WSS工法桩试桩方案0403.docx
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WSS工法桩试桩方案0403
南昌市轨道交通2号线一期工程土建5标
青~福区间东端头井WSS工法桩
试桩方案
编制:
审核:
审定:
上海城建市政工程(集团)有限公司
南昌市轨道交通2号线一期工程土建5标项目经理部
2015年3月30日
一、工程地质概述1
二、试桩桩位3
三、施工参数3
四、施工工艺流程4
五、试桩位置、试桩桩长及试桩根数4
六、试桩桩机类型选择及数量7
七、试桩加固料品种7
八、质量检测7
九、质量控制措施7
十、安全控制措施8
十一、人员配备9
十二、进度计划安排9
十三、异常处理措施9
一、工程地质概述
根据南昌市轨道交通2号线一期工程(二标)青山路口站~福州路站区间岩土工程勘察详勘报告,本工程穿越土层主要为:
人工填土(Q4ml)、第四系全新统冲积层(Q4al)、下部为第三系新余群(Ex)基岩。
按其岩性及其工程特性,自上而下依次划分为<1-1>杂填土、<1-2>素填土、<3-1>粉质黏土、<3-3>细砂、<3-4>中砂、<3-6>砾砂、<3-7>圆砾、<5-1-1>强风化泥质粉砂岩、<5-1-2>中风化泥质粉砂岩。
各土层物理力学参数详见:
<1-1>杂填土:
呈灰褐色、褐黄色、灰黄色等,,主要由粘性土、砂土及碎石角砾组成。
层厚0.40~1.30m,层顶埋深0.40~1.30m,层顶高程19.20~20.52m。
<1-2>素填土:
稍压实~压实,呈灰褐色、褐黄色、灰黄色等,稍密~中密,主要由粘性土、砂土及碎石角砾组成。
层厚0.50~6.00m。
<3-1>粉质黏土:
灰褐色、褐黄色、深灰色,软塑~可塑,土质较均,局部含少量粉细砂,粘性一般,切面较光滑,韧性中等。
层厚0.20~1.10m。
<3-3>细砂:
浅黄色、灰黄色、灰白色,饱和,稍密~中密,矿物成分以石英为主,长石次之,级配一般,局部含粘土薄层.层厚0.10~0.40m。
<3-4>中砂:
灰黄色、灰褐色,饱和,中密。
局部夹细砂或粗砂。
成分以石英、云母、长石为主,含少量砾石和粘性土.层厚0.10~2.10m。
<3-6>砾砂:
灰黄色、褐黄色、灰白色,饱和,中密~密实,磨圆度好,矿物成分以石英为主,长石次之,含少量圆砾。
层厚0.40~10.40m。
<3-7>圆砾:
浅黄色、灰褐色、褐黄色,饱和,以中密~密实状为主,级配一般,砾石母岩成分以石英质岩、砂岩为主,偶夹粘土薄层。
层厚0.40~2.20m。
<5-1-1>强风化泥质粉砂岩:
紫红、暗红、褐红色,多呈泥土夹岩块状,岩体基本质量等级为Ⅴ类。
层厚0.40~2.20m。
<5-1-2>中风化泥质粉砂岩:
紫红、暗红、褐红色,岩石风化强烈,节理裂隙极发育,岩芯呈半岩半土状、碎块状,遇水易软化、崩解,岩块手可掰断,局部夹有少量中风化碎块,岩体破碎、岩质软。
单轴天然抗压强度为8.74MPa,软化系数0.32。
岩体基本质量等级为Ⅳ类。
层厚0.40~2.20m。
勘察场地地下水类型分为分为孔隙微承压水、基岩裂隙水两种类型。
第四系含水地层主要以细砂<3-3>、中砂<3-4>、砾砂<3-6>、圆砾<3-7>层为主,分布广泛,厚度较大,透水性及富水性好,属中等透水~强等透水层。
勘察区砂砾层中地下水具统一的地下水面,属潜水,局部因上部有相对不透水层时,略具承压性,地下水流速较小。
始发端头地质剖面图
二、试桩桩位
WSS工法桩三个试桩桩号为1#、2#、3#。
三根桩所在位置在选在青山路口站东端头地连墙侧(叠山路立交桥西侧围挡内)。
三、施工参数
WSS工法桩施工前,按施工图纸的要求和结合以往类似工程WSS工法桩施工中总结的成功经验,拟选择二重管无收缩双液注浆的施工方法进行现场成桩试验,以便确定用于本工程施工的技术参数、浆液配比及选择合适的桩机类型。
根据以往同类地层施工经验拟采用坑道钻机先进行化学浆液注浆(前进式),后进行双液浆注浆加固(后退式)施工方法可以确保注浆均匀性,同时具有施工可行性。
试桩主要内容及拟采用的施工参数:
1、钻进速度:
采用二挡或三挡钻进,钻进速度0.15~0.5m/min(需根据现场地质情况适当调整),严禁采用一挡钻进以免埋钻杆。
注浆咬合要求:
自下往上注浆、钻杆逐节拆除后重新下杆注浆咬合尺寸不小于0.3m/次。
注浆时提升速度:
0.1~0.3m/min。
注浆期间采取注浆压力和注浆量双重控制(以注浆压力为主),地面情况稳定时注浆压力达到1.5MPa,可停止注浆,如地面发生严重隆起可适当调整注浆压力和注浆量。
2、在A液、B液、C液相互配制配比一定时,分别采取三种不同的水泥掺量10%、12%、15%进行工法桩试桩施工。
