南京地铁三号线土建工程D3TA02标端头加固施工方案图文精Word格式文档下载.docx
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3.1星火路站东端头地质水文情况
⑴端头地质:
星火路站所处场地地层自上而下依次为:
①-1填土及①-2填土层、②-1b2-3粉质粘土、③-1b2粉质粘土、④-1b1-2粉质粘土、⑤e残积土、k2p-2强风化粉砂岩,k2p-3中风化粉砂岩。
⑵端头水文:
岗地范围粘性土层地下水贫乏,潜水主要赋存于场地东侧坳沟范围填土层及②-1b2-3层粉质粘土,该层夹粉土薄层,富水性差。
星火路站东端头地质勘探孔平面布置图
28.17
25.00
Q1K3
S1Z14
27.00
星火路站东端头S1Z14、S1K10、Q1K37、S1Z9、Q1K3孔地质断面图
3.2高新路站西端头地质水文情况
高新路站西端头所处场地地层自上而下依次为:
③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、⑤e残积土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩;
②层粘性土。
其中填土层透水性不均匀,一般水平向透水性略强于垂直向。
③层土中③-1b2层软塑粉质粘土饱含地下水,但透水性较弱,给水性较差,属于
高新路西端头地质勘探孔平面布置图
⑶平、纵断面及地层性状
高新路站西端头Q1B28、Q1BK7、Q1K30Q1Z26孔地质断面图
3.3高新路站东端头地质水文情况
高新路站东端头所处场地地层自上而下依次为:
①-2杂填土、②-1b2-3可塑~软塑状粉质粘土、②-3b3软塑状粉质粘土;
(东端头有部分回填土,回填土中有孤石,部分孤石在隧道范围内。
Q1BK7
Q1BZ8
22.90
22.59
22.41
Q1Z26
Q1K30
潜水含水层主要为填土②层粘性土。
其中填土层透水性不均匀,一般水平向透水略强于垂直向。
②-1b2-3层、②-3b3层粉质粘土水平层理发育,一般水平向透水略强于垂直向。
但总体仍属于微-弱透水层。
21.71
S2K21
S2Z22
高新路站东端头S2Z22、S2K21、S2K7、S2Z7孔地质断面图
3.4泰冯路站西端头地质水文情况
泰冯路站西端头地层主要为①-2杂填土、③-1b2可塑状粉质粘土、④-1b1-2硬塑-可塑状粉质粘土、K2p-2层强风化岩、K2p-3层中风化岩。
泰冯路站区间穿越地层主要④-1B1-2可-硬塑状粉质粘土、5e残积土、K2p-2中风化岩。
强风化岩层为基岩裂缝水主要含水层,由于多上覆微-不透水粘性土,地下水补给不充分,因此水量较小,中风化岩层裂缝多为泥质、钙质充填,导水性差,水量贫乏。
Q2K23
22.45
泰冯路站西端头Q2K21、Q2K23、Q2Z20、Q2K18、Q2K20孔地质断面图
4端头加固方案设计
盾构进出洞加固设计采用Ф850@600三轴搅拌桩加固,星火路站东端头地基加固与围护桩中间夹缝封闭采用Ф800@600三重管高压旋喷桩加固(高新路站东、西端头未设计高压旋喷桩。
水泥土搅拌桩采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥,实桩桩体28d无侧限抗压强度≥0.8Mpa,渗透系数≤1.0×
10-8cm/s。
设计范围:
按设计需提前对相应位臵端头盾构进出洞处进行地基加固处理,2区间共4个端头井加固区,分别处于星火路站东端头、高新路站西端头、高新路站东端头、泰冯路站西端头。
5端头加固施工方案
5.1方案概述
端头加固设计盾构进出洞洞门外土体为软弱含水的土层,若不提前加固处理极易坍方、流砂、涌水,造成地面塌陷,甚至使盾构失去控制,为确保盾构机进出洞施工安全,必须对洞门外土体进行加固处理,为保证盾构始发安全,当盾构始发出现异常时能够迅对端头地基进行降水,在盾构加固体外设臵3眼450mm管井作为应急井,管井伸入隧道底部以下不小于4m。
本区间盾构累计始发、到达8次,加固端头共3个,2个始发端头(星火路站东端头、高新路站东端头;
1个到达加固(高新路站西端头。
泰冯路站西端头因盾构隧道
全断面为岩层所以未设计加固。
根据工程筹划,本标段盾构在星火路站东端头井(右线始发、高新路站过站、泰冯路站西端头井吊出之后再从星火路站东端头(左线始发、高新路站过站、泰冯路站西端头井吊(盾构施工结束。
5.2端头加固施工范围
星火路东端头纵向加固长度为6m,横向加固至隧道边缘两侧各3m,竖向加固至隧道边缘上下各3m,星火路隧道断面有部分岩层,所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面,高新路西端头纵向加固长度为,6m,横向加固至隧道边缘两侧各3m,竖向加固至隧道边缘上下各3m,高新路隧道断面有部分岩层,所以竖向加固从隧道顶以上3m至隧道下部土岩分界面,高新路东端头纵向加固长度为9m,横向加固至隧道边缘两侧各3m,竖向加固至隧道边缘上下各3m。
5.3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间夹心层采用三重高压旋喷桩加强止水帷幕止水(仅星火路站东端头设计高压旋喷桩,增加加固区与车站围护的整体性。
