華能電廠高壓旋噴樁復合地基設計及施工方案

1、華能電廠三期擴建工程高壓旋噴樁復合地基設計及施工方案1、工程概況 華能電廠三期擴建工程地基處理項目，該項目分為汽車房輔機、主廠房兩大塊，由西南 電力設計院勘察設計，場地巖土工程勘察報告由西南電力設計院提供。場地由上而下分布有素填土；粘土、粉質(zhì)粘土（ Q4al ）； 1 淤泥（ Q4m）； 2 淤泥質(zhì)粘 土（Q4m）；粉質(zhì)粘土（ Q4dl+pl ）； 1中粉細砂（ Q4dl ）；粉質(zhì)粘土（ Q4al）；粉質(zhì)粘土（ Q4el ）； 1全風化基巖； 2 強風化基巖，靠近地表地層其承載力均不能滿足設計要求，故結(jié)構(gòu)設計 文件要求對其基底下臥的素填土、淤泥、淤泥質(zhì)粘土進行高壓旋噴樁地基加固處理。設計要 求

2、處理后的復合地基承載力特征值 f spk160KPa，變形模量 EO2.5Mpa。2、高壓旋噴樁復合地基設計2.1 設計依據(jù)（1）建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 （JGJ 79-2002 、J220-2002）；（ 2）建筑地基基礎設計規(guī)范 （GB50007-2002）；（ 3）建筑地基基礎施工質(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）華能福州電廠三期擴建工程廠區(qū)巖土工程勘察報告 （西南電力設計院） ；（7）廠區(qū)平面布置圖（西南電力設計院）；2.2 地基加固技術(shù)要求及處理范圍2.2.1 地基加固技術(shù)要求結(jié)構(gòu)設計要求處理后的復合地基承載力特征值為

3、160KPa，變形模量 EO 2.5MPa。2.2.2 加固處理對象根據(jù)結(jié)構(gòu)設計圖紙及勘察資料，旋噴樁復合地基加固處理對象為：基底下臥素填土、淤 泥、淤泥質(zhì)粘土等軟弱層。2.3 旋噴樁加固設計計算2.3.1 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= d hi ·qsi +Ap· qp 或 Ra=f cu·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qsi 為樁周第 i 層土的側(cè)阻力特征值( kPa)。Ap 為旋噴樁的截面面積，為 0.1962m2

4、。qP 樁端地基土未經(jīng)修正的承載力特征值( kPa)，樁端持力層為硬塑狀粉質(zhì)粘土， qP 取值為 180kPa。樁身強度折減系數(shù)，可取 0.33 。f cu 旋噴樁身試塊抗壓強度，取 5MPa。以鉆孔 3S226-1為例：經(jīng)計算，兩公式所得 Ra值分別為 370.16kN及 294.3kN，設計時單 樁承載力 Ra取 294.3kN 計算。又根據(jù)規(guī)范公式： f spk=mRa/A p+(1-m)f sk式中 0.5 f sk=110kPa，計算得面積置換率 m=0.098，則單根樁承擔處理面積 A Ap/m=0.1962/0.098=2.002m 2。實取 A=2.0m2，實際面積面積置換率

5、m=0.098。2.3.2 復合地基承載力特征值 f spk 驗算地基處理后的變形計算應按現(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，樁間承載力特征值f sk=110kPa，面 積置換率 m=0.098，則復合地基承載力特征值 f spk=mRa/A p+（1-m）f sk =199.2kPa >160kPa，滿 足設計要求。2.3.3 壓縮模量計算高壓旋噴樁地基處理后的變形計算應按現(xiàn)行的國家規(guī)范 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（ JGJ79 2002、J2202002）的有關規(guī)定執(zhí)行， f ak=180kPa。樁間土壓縮模量按經(jīng)

6、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 8Mpa。=f sp.k /f ak=199.2/180=1.106則復合地基壓縮模量 Es=1.106 ×8=8.853MPa。本工程復合地基的變形模量能大于 2.5MPa，滿足設計要求。2.4 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 A2.0m2，實際面積面積置換率 m=0.098。 旋噴樁按三角形布置，樁中心距 1.0m，在基礎范圍內(nèi)按均勻布置的原則布置。詳見旋噴樁 平面布置圖。2.5 旋噴樁樁長旋噴樁以粉質(zhì)粘土層為樁端持力層，并進入粉質(zhì)粘土層 12m。為滿足樁端承載力和樁側(cè) 摩阻力要求，樁長不少于 5.0

7、m。2.6 褥墊層豎向承載旋噴樁復合地基宜在樁頂設置褥墊層。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。褥墊層的鋪設寬度宜滿足場地 需要。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、高壓旋噴樁試樁方案3.1 試樁目的在大面積施工前通過本試樁試驗，來確定合理的施工工藝及提桿速度和泵漿壓力為多少 才能滿足旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)，由此確定本廠區(qū)的高壓旋噴樁的施工工藝及施工技術(shù)參數(shù)，3 以確保大面積施工時高壓旋噴樁的施工質(zhì)量。3.2 試樁內(nèi)容根據(jù)施工現(xiàn)場及廠區(qū)巖土工程勘察報告，本

8、次復合地基高壓旋噴樁采用500 樁單重管法施工，樁頂標高為廠區(qū)設計整平標高， 樁底以穿過淤泥或淤泥質(zhì)土并進入粉質(zhì)粘土層 1m為 準，樁長 510m不等，場地內(nèi)每個地塊試樁 12組，每組選 2 根樁。待試樁結(jié)束后，具體的施工參數(shù)應由相關人員商議調(diào)整3.3 施工組織機構(gòu)為了優(yōu)質(zhì)高效地完成本次試樁的施工，加強對試樁施工技術(shù)的控制和安全保障，我部組 織相關科室及技術(shù)人員對本試樁施工方案進行了專題研究，確保試樁能達到預期的效果，我 方成立專門的組織部門。3.4 試樁流程及方法高壓旋噴樁是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后，用高壓脈沖 泵，將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置，向四周以高速水

