基坑支护、高压旋喷止水帷幕、长螺旋灌注桩基.doc

基坑支护、高压旋喷止水帷幕、长螺旋灌注桩基一、概述 根据现场的绝对黄海高程6.3（0.00），地下室基坑开挖深度为6m11m，基坑支护总周长为650m，基坑侧壁安全等级为一级。根据设计要求，本工程采用长螺旋灌注桩作为支护桩，桩端进入持力层层强风化，入岩2000mm为控制原则。桩间采用高压旋喷桩进行止水，入岩1000mm为控制原则。高层部分三层锚索进行拉结，上部周圈冠梁，二层、三层处使用腰梁与锚杆拉结。高层处共设计17眼疏干井，高层与多层错台处设计为土钉墙支护。（详见附图一）二、基坑支护、高压旋喷桩止水帷幕、长螺旋灌注桩几种形式、工艺、控制要点1基坑支护1.1、 基坑支护基坑支护：根据周边环境要求，采用长螺旋钻孔压灌桩+预应力锚索进行支护。1.1.1长螺旋钻孔压灌桩：它采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度，通过钻头活门向孔内连续泵注超流态混凝土，至桩顶为止，然后插入钢筋笼而形成的桩体，是一种新型的桩基础施工手段。超流态混凝土灌注桩应用广泛，不受地下水位限制，所用混凝土流动性强，骨料分散性好，所用螺旋钻机即可钻孔又可压灌混凝土，操作简便，混凝土灌注速度快，成桩质量好，降低造价。超流态混凝土灌注桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计标高，停钻后在提钻的同时通过设在内管钻头上的混凝土孔，压灌超流态混凝土，压灌至设计桩顶标高后，移开钻杆将钢筋笼压入桩体。在压灌混凝土到桩顶时，灌入的混凝土要超出桩顶50cm，以保证桩顶混凝土强度。（详图二）1.12预应力钢绞线锚索：钻孔直径130mm，高层共三道，杆体采用3s15.2钢绞线，水泥注浆材料采用普硅42.5R水泥，水灰比为0.450.55，锚杆倾斜角2025°，设计承载力300KN，锁定拉力200KN，采用二次注浆施工工艺，第一次注浆压力为0.10.2Mpa，第二次注浆压力为2.53.0Mpa。面层为C20细石混凝土，Ø4钢筋网。1.2基坑止水：本工程采用支护桩间施作旋喷桩与桩体共同形成止水帷幕。以“旋喷桩止水帷幕+疏干井+坑内明排”方案控制地下水，坡顶设置截水台、坡面设置泄水管、坡底设置排水沟和集水井明排水。旋喷桩有效直径1200mm，水泥用量500kg延米，注浆材料为P.C325复合硅酸盐水泥，水灰比为0.1。三、技术要求：3.1长螺旋钻孔压灌桩：长螺旋钻孔压灌桩施工应在砼灌注完成24小时后方可进行邻桩成孔施工。3.1.1长螺旋灌注桩垂直度偏差0.5%，桩位偏差不得超过50mm。3.1.2钢筋笼主筋保护层50mm，主筋采用搭接焊，同一截面接头面积百分率50%。3.1.3砼灌注高度应比设计桩顶标高高50cm，在冠梁施工前，应将桩顶浮浆凿除清理干净。3.1.4长螺旋钻孔压灌桩桩顶冠梁施工完成后，待砼达到设计强度70%以上后，方可进行土方开挖。3.2高压旋喷桩：旋喷桩施工前应预先采用钻机引孔至设计标高后方可进行旋喷施工。3.2.1高压旋喷桩需要跳桩施工，并在水泥浆终凝后方可进行相邻桩的施工。3.2.2高压水射流的压力不得小于35Mpa，水泥浆压力大于1Mpa，气流压力0.7Mpa。3.2.3喷射提升速度不得大于0.1mmin，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。3.3预应力锚索：预应力锚索采用3s15.2钢绞线，单束钢绞线强度标准值为fak=1860Mpa，施工倾斜角为2025°，成孔深度比锚索设计长度长200mm。3.3.1锚索孔距水平方向允许偏差100mm，垂直方向允许偏差50，钻孔倾斜度偏差5%。3.3.2锚索杆体每隔1m设置一个对中支架，以确保锚索处于钻孔中心位置。3.3.3注浆锚固体采用水灰比约0.450,55的纯水泥浆，浆体抗压设计强度等级为M30.采用二次注浆工艺，第一次注浆，孔口溢浆即停止注浆；待第一次注浆体初凝后进行第二次注浆（注：必须保证足够的压力）。