3、注浆孔直径:
44mm。
4、浆液扩散半径:
1.5m。
5、浆液凝结时间:
20s~30s(可根据实际情况调整浆液凝固时间)。
四、施工工艺流程
WSS工法桩试桩拟采用“前化学浆液注浆、后双液浆注浆”的工艺流程,试桩工艺流程如下图所示:
不塌孔塌孔
不塌孔
五、试桩位置、试桩桩长及试桩根数
为使试桩参数具一定代表性,WSS工法桩桩试验的试验区初步选在青山路口站东端头地连墙侧(叠山路立交桥西侧围挡内,但不在设计加固范围内)。
试验根数初定为3根(每种水灰比各试桩1根),试桩长度为21.06m,具体的试桩情况如下表。
桩号
项目
1#
2#
3#
所需时间min
试桩长度(m)
21.06
21.06
21.06
/
水玻璃:
水(A液)
1:
1
1:
1
1:
1
/
磷酸:
水(B液)
1:
15
1:
15
1:
15
/
水泥浆(C液)水灰比
1.1:
1
1.3:
1
1.5:
1
/
水泥掺量(%)
10%
12%
15%
/
水玻璃掺量(%)
8.88%
11.6%
16.67%
/
A液:
B液(体积比)
1:
1
1:
1
1:
1
/
A液:
C液(体积比)
1:
1
1:
1
1:
1
/
钻进速度(cm/min)
40
40
40
50~60
注化学浆提升速度
(塌孔复喷)(cm/min)
20~30
20~30
20~30
60~80
注双液浆提升
(压力Ma)
1.5
1.5
1.5
150~180
注双液浆流量(L/min)
46
46
46
双液注浆每次提升
高度(cm)
30~40
30~40
30~40
每根桩(12米)
水泥用量(T)
17.46
20.95
26.20
/
每根桩(12米)
水玻璃用量(T)
15.51
20.25
29.12
/
备注:
1、因本次加固地层为细沙及砂砾,故提速均可一致。
2、掺量指的是掺入材料和加固土体的比值。
掺量计算:
1、水泥用量:
水泥掺量为10%,M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.1=17.46T
水泥掺量为12%,M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.12=20.95T
水泥掺量为15%,M水泥=3.14*1.5*1.5*12*2.06*0.15=26.19T
2、注浆量
A、水灰比1.1、水泥掺量为10%
每立方米水泥浆水泥用量为:
m1=1/(1.1+1/3)*1000=697.7kg
水泥浆V1=17.46*1000/697.7=25.02m³
B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%
每立方米水泥浆水泥用量为m2=1/(1.3+1/3)*1000=612.2kg
水泥浆V2=20.95*1000/612.2=34.22m³
C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%
每立方米水泥浆水泥用量为:
m3=1/(1.5+1/3)*1000=545.5kg
水泥浆V2=26.19*1000/545.5=48.01m³
3、磷酸用量:
M磷酸=1.69*1/(15*1.69+1)*23*21/0.4=77.44kg(1.69为磷酸的密度,23为成孔时的喷浆流量,0.4为钻进速度)
4、水玻璃用量:
成孔时m1=1.45*1/(1.45+1)*23*21/0.4=714.64kg(1.45为水玻璃的密度,23为成孔时的喷浆流量,0.4为钻进速度)
注双液浆时
A、水灰比为1.1、水泥掺量为10%m2=1.45*1/(1.45+1)*25.02=14.8T
水玻璃用量M水玻璃=15.514T
B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%m2=1.45*1/(1.45+1)*34.22=20.25T
水玻璃用量M水玻璃=20.964T
C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%m2=1.45*1/(1.45+1)*48.01=28.41T
水玻璃用量M水玻璃=29.124T
5、土体的重量M土=3.14*1.52*12*2.06=174.646T(2.06为地层的密度)
故:
A、水灰比为1.1、水泥掺量为10%
水玻璃掺量为15.514/174.646*100%=8.88%
B、水灰比为1.3、水泥掺量为12%
水玻璃掺量为20.25/174.646*100%=11.6%
C、水灰比为1.5、水泥掺量为15%
水玻璃掺量为29.124/174.646*100%=16.67%
