三重管高压旋喷桩施工方案

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第一章 编制说明

1.1编制依据

（1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；

（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）； （3）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）； （4）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

（5）呼和浩特市轨道交通2号线一期工程天府花园站施工图纸； （6）踏勘施工现场了解的情况和收集的相关资料； （7）类似的施工经验；

（8）我单位现有技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力。

1.2编制原则

（1）确保技术方案针对性强、操作性强，施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工工艺参数和机具设备。

（2）技术可靠性原则

根据本标段工程特点，依据呼和浩特市及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。

（3）经济合理性原则

针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使旋喷桩加固施工达到既经济又优质的目的。

（4）环保原则

施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，保证施工场地整齐有序。

1.3适用范围

本施工方案适用于主体围护结构、附属围护结构桩间止水旋喷桩施工。

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第二章 工程概况

2.1 设计概况

天府花园站位于气象局西巷与赛马场北路交口处，沿气象局西巷呈西北~东南走向布置。车站东北侧为呼和浩特市体育场，西侧为新爆米花音乐广场，南侧为城市维也纳、二层小商铺，西南侧为成吉思汗小学。车站覆土根据地势不同略有起伏，站中心里程处约为3.0m。

天府花园站设计中心里程为AK17+074.00，车站主体长200.6m，宽19.7m（不含围护结构）。 车站附属建筑包括 4个出入口、2组风亭组。主体结构为地下两层单柱双跨钢筋混凝土框架结构。采用明挖法施工，围护结构采用Φ800mm@1100mm钻孔灌注桩+内支撑体系，桩间设置旋喷止水帷幕。利用Φ800高压旋喷桩对围护桩间隙进行咬合，防止基坑渗水。采用三重管法施工工艺。

图一 止水旋喷桩与围护桩咬合示意图

2.2 工程地质和水文地质概况

2.2.1 地形地貌

呼和浩特地铁2号线位于呼和浩特市内，属大青山前倾斜平原，地势呈北高、南低，地面高程一般在1040～1075m之间，建筑物和道路密集。

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呼和浩特市轨道交通2号线一期工程天府花园站 2.2.2 工程地质

该地区地层主要为第四系全新统冲洪积层（Q4ai+pl）粉质黏土、粉砂、细砂、粗砂及粗圆砾土；局部表覆第四系人工堆积层（Q4ml）填筑土、素填土、杂填土。现将沿线地层由新至老分述如下：

①人工堆积（Q4ml）

填筑土：黄褐色，硬塑～坚硬，以粉质黏土为主，夹碎石，厚度0～5.6m，主要分布于既有道路、铁路路堤附近。

素填土：褐黄色，以粉土为主，稍湿，稍密，厚0～2.2m，零星分布。 杂填土：黄褐色，硬塑～坚硬，以生活垃圾与建筑垃圾为主，厚度0～3.0m，城区内零星分布。

②冲洪积（Q4al＋pl） 线路范围内广泛分布。

粉质黏土：黄褐色，坚硬～可塑，厚10～>20.0m。

粉、细砂：黄褐色、褐黄色，稍密～中密，稍湿～饱和，以石英长石为主，厚3～5.3m，透镜状分布于粉质黏土中。

中、粗砂：黄褐色、灰褐色，中密～密实，潮湿～饱和，以石英长石为主，局部含砾岩，厚2～5.9m。透镜状分布于粉质黏土中。

粗圆砾土：灰褐色，稍湿～饱和，中密～密实，圆砾以砂岩为主，充填沙土，局部夹细圆砾，厚6～14.5m 2.2.3 水文地质

根据区域地质资料，施工场地区域内经过的主要河流有：小黑河、大黑河，均属黄河水系。枯水期水量很小，甚至干涸，洪水期水量突增，水势凶猛。

本地区地下水为第四系的孔隙潜水，水位埋深5.0～11.0m。主要含水层由第四系冲洪积松散堆积物组成，地下水位变幅2.0～3.0m，主要靠大气降水及部分河水补给，地下水排泄主要以蒸发和人工抽取为主。

受人类活动影响的地下水对普通混凝土结构具氯盐侵蚀性，环境作用等级L1级。

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2.3 主要工程数量

主体围护结构桩间止水旋喷桩的工程数量如下表所示：

表一 止水旋喷桩工程数量

序号 1 2 3 4 桩类 桩径(mm) 总计 桩长(m) 根数 总长（m) 本工程数量表不作为最终工程量，现场按实际施工需要适当增加。

第三章 施工总体安排

3.1 总体施工方法

3.1.1 施工方法

本工程旋喷桩施工采用三重管法旋喷，为防止旋喷桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成相邻高喷孔施工时串浆，采取分批跳孔施作，具体施工顺序依据现场实际情况确定。

