成都某工程高壓旋噴樁復合地基設(shè)計及施工方案

xx·錦城名都9#樓高壓旋噴樁復合地基設(shè)計及施工方案1、工程概況成都xx業(yè)瑞房地開發(fā)有限公司擬在本市金牛區(qū)花照村2組興建“xx·錦城名都”工程，該工程分為一號地塊和二號地塊，由成都xx方中建筑設(shè)計事務(wù)所設(shè)計，成都市xx測繪研究院提供巖土工程勘察報告。二號地塊由7棟高層住宅和5棟商業(yè)建筑（商業(yè)6~商業(yè)10）組成；小區(qū)中央?yún)^(qū)域設(shè)一層地下車庫，連通4幢高層住宅樓及部分商業(yè)建筑（商業(yè)6和商業(yè)10），部分地段地下車庫上無建筑（純地下室）。該地塊占地面積47221.6平方米，總建筑面積207960.78平方米。高層住宅樓均為33層，高100.80m，剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)一層地下室。其中的9#樓采用筏板基礎(chǔ)，基底標高-6.9m（絕對標高為504.40）。由于9#樓部分地段筏板基底下臥層分布有中砂、松散卵石層透鏡體，其承載力均不能滿足設(shè)計要求，故結(jié)構(gòu)設(shè)計文件要求對其基底下臥的細砂及松散卵石進行旋噴樁地基加固處理。設(shè)計要求處理后的復合地基承載力特征值fspk≥530KPa，變形模量EO≥25Mpa。2、場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件2.1場地位置及地形地貌根據(jù)《xx·錦城名都二號地塊巖土工程勘察報告》，擬建物場地位于成都市金牛區(qū)花照村，交通較便利。場地四周均為住宅小區(qū)。擬建物場地原為農(nóng)田和房屋拆遷區(qū)。場地表層曾堆積大量的建渣和廢土，本次勘察期間建渣和廢土已外運，場地已基本整平。各鉆孔孔口標高為509.01~511.06，相對高差2.05m。地貌單元屬成都平原岷江水系一級階地。2.2地基土構(gòu)成及土性特征根據(jù)《xx·錦城名都二號地塊巖土工程勘察報告》，場地地層從上至下依次為：第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）。地層巖性分述如下：2.2.1第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）(1)雜填土：色雜。主要由磚瓦塊及少量粘性土等組成；結(jié)構(gòu)雜亂，松散。濕。(2)素填土：灰、灰黃色。主要由粘性土組成，混少量磚、瓦碎屑及植物根系等。以可塑（稍密）為主，局部硬塑。濕。場地人工填土層分布連續(xù)，厚度0.5~4.3m。2.2.2第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）(1)粉質(zhì)粘土：灰黃色；含鐵、錳質(zhì)氧化物及其斑痕，局部地段底部夾薄層粉土、細砂。分布基本連續(xù)，最大厚度約3.4m。(2)細砂：灰黃、灰色。系長石、石英、云母細片、巖屑及暗色礦物等顆粒組成；局部地段相變?yōu)榉凵?、中砂。松散。濕。不連續(xù)分布于卵石土層頂部；最大厚度約1.3m。(3)中砂：灰色。系長石、石英、云母細片、巖屑及暗色礦物等顆粒組成，部分地段混20~40%卵礫石。松散，濕～飽和。部分孔段根據(jù)動力觸探擊數(shù)劃分，N120動力觸探實測平均擊數(shù)為2.43擊/dm。呈透鏡體狀分布于卵石土層中，最大厚度約2.8m。(4)卵石：灰黃色、黃灰色。卵石成分系巖漿巖及變質(zhì)巖類巖石組成。多呈圓形～亞圓形。一般粒徑3～8cm。部分粒徑大于15cm，混少量漂石。充填物主要為中砂，混少量粘性土及礫石，含量約15～45%。以弱風化為主。濕～飽和。卵石頂板埋深2.4~4.9m。按卵石土層的密實程度、N120超重型動力觸探擊數(shù)以及充填物含量等的差異，根據(jù)《成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DB51/T5026－2001）可將其劃分為松散卵石、稍密卵石、中密卵石和密實卵石四個亞層：①松散卵石：充填物含量約35～45%，部分地段偶夾厚度<30cm的薄層中砂。