搅拌桩采用Ф850@600三轴搅拌桩,搅拌桩水泥掺入量:
实桩20%、空桩7%。
采用P〃O42.5级普通硅酸盐水泥;
旋喷桩采用Ф800@600三管旋喷桩,旋喷桩水泥用量:
实桩390kg/m、空桩90kg/m,施工前进行试桩,并根据加固效果,调整施工工的各项施工参数。
经加固的土体保证良好的均质性、自立性,实桩桩体28无侧限抗压强度≥0.8Mpa,
星火路站东端头盾构井加固平面图
高新路站西端头盾构井加固平面图
高新路站东端头盾构井加固平面图
6施工部署
6.1施工人员部署
6.2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:
6.3施工进度计划
根据我部施工进度及盾构总体筹划时间,再综合考虑加固施工场地等因素,原则上在盾构始发前1~1.5个月完成加固施工,保证加固强度;
加固区与车站围护结构的夹心层采用高压旋喷桩加固,保证盾构始发或到达时止水帷幕满足设计要求。
个别加固施工场地狭小,除作好充分的物质和人员准备外,必须合理安排施工程序和场布,选择科学、合理的施工流程,将工期缩短,为后续工程争取时间。
为争取时间,加固施工原则上要考虑全天施工,按每天24小时施工计算。
详细进度计划见下表:
7施工方案
7.1三轴搅拌桩施工方案
7.1.1施工工艺流程
三轴搅拌桩施工工艺流程如图7-1所示:
图7-1三轴搅拌桩施工工艺流程图
7.1.2三轴搅拌桩施工
⑴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。
⑵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。
移动搅拌机到达指定桩位、对中,对中误差不大于2cm,双向调整桩机垂直度,垂直度偏差不大于1/200。
⑶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。
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。
⑷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。
⑸钻进搅拌
三轴搅拌桩桩身采用两喷两搅工艺,水泥和原状土须均匀搅拌,下沉和提升过程中
均为注浆搅拌,同时严格控制下沉和提升速度:
下沉速度为0.5~1m/min;
提升速度为1~2m/min;
为了减少各幅桩施工之间的相互影响,采用跳槽式连接,如图所示。
跳槽式双孔咬合成桩示意图
①钻进喷浆
开动灰浆泵,浆液从喷嘴喷出并具有一定压力后,开始钻进搅拌,同时根据试桩结果调整灰浆泵档次,保证喷浆量满足要求。
在钻进过程中连续喷入水泥。
钻进至土岩分界面后,应原地喷浆搅拌30秒。
如局部位臵存在喷浆不足的情况时(喷浆过程中可测得泥浆比重,在通过流量表数值掌握注浆量,应在反转提升的过程中进行补浆。
②提升喷浆
钻进至设计桩长或硬层后,开动灰浆泵,并根据试桩结果调整灰浆泵压力档次,保证喷浆量满足要求。
将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌,并连续喷入水泥浆液,直至导沟底标高。
7.1.3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:
7.1.4施工要点及技术要求
⑴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(高新路东、西端头,以确保桩的质量。
⑵桩机行使道路不得下沉,地基承载力不足可垫路基箱,桩机垂直偏差不大于0.5%。
⑶施工前应进行水泥检验,并将检验报告报监理工程师审查。
⑷水泥浆搅拌系统应配有可靠的计量装臵,喷浆系统应配备流量表、压力计等检测装臵;
搅拌头下降、提升过程中应有速度控制装臵和措施。
⑸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。
⑹成桩过程中,必须严格控制搅拌机的提升速度和搅拌速度,桩搅拌头提升速度均控制在1~2/min以内。
注浆泵出口压力控制在0.4~0.6Mpa。
⑺在成桩过程中必须有专人进行详细的施工记录,施工中钻孔、提升喷浆的各道工序应详细、及时、准确记录,所有记录需按要求使用统一表格,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。
⑻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。
⑼本工程采用三轴搅拌桩搭接工序。
桩与桩搭接时间超过24小时,应作为冷缝记录在案,采取在搭接处补做搅拌桩等技术措施,确保搅拌桩的搭接质量。
7.1.5质量检验标准
7.2高压旋喷桩施工方案
7.2.1施工时间
考虑到基坑开挖以后围护桩会存在一定程度的变形,导致基坑围护结构人工挖孔桩、钻孔桩与端头加固体形成一个夹芯层,在以后的盾构进出洞、破除端头围护结构时会形成一个渗水通道。
为了保证盾构进出洞的安全,旋喷桩的施工时间安排在各端头盾构井主体结构中板层施工完成并达到设计强度后开始施工。
7.2.2高压旋喷桩施工
⑴施工工艺