9、平噴入土體，借助液體的沖擊力 切削土層，使噴流射程內(nèi)土體遭到破壞，與此同時鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一面低速徐 徐提升，使土體與水泥漿充分攪拌混合，膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻具有一定 強度的圓柱體（稱為旋噴樁）從而加固地基。3.4.1 施工流程：單重管法施工時，同時壓入水泥漿和壓縮空氣，使用外徑為42mm的鋼管為注漿管，噴射流為漿液，按照設計初定泵壓為 20MPa，水泥漿從噴嘴中噴出，直接沖擊 切削土體，達到水泥漿置換土體顆粒，滿足設計要求。施工流程詳見施工方法3.4.2 施工方法：施工時首先用鉆機引孔，再用旋噴機噴射，即先把漿液管下到預定加 固范圍最深點，然后自下而上進行高壓噴射注

10、漿切割土體，將開孔和灌注樁體同時進行，一 次成樁，其工作步驟為：1）鉆機就位：鉆機需平置于牢固堅實的地方，鉆桿對準孔位中心，水平位置偏差不超過 5cm，豎直度控制在 1.5 樁長內(nèi)2）鉆孔下管：鉆孔的目的是將注漿管順利置入預定位置，在下管過程中，需防止管外泥 砂堵塞噴嘴，確保下管順利， 下管過程中同時輸送壓縮氣流， 直至注漿噴頭下到預定位置 （預 定加固范圍最深點）。3）制漿：本項目旋噴樁噴射注漿材料采用 32.5 級普通硅酸鹽水泥，水灰比按設計要求 嚴格控制為 1：1。4）試管：當注漿管置入土層預定深度后應用清水試壓， 若注漿設備和高壓管路安全正常， 則可攪拌制作水泥漿開始高壓注漿作業(yè)。5）

11、高壓注漿作業(yè)：高壓射漿自下而上連續(xù)進行，注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、壓 力、旋轉(zhuǎn)和提升速度等參數(shù)，應符合操作規(guī)程要求。開動高壓注漿泵，開始注漿，當注漿壓 力和電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定并達到試樁設計參數(shù)后，再按試樁設計提升速度開始提升鉆桿，邊旋轉(zhuǎn)邊 噴漿邊提升。6）噴漿結(jié)束與拔管：噴漿由下而上至設計高度后，停止噴漿，拔出噴漿管，噴漿即告結(jié) 束，把漿液填入注漿孔中，多余的清除掉，但需防止?jié){液凝固時產(chǎn)生收縮的影響，拔管要及 時，不可久留孔中，否則漿液凝固后將難以拔出。7）注漿設備清洗：當噴漿結(jié)束后，立即清洗高壓泵、輸漿管路、注漿管及噴頭。4、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

12、工用水平均每天約 80 噸，設 1 個供水水源，施工供電容量 180KW。4.1.2. 場地平整在施工前，建設單位完成通一平工作。 協(xié)調(diào)解決機具設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，建設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調(diào)整4.1.4.臨時設施(1)水泥庫房10×5m(2)水泥漿攪拌場地52×6m2(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）10×6(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4.2.2 施工方法（

13、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 型鉆機在素填土中引孔（引孔穿過下臥的淤泥、淤泥質(zhì)土等軟弱土層）至設計 深度，并確保旋噴管進入粉質(zhì)粘土層 12m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)：在旋噴管放入設計深度后， 在旋噴過程中控制壓力 （20MPa）、轉(zhuǎn)速 （18 22 轉(zhuǎn)/分）和提速（ 1530cm/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 12 次。旋噴

14、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 0.30.5m 。（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，樁端嵌入下伏粉質(zhì)粘 土層 12m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

15、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)。拆卸檢查注漿管路與注漿泵徹底清洗 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

16、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

17、。噴射時結(jié)合土層觸探曲線采取相應的噴射措施。5、旋噴地基加固質(zhì)量檢測旋噴加固施工結(jié)束 28 天后，應由有資質(zhì)的檢測單位對地基加固效果進行檢測， 檢測應采 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。相 關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墊層底面以下200mm）及褥墊層或墊層施工。6、機具設備和人員組成6.1 主要機具設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2

18、4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。7.1.2 、施工前各級施工人員必須熟悉圖紙， 施工組織設計經(jīng)

19、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

20、 、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 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)場設專職安全員，各作業(yè)班組兼職安 全員，安全員應隨時檢查生產(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

21、班b、照明和設施用電必須分開架設，做到一機一閘，并配漏電開關。c、建筑材料按指定位置分類集中中堆放整齊。d、鄰時設施搭應正規(guī)化， 場地周圍臨時設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10e、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、所有設備的易損部件應隨時檢查，發(fā)現(xiàn)不安全的部件應及時更換過修理。h、應認真檢查孔深度等是否滿足設計要求， 不符合質(zhì)量要求應及時彌補。 否則不能驗收。i 、施工區(qū)域應設警示標志， 危險地段應設置相應的警示標牌及采取相應的安全防護措施。 夜間施工應有足夠的照明。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、設備操作人員及電工應定人定崗，由專人操作，并作到持證上崗。7.3 、文明施工7.3.1 、環(huán)境保護，不擾民措施按照市政對施工的具體要求，加強施工現(xiàn)場的環(huán)境保護， 降低施工噪音，真正做到不影響施工現(xiàn)場周圍居民及病人的正常生活序。擬