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地基注浆加固施工方案

2020-04-28 来源:乌哈旅游


注浆加固施工方案

报告编写: 审 核: 总工程师:

河北XXXXXXX勘察设计有限公司

一、工程概况:

该工程座落在邯郸市西北部,建设大街西侧。砖窑路北侧。属于太行东麓冲积平原区域,拟处理建筑物位于整个场地东侧,主楼18层,附楼为四层,土地为民用耕地,土体以耕土、粉质黏土、黏土为主。场地平整便于后期各方面施工。 二、工程施工项目描述:

据甲方及施工方描述,西侧主楼原有CFG桩,附楼因四层框架,相对承载力要求,通过勘察提供数据来看,承载力符合其使用要求,所以设计采用了天然地基,基础形式采用条形基础,而未做其他基础处理方式。

现该建筑物出现了西高东低的偏倾沉降趋势,位差高达100多mm,处理已刻不容缓。 原因及处理办法:

因基础处理方式差异,造成主附楼沉降速率不一样,地基浸水后边,已形成西硬东软的趋势。

大气自然影响原因,今年邯郸市极端天气频发,降水量处于几十年最高,而且拟处理建筑物所处位置(相对周围地形)为低地平地,极易汇水。推测积水渗水导致地基土浸湿变软承载力降低。 甲方描述,今年七月份前期楼房沉降均匀,为正常自然固结沉降。但从7月19日到28日,突发暴雨后积水浸泡后,楼房整体陡降70-80mm,并发生附楼整体东斜北倾扭转的情况。扭转位差达20mm。后期沉降持续发展,直至现在。但沉降逐渐趋缓,现建筑物沉降相对稳定。 顺和岩土公司提供的土层分析报告显示,土层饱和度最大为90%,几近饱和土,而且各土层饱和度均在70%以上,土质较软。初步判断为今年极端天气大气补水导致地基承载力下降所致。

为满足生活要求,从安全角度出发,建议采用以下两种形式相结合:

1、采用旋喷桩柱脚托换加压力固结注浆,达到后期阻沉抗偏倾滑移的效果。

2、采用压力固结式注浆进行地基处理,达到阻沉的效果。 三、加固方法:

采用旋喷桩、夯实水泥土桩、生石灰石块压密桩加压力固结式注浆,分为以下几步,第一步建议先加固东侧原有楼房梁柱延伸基础,采用旋喷桩托换方式,确保现有建筑物及辅助设施不再继续沉降变形。第二步对东墙外侧土体进行夯实水泥土桩,通过挤密软弱土层同时吸收软弱土中水分,使其土体变硬、承载力变高而达到加固目的。

第三步经甲方、监理、设计施工方共同协商,同时根据政府部门要求纠偏等因素,决定在执行原方案的同时采用石灰块膨胀法施工,一方面消除现有施工沉降,一方面,因为现有地基土饱和度很高几近流塑状,充分利用生石灰块吸潮膨胀特性和自身膨胀倍率(约700-1000倍),对土体有吸水挤密,并有可能产生膨胀抬升作用,G预计理想为0-30mm,最大理想状态或可达50mm。

第四步则在各项观测指标趋近稳定时,则进行抗滑移注浆加固施工,使附楼周围土体固结硬化,形成扩大基础。然使其符合使用要求。 注浆加固也统称为非开挖治理,优点是简单科学易行,对施工环境要求不高,对建筑物及结构影响不大,能和生产使用相结合,易恢复破坏小,而且对房屋内部缺陷地基隐患有消除作用。比其他方式处理要耐用。

四、施工原理和依据:

本工程依据国家相关规程、规范及技术标准有: 《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002 《注浆技术规程》 YSJ211—92 YBJ44—92 《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ---2000 《建筑变形测量规范》JGJ8---2007_

《夯实水泥土桩复合地基技术规程》(DB13(J)39-2003) 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)

《顺和岩土公司提供的近期建筑物地质实勘数据》

旋喷桩是水泥液体以一定压力,切削土层旋转形成一定直径的柱状体。多用于堵水、基础托换等形式。优点是破坏面小对房屋结构影响不大。

夯实水泥土桩一般采用人工或机械成孔,后填入一定的干拌的固化材料,通过人工或机械夯实,对土体产生侧挤压,因材料原因也吸附一定的土体水分提高了基底承载力。

生石灰石桩:采用机械洛阳铲成孔,倾角角度约20℃,长度5m。采用粒径5-7cm生石灰块,回填至2.8m压实,上部2.2m采用夯实水

泥土工艺做封涨塞,施工办法参照夯实水泥土工艺要求。膨胀估计变化周期约为3个月左右。

压力充填式注浆技术,是以一定的压力,通过设置在受注体内的注浆管道向受注体注水泥浆固化液,利用土壤间隙对受注体进行压密充实。使浆液克服土壤缝隙的原始应力,形成通髓进入一定范围的受注体内,浆液硬化固结后形成具有稳定性和较高强度的水泥复合体,改善土壤的力学性能,同时注浆管道待施工后,形成侧抗滑移水泥插筋桩,提高了受注体的密实度和抗变形能力。 五、施工材料

