旋喷桩墙与双重管注浆加固施工组织设计

1.工程概况
　　xx城市铁路xx标段（里程K39+302.59～K39+482.817）隧道途径xx大厦主楼东侧，为了保障建筑物的安全，需进行保护处理，即沿xx大厦全长拱型门两侧的楼与隧道之间施作旋喷桩挡土防渗墙及冷却塔基础四周、拱型门头基础三侧进行二重管无收缩浆液加固处理，旋喷桩挡土墙宽0.89m、高8.0m、长157.627m。受xx集团xx城铁xx标段项目部委托，xx公司将对上述工程内容进行施工。北京某工程旋喷桩墙与双重管注浆加固施工组织设计加以阐述。
　　2.场地工程地质、水文地质条件
　　据北京市城建勘察测绘院提供的《岩土工程勘察报告》，该场地地层由人工堆积层和第四纪沉积层组成，现分述如下：
　　人工堆积层：
　　素填土①层：主要为粘质粉土和粉质粘土，暗褐黄色～黄褐色，可塑～软塑，夹薄层砂卵石填土，含少量灰渣及腐植物；
　　杂填土①1层：杂色，松散，主要成分为砖块、灰渣、碎石、建筑垃圾，局部为水泥路面，本场区填土的最大厚度为7.0m.
　　第四纪沉积层：
　　粘质粉土粉质粘土③层：褐黄色～黄褐色，湿～饱和，可塑～硬塑，含云母、氧化铁；
　　重粉质粘土③1层：褐黄色～棕黄色，湿，可塑，呈透镜体分布，含氧化铁；
　　砂质粉土③2层：褐黄色～黄褐色，饱和，硬塑，呈透镜体分布，含氧化铁及少量砂粒；
　　粉细砂③5层：褐黄色，密实，饱和；该层层底标高为25.99～28.37m。
　　地下水：
　　上层滞水：实测水位标高为35.65～38.59m，水位埋深为2.5～6.35m，赋存于杂填土①1层、素填土①层、粘质粉土粉质粘土③层，主要补给来源为大气降水。
　　潜水：实测水位标高为37.29～35.04m，水位埋深2.98～7.54m，赋存于粉细砂③5层。
　　本场地上层滞水与潜水对砼结构无腐蚀性。
　　3.高压旋喷桩施工
　　3.1.方案的选择
　　北京城市铁路14标段在里程K39+302.59～K39+482.817处，沿建材大厦全长，在楼与城铁隧道之间、拱型门的两侧施作一挡土防渗墙，该方案由北京市城建设计研究院设计，采用双排高压旋喷桩进行施工，设计桩径φ500mm，桩顶标高37.000m、桩端标高29.000m、地面标高41.800～43.490m，桩长8.0m设计总桩数638根（详见旋喷桩施工布置图）。
　　3.1.1.喷射方式：旋喷。
　　3.1.2.布孔位置
　　在楼与隧道之间、拱型门两侧，沿建材大厦全长，在污水沟与热力管线之间，呈三角形布双排旋喷桩，桩距450mm，排距346mm，如遇东西走向管线，桩位可略作调整。（参见旋喷桩施工布置图）
　　3.1.3.灌浆材料
　　采用425#普通硅酸盐水泥，水取用降水井抽出的水，并补充一定量的自来水。
　　3.1.4.主要技术参数
　　高压水：压力P=20～25Mpa，水量Q=60～70L/min。
　　压缩空气：压力P=0.5～0.7Mpa，风量Q=0.8～1.0m3/min。
　　浆液：压力P=0.3～1.0Mpa，浆量Q=70～80L/min，浆液比重1.65～1.67。
　　提升速度：10～20cm/min。
　　旋转速度：10～20rpm。
　　开工前，首先选一开阔地，按桩距450mm、排距346mm定出4个桩位，然后钻机钻孔，深5.0m，高喷设备就位以上述参数进行试喷实验，依据现场试喷开挖后搭接情况，确定适当的施工参数。
　　3.2.施工工艺流程（略）
　　3.2.1.流程图（略）
　　3.2.2.施工顺序
　　⑴定位放线
　　按设计要求放线定孔位，反复丈量孔距，每孔误差不大于5cm，用钢筋固定，并准确测量孔口地面高程，经甲方、设计、监理多方核验认可。
　　⑵钻孔
　　采用XXY-100型钻机钻进，泥浆护壁，钻进过程中，须随时注意观察钻机的工作情况，钻孔不垂直度控制在0.5%范围内。

