高压旋喷桩方案及施工组织设计

目录附件：序号附件名称页/张数备注1基坑支护工程设计计算书72基坑支护结构平面示意图14基坑支护结构断面图15基坑支护结构详图16基坑降水井平面示意和降水井结构详图17基坑变形监测点平面示意图1益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程11.工程概况1.1拟建建筑物概况成都益联投资有限公司拟建的益联·逸景苑项目位于彭州市致和镇青林村，紧邻成彭快铁。益联·逸景苑项目总规划用地面积约140958m2，规划总建筑面积约558479m2。拟建物由高层、多层商业附属建筑物和纯地下室组成，多层和地下室为框架结构，高层住宅为剪力墙结构。该工程由北京中建建筑设计院有限公司设计。各建筑物性质详细情况见表1-1。拟建筑物性质一览表表1-1建筑物名称结构类型层数高度(m)地下室估计基础埋置深度(m)估计基础形式±0.00对差异沉降敏感程度1#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感2#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感3#楼框架3F13.951F6.0独立基础/一般4#楼剪力墙32F991F6.0筏板基础/敏感5#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感6#楼框架4F18.151F6.0独立基础/一般7#楼框架4F22.451F6.0独立基础/一般8#楼框架3F16.51F6.0独立基础/一般9#楼框架3F14.71F6.0独立基础/一般10#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感11#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感12#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感13#楼剪力墙32F991F6.0筏板基础/敏感14#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感15#楼剪力墙26F811F6.0筏板基础/敏感16#楼框架3F10.81F6.0独立基础/一般地下室框架-1F/1F6.0独立基础/一般益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程21.2拟建场地工程地质条件根据西北有色勘测工程公司提交的《成都益联投资有限公司益联·逸景苑项目岩土工程勘察报告》、《益联·逸景苑1、2和5号楼施工勘察报告》揭示，拟建场地地面相对平坦，场地地层结构简单，主要由第四系全新统人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲洪积(Q4al+pl)成因的粉质粘土、砂土及卵石组成。现自上而下分述各岩土层如下：1.2.1素填土（Q4ml）①：褐灰色，松散～稍密，稍湿。以粉质粘土为主，局部含植物根系、卵石和建筑垃圾等物。全场地分布。厚度0.40m～1.10m。1.2.2粉质粘土(Q4al+pl)②：褐黄色，稍湿；可塑状为主；成份以粉、粘粒为主，含少量铁锰质氧化物及其结核，局部地段夹薄层粉土团块；切面稍具光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。最大层厚2.20m。分布广泛，局部缺失。1.2.3细砂(Q4al+pl)③：褐黄、灰色；稍密；稍湿。以长石、石英为主，含少量云母、暗色矿物。多呈薄层状、透镜状分布于卵石层顶板之上或夹于卵石土中，混少量卵石。场地内局部地段分布，揭露最大层厚1.80m。1.2.4卵石(Q4al+pl)④：褐黄、褐灰色，稍湿～饱和。卵石成份以花岗岩、玄武岩为主。亚圆形～圆形。磨圆度中等。粒径一般2～10cm，混漂石量较大，最大粒径达30cm以上。填隙物以细砂、砾石为主。卵石呈中等风化～微风化。卵石土埋藏于自然地面以下0.40～3.40m。1.3水文地质条件1.3.1地下水类型及赋存条件场地内地下水主要为赋存于第四系砂卵石中的孔隙潜水。场地地下水主要补给方式为地表水、大气降水及地下径流补给；排泄方式以地面蒸发、地下径流为主。益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程31.3.2地下水埋深及水位变化幅度因周边建筑基坑降水影响，实测得场地稳定地下水位埋深在自然地面下4.7～5.2m，相应高程562.29～560.32m。地下水夏高冬低，随季节变化明显，年变幅度约2.0m。本场地最高地下水可按自然地面下2.5m考虑，相应高程为564.0m。2.地基处理方案设计2.1地基处理方案设计依据2.1.1《成都益联投资有限公司益联·逸景苑项目岩土工程勘察报告》；2.1.2《益联·逸景苑1、2和5号楼施工勘察报告》；2.1.3《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；2.1.4《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）2.1.5《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；2.1.6《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2002）；2.1.7《逸景苑项目基础平面图》（北京中建建筑设计院有限公司）；2.1.8地基土物理力学参数表（根据勘察成果）；各岩土层承载力特征值建议表表2-1土层层号承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)变形模量Eo(MPa)粘聚力Ck(kPa)内摩擦角Φk(°)高压旋喷侧阻力特征值qsi(kPa)端阻力特征值qp(kPa)素填土①603.0510粉质粘土②1605.52515细砂③11072030卵石松散④-1180162850稍密④-22802435651200中密④-35003040801800密实④-480036421002200益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程42.2地基处理工程设计概况根据地勘资料显示，建筑物2号楼部分基底下一定深度范围内存在软弱层（细砂、松散、稍密卵石），不能满足设计对地基承载力的要求，因此，须对此区域内的软弱地基土进行加固。