盾构进出洞地基加固方案Word格式文档下载.doc
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（4）晚更新世（Q32-1）湖、冲湖积相沉积成因土层—层号⑥
⑥～1粉质粘土：
硬塑～可塑，均质致密，夹粘土。
层顶埋深20.0～25.7m，层厚3.3～8.3m。
⑥～2粉质粘土：
可～软塑,呈上硬下软状,均质性较差,局部地段无规律性地分布有薄层流塑状粉质粘土和粉土.层顶埋深26.5～31.8m,层厚4.0～13.0m。
⑥～3粉质粘土：
软～流塑，夹粉土。
（5）晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积成因土层—层号⑦
⑦粉土～粉砂：
中密～密实状态，局部为细砂，透水富水性良好，局部夹粘性土薄层。
层理发育，层顶埋深30.1～38.5m，层厚一般大于5.0m，局部较薄。
（6）晚更新世（Q31）泻湖相沉积成因土层—层号⑧
⑧粉质粘土：
可塑～软塑，局部夹可塑状粉质粘土和粉土、粉砂，均一性差。
层顶埋深35.0～41.2m，层厚10.4～21.8m。
（7）中更新世（Q22）冲湖积相沉积成因土层—层号⑨
⑨粉质粘土：
可塑，局部软塑，层顶埋深55.2～61.6m，层厚大于5.0m。
（8）中更新世（Q21）的古沙洲相沉成因土层—层号⑩
⑩粉土：
中密，局部夹砂和粉质粘土，层顶埋深59.8～68.1m左右，层厚大于4.0m。
（9）中更新世（Q21）滨海相沉积沉积成因土层—层号11
2、水文地质
2.1地表水
苏州市地处江南水网区，属长江流域太湖水系，区内地表水系极其发育，主要有太湖、阳澄湖群及大小规模不等的河渠组成。
湖泊之间河汊连通，构成水力联系密切群体。
主要骨干性的河道有京杭大运河，通连江海，还有外城河沿老城区环城分布。
水位主要受大气降水和太湖排水影响，并受人为控制，常年水位（黄海标高）1.10～1.30m，其年变幅1m左右。
2.2地下水
本区间地下水类型按其埋藏特征分为：
孔隙潜水、微承压水及承压水。
（1）潜水含水层
由填土层组成含水层。
人工填土层由粉质粘土夹碎石、碎砖混填，在粗颗粒较高处存在大孔隙，成为地下水的赋存空间，其透水性较好，但不均匀。
②层粘性土（包括②～1层粉质粘土～粘土、②～2层粉质粘土），透水性弱，基本不含地下水，可以作为相对隔水层。
平均渗透系数为：
KV=4.5×
10-6cm/s，Kh=1.4×
10-5cm/s，属弱透水层。
（2）微承压含水层
由晚更新世沉积的④～1a层粉质粘土夹粉土、④～1层粉土该含水层组埋藏较浅，厚度较大。
其中④～1层赋水性、透水性较好，含水量较丰富，该含水层的隔水顶板为②～2粉质粘土及④～1a粉质粘土层，隔水底板层⑤粉质粘土为弱透水层，因此该层具有微承压性。
该含水层的补给来源主要为孔隙潜水和地表水。
勘察期间，地下水位埋深1.3～2.4m（高程0.4～0.6m）。
雨季时地下水位提高约0.5m左右。
3、周边环境
（1）管线情况
沿线各车站管线迁改已基本完成，大部分重要管线已调查清楚并完成迁改，除木渎站东端头井北侧有一条Ф1400供水管离端头只有4m左右，施工时应重点对该管进行监测。
施工期间注意保护管线，若发现未知管线，立即采取相应措施进行保护，并通知相关部门进行处理。
（2）地下障碍物情况
施工现场场地内为原路面、空地、小河等，除玉山公园北端头存在小桥基础及小河护坡、车站端头未改迁或已报废管线外，未探明有任何影响施工的人工障碍物。
（3）建筑物
地面建筑物均离端头井均较远，加固施工对其影响不大。
四、端头加固方案
1、方案概述
本标段共2个盾构区间，4个盾构进出洞加固区，分别位于出入段东端头、木渎站西端头、木渎站东端头、金枫路站西端头。
出入段盾构井围护SMW工法桩由Ф850@600水泥土搅拌桩内插H型钢（密插）组成。
木渎站、金枫路盾构围护结构均采用800mm厚地下连续墙，按照设计木渎站、金枫路站端头加固方法采用三轴搅拌桩加旋喷桩进行补充加固。
出入段东端头井设计为三轴搅拌桩进行加固，由于SMW工法桩围护结构先进行施工，三轴搅拌桩加固与SMW工法桩围护不能很好地搭接在一起。