　　⑶下喷射管

　　将高喷台车移至孔口，先进行地面试喷以调整喷射压力，为防止水、气嘴堵塞，下管前可用胶布包扎，下喷射管要下到喷射深度。

　　⑷制浆

　　按设计要求制备浆液，并准确测量浆液比重。

　　高喷灌浆采用425#普通硅酸盐水泥，根据地层条件，可以利用回浆与水泥料混合拌制水泥浆液，根据灰浆浆液比重适当调整水泥加入量，浆液比重控制在1.65～1.67.

　　⑸喷射提升
　　喷射管下到设计深度，开始送入符合要求的水、气、浆，待浆液冒出孔口后，即按设计的提升速度、旋转速度，自下而上开始喷射、旋转、提升，直到设计的终喷高度停喷，并提出喷射管。
　　⑹回灌
　　喷射灌浆结束后，应利用水泥浆进行回灌，直到孔内浆液面不下沉为止。
　　⑺冲洗

　　喷射结束后，应及时将管路冲洗干净，以防堵塞。

　　3.3.特殊情况处理

　　孔口不返浆时，应查明原因停止提升喷射管，通过停喷、静喷、或加大浆液稠度，多次反复直至返浆。

　　因停电、机械事故停喷后，继续喷射时，应将喷射管下插50cm，以保证板墙的连续性。

　　4.二重管无收缩浆液施工

　　4.1.施工方案设计

　　4.1.1.注浆原理

　　注浆时在不改变地层组成的情况下，通过地面注浆，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固化，达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力（c）、内磨擦角（j）值增大，从而使地层强度增加。

　　注浆达到一定压力后，在注浆孔周围会产生一定大小的泡体。随着压力的不断增加，在浆液泡体上方的土体会产生一个倒园锥形的剪切面；另一方面，当浆液泡体的直径（r）增大时，周围的土体将提供越来越大的阻力。

　　设浆液泡体的向上总压力为Fy，浆液泡体的水平总压力为Fx，园柱形浆液泡体的平面投影面积为Ay，园柱形浆液泡体的侧面面积为Ax。

　　则有：Ay=π×r2/4Fy=σ×AyΔσπ

　　Ax=2π×r2×lFx=σ×Ax

　　因为σ值唯一，所以Fy的增加与浆液直径r的平方成正比，而Fx的增加与浆液直径的一次方成正比。因此浆液向上总压力的增加幅度远大于总水平力的增加幅度。在一定压下，浆液泡体直径达到了一个极限值R，与RL相应的注浆压力设为pn.足以使得地层加固密实。