鉆進容易，N120動力觸探實測平均擊數(shù)為3.01擊/dm。②稍密卵石：充填物含量約30～35%。鉆進較容易，N120動力觸探實測平均擊數(shù)為5.50擊/dm。③中密卵石：充填物含量約20～25%。鉆進較困難，N120動力觸探實測平均擊數(shù)為8.38擊/dm。④密實卵石：充填物含量約15～20%。鉆進困難，N120動力觸探實測平均擊數(shù)為13.97擊/dm。地基土主要物理力學性質(zhì)指標發(fā)建議值土名天然重度γkN/m3內(nèi)摩擦角фk度內(nèi)聚力CkkPa壓縮模量EsMPa變形模量E0MPa橫波波速Vsm/s與錨固體粘結(jié)強度特征值qsikPa基床系數(shù)KMPa/m素填土18.51008154.0215粉質(zhì)粘土19.514010205.023122細砂19.5902808.016645中砂19.51202909.018150松散卵石20.020030018.016.033550稍密卵石21.035032025.022.03677030中密卵石22.060036038.030.04189035密實卵石23.090038060.045.0501120402.3水文地質(zhì)條件根據(jù)《xx·錦城名都二號地塊巖土工程勘察報告》，場地地下水為埋藏于第四系砂、卵石層中的孔隙潛水。其主要補給來源為大氣降水及區(qū)域地下水，通過地下徑流、蒸發(fā)等方式排泄。砂、卵石層為主要含水層，具較強滲透性，滲透系數(shù)約25m/d。受場地周邊工地施工降水影響，水位埋藏較深；勘探結(jié)束后，測得孔隙潛水穩(wěn)定水位埋深7.6~8.4m，相應(yīng)標高為501.76~503.26m。據(jù)成都市區(qū)域地質(zhì)資料和相鄰場地的勘察成果分析，豐水期間場地地下水位最高水位埋深應(yīng)在2.5m左右，相應(yīng)標高507.50m左右。3、高壓旋噴樁復合地基設(shè)計3.1設(shè)計依據(jù)（1）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002、J220-2002）；（2）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）；（3）《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202-2002）；（4）《高壓噴射注漿技術(shù)規(guī)程》（YSJ210-92）（5）《四川省建筑地基基礎(chǔ)質(zhì)量檢測若干規(guī)定》（[2004]）。（6）《xx·錦城名都二號地塊巖土工程勘察報告》（成都市勘察測繪研究院）；（7）《基礎(chǔ)平面布置圖》（成都基準方中建筑設(shè)計事務(wù)所設(shè)計）；3.2地基加固技術(shù)要求及處理范圍3.2.1地基加固技術(shù)要求結(jié)構(gòu)設(shè)計要求處理后的復合地基承載力特征值為530KPa，變形模量EO≥25MPa。3.2.2加固處理對象根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙及勘察資料，旋噴樁復合地基加固處理對象為：基底下臥的中砂和松散卵石透鏡體軟弱層。詳見下表：幢號結(jié)構(gòu)類型基礎(chǔ)形式±0.000高程筏基底標高加固處理土層9#剪力墻結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)511.30-6.9(504.40)基底下臥中砂和松散卵石透鏡體3.3旋噴樁加固設(shè)計計算3.3.1承載力計算按規(guī)范高壓旋噴單樁承載力按以下公式計算：Ra=πdΣhi·qsi+Ap·qp或Ra=ηfcu·Ap兩公式計算取小值式中：d為旋噴樁直徑，取0.5mhi為旋噴樁周第i層土的厚度，結(jié)合地勘報告的工程地質(zhì)剖面圖，按處理土層最差情況考慮，中砂層厚度取2.0m，稍密或中密卵石層厚度取1.0m。以樁長3.0m計算。