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。
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≤0.5%。
钻孔中心与放样定位中心误差不于2cm。
喷射作业:
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。
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。
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。
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臵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。
图7-3三重管旋喷法施工工艺流程
①将钻机安臵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臵。
钻杆垂直度<
0.5%。
②钻孔位臵与设计孔位偏差不得大于20mm。
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。
7.2.3施工要点及技术要求
⑴施工前先进行场地平整,挖好排浆沟,做好钻机定位。
要求钻机安放保持水平,钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1.5%。
⑵旋喷桩施工程序为:
机具就位→贯入注浆管、试喷射→喷射注浆→拔管及冲洗等。
⑶三重管法施工须预先用钻机或振动打桩机钻成直径150~200mm的孔,然后将三重注浆管插入孔内,按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求,由下而上进行喷射注浆,注浆管分段提升的搭接长度不得小于200mm。
图7-5三重管用喷嘴
⑷在插入旋喷管前先检查高压水与空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,插入后先作高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。
如因塌孔插入困难时,可用低压(0.1~2MPa水冲孔喷下,但须把高压水喷嘴用塑料布包裹,以免泥土堵塞。
⑸喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数见表或根据现场试验确定。
⑹当采用三重管法旋喷,开始时,先送高压水,再送水泥浆和压缩空气,在一般情况下,压缩空气可晚送30s。
在桩底部边旋转边喷射1min后,再进行边旋转、边提升、边喷射。
⑺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,同时立即进行检查排除故障;
如发现有浆液喷射不足,影响桩体的设计直径时,应进行复核。
⑻当处理既有建筑地基时,应采取速凝浆液或大间隔孔旋喷和冒浆回灌等措施,以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象,影响被加固建筑及邻近建筑。
⑼桩喷浆量Q(L/根可按下式计算:
1(β+=qvHQ
式中H——旋喷长度(m;
v——旋喷管提升速度(m/min;
q——泵的排浆量(L/min;
β——浆液损失系数,一般取0.1~0.2。
旋喷过程中,冒浆量应控制在10%~25%之间。
对需要扩大加固范围或提高强度的工程,可采取复喷措施,即先喷一遍清水,再喷一遍或两遍水泥浆。
⑽喷到桩高后应迅速拔出注浆管,用清水冲洗管路,防止凝固堵塞。
相邻两桩施工间隔时间应不小于48h,间距应不小于4~6m。
⑾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。
7.2.4主要施工技术参数
高压旋喷桩采用三重管注浆法,双排Φ800@600,实桩水泥用量390kg/延米,空桩水泥用量90kg/延米。
主要施工参数如表6-3所示。
7.3质量保证措施
7.3.1技术控制措施
(1班组认真按图纸,按规程操作,建立自检、互检质量保证体系。
(2施工班组长协助施工员按设计图纸及操作规程进行操作验收并提出口头整改意见。
(3施工员应根据各分部分项的设计图及操作规程进行技术质量验收,当技术质量不符合要求时,提出口头或书面整改通知单,限令在期限内完成整改内容。
(4技术、质量工程师应根据设计图纸及质量评定标准,进行跟踪管理,对各道工序进行把关、评定,提出书面整改意见,处理一般技术、质量问题,重大技术质量问题向技术质量负责人汇报,并提出整改意见。
(5技术、质量负责人应对工程技术、质量进行抽查,并责令在期限内整改,处理较大的技术、质量问题,组织技术质量人员进行复查。
7.3.2施工质量控制措施
(1施工前应检查水泥、砂等的质量,桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度、高压喷射设备的性能等,坚持进行必要的实验测试。
