施工工况，以最短的工期完成施工任务（具体施工流程详见后附施
工流程图）。
每台桩机每天可施工160m3（24小时施工）。
三、退场及报告编写阶段:
时间为30天
13
1、设备及人员清理退场（1天）。
2、收集整理原始资料及有关技术资料。
3、完成工作量的核对与签证。
4、竣工资料汇总及提交
四、施工进度计划表：
工期
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
工程内容
设备进场、调试、
水电安装
测量定位
原材料取样、检测
沟槽开挖
高压旋喷桩施工
设备退场
第九节、工程质量保证措施一、工程质量保证体系
为确保工程质量达到设计要求，切实贯彻ISO9002质量体系标
准，根据《质量手册》、《质量体系程序文件》、《质量体系作业指导
书》，从质量方针，合同评审，供应商评审，物资采购验收，施工过
程控制、检验，测量和试验设备的控制，不合格品的控制，文件和资
料的控制，质量记录的控制，到培训、服务要素等，在整个施工过程
中形成一个符合ISO9002系列标准质量保证体系，使工程质量全过
程处于受控状态。
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二、施工质量保证措施
质量管理制度：
按全面质量管理要求，实施全面、全员、全过程的质量管理，建立四级质量管理机构，即由班组、机台、项目部、公司质量科组成的质检体系对工程的施工质量进行管理，并接受业主、设计、监理、总包等部门的检查监督。
1、实行项目经理全面负责制的项目法施工管理。
做好技术管理工作，开工前落实岗位责任制，做好技术交底，使每个施工人员对工程的技术要求明确，对岗位尽心尽责，对质量要求和设计要求有深刻的理解。
2、实行工序管理制度，严格工序控制，由施工员及时协调，使各工序紧密衔接，专职质检员跟踪检查验收控制各工序质量，及时进行中间质量检验和隐蔽工程验收，合格后方可进行下道工序施工，严格执行先验收后隐蔽的工作程序。
3、加强现场施工管理和调度，进场后电工、机修工现场24小时值班。
随时解决施工中出现的问题，保证施工的连续性。
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