注浆管端部距孔底100mm，二次注浆管的出浆孔和端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管。3.3.4锚索自由段裹塑料、套波纹塑料管并用铁丝两端绑牢，锚索张拉应在达到锚固体设计强度70%，且大于15Mpa后方可进行。3.3.5腰梁安装须平直，以保证符合设计的受力状态，与钻孔桩的连接须牢固，并支模板、扎钢筋、浇灌C25砼，预应力锚索张拉锁定后，方可拆除腰梁地模及进行下层土方开挖。3.4注浆锚杆：锚杆采用螺纹钢筋，机械成孔，锚杆成孔孔径不小于110mm，锚杆按1.5米间距设置支架，注浆锚固体采用水灰比0.45-0.55的纯水泥浆，水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，锚杆定位偏差不大于10cm，倾角偏差不大于3度。3.5挂面及喷射：在喷射混凝土之前要按照规范和标准对开挖断面进行检验，按干喷工艺施工。挂网坡面挂网为4钢筋按200*200网，喷射C20细石砼厚度80mm。，随开挖面起伏铺设，同定位锚杆固定牢固。钢筋网与受喷面的间隙以3cm 左右为宜，混凝土保护层大于2cm。根据设计要求进行挂网。3.6冠梁腰梁长螺旋钻压灌砼桩达到设计强度后，进行桩头破除及冠梁施工，严格控制冠梁标高，利用止水帷幕水泥浆体作为冠梁底模，进行冠梁钢筋绑扎，垫好钢筋保护层，进行模板安装，同时做好锚索在冠梁内的位置及套波纹管工作，经行砼浇筑，待冠梁砼强度达到设计要求70%后方可经行锚索张拉。腰梁施工与冠梁基本相同。四、质量检验要求：1、高压旋喷桩止水帷幕a.所用材料应有出厂合格证及质量检验报告.b.水泥不大于200吨取样一组样品试验。2、长螺旋钻孔压灌桩a所用材料应有出厂合格证及质量检验报告。b施工过程中严格按建筑桩基技术规程（JGJ94-2008）执行。c.砼浇筑每台班应留设不少于一组试块，每组三块，桩身完整性检测不少于6根。3、预应力锚索及锚杆a.所用材料应有出厂合格证及质量检验报告。b.锚索及锚杆施工前应进行抗拔力检测，检验条数为锚杆总数的5%，且不少于3根。c.每30根锚索、锚杆注浆体强度检验试块数量不少于一组，每组6块。六、施工工艺与方法（一）长螺旋钻孔压灌桩施工流程定桩位、复核钻机就位钻进至设计深度终孔验收地泵安装调试连接混凝土输送泵管灌注混凝土清土提升钻杆混凝土灌注至设计桩顶上0.5m起吊钢筋笼、振动锤启动振动锤、下插钢筋笼钢筋笼插至设计标高施工完成转移钻机施工下一条桩桩基检测（二）施工方法：1、引点就位钻机就位前对桩位进行复测，施工时钻头对准桩位点，稳固钻机，通过水平尺及垂球双向控制螺旋钻头中心与钻杆垂直度，确保钻机在施工中平正，钻杆下端距地面1020cm，对准桩位，压入土中，使桩中心偏差不大于规范和设计要求的10mm。2、钻机成孔施工过程中要求边旋转钻杆边清除孔边渣土，以防止提升钻杆时土块掉入，钻孔过程要用经纬仪校正垂直度（5%）。3、混凝土混凝土使用商品混凝土，在浇灌的同时保证其连续性，如因故间歇，其间歇时间不得大于混凝土的初凝时间。4、提钻压混凝土泵送施工时，要严格控制钻杆提升速度，确保提钻速度与混凝土浇注速度相协调。提钻杆前，要求钻杆内的混凝土高度高出地面。同时，要计算每盘泵入混凝土方量，施工时通过混凝土泵送对钻杆产生的上顶力，调整提钻速度，保证钻杆及叶片对混凝土有一定的挤压作用。5、吊放钢筋笼下放钢筋笼之前，要做到调直、对中；起吊时，要合理布置吊点，吊起钢筋笼头部的同时人工抬起钢筋笼底部，吊直扶稳过程中，由技术人员远距离垂直双方向控制指挥，确保钢筋笼保护层为50mm；钢筋笼依靠自重沉入混凝土中应连续，如遇下沉阻力过大，要及时拔出钢筋笼，重新成孔插入，钢筋下沉直至露出地面小于1m时，方可在端头以带配重的振动器振动压入，并用水平仪监控桩顶标高；（三）高压旋喷桩止水帷幕施工工艺及施工方法：1旋喷桩可根据工程情况和机具条件采用单管法、二重管法和三重管法三种，工程应用较多的为单管法和三重管法。单管法成拉施工工艺流程如图312所示；三重管法施工工艺流程如图313所示。 