高压旋喷桩试验施工方案.doc
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1、第一章 编制依据及编制说明一.编制依据(1)港珠澳大桥主体工程岛隧工程设计施工总承包招标文件第七章专用技术标准和要求第五册港珠澳大桥施工及质量验收标准第三分册岛隧篇(2)港珠澳大桥主体工程岛隧工程施工图设计第三篇人工岛第二册西人工岛第五分册岛体结构(3)港珠澳大桥主体工程岛隧工程施工图设计西人工岛钢圆筒结构图(4)水电水利工程振冲法地基处理技术规范DL/T 5214-2005(5)港珠澳大桥主体工程岛隧工程施工图设计(中交公路规划设计院有限公司等);(6)水运工程测量规范JTJ203-2001; (7)水运工程测量质量检验标准JTS 258-2008; (8)工程测量规范GB 50026-20
2、07; (9)质量管理体系要求GB/T19001-2008; (10)水运工程质量检验标准(JTS257-2008)。(11)港港珠澳大桥主体工程岛隧工程总体施工组织设计(12)专用标准港珠澳大桥施工及质量验收标准。(13)港珠澳大桥主体工程测量技术规程、管理标准;(14)环境管理体系要求及使用指南GB/T24001-2004(15)职业健康安全管理体系规范GB/T28001-2001(16)港口工程地基规范(JTS147-1-2010);(17)建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002); (18)建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009); (19)高压喷射注浆施工操作技术规程
3、(HG/T20691-2006)(20)水利水电工程高压喷射灌浆技术规范(DL/T52002004); (21)水运工程施工安全防护技术规范(JST205-1-208) 二.编制说明本施工方案主要内容为西人工岛高压旋喷桩试验施工指导方案。重点介绍高压旋喷桩的施工工艺及施工方法,及保证措施等。第二章 工程概况一.工程设计概况西人工岛工程为港珠澳大桥岛遂工程的控制性工程,为尽快提供干作业面,为沉管隧道对接提供作业条件,岛内设置分割围堰而将其分割为西大岛和西小岛。分割围堰由4个钢圆筒及5组间于钢圆筒之间的副格仓组成。西小岛合拢后,后续岛内抛砂由-16.0m抛填至-5m,打设排水板及降水井后,随即开展
4、降水联合堆载预压,堆载顶标高为+5m。二.工程环境条件工程区域位于亚热带季风区,其盛行风向的季节变化明显。根据香港气象站历史测风资料统计,该区域年盛行风向以东南偏东和东风为主。香港横澜岛测风站一年四季的盛行风向均为东风,秋冬季主导风向为东北风,春季为东和东南偏东风,夏季主导风向扇面较宽,在西南到东风之间变化,其中以西南风为主。A塔区域4月以东南风为主,5至9月由东南风到西南风控制,10月主导风向稳定为东南风,11月至次年1月由北风控制,2月由东风控制,3月由东风和北风交替控制。工程区大风主要来自热带气旋、强冷空气和强对流天气影响,但其最大风均由台风造成。该区域已记录的历史最大阵风为71.9m/
5、s(香港天文台记录,1962年9月1日在香港登陆的6213号台风引起)。香港横澜岛记录的年平均6级(1小时平均最大风速10.8m/s)以上大风日数142.2d,年平均8级(1小时平均最大风速17.2m/s)以上大风日数9.9d,年平均10级(1小时平均最大风速24.5m/s)以上大风日数1.1d。塔各层6级以上大风的最长持续日数为30d,出现在1月3月;7级以上大风的最长持续日数为12d,出现在13月;8级以上大风的最长持续日数为5d,出现在3月和910月;9级以上大风的最长持续日数为3d,出现在3、6、8、11月;10级以上大风的最长持续日数为2d,出现在3月和8月。本区潮汐类型属于不规则的
6、半日潮混合潮型。从实测潮位过程曲线分析,不等现象明显,其中大潮期间日潮现象较明显,小潮期间半日潮现象显著,中潮介于两者之间,如图所示。图1-1 桥区水域汛期潮位变化图工程水域高潮位由外海向珠江口内逐渐增大,低潮位由外海向珠江口逐渐降低。潮差也有由外海向珠江口内逐渐增大的趋势。实际潮位受风和台风影响较大。当风从东向吹来时,产生风增水,水位升高;当风从北向吹来时,产生风减水,水位下降。当台风来临时,强风的切应力和台风中心的低气压使水位发生显著变化。工程区潮汐特征值可参考香港、澳门和珠海验潮站的统计资料表。表1-1 潮汐特征值统计表(m)测 站潮汐特征值香港(大澳)澳门珠海最高潮位2.693.522
7、.51最低潮位-1.32-1.24-1.28平均高潮位-1.051.05平均低潮位-0.00-0.20最大潮差3.583.503.04最小潮差0.050.020.11平均潮差-1.061.24平均海平面-0.540.48资料期限19851997192520032003注:表中潮位基准面采用1985国家高程基准。三.工程地质本标段原始地貌属广花凹陷冲积盆地,第四系地层以冲洪积砂层、土层及残坡积堆积为主,基岩多为石炭系中石灰岩和炭质灰岩沉积地层,岩层面高低起伏,岩溶发育形成溶蚀探槽、土洞。四.水文地质根据西人工岛现场勘探和室内试验结果,结合主体工程桥隧勘察成果、前期勘察成果及区域地质资料,按地质时