qsi為樁周第i層土的側(cè)阻力特征值（kPa），中砂取30kPa，稍密或中密卵石取80kPa。Ap為旋噴樁的截面面積，為0.1962m2。qP樁端地基土未經(jīng)修正的承載力特征值（kPa），樁端持力層為稍密卵石，qP取值為1500kPa。η樁身強度折減系數(shù)，可取0.33。fcu旋噴樁身試塊抗壓強度，取8MPa。經(jīng)計算，兩公式所得Ra值分別為514.1kN及518.1kN，設(shè)計時單樁承載力Ra取500kN計算。又根據(jù)規(guī)范公式：fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk式中β＝0.5fsk=120kPa，計算得面積置換率m=0.189，則單根樁承擔處理面積A＝Ap/m=0.1962/0.189=1.04m2。實取A=1.0m2，實際面積面積置換率m=0.1962。3.3.2復合地基承載力特征值fspk驗算地基處理后的變形計算應(yīng)按現(xiàn)行國家規(guī)范《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告并結(jié)合施工經(jīng)驗，樁體承載力特征值fpk=423.8kPa，樁間中砂承載力特征值fsk=120kPa，面積置換率m=0.1962，則復合地基承載力特征值fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk=548.2kPa＞530kPa，滿足設(shè)計要求。3.3.3壓縮模量計算高壓旋噴樁地基處理后的變形計算應(yīng)按現(xiàn)行的國家規(guī)范《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79—2002、J220—2002）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，按勘察中砂fak=120kPa。樁間土壓縮模量宜按成都地區(qū)經(jīng)驗取值，根據(jù)該場地類似地層加固處理后檢測資料，ES可取9Mpa。ξ=fsp.k/fak=530/120=4.41則復合地基壓縮模量Es=4.41×9=39.69MPa。結(jié)合實際地質(zhì)情況，提高后的復合地基的變形模量應(yīng)由復合地基載荷試驗資料確定，根據(jù)類類似工程的檢測資料，本工程復合地基的變形模量能大于25MPa，滿足設(shè)計要求。3.4旋噴樁布置根據(jù)上述計算，實取單根旋噴樁承擔處理面積A＝1.0m2，實際面積面積置換率m=0.1962。旋噴樁按正方形布置，樁中心距1.0m，在基礎(chǔ)范圍內(nèi)按均勻布置的原則布置。詳見《旋噴樁平面布置圖》。3.5旋噴樁樁長旋噴樁以稍密或中密卵石層為樁端持力層，并進入中密卵石層≥0.5m。為滿足樁端承載力和樁側(cè)摩阻力要求，樁長不少于3.0m。3.6褥墊層豎向承載旋噴樁復合地基宜在基底至樁頂之間設(shè)置褥墊層。褥墊層厚度取200mm，其材料用中砂級配碎石（或卵石），碎石（或卵石）最大粒徑不宜大于30mm。褥墊層的鋪設(shè)寬度宜大于基礎(chǔ)尺寸20cm。褥墊層需經(jīng)靜力壓實法或動力壓實法（樁間土含水量較少時）壓實,其夯實后的厚度與虛鋪厚度之比不大于0.9。3.7設(shè)計工程量按旋噴樁平面布置圖，設(shè)計工程量詳見下表：工程量樓號旋噴樁數(shù)（根）預計平均處理深度（m）預計總進尺深度（m）褥墊層（m3）備注9#10763.840882404、高壓旋噴樁復合地基施工4.1施工準備4.1.1.供水供電工程施工用水平均每天約80噸，設(shè)1個供水水源，施工供電容量180KW。4.1.2.場地平整在施工前，山建設(shè)單位完成通一平工作。協(xié)調(diào)解決機具設(shè)備進場所遇到的障礙。，4.1.3.地下管網(wǎng)及障礙物在施工前，山建設(shè)單位提供場地地下管網(wǎng)及障礙物資料，以便于施工時作相應(yīng)調(diào)整。4.1.4.