为了保证盾构机进出洞的安全，拟采用三轴搅拌桩加旋喷桩进行加固。
2、加固工法及要求
为保证盾构进出洞、破除端头围护结构时隧道端头土体的自稳和防水要求，需在盾构进出洞前对洞口地基进行加固处理。
根据设计要求本标段盾构进出洞地基加固采用三轴搅拌桩加固，搅拌桩与车站围护结构（连续墙）间夹心层采用双重高压旋喷桩加强止水帷幕止水，增加加固区与车站结构的整体性。
明挖段端头井盾构始发端地基加固长度为9m，加固宽度为盾构隧道结构左线外侧3m，左线内侧2.72m，竖向加固范围为盾构隧道结构上下各3m；
盾构到达端加固长度为8m，加固宽度为盾构隧道结构右线外侧3m，右线内侧2.72m，竖向加固范围为盾构盾构隧道结构上下各3m，车站盾构到达端头加固长度为8m，加固宽度为盾构隧道结构每侧3m，竖向加固范围为盾构隧道结构上下各3m。
a．加固范围平面示意图b．加固范围剖面示意图
木渎站、金枫路站盾构进出洞加固范围示意图
出入段东端头盾构进出洞加固范围示意图
搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩，A区搅拌桩水泥掺入量为20％，B区搅拌桩水泥掺入量取15％，空桩水泥掺入量取7％。
采用42.5级普通硅酸盐水泥。
旋喷桩采用Ф800@600双管旋喷桩，每米水泥用量取250kg/m，施工前进行试桩，并根据加固效果，调整施工工艺及各项施工参数。
各加固区加固范围及桩位平面布置图、降水井平面布置及井管结构大样图详见附图1木渎站东端头盾构进出洞地基加固图、附图2木渎站西端头盾构进出洞地基加固图、附图3金枫路站西端头盾构进出洞地基加固图、附图4出入段东端地基加固图。
经加固的土体保证良好的均质性、自立性，其中A区无侧限抗压强度不小于1MPa，渗透系数应小于10-8cm/sec；
B区无侧限抗压强度不小于0.5MPa，渗透系数应小于10-7cm/sec。
3、针对性加固方案
3.1粉土夹粉砂层加固措施
根据苏州轨道交通一号线工程木渎站～金枫路站区间岩土工程详细勘查报告，金枫路西端头盾构进出洞主要位于④1粉土、④2粉土夹粉砂层中，部分区域砂层较厚，含水丰富，存在微承压水，在该类地层加固施工易出现卡钻、下沉困难等情况。
针对该情况，选用质量较好、功效高的三轴搅拌桩机进行加固施工，若在加固过程中搅拌阻力较大时，可根据情况增大浆液水灰比，适当增加注浆量，以保证搅拌土体塑性；
④1粉土、④2粉土夹粉砂层摇振反应迅速，加固施工过程中严格控制提升速度及注浆量，并严密观察浆液置换率，判断加固效果，根据实际情况采取复搅喷浆等措施保证加固质量。
3.2备用降水井施工
苏州地区水网密布，水系发达，地层含水丰富。
本标段盾构进出洞加固区除出入段东端头无含水层外，其余端头加固地层均有饱和含水层，且补给快，部分地层为微承压水层。
为保证盾构进出洞安全，必要时在每个进出洞端头井加固区相应位置设置3个备用降水井，井底深入加固区底面下5米。
该降水井主要目的是：
盾构进出洞时若漏水漏砂现象较严重，立即采取主动降水措施，降低加固区水压及含水量，同时辅助以排、堵等措施，将工程风险及损失降到最低。
降水井管采用Φ550，主要构造如下：
（1）井口：
井口根据实际情况设置、以高于地面以上0.50m为宜，以防止地表污水渗入及杂物掉入井内，一般采用优质粘土填塞井管外空隙，其深度不小于2.00m；
（2）井壁管：
井壁管均采用焊接钢管，直径φ273mm；
（外径）；
（3）过滤器（滤水管）：
降水井所有滤水管外均包一层15目钢丝网、两层60目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同；
（4）沉淀管：
沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度为1.00m，沉淀管底口用铁板封死。
（5）填滤料（中粗砂）：
降水井的滤水管部位围填磨圆度较好的滤砂（中粗砂），填入部位从井底向上至过滤器顶部以上3.0～4.0m。
（6）在滤砂的围填面以上采用优质粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。