磷酸掺量为0.077/174.646*100%=0.44%
六、试桩桩机类型选择及数量
根据南昌市轨道交通2号线一期工程(二标)青山路口站~福州路站区间岩土工程勘察详勘报告资料显示,该端头主要由素填土、粉质黏土、细砂、中砂、砾砂构成。
WSS工法桩试桩设备拟选用型号ZLJ-700D钻机和型号ZBSB-148~23/4-15双液注浆机进行施工,双液注浆机配有压力表,施工过程中可通过压力表控制注浆压力和注浆量。
拟调配进场试桩设备型号为:
ZLJ-700D钻机,数量1台。
该钻机机配备φ42mm螺旋钻头、钻杆长度1.8m,一台双液注浆机,一台搅拌机。
七、试桩加固料品种
试桩选用普通硅酸盐水泥,强度等级为42.5,拟采用国内知名正规厂家出厂的并且检测合格的水泥,水玻璃采用45Be〃,磷酸浓度不小于85%。
八、质量检测
试桩施工完成后3d~7d内,采用XY-2钻机对3根桩进行抽芯取样,检验桩身成桩均匀程度成桩完整性及抗压、抗渗性,并且根据检测报告确定最终加固的各项参数。
检测指标:
抗压强度≥0.8Mpa;渗透系数≤1*10-7cm/s。
九、质量控制措施
(1)试桩使用的水泥强度等级不得小于42.5,试桩施工只能使用一种品牌的水泥,不允许混用。
严禁使用受潮、结块、变质的水泥。
(2)桩机就位应平整、稳固,确保施工中不发生倾斜、移动;桩机钻杆垂直偏差不得大于1%,桩位偏差不得大于20mm。
(3)在注浆成桩过程中,如因送浆管路堵塞或机械故障等原因而停止注浆,第二次注浆接桩时,搭接长度不得小于30cm。
(4)注浆达到桩顶时,宜停止提升,继续注浆数秒,以保证桩头均匀密实。
钻至设计桩底提升注浆之前,必须在孔底搅拌数秒以确保混合浆液送至孔底才能提升注浆。
(5)注浆时,操作工应注意压力仪表的显示,及时调整浆液压力,以保证注浆工作均匀平稳;注浆施工过程中,值班技术人员应与机台操作人员、制浆工密切配合,以确保桩长、桩身垂直度、水灰比等重要指标满足设计要求。
(6)施工主要记录由机长记录完成,但必须有专业技术人员负责监控,施工中出现的问题和处理情况,均须如实记录在施工记录表备注栏中。
(9)开工前,应由技术人员对各施工班组进行技术交底,明确各级岗位责任制度以及桩机规程等。
(10)应定时对使用的钻头进行定期检查,其直径磨耗量不得大于10mm。
十、安全控制措施
(1)进入现场进行WSS工法桩试桩的人员,严禁穿拖鞋、必须戴好安全帽,爬高人员必须配带安全带,特殊作业人员要配带专门的防护用品,如电焊工要配带面罩和目镜。
(2)施工现场存放的设备、材料应整齐,堆放安全可靠,通道畅通。
(3)进场施工人员严禁在钻机机头正对面停留,并同注浆管保持适当距离,以防浆管突然断裂构成人员伤害。
(4)WSS工法试桩施工人员必须严格遵守岗位责任制和交接班制度,并熟知WSS工法桩的安全技术操作规程,在施工中坚守岗位,严禁酒后上岗。
(5)搬运材料和使用工具时,必须时刻注意自已、周围人员的安全;上、下传送器材或工具时,禁止抛掷。
(6)遇有恶劣天气影响施工时,禁止进行露天高空、起重作业。
(7)不得在架空电力线正下方施工、搭设作业棚、建造暂时设施和堆放物品。
(8)供电及照明安全措施:
a、夜间照明线路必须绝缘良好,布线整齐且应相对固定,并经常检查维修,照明灯悬挂高度应在2.5m以上,经常有汽车通过之处,灯线悬挂高度应在5m以上。
b、严禁将电源线芯弯成裸钩挂在电源线路或电源开关上通电使用。
c、照明线路拆除后,不得留有带电的部分,如必须保留时,则应切断电源,线头包以绝缘,固定于距地面2.5m以上的适当处。
d、WSS工法桩试桩配备的电气设备和线路等应装漏电保护器,做到一机、一闸、一漏电保护,以防止因潮湿漏电和绝缘损坏引起触电及设备事故。
十一、人员配备
(1)技术1人
(2)钻手4人
(3)制浆工3人
十二、进度计划安排
试桩进度计划安排如下:
2015年3月31日设备安装调试及挖填试桩施工平台;2015年4月1日~4月2日试桩施工。
十三、异常处理措施
(1)桩位偏差控制
桩位测量放样完成,通过移动桩机,使钻头中心对准桩位,桩位对中偏差不大于20mm,用水平尺调平桩机,确保钻杆的垂直度不大于1%。
(2)浆量不足
施工过程中,注意记录每个孔位的耗浆量,发现某个孔位注浆量不足时,应及时进行重复注入。
(3)应对坚硬粘土、含砂率高淤泥质土措施
拟采用适当降低提升速度、适当加大注浆压力的施工工艺。
(4)保证桩长措施
钻至设计桩底后,在设计桩底注浆数秒以确保浆液送至孔底才能逐步提升。
(5)保证桩头均匀性措施
注浆至设计桩顶时,应旋转注浆数秒,以确保桩头均匀密实。
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