2旋喷桩的施工程序为：机具就位贯人注浆管，试喷浆旋喷注浆拔管及冲洗等。3单管法和二重管法可用注浆管射水成孔至设计深度后，再一边提升一边进行喷射注浆。三重管法施工须预先用钻机或振动打桩机钻成直径150200mm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100mm。4、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（0.12Mpa）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。 5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315或根据现场试验确定。 旋喷施工主要机具和参数 表3-15项目单管法二重管法三重管法参数喷嘴孔径（mm）喷嘴个数（个）旋转速度（r/min）提升速度（mm/min）232202002502312101003310120机具性能高压泵压力（Mpa）流量（L/min）204060120204060120204060120空压机压力（Mpa）流量（L/min）0.7130.713泥浆泵压力（Mpa）流量（L/min）35100150浆液配比：水：水泥：陶土：碱=（11.5）：1：0.03：0.0009 注：高压泵喷射的（单管法、二重管法）是浆液或（三重管法）水。 6三重管旋喷法工艺流程为：（1）先用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中，然后将套管拔出一段，拔出地面高度大于拟旋喷的高度，然后拆除上段套管；（2）安放钻机和慢速卷场机，用以旋转和提升旋喷管；（3）将旋喷管通过钻机盘插入孔内；（4）接通高压管、水泥浆管、空压管，开动高压泵、泥浆泵、空压机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流量、风量。当分别达到预定数值时开始提升；（5）继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止；（6）拔出旅喷管和套管（图3-13）。 7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。 8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。 9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。 10桩喷浆量Q（L根）可按下式计算： Q=(H/v)·q(1+)式中H旋喷长度（m）； v旋喷管提升速度（mmin）； q泵的排浆量（Lmin）； 浆液损失系数，一般取0102。 旋喷过程中，冒浆量应控制在1025%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。 11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，间距应不得小于46m。 质量标准 1施工前检查水泥、外掺剂等的质量、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。2施工中应检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等）及施工程序。3施工结束后，应检验桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体质量及承载力等。桩体质量及承载力检验应在施工结束后28d进行。4高压喷射注浆地基质量检查标准应符合下表规定。 