（7）管节一般6米左右，运至现场后包滤布和拼装，降水井的结构及过滤器的安装部位见各端头井加固区备用降水井布设及井管结构大样图。
五、施工部署
1、施工人员部署
施工人员配备表
序号
工种
人数
备注
1
项目部管理人员
3
2
班组长
搅拌机司机
4
旋喷桩司机
5
电工
6
普工
7
测工
8
机修工
9
拌浆工
合计：
27
2、施工机械部署
本工程拟投入1套三轴搅拌桩机及配套设备和1套高压旋喷桩设备进行加固施工，主要施工机械设备如下表：
三轴搅拌桩施工主要机械配备表
设备名称
型号
单位
数量
用电量（KW）
三轴搅拌桩机
DH608
台
90×
搅拌机
压浆泵
7.5
空压机
6m3
37
储浆桶
高压旋喷桩主要施工机械配备表
旋喷桩机
GS500-4
15
高压清水泵
XZ
55
三柱塞泥浆泵
BW-200
排污泵
7.5DNP-120
泥浆搅拌泵
UB3
4.5
拌浆机
个
六、施工方案
1、三轴搅拌桩施工方案
1.1施工工艺流程
三轴搅拌桩施工工艺流程如下图所示：
水泥浆拌制
水泥材质检验
报监理工程师
残土处理
搅拌下沉喷浆提升
开挖导沟
设置机架移动导轨
三轴搅拌机定位
三轴搅拌机架设
施工完毕
三轴搅拌桩施工工艺流程图
1.2三轴搅拌桩施工
在施工现场适当位置建拌浆施工平台，平台附近搭建100～200m2拌浆棚，在开机前进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员作好交底工作。
采用PO-42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5，A区水泥掺量20%，B区水泥掺量15%，加固区以外区域水泥参量7%，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。
水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，否则作为废浆处理。
桩体搭接施工一般不超过12小时，如超过10小时形成施工冷缝，则需在冷缝外成品字形（3个注浆孔）用压密注浆至三轴搅拌桩顶至桩底进行加固，以保证三轴搅拌的整体防渗效果。
在施工交接班时，必须定准桩位，下钻成孔时必须放慢速度保证搭接。
①桩位放样：
由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于50mm。
在两侧定位架上以设计间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。
②开挖沟槽：
开挖过程中，根据基坑端头井围护外边控制线，用挖机开挖，清除地下障碍物。
③调整桩架垂直，桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要做到平稳、安全。
桩机定位后，由当班机长负责对桩位进行复核，偏差不得大于5cm。
④桩机垂直度校正：
在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。
每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在1.5%内。
⑤桩长控制标记：
施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。
⑥水泥浆液拌制：
施工前应搭建好可存放水泥的拌浆平台，对相关人员技术交底。
⑦三轴搅拌桩机钻杆下沉与提升：
按照三轴搅拌桩施工工艺要求，钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。
加固范围内钻杆提升速度不得大于1m/min，均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。
搅拌桩施工结束。
⑧注浆、搅拌、提升：
开动灰浆泵，待纯水泥浆到达搅拌头后，按要求提升搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和。