臨時設(shè)施(1)水泥庫房10×5m2(2)水泥漿攪拌場地5×6m2(3)配電房一間(4)材料工具房4×5m2(5)現(xiàn)場辦公室一間4×5m2(6)民工工棚(50人)10×6m2(7)食堂一間15m24.2旋噴樁施工工藝及施工方法4.2.1施工工藝測量放孔→采用SH-30型鉆機引孔→置入旋噴管→自孔底至基底高壓旋噴→孔口補漿→漿體養(yǎng)護→加固效果檢測→褥墊層施工。4.2.2施工方法（1）測放樁位：根據(jù)本技術(shù)方案灌漿點平面布置圖，用經(jīng)緯儀施放各旋噴樁位置。在施工過程中，隨時復核樁位，以保證樁位準確。（2）成孔：用SH-30型鉆機在砂卵石中引孔（引孔穿過下臥的中砂及松散卵石等軟弱土層）至設(shè)計深度，并確保旋噴管進入中密卵石層0.5m以上。（3）下旋噴管：將旋噴管放入成好的孔中，下旋噴管過程中須保證噴嘴不被堵塞和鉆桿接頭處不松動。（4）旋噴作業(yè)：在旋噴管放入設(shè)計深度后，在旋噴過程中控制壓力（25MPa）、轉(zhuǎn)速(18～22轉(zhuǎn)/分)和提速（180mm/min），在臨近樁頂1.0m處，慢速提升旋噴管至樁頂。為確保旋噴樁樁樁徑及樁身質(zhì)量，須復噴1～2次。旋噴作業(yè)完成后，須將不斷冒出的地面的漿液回灌到樁孔內(nèi)，直到樁孔內(nèi)的漿液面不再下沉為止。樁頂浮漿及保護樁長度約0.3~0.5m。（5）建筑地基旋噴施工完成后，整平場地，進行表面處理（包括清理樁頭等），在表面鋪設(shè)一層200mm厚的級配良好的砂卵石，碾壓密實,壓實后的褥墊層厚度與虛鋪厚度比不得大于0.90。4.2.3旋噴樁施工關(guān)鍵點控制（1）嚴格根據(jù)地勘報告和現(xiàn)場成孔情況，確保樁穿過軟弱透鏡體，樁端嵌入下伏中密卵石層0.5m以上。（2）嚴格控制噴射壓力及旋噴管的提升速度，必要時對孔口1.5m深度范圍內(nèi)進行復噴。4.3施工過程中可能出現(xiàn)的問題及處理措施序號質(zhì)量通病及施工異常情況主要原因分析防治或處治措施1斷樁注漿管分段提升時，接頭處搭接長度不夠甚至未搭接搭接長度不小于10cm并復噴。2縮徑或樁徑偏小土層密實度偏大，噴射壓力偏小，提升速度過快，噴射過程出現(xiàn)故障。切實把握地質(zhì)分層資料，對密實程度大的土層制定詳細的注漿施工工藝。3注漿中管道與噴嘴堵塞注漿管內(nèi)有碎渣等硬物或橡膠密封件破碎后進入管內(nèi)。①拆卸檢查注漿管路與注漿泵徹底清洗②嚴禁使用過期水泥，加強水泥漿液過濾措施。4注漿壓力驟降或上升注漿泵工作不正常，吸漿管進漿不正常，司泵人員控制壓力不熟悉。檢查泵體與管道熟悉操作技能5不冒漿或斷續(xù)冒漿土質(zhì)松軟，附近有空洞、空通道。復噴不提升注漿管，增大注漿量繼續(xù)注漿直至冒漿為止摻加適量速凝劑6孔口大量冒漿注漿管封閉不良，或接頭處損壞，土層密實程度大，漿液切割土體范圍小或噴嘴直徑過大。檢查注漿管個接頭分析土層密實度資料加快提升和旋轉(zhuǎn)速度，提高噴射壓力，適當縮小噴嘴徑。7成樁樁頂凹穴漿液吸水后收縮或過早停止注漿二次注漿或補灌水泥漿8旋噴封閉結(jié)構(gòu)滲水漏水孔位偏差大，鉆孔傾斜度偏大，樁體直徑不均勻，樁間間隙大。保持孔位準確，鉆孔垂直，樁體成樁搭接良好。9樁體截面抗壓強度偏低漿液水灰比過大，噴漿流量偏小，提升速度過快。調(diào)整適合的注漿工藝。10樁體形狀上粗下細入土深度深，土層密實度上松下緊。噴射工藝自上而下無變化。噴射時結(jié)合土層觸探曲線采取相應(yīng)的噴射措施。5、旋噴地基加固質(zhì)量檢測旋噴加固施工結(jié)束28天后，應(yīng)由有資質(zhì)的檢測單位對地基加固效果進行檢測，檢測應(yīng)采取復合地基載荷試驗和單樁載荷試驗：抽取高壓噴射注漿樁數(shù)的0.5%~1%且不少于3點進行復合地基載荷試驗；抽取高壓噴射注漿樁數(shù)的0.5%~1%且不少于3點進行單樁載荷試驗。檢測數(shù)量詳見下表：樓號檢測項目9#樓備注單樁承載力靜載檢測6點復合地基承載力靜載檢測6點相關(guān)單位驗收合格后方可進行浮土清理（褥墊層位置清理深度為基礎(chǔ)墊層底面以下200mm）及褥墊層或墊層施工。