高压喷射注浆地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值 检查方法单 位数 值主控项目1水泥及外掺剂质量符合出厂要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量设计要求查看流量表及水泥浆水灰比3桩体强度或完整性检验设计要求按规定办法4地基承载力设计要求按规定办法一般项目、1钻孔位置m/min50用钢尺量2钻孔垂直度%1.5经纬仪测钻杆或实测3孔深mm±200用钢尺量4注浆压力按设定参数指标查看压力表5桩体搭接mm200用钢尺量6桩体直径mm50开挖后用钢尺量7桩身中心允许偏差0.2D开挖后桩顶下500mm处用钢尺量，D为桩径（四）锚杆的施工工艺：工艺流程 锚杆施工工艺流程：土方开挖修整边壁测量、放线钻机就位接钻杆校正孔位调整角度钻孔（接钻杆）钻至设计深度插锚杆压力灌浆养护裸露主筋除锈上腰梁2、操作工艺 基坑开挖至要求标高后，进行锚索定位，按设计要求位置及标高严格放点，并做好标记，孔位偏差水平方向为±100mm，垂直方向为±50 mm 钻孔倾角偏差允许2%，孔深应超过锚索设计长度的0.5之1.0米。杆体制作及安放：锚索的组装：该工程的锚索杆体为3s15.2钢绞线，杆体制作时应比设计长出1米，以满足锁定要求。锚固段定位骨架间距1米，注浆管固定于定位骨架中心。在锚索自由段，钢绞线上满涂黄油，以塑料管包裹，以保证钢绞线与水泥浆体脱开。在锚固端头安好导向帽后，平顺放好待用。4、一次常压注浆以慢速连续速度注浆，直至钻孔内的水及渣子被置换出孔口，孔口流出水泥浆为止。二次注浆一次注浆完成待达到设计强度后，用止浆袋将孔口封堵密实，进行二次高压注浆，注浆采用纯水泥浆（水灰比为0.450.55）注浆压力保持2.53Mpa七、基坑开挖监控（一）监测项目1.桩顶水平位移及沉降监测本基坑支护桩共布设桩顶水平位移及沉降监测点（间距不大于20米），以了解支护桩状体变形情况。2.坡后地面水平位移及沉降监测本基坑共布置坡后地面水平位移和沉降监测点（间距不大于20米），以了解周边地面变现情况。3.测斜监测本基坑于支护桩后侧共布置测斜孔，测斜孔从地表深至桩底或基岩面，以了解基坑外侧各层位土体的侧向变形情况。4.地下水位监测本基坑于支护桩后侧共布置地下水位监测孔（兼回灌井），以了解基坑开挖过程中周边地下水位变化情况以便及时采取回灌恢复水位措施。5.锚索应力监测于布点处各排锚索近锚头处设置，以了解锚索内力的变化情况。6.基坑周边既有建筑物沉降观测本基坑开挖对其周边影响范围既有建筑物共布置多个沉降观测点，以了解基坑开挖过程中周边既有建筑物的沉降变形情况。（二）监测频率 基坑开挖前，应按要求布置监测点并测得初始值，初始值测量不少于两次，基坑开挖施工期间，每一天检测一次，基坑支护施工完成与地下室施工期间，每7-15天检测一次，直至土方回填至±0.00为止；若遇暴雨或检测数据异常情况，则须加密至每天检测一次或一天两次。 检测中若发现异常情况或超过预警值应立即采取有效的加固措施并及时通知设计及有关人员研究对策，排除安全隐患。(三)监测允许值及预警值基坑监测按建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009进行，一级基坑安全等级进行监测。基坑各段监测要求如下：1、 基坑变形监测控制 基坑各段变形监测点变形控制值监测类型基坑段2F1F桩顶水平位移控制值mm20（0.2%H）20（0.4%H）报警值mm3030变化速率mmd33桩顶沉降控制值mm20（0.2%H）20（0.4%H）报警值mm3030变化速率mmd33坡后地面沉降及水平位移控制值mm20（0.2%H）20（0.4%H）报警值mm3030变化速率mmd33倾斜孔水平位移控制值mm20（0.2%H）20（0.4%H）报警值mm3030变化速率mmd332、 周边建筑物沉降监测控制基坑各段建筑物监测点变形控制值 监测类型建筑物特征沉降监测差异沉降控制值报警值控制值报警值各建筑物10mm15mm0.001H0.0015H注：表中H为建筑物地面以上高度3、 锚索内力及地下水位控制（1） 锚索内力不得超过其抗拉极限的70%，其报警值为设计拉力的80%（2） 基坑周边地下水位降深不得超过5m，其报警值为3m。