8、代、地质成因、岩性、物理力学性质等特征,对勘探深度内的岩土层进行了单元岩土体的划分。单元岩土体的划分结果表明,在西人工岛勘察深度范围内,岩土层分布比较有规律,自上而下可划分为5个大层,12个亚层。西人工岛地层划分见表1-2。表1-2 西人工岛地层划分一览表地层编号时代、成因主要岩性全新统海相沉积(Q4m)流塑状1淤泥和2淤泥、流塑软塑状3淤泥质粘土晚更新统晚期陆相沉积物(Qal+pl)可塑状1-1粉质粘土,局部呈软塑状晚更新统中期海陆过渡相沉积物(Qm+al)可塑硬塑状2粉质粘土夹砂,可塑硬塑状3粉质粘土和4粘土,夹有稍密中密状粉细砂、细砂透夹层晚更新统早期河流冲积相物(Qal)稍密状中密状1
9、粉细砂、密实状为主,局部中密状3中砂和5粗砾砂各单元岩土层分布特征详见图表部分工程地质纵剖面图(XAXE)和横剖面图(X1X7),现将各单元岩土体特征按由上至下顺序依次描述如下:1淤泥(Q4m):灰色,流塑状,个别钻孔呈流动状,高塑性,含有机质,有臭味,局部混少许粉砂,平均标贯击数N1击。该层厚达1.50m4.50m。2淤泥(Q4m):灰色,流塑状,高塑性,含有机质,有嗅味,局部混少量粉细砂,夹粉细砂薄层和贝壳碎屑。平均标贯击数N1击。3淤泥质粘土(Q4al):褐灰色,流塑软塑状,中塑性,局部夹粉细砂薄层和少量贝壳碎屑。部分钻孔该层夹有淤泥夹层及透镜体。平均标贯击数N=1.8击。第一大层的层底
10、高程为-25.00(CKD56孔)-38.20m(CKD50孔)。1-1粉质粘土(Q3al+pl):灰黄色,可塑状,局部软塑状,中塑性,混较多粉细砂,夹粉细砂薄层,偶见钙质结核。平均标贯击数N=5.8击。该层仅在部分钻孔中揭露。2粉质粘土夹砂(Q3m+al):褐灰色,灰黄色,粉质粘土为主,可塑硬塑状,中塑性,混大量粉砂,夹粉砂薄层,土质不均匀。平均标贯击数N=12.9击。该层仅在XB、XC、XD三剖面中东段钻孔中揭露。3粉质粘土(Q3m+al):褐灰色,灰黄色,可塑状硬塑状,中塑性,混粉细砂,局部夹粉砂薄层和腐殖质。平均标贯击数N=8.5击。4粘土(Q3m+al):褐灰色,灰黄色,可塑状硬塑状
11、,高塑性,混粉细砂,局部夹粉砂薄层。平均标贯击数N=8.8击。3粉质粘土(Q3m+al)与4粘土(Q3m+al)呈互层分布。在个别钻孔该层上部分布有软塑状淤泥质粉质粘土透镜体。在XB和XC二剖面中该层分布有稍密中密状粉细砂或细砂夹层,且分布较连续。第三大层的层底高程为-40.60(CKD49孔)-52.50m(CKD59孔)。1粉细砂(Q):灰色,灰黄色,稍密状中密状,混粘性土。平均标贯击数N=28.5击。3中砂(Q):灰色,灰黄色,密实状为主,局部中密状,混粘性土,局部夹圆砾薄层和粉质粘土薄层,偶见腐殖质和朽木。平均标贯击数N=38.4击。该层多以夹层形式存在于5粗砾砂(Q)层上部。5粗砾砂
12、(Q):灰色,灰黄色,密实状为主,局部中密状,混粘性土,局部夹圆砾薄层和粉质粘土薄层,偶见卵石、腐殖质和朽木,土质不均匀。在XA和XD剖面中该层分布有较连续中密密实状细砂夹层。平均标贯击数N=41.0击。五.施工条件1、施工用电业主在试验区内提供1台300KW的柴油发电机作为施工用电。根据施工需要,在施工现场合理布置临时用电线路。2、施工用水业主应按时提供试验用水(淡水),以免影响施工进度。根据施工需要,在正式供水之前将靠自取海水先进行海水试验施工。3、施工道路由业主合理布置岛内施工道路的畅通,保证按期完成试验旋喷桩的施工。4、施工材料由业主提供PO42.5水泥、膨润土及火碱并运至试验区,满足
13、旋喷桩的施工。5、废浆、弃浆处理在试验区设置2个34m或更大的泥浆沉淀池,泥浆在施工中抽排汇入泥浆池中,待泥浆固结后有业主再外运处理。第三章 施工方法及技术措施一.高压旋喷桩工作原理高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后(或引孔旋喷一体机),利用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高,利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去,高压射流冲击切割土体,使一定范围内的土体结构破坏,浆液与土体搅拌混合固化,随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体,凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体,该工艺起到止水与土体加固的作用。施喷桩将采用“双重管法”和“三重管法”
14、两种方案进行试验。高压旋喷桩的成桩质量,确保其强度满足设计要求,通过工艺性试桩确定注浆材料及其配比、施工工艺和施工参数。同时确定高压旋喷桩的有效直径、固结体物理力学指标及适宜的孔距、喷射流量、压力、旋速和提升速度等工艺参数。喷浆量可按以下公式计算:Q=H1/Vq(1+) 式中:H1为喷射长度m,V为提升速度m/min, q为单位时间内喷射量L/min, 为损失系数。二.设计技术要求旋喷桩桩径为100cm,间距为130cm,正三角形布置,桩底标高为-36米。采用普通硅酸盐P.O42.5水泥进行喷射注浆。旋喷桩孔位布置示意图如图2-1所示。图2-1 旋喷桩孔位布置示意图三.施工机具、施工工艺流程及
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