⑨在每天施工完毕后，向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。
并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。
1.3主要计算参数
本工程采用Φ850三轴搅拌桩，桩间搭接250mm，主要施工参数如下表：
三轴搅拌桩施工参数表
项目
参数
下沉速度
0.8～1m/min
提升速度
0.8～1m/min
搅拌转速
16r/min
浆液压力
0.4～0.6MPa
浆液流量
80L～120L/min
水泥标号
P.O.42.5
水泥掺量
20%、15%、7%
浆液配比（水灰比）
1～1.5
1.4施工要点及技术要求
（1）开机前必须探明和清除一切地下障碍物，须回填土的部位，必须分层回填夯实，以确保桩的质量。
（2）桩机行使道路不得下沉，桩机垂直偏差不大于1.5%。
（3）施工前应进行水泥检验，并将检验报告报监理工程师审查。
（4）水泥浆搅拌系统应配有可靠的计量装置，喷浆系统应配备流量表、压力计等检测装置；
搅拌头下降、提升过程中应有速度控制装置和措施。
（5）施工前应在监理工程师的旁站监督下，对浆液流量、喷浆压力、搅拌提升下降速度等进行标定。
（6）成桩过程中，必须严格控制搅拌机的提升速度和搅拌次数，搅拌次数以二次喷浆二次搅拌为宜，且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升，桩底应进行复喷。
（7）桩搅拌头二次提升速度均控制在1m/min以内。
注浆泵出口压力控制在0.4～0.6Mpa。
（8）桩与桩搭接时间不应大于12h,相搭接宽度大于100mm；
如超过12h，则在第二根桩施工时增加注浆量20%，同时减慢提升速度。
（9）在成桩过程中必须有专人进行详细的施工记录，包括：
测量定位、浆液配比、喷浆压力、浆液流量、搅拌机下沉和提升速度、成桩深度、复喷及复搅等。
1.5质量检验标准
三轴搅拌桩施工质量检验标准
检查项目
允许偏差
检查方法
桩体强度
设计要求
钻芯取样
水泥用量
查看流量计
搭接长度
250
尺量
桩底标高
±
100mm
测机头深度
桩位偏差
≤50mm
桩垂直度偏差
≤1.5%
经纬仪
搅拌桩地基加固采用钻孔取芯检验，A区无侧限抗压强度不小于1MPa；
B区无侧限抗压强度不小于0.5MPa。
每单位工程取3个点检验。
2、高压旋喷桩施工方案
2.1施工工艺
测量定位
钻机就位
钻进造孔
高喷台车就位
下管喷射
浆液喷射
旋摆提升
成桩
移机至下一孔位
废浆沉淀
硬化、外运
终孔检查
浆液配制
水泥浆配制
不合格
合格
废浆排放
沉淀池
废水排放、沉渣外运
高压旋喷桩施工工艺图
高压旋喷桩施工方法示意图
2.2高压旋喷桩施工
（1）测量定位：
测量技术人员按施工图放样，并做好明确标志，确保旋喷机定位准确，放样误差小于5cm。
（2）成孔：
喷射注浆前钻机成孔，为减少对围护体的压力，使旋喷桩施工压力垂直释放，拟扩大引孔直径，引孔直径为125mm。
各桩成孔深度大于设计深度0.5m，成孔钻机机架垫平，钻具垂直地面，成孔垂直度≤1.5%。
钻孔中心与放样定位中心误差不于2cm。
（3）喷射作业：
A）旋喷机架就位，喷管位于自然悬吊状态时喷管中心对准孔心，偏差不大于二分之一孔径（成孔直径），保证下管、提升及旋喷注浆顺利进行。
B）下管前先检查喷嘴及喷浆口是否完好畅通，并作喷水和喷浆试验，直至管路通畅方可下喷管。
C）喷管下至超设计深度10cm时，开始拌送水泥浆，接通水泥浆管、高压气管，开动高压泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转喷射，并用仪表控制压力、流量和风量，当分别达到预定数值时开始提升。
D）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以上方可停止喷浆；
喷注中若遇到故障等特殊情况时，喷管须下降20cm才能开始继续喷注，以保证旋喷加固体的竖向连续性。
E）为达到比较理想的地基处理效果和减少对周围的影响，在高压旋喷桩具体施工过程中，可采用跳孔或隔行和先外排后内排的程序施工。
①将钻机安置在现场精确测设的孔位上，使钻头对准孔位中心。