6、機具設(shè)備和人員組成6.1主要機具設(shè)備序號機具名稱單位數(shù)量備注1SH-30鉆機臺22變頻高壓注漿（ZJB(BP)-50臺23泥漿攪拌(JN-1200)臺24旋噴鉆機(XPZ-50)臺25水準儀臺16斗車臺47經(jīng)緯儀臺18配電裝置套26.2項目人員組成6.2.1管理人員1)項目經(jīng)理1人2)項目技術(shù)總負責人1人3)工程技術(shù)負責1人4)工程負責人1人5)責任工長1人6)質(zhì)檢員1人7)安檢員1人6.2.2施工工人1)普工10人2)機操工3人3)電焊工2人4)電工2人7、施工質(zhì)量及施工安全文明控制措施7.1確保工程質(zhì)量的綜合措施7.1.1、建立好質(zhì)量管理體系。由總工程師進行技術(shù)把關(guān)和方案的審查，現(xiàn)場由項目經(jīng)理、技術(shù)負責和責任工長組成質(zhì)量小組，做到質(zhì)量管理人員職責清楚、責任分明、層層把關(guān)。7.1.2、施工前各級施工人員必須熟悉圖紙，施工組織設(shè)計經(jīng)討論通過后逐漸進行書面的或口頭的技術(shù)交底，將各工序施工的依據(jù)，施工的要點，質(zhì)檢標準以及有關(guān)的注意事項，交底到班組。7.1.3、每一道工序嚴格按現(xiàn)有的操作規(guī)程進行施工管理由施工工長負責監(jiān)督完成，并由工程技術(shù)人員檢查驗收并做好記錄。每道工序經(jīng)驗收合格后，方能進行下一道工序的施工。在施工過程中，應(yīng)嚴格控制放線、放孔誤差、場地平整標高及基坑開挖標高，檢查成空深、水飛比及提升速度等的情況。7.1.4、用語工程上的原材料，必須按照質(zhì)檢標準中《質(zhì)量保證資料》所規(guī)定的核查項目和要求，進行入場的檢查實驗，必須有材料證明書和試驗報告，不合格的一律不得使用。7.2確保施工現(xiàn)場安全文明生產(chǎn)的措施7.2.1、建立安全管理機構(gòu)，制定安全管理制度進行安全教育。為確?，F(xiàn)場施工人員、設(shè)備、材料的安全，預防和杜絕工傷、機、交通事故的發(fā)生，施工人員必須定期進行安全教育，并嚴格遵守建筑施工安全操作規(guī)定，規(guī)范及勞動安全條例等有關(guān)規(guī)定組織生產(chǎn)。施工中做不到文明施工，安全生產(chǎn)，并建立安全組織體系，施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員，各作業(yè)班組兼職安全員，安全員應(yīng)隨時檢查生產(chǎn)情況，找出不安全因數(shù)，并立即采取有效施清除隱患。各施工班組嚴格執(zhí)行本班組安全責任制，并和本組的經(jīng)濟效益掛鉤，不得出現(xiàn)任何安全事故。7.2.2、抓好各工序的安全管理，杜絕安全隱患a、現(xiàn)場一切人員（施工、管理人員）必須配戴安全帽上班。不準穿拖鞋上班。b、照明和設(shè)施用電必須分開架設(shè)，做到一機一閘，并配漏電開關(guān)。c、建筑材料按指定位置分類集中中堆放整齊。d、鄰時設(shè)施搭應(yīng)正規(guī)化，場地周圍臨時設(shè)施或堆放材料不得影響附件近原有建筑和過路行人的安全。e、閑人嚴禁進入施工現(xiàn)場，做好防火防盜工作，防止以外傷害。f、嚴禁現(xiàn)場施工人員和管理人員飲酒后如現(xiàn)場。g、所有設(shè)備的易損部件應(yīng)隨時檢查，發(fā)現(xiàn)不安全的部件應(yīng)及時更換過修理。h、應(yīng)認真檢查孔深度等是否滿足設(shè)計要求，不符合質(zhì)量要求應(yīng)及時彌補。否則不能驗收。i、施工區(qū)域應(yīng)設(shè)警示標志，危險地段應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的警示標牌及采取相應(yīng)的安全防護措施。夜間施工應(yīng)有足夠的照明。j、嚴禁現(xiàn)場施工人員斗毆，嚴禁隨地大小便，保持現(xiàn)場清潔衛(wèi)生。k、設(shè)備操作人員及電工應(yīng)定人定崗，由專人操作，并作到持證上崗。7.3、文明施工7