3.1.2 施工安排

根据工期要求及现场实际情况，先在基坑北侧投入两台高压旋喷桩机施工北侧旋喷桩，两台旋喷钻机由东西两端头向中间靠近施工。

3.2 施工进度计划

根据总的工期要求、现场施工安排计划及实际情况，计划于2015年X月X日开始进行旋喷桩试桩工作，2015年X月X日正式开始旋喷桩施工，先施工北侧x根已完成钻孔桩处的止水旋喷桩，每台旋喷钻机每天可完成大约6根桩，旋喷桩的施工进度紧跟主体围护钻孔桩，计划在2016年X月初完成旋喷桩施工。

3.3 资源配置

3.3.1人员配置

表二 施工人员一览表

序号 职务 姓名 4

备注 呼和浩特市轨道交通2号线一期工程天府花园站 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目经理 项目总工 副经理 安全总监 试验室主任 技术主管 技术员 钻机操作手 送浆泵操作手 辅助施工人员 施工负责人 技术负责人 现场负责人 安全质量监督负责人 试验室主任 现场技术指导 现场旁站记录 操作钻机 负责送浆 负责制浆 在施工中各人员应各司其职，认真负责，相互协作，互相监督。钻孔人员必须作好现场钻孔记录，取得第一手地质资料，以便注浆技术人员根据地质资料及时调整注浆参数。司泵人员应随时注意注浆泵压力变化，值班技术员及时记录并根据试桩要求调整施工参数。 3.3.2主要施工机械设备

旋喷桩施工采用XY-150地质钻机引孔，XP-30B型旋喷机作业。主要施工机械设备如下表所示，本表暂定为两个工作面设备配置，根据施工进度及现场实际情况，及时调整设备。

表三 机械设备一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 地质钻机 高喷台车 高压水泵 灌浆泵 空压机 泥浆泵 拌浆机 规格型号 XY-150 XP-30B 3D2-5Z栓塞泵 HB-80 P-0.8MPa，Q-6m3/min BW-150 WJG-80 单位 台 台 台 台 台 台 台 数量 1 2 2 2 2 2 2 5

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第四章 施工方法

4.1 施工原理及工艺流程

三重管法旋喷是一种水、气喷射、浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的。

采用三管法旋喷，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；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，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。三重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外，也可促进废土的排除，减轻加固体单位体积的重量。旋喷桩施工工艺流程见下图。

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测放桩位 引孔钻机就位 钻进成孔 清孔 移钻 试喷检查 启动高压泵送水 插入高喷管 浆液配制泵送 高喷作业 回灌 观察高喷参数 孔内保持满浆 换浆清渣 开孔检查 启动空压机送风 搬迁 图二 旋喷桩施工工艺流程图 4.2施工工艺参数

施工工艺参数见下表：

表四 旋喷桩施工主要技术参数参考表 项目 技术参数 压缩空气 气压（MPa） 气量（m3/min） 压力（MPa） 水 流量（L/min） 喷嘴直径mm 水泥浆 水灰比 提升速度（cm/min） 旋转速度（r/min） 压力（MPa） 流量（L/min） 0.5～0.7 0.5～2.0 26 100 2～3.2 4 100～150 1：1 12 12 浆量计算:以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为：

Q=(H/v)q(1+β)

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呼和浩特市轨道交通2号线一期工程天府花园站 式中 Q—浆量（m）； H—喷射长度（m）；

q—单位时间喷浆量（m3/min）； β—损失系数，通常0.1～0.2； v—提升速度（m/min）。

根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。

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4.3旋喷桩施工方法

4.3.1 施工准备 ⑴场地平整

正式进场施工前，进行管线调查，明确管线位置，清除施工场地地面以下5米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”。

⑵桩位放样

施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。

⑶修建排污和灰浆拌制系统

旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。

灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。

4.3.2钻机就位

钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.15%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深

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度线，保证孔底标高满足设计深度。

4.3.3引孔钻进

钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。

4.3.4拔出岩芯管、插入注浆管

引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。

4.3.5旋喷提升

当喷射注浆管插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。

4.3.6钻机移位

旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。

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第五章 质量标准及检查措施

5.1 旋喷桩施工技术标准

旋喷桩的施工技术要求见表五。

表五 旋喷桩施工技术检查表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 项 目 名 称 钻孔垂直度允许偏差 钻孔位置允许偏差 钻孔深度允许偏差 桩体直径允许偏差 桩身中心允许偏差 水泥浆液初凝时间 水泥土强度 水灰比 技 术 标 准 ≤1.5% 50mm ±200mm ≤50mm ≤0.2D 不超过20小时 qu(28)≥1.2MPa。 1:1 检查方法 实测或全站仪测钻杆 尺量 尺量 开挖后尺量 开挖桩顶下500mm处用尺量，D为设计桩径 试验检验 试验检验 5.2 施工检查内容

5.2.1施工前检查

在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面： ①原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；

②浆液配合比是否合适工程实际土质条件；

③机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；

④施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。 ⑤施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。 5.2.2施工中检查 施工中重点检查内容有： ①钻杆的垂直度及钻头定位； ②水泥浆液配合比及材料称量；

③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；

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