　　4.1.2.施工方法选择

　　本工程主要以改变土层的密实度、渗透性及抗压强度为目的，使基础下土层增加粘结性及抗压强度，从而稳固基础、保护构筑物。

　　注浆施工时应结合现场条件，可采用二重管双液垂直及倾斜回抽注浆施工方法。

　　4.2.注浆加固

　　4.2.1.注浆材料

　　其特性对地下水而言，不易溶解；

　　对不同地层，凝结时间可调节；

　　对含砂层能控制浸透距离；

　　注浆材料配比：

　　A液：水：水玻璃=0.65：1

　　C液：水：水泥：H剂：C剂=1：0.44：0.0168：0.0032

　　4.2.2.注浆加固施工工序

　　钻注浆孔。

　注入浆液。

　　每一注浆孔完成后，拔出注浆管，封堵注浆孔。

　　进行下一注浆孔施工。

　　4.2.3.注浆范围的设计

　　详见注浆施工布置图。

　　4.2.4.注浆压力控制

　　施工时，若注浆压力不足，就达不到填充的目的；若压力过高，就可能引起混凝土基础受损或隆起。所以，在注浆时要严格控制浆液注入的压力，注浆压力0.3～0.6Mpa。

　　4.3.注浆观测

　　4.3.1.基准点、观测点布设

　　基准点应布设远离注浆处理区以外，一般布设2～3个；观测点应布设在预处理的冷却塔基础及门头基础上，平均每3～5米布设一个观测点。

　　4.3.2.观测精度及使用仪器设备

　　观测使用水准仪的精度一般应小于1.0mm。

　　4.3.3.测量观测

　　注浆处理前应测出每个观测点的高程并作为初始值，注浆处理期间，应根据施工进度对正处理的地段跟班观测，全部施工完毕后应全面观测一次。

　　4.4.注浆施工程序及人员组织（略）

　　5.工程质量保证体系

　　5.1.质量控制

　　工程质量按本工程制定，施工按甲方和监理认可的设计施工方案执行。

　　根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。

　　5.2.工程质量保证制度

　　成立工程项目经理负责人质量管理小组，完善质量保证体系的质量管理责任制，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。

　　现场施工材料管理，严格执行购料检验程序，材料进场必须（三证）齐全，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。

　　配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、使之成为评价工程质量的重要依据。

　　加强与甲方，监理的配合，认真接受指导和监督。

　　5.3.工程质量措施

　　钻孔施工：开钻前，应严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于5cm.钻杆度不得大于1°。钻孔时，密切观察钻进进度，溢水出水情况，出现大量溢水出水状态，应立即停钻，分析原因再进行施工。

　　配料：用计量准确的计量工具，按照设计配方配料进行施工。

　　注浆：注浆按程序施工，每段进浆要准确。当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆。

　　6.安全措施及文明施工

　　6.1.安全措施

　　施工现场实行交接班制度，遵守岗位责任制。

　　施工前钻机注浆泵及高压管路先进行试验运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，进行施工。

　　每次注浆前，检查安全阀、压力表的灵敏度，调整到规定注浆压力位置。

　　注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶圈冲式阀门破裂伤人。

　　注浆做到不停水停电，为保证注浆，配备发电机组及蓄水罐。

　　注浆施工期间，配备机电修理人3人，及时处理机械和电器出现的故障。

　　6.2.文明施工

　　施工现场的各种交通标志字体要书写正确、规范、工整、美观，并经常保持整洁完好。

　　施工人员进入现场必须戴安全帽。

　　及时清理沉淀物，保持现场清洁。

　　在本方案以外出现的问题，工程负责人和技术负责人商定后，上报甲方协调解决。

　　7.施工主要设备

　　三重管旋喷二（台）套，二重管无收缩注浆四（台）套，主要施工机械设备见下表：

　　序号设备名称型号功率（KW）数量用途

　　1高喷台车SGP-3A型42起架、喷射提升

　　2高压水泵SD3-3型752输送高压水

　　3空压机IV3/8型222输送压缩空气
　　4卧式搅拌机WJG-80型142搅拌灰浆
　　5立式搅拌机SJY-90型72搅拌灰浆
　　6注浆泵BW-150型7.52输送灰浆
　　7双液注浆泵SYB-60型7.54输送无收缩浆
　　8钻机XXY-100型7.52钻孔
　　9钻机TXU-75A型4.54钻孔
　　10电焊机302电焊维修
　　11潜水泵4
　　本文总结：以上的施工组织就是北京某工程旋喷桩墙与双重管注浆加固施工组织粗略的设计。具体情况就具体的工程来说明。