钻机安装定位要准确、水平、稳固。
为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
钻杆垂直度＜1.5%。
②钻孔位置与设计孔位偏差不得大于50mm。
③喷射注浆管插入预定深度后，由下至上同时喷射高压浆及低压空气。
注浆时随时检查浆液初凝时间、浆液流量、浆液压力、旋转提升速度及空气压力、空气流量等参数是否符合设计及规范要求，并随时做好记录。
④钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆继续旋喷时，其搭接长度不小于200mm。
⑤施工完毕后，冲洗干净注浆管等机具设备，管内机内不得残存水泥浆。
⑥将钻机等机具设备移至新孔位。
2.3主要施工技术参数
高压旋喷桩采用双重管注浆法，注浆体直径为φ800mm，桩体搭接200mm，主要施工参数为：
高压浆：
25～28Mpa，流量80～120L/min
气压力：
0.7Mpa
提升速度：
10～15cm/min
旋转速度：
14r/min
水泥掺量：
250kg/m，采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥
2.4施工要点及技术要求
（1）水泥浆搅拌系统应配有可靠的计量装置，喷浆系统应配备流量表、压力计等检测装置；
在喷浆过程中对提升速度应有速控装置和措施。
（2）施工前应在监理工程师的旁站监督下，对浆液流量、喷浆压力、喷嘴提升速度等进行标定。
（3）拆卸钻杆继续旋喷时，须保持钻杆有20cm的搭接长度。
成桩中钻杆的旋转和提升必须连续不中断。
（4）注浆泵与钻机距离一般控制在50～80m范围内，并根据施工场地调整。
（5）发生故障时立即停止提升和旋喷，排除故障后复喷，复喷高度不小于50cm。
（6）水泥浆应在旋喷前一个小时内搅拌，旋喷过程中，钻孔中正常的冒浆量控制在20%以下。
超过20%或完全不冒浆时，应查明原因采取相应措施。
（7）在施工过程中必须有专人进行详细的施工记录，包括：
测量定位、浆液配比、喷浆压力、浆液流量、喷嘴提升速度、成桩深度及复喷等。
2.5质量检验标准
旋喷桩施工质量检验标准
≥200mm
七、地基加固施工质量、安全和环保措施
牢固树立“以人为本、建优质工程”的精神，正确处理好“质量、工期、成本、安全、效益”五者关系。
坚持“五到位”：
操作要点交底到位，上下工序交接到位，上下班交接到位，关键部位的检查验收到位，各种材料设备和加工构件进场验收到位。
1质量保证措施
1.1、施工技术关键及保证措施
为达到设计图纸及施工验收规范规定的质量标准，除了在人、机、料、法、环各个影响质量的环节上进行全过程控制以外，具体还要注意以下几方面：
（1）施工现场应先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物和地下障碍物，遇低洼地时应抽水和清淤，回填粘性土（或置换土）并分层夯实，铺设路基箱，路基承载力应满足重型桩机平移、行走稳定的要求，确保搅拌桩垂直度达到设计要求。
（2）严格控制搅拌桩下沉速度和搅拌提升速度，并保持匀速下沉（提升），搅拌提升时不应使孔内产生负压造成堤坝周边地基沉降，在桩机筒身上做好明显标志，严格控制隔水帷幕桩顶和桩底标高。
（3）施工过程中随时检查施工记录，并对照规定的施工工艺对每组桩和检验批进行质量评定，检查重点是：
水泥用量、桩长、制桩过程中有否断桩现象、搅拌提升时间。
1.2、成桩施工期的质量控制
（1）认真做好各施工班组作业人员分层次技术交底，以及上岗前的培训工作，持证上岗，确保岗位工作质量。
（2）确保使用设计强度等级的水泥，进场水泥及时送检，合格后方可使用。
（3）严格控制水灰比及掺入量，确定下沉速度为0.8～1m/min，提升速度为0.8～1m/min。
（4）施工机械性良好，JZL-120型Ф850三轴搅拌机在进场前进行检修，施工时及时维保、检查；
BW-200型压浆泵及时维修、保养，并准备应急备用压浆泵一套，从而确保喷
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