(2严格控制浆液配比,做到挂牌施工,并配有专职人员负责管理浆液配臵。
严格控制水灰比,搅拌时间,浆液质量,注浆时控制注浆压力和注浆速度
(3施工前对搅拌桩机进行维护保养,尽量减少施工过程中由于设备故障而造成的质量问题。
设备由专人负责操作,上岗前必须检查设备的性能,确保设备运转正常。
若出现注浆孔堵塞或断浆现象,应及时停泵,排除故障后,再采取有效的措施进行复喷浆,严防断桩、空桩。
(4桩机移位、开钻、提升由现场指挥负责,开钻前,检查桩机平稳性,做到固定端正,桩架垂直,并采用测量仪器等完成桩机的水平度,桩架的垂直度,在确认无误后,指挥下达操作命令。
(5确保桩身强度和均匀性要求做到:
①采用“二喷二搅”施工工艺,第一次喷浆量控制在60%,第二次喷浆量控制在40%;
严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度,用水量采取总量控制,严禁桩顶漏喷现象发生,确保桩顶水泥土的强度。
②土体应充分搅拌,严格控制钻孔下沉、提升速度,使原状土充分破碎有利于水泥浆与土均匀拌和。
③浆液不能发生离析,水泥浆液应严格按预定配合比制作,为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。
压浆阶段输浆管道不能堵塞,不允许发生断浆现象,全桩须注浆均匀,不得发生土浆夹心层。
④压浆阶段,若发现断浆和管道堵塞时,应立即停泵处理,以防断桩发生。
⑤相邻桩的施工间隔时间不能超过24小时,否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆,
以保证桩间搭接强度;
并同时作冷缝处理。
(7施工结束后28d,对施工质量及承载力进行检验、内容为桩体强度、承载力、平均直径、桩体中心位臵、桩体均匀性等。
(8旋喷注浆地基质量检验标准如表7-4所示。
8地基加固施工质量
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。
8.1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:
⑴星火路东端头低级加固若桩基电流突然上升和钻杆扭矩突然增大,应立即提钻,提钻后再次下钻,如果电流及扭矩都突然增大,说明下面已到岩层,岩层处为了保证土岩分界面的成桩质量及加固效果,应在该分界面继续注浆2分钟之后在提钻。
⑵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。
⑶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。
8.2成桩施工期的质量控制
⑴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。
⑵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。
⑶严格控制水灰比及掺入量,严格控制下沉速度和提升速度。
⑷施工机械性良好,三轴搅拌机在进场前进行检修,大型设备报检审批后方可使用,施工时及时维保、检查;
压浆泵及时维修、保养,并准备应急备用压浆泵一套,从而确保喷浆的均匀性和连续性。
⑸施工前对桩机垂直度进行检查校正。
⑹加强上述施工质量点的全面管理,项目部实现24小时岗位值班制度,做好施工过程质量控制记录。
⑺施工过程中,由专人负责填写施工记录,施工记录表中详细记录桩位编号、桩长、断面面积、下沉(提升的时间及深度、水泥用量、水泥掺入比、水灰比。
8.3桩体的检测
施工完后采用轻便触探器静力触探、钻取土样等方法对桩身质量和桩身强度进行检验,钻孔位臵避开隧道轮廓。
检验桩的数量不少于已完成桩数的1%,且不少于3根。
所有试验、检验报告及时交监理工程师审查,在得到书面通知后方可进行下一道工序的施工。
加固土体28天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa。
加固体水平取芯孔设臵10个,孔深3m,每个洞门各5个,见图《取芯孔布臵图》,施工时根据加固过程情况可局部调整。
垂直取芯孔6个,分别布臵在隧道左侧边、右侧边和中部位臵。
5
32
左线(洞门
旋喷桩加固区域三轴搅拌
加固区域
未加固区
轮廓线取孔
取芯孔布臵示意图
(2防水要求
加固后的土体具有良好的防水性,以使盾构机在土压平衡状态未建立阶段的施工安全,取芯检测抗渗系数不大于1×
10-8cm/sec。
土体加固完后,在预留洞门处将车站连续墙凿九个孔,透水量小于0.03m3/d。
(3匀质性
通过对所取芯样的观察,判断所加固土体的匀质性。
8.4工程技术资料管理
在施工过程中使用的资料应符合国家和南京地铁公司的标准,对资料进行收集、整理、编目、汇总装订,提供原始记录供有关部门检查,核定。
竣工后按规定归档。
9安全保证措施
9.1安全管理体系
9.1.1安全责任
(1项目经理为安全施工的总责任人。
(2项目安全总监对安全施工负直接领导责任,具体组织实施各项安全措施和安全制度。
(3项目工程师负责组织安全技术措施的编制和审核,安全技术
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