根据设计单位要求，本工程采用高压旋喷桩复合地基处理方案对该区域地基进行加固处理，高压旋喷桩复合地基处理后的复合地基承载力特征值为fspk≥450kPa，压缩模量Es≥25MPa。2.3设计计算2.3.1确定桩端持力层及桩长根据本工程建设场地岩土工程地质条件，选择中密~密实卵石为桩端持力层(依据勘察报告提供的地基土物理力学性能指标值判定)，桩端进入持力层深度不小于0.5米。根据该场地的勘察报告“地质钻孔剖面图”计算，高压旋喷桩设计平均桩长约3～5.7米，平均桩长5.0米。2.3.2桩径的确定本工程高压旋喷桩主要加固土层为细砂、松散、稍密卵石层，根据相关规范及地区经验，高压旋喷桩有效走私取500mm。2.3.3估算复合地基承载力特征值○1确定桩间土承载力特征值根据场地的地层条件和土的物理力学性能参数，桩间土以细砂层数据计算，取fsk=280kPa，桩端持力层以中密卵石层数据计算，取qp=500kPa。公式一：益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程5○2估算单桩承载力特征值Ra值，取场地最不利地质钻孔81号数据。Ra=Up∑qsiLi+qpAp式中：Up—桩的周长(m)，取1.57；n—桩长的范围内所划分的土层数；qsi—桩周第i层土的极限侧阻力标准值(kPa)；qp—桩端极限端阻力标准值(kPa)，取1800；Li—第i层土的厚度(m)；d：桩径(mm)，取500mm；Ra=Up∑qsiLi+qpAp=477.04+98.0=575.04kN公式二：pcuaAfR=0.33×9500×0.196=614.46kN式中：—为强度折减系数，取0.33；cuf—与旋喷桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm）在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值,结合本工程实际取值为9500kPa;根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中的规定，公式一、二计算结果取小值，因此Ra取575.04kN。○3计算面积置换率fspk=m(Ra/Ap)+β(1-m)fsk式中：fspk—复合地基承载力特征值，fspk≥450kPaRa—单桩竖向承载力标准值：Ap—桩的截面积Ap=3.14×(0.5/2)2=0.196m2fsk—处理后桩间土承载力特征值，根据场地地质情况，综合考虑取i=1ni=1n益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程6fsk=280kPam—面积置换率β—桩间土承载力折减系数，取0.50经计算面积置换率m=0.126○4确定桩距根据面积置换率公式：m=d2/de2得de=1.408高压旋喷桩按正三角形布置，则S=1.408/1.05=1.34米。本工程实际按边长1.3米正三角形在软弱层分布区域内满。实际面积置换率为0.134。○5复合地基承载力验算fspk=m(Ra/Ap)+β(1-m)fsk=459.3kPa＞450kPa上述设计均按最不利因素进行计算，并舍去了对地基有利的因素，复合地基承载力满足设计要求，最终地基承载力以检测结果为准。○6估算复合地基的压缩模量Esp=ζEsa(式中：ζ=fspk/fak)式中：Esp—复合地基土层的压缩模量(MPa)Esa—桩间土层压缩模量(MPa)，根据该地区的施工经验，高压旋喷桩施工完成后对砂层的压缩模量有较大提高，综合考虑Esa取7.0MPa。式中：40.8180459kPakPaffakspk,Esp=ζEsa=40.8sMpa≥25Mpa○7褥垫层开挖土方至褥垫层设计底标高，清除浮浆（裁桩）；虚铺褥垫层厚度益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程7h=0.23m，铺设在桩顶部，夯实至20cm（其作用是保证桩土共同承担荷载，减少基底的应力集中作用），使夯填度达到0.90。褥垫层虚铺由下式确定：h=H/λ=0.20/0.9=0.33m（λ取0.9）褥垫层材料采用级配中粗砂加70%左右的碎石，但碎石粒径不宜大于3cm，该工作在高压旋喷桩桩体施工完成并达到70%以上强度后进行。3.高压旋喷桩复合地基处理施工工艺3.1高压旋喷桩施工工艺流程图泥浆排放处理钻机就位调整钻架角度钻孔插管试喷高压喷射注浆作业喷射结束拔管桩机移位机具清理准备工作制浆一级过滤二级过滤高压泵对浆液加压启动高压清水泵、空压机供水、风图6施工工艺流程图益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程83.2施工工艺3.2.1钻机引孔；本工程采用CH-30地质钻机进行引孔施工，如果在钻孔过程中发现与勘察报告中的地质数据有较大差异时应立即停止施工，须相关单位确认并制定解决方案。3.2.2制备水泥浆；钻机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。3.2.3旋喷桩机就位、插管；移动旋喷桩机到指定桩位，插入旋喷管。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水。3.2.4提升喷浆管、搅拌；喷浆管下沉到达设计深度后，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆，直至达到预期的加固高度后停止。3.2.5桩头部分处理；当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。3.2.6清洗；向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。益联逸景苑项目2号楼高压旋喷桩复合地基处理工程93.2.7移位；移动桩机进行下一根桩的施工。3.2.8补浆；喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。4.质量要求及质量控制要点4.1旋喷桩施工质量要求旋喷桩施工质量要求应满足表4-1要求。旋喷桩施工质量标准表表4-1序号项目允许偏差检查数量检查方法及说明1固结体位置（纵横方向）50mm抽检2%，但不少于3根用经纬仪检查（或钢尺丈量）2固结体垂直度1.5%用经纬仪检查喷浆管3固结体有效直径±50mm开挖0.5～1m深后尺量4桩体无侧限抗压强度不小于设计规定钻芯取样，做无侧限抗压强度试验5复合地基承载力不小于设计规定抽检2‰，但不少于1处平板荷载试验注：钻芯取样做桩体无侧限抗压强度试验、复合地基平板荷载试验和渗透系数试验应在成桩28