采用pos合格水泥,生石灰块则选用粒径40-70mm。铺垫防潮物避免粉化失效。旋喷及注浆水灰比则以0.6—0.8为宜,因考虑土质原因渗透性较差,局部可采用0.4—0.5。根据现场注浆实际情况定制水灰比,也可根据施工要求加入外加剂,外加剂为玻璃水、微膨胀剂等,掺入比1-2%。可增加固化剂的充盈度和凝固时间,确保治理安全优质高效。

六、加固、注浆设备:

1、高压双管旋喷设备一台套完成高压旋喷桩完成托换加固。 2、采用中高压力0—10MPa壹台套注浆系统完成注浆。

3、无锡安迈MDL-120G多功能锚固钻机一台完成夯实水泥土桩、生石灰块桩。。 七、加固范围:

主楼西侧附楼房东侧区域,

八、旋喷加固、夯实水泥土或生石灰桩、注浆浆孔位及深度和注浆量的控制:

因业主方考虑现有政府办公室人员及附属设施使用要求,要求处理不得进入屋内施工,屋内地基梁体旋喷桩托换加注浆加固方式不能施工,现施工范围只能暂时考虑建筑外单侧的东侧、南侧、北侧部分,北侧因箱变基础原因只能做部分处理。东侧、南侧可以处理全部。 处理方式:

为了现有建筑安全和后期使用要求。结合多位专家意见,拟决定

采用以下施工方式进行处理加固:

1. 采用双管旋喷桩、斜向夯实水泥土或者生石灰块桩结合注浆,进行楼房加固施工。

2. 旋喷桩深度考虑14m,桩长考虑12m。桩径考虑∮600mm以上,先采用旋喷桩在基础梁延长段梁头两侧翼梁中心钻孔,双侧对向施工.两桩重叠咬合。施工期间为减少施工沉降,同时采取间隔施工、隔日施工的方式,每次加固不得少于三个点。 3. 桩体凝固后(早期强度),采用斜向与地面30℃夹角以内才夯实水泥土或者生石灰桩,桩径300-400mm,长度4-5m。间隔1 m,沿东侧施工。生石灰块桩则在夯实水泥土之间沿现有东侧施工,深度桩径同上。后期采用帷幕注浆方式进行沿楼体外侧土体加固。 九、高压旋喷成孔、夯实水泥土或生石灰桩、注浆施工工艺:  夯实水泥土:

水泥掺合量按水泥:土=1:7(体积比)控制,水泥强度为p032.5。 桩体压实系数不小于0.93。

1施工技术要求

按设计技术要求执行。施工前,按设计配合比进行击实试验,确定最佳含水量和最大干密度。水泥采用工程上同标号、同生产厂,按设计配合比取土(现场施工用土)及水泥拌合料。

2施工工艺

2.1测放轴线和桩位

轴线测放由建筑施工单位负责。桩位测放由我院负责。桩位布置与设计位置误差不大于5cm,经甲方或监理验收符合要求后方能施工。

2.2成孔

采用人工洛阳铲成孔,桩孔深度不应小于设计深度。桩孔直径允许偏差为±2cm,桩孔中心偏差为10cm,桩孔倾角角度允许偏差为

1.5%。

6.2.3筛土

水泥土桩用土原则上使用成孔取出的原土。土质对水分要求较高因,要求水分含量以一攥成团,一摔成散为标准。原土料因含水率原因必须选用其他地方出的好土。其土料应过20-25mm筛,如土块过大应进行粉碎。防止大颗粒土块和杂物与灰拌合。

6.2.4拌合与回填

过筛土与水泥拌合按1:7配制,含水量与最优含水量允许偏差±2%。一般人工拌合时,拌合次数不少于3遍。拌好的水泥土料需在两小时内填入孔内,以确保桩体强度。

6.2.5夯实

为了保证桩体密实度和强度,采用人工夯锤夯实,。采用5填料4夯击的施工方法,每次投料厚度约50mm。填料前先夯实孔底,然后分层回填拌合料并夯实。

6.2.6水泥土桩自检

在施工过程中,采用轻便触探检测桩体夯实质量,随机抽样量为总桩数的2%。30cm击数大于30击。成桩后,用环刀在桩头选取试样,测出干密度,并求出压实系数。检查压实系数是否满足要求。

6.3 施工工艺流程图

桩位测 成孔 夯实孔底(2击) 填料(5填) 夯实(4击) ······ 封顶 夯实

筛土 水泥土料拌合  注浆工艺:

①采用机械加人工成孔:采用GK-120液压钻机螺旋掏土成孔。也可结合其他工具完成成孔。 ②注浆花管制作

采用Ф25或Ф32mm钢管,前段加热封堵并均匀布置孔,射浆孔花管长度在1.5m-3.0m之间,具体视情况而定,然后加力使花管进入受注地层。注浆管外部射浆孔口不得有杂物堵塞,要安全可靠。 ③制浆:

根据实验和成型技术确定制浆材料,按程序加料,准确计量,浆液在加注前应充分搅拌,不得有水泥块状物和颗粒存在。 ④注浆:

在开始注浆前应进行注浆试验,以确定注浆工艺的可行性并确定施工工艺和参数。根据受注体层分布情况,决定采用自外而里、自下而上的注浆法,成孔后封闭孔口,分段规律注浆注浆长度和深度控制在现有注浆管之间(可根据钻孔是否到底调整深度),必须钻进至要求深度。先期进行侧面封堵注浆。此法可以避免房屋基础及外部注浆时浆液浪费,使其为有效注浆量,漏浆时表面可采用水泥砂浆硬化做表面封浆层,施工同时要注意注浆时压力变化,观察相邻各管和屋内地面情况。

发现异常应停止注浆,分析原因,采取措施进行处理方可进入下步程序。

 旋喷桩施工工艺:

1 、材料选择与准备

旋喷注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合成新的固体,根据喷射工艺要求,浆液应具备以下特性:注浆液具有良好的可喷性;有足够的稳定性;浆液中气体应少;能调解浆液的胶凝时间;优良好的力学性能;无毒、无臭、;结实率高。水灰比一般采用1:1~1.5:1的水泥浆液。

在喷浆之前按施工要求准备好足够的合格的水泥浆液,5.2、 旋喷参数的确定

1、 压力参数的确定

一般情况下采用加大泵压力来增加其流量及流速,进而增大喷射力。根据以往经验,本工程压力选择为:0~3米时,采用25Mpa,3米以下时采用23 Mpa。

2、 旋转提升参数的确定

旋转、提升的速度与喷流半径有关,而有效半径与喷嘴的几何尺寸和喷射角度有相互联系,并直接影响喷流的特性。根据施工经验,旋喷提升速度宜控制在25~28cm/min范围内,旋转速度宜控制在

20~28r/min范围内。其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。一般为20~23cm/min速度提升,20r/min旋转。 3、 喷嘴直径

喷嘴安装在钻头侧面,是旋喷注浆的关键部分,喷粉直径大小对喷射流速度影响很大。一般单管注浆中喷嘴直径选用2.0~3.2mm。 3、 旋喷注浆参数确定 1、 喷射直径的估计

旋喷后的固结体尺寸由以下因素决定:土的类别及密实程度,高压旋喷注浆方法,喷射技术。 根据我国使用的水泥浆液,压力为20Mpa左右、喷嘴孔径2.0〈d〈2.5mm时。旋喷固结体直径(D)可按标贯次数(N)进行估计: 粘性土(适用于0〈N〈5〉:D =0.65/154N2~1/154 N2 砂类土(适用于5〈N〈15〉:D=1/770(350+10N- N2) 2、 布孔形式

根据现场实际情况,本工程采用直排布孔。 4、 高压旋喷注浆施工工艺的技术要求 1、 施工工艺

1、钻机就位

钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直,施工时旋喷管的允许偏斜不得大于1.5%。

2、钻孔

旋喷常使用76型旋转振动钻机,钻进深度达10m,适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地址钻机钻孔。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm 3、插管

插管是将喷管插入地层预定深度。使用76型振动钻机钻孔时,插孔与钻孔两道工序合二为一,即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地址钻机钻孔完毕,必须拔出岩芯管,并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中。为了防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水边插管,水压力不超过1Mpa。若压力过高易将空壁射塌。 4、喷射作业

当喷管插入预定深度后。由下而上进行喷射作业,值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。 5、冲洗

喷射施工完毕后,应把注浆管等机具冲洗干净,管内、机内不得残存水泥浆,通常把浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。 6、 主要技术要求

1. 钻机或旋喷机就位时机座要平稳,立轴或转盘与孔位对正,倾角与设计误差一般不得大于0.5°

2、 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。

3、 喷射注浆时要注意准备,开动注浆泵,待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后,才开始提升注浆管。自下而上喷射注浆。

4、 喷射注浆时,开机顺序也要遵守第3条的规定。同时开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节。

5、 喷射注浆作业后,由于浆液析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固体体顶部出现凹穴,所以应及时用水灰比为0.6~1的水泥浆进行补灌,并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。

6、 为了加大固结体尺寸,或深层硬土为避免固结体尺寸减小,可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施,也可采用复喷工艺。

7、 冒浆的处理,在旋喷处理中,往往有一定数量的土粒,随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实验,冒浆

(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空隙引起的不冒浆,则可以在浆液中掺入适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定土层范围内凝固。另外,还可以在空隙地段增加注浆量,填充空隙后再继续正常旋喷施工。冒浆量无穷大的主要原因,一般是有效喷射范围与注浆不相适应,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减小冒浆的措施有三种:提高喷射压力;适当缩小喷嘴直径;控制固结体形状。在正常情况下的冒浆可沿桩位横向方向,在相邻两个孔之间开挖排浆沟,形成桩与桩之间的系梁,以便提高复合地基总体承载力。

8、工质量过程控制

质量控制检查严格执行“三检一验”制,即机组内部班组自检、施工机组质检员二检、项目部质检员三检、监理工程师检查验收制度。 1、机组内部班组自检

机组班长、记录员控制施工孔孔深段长及灌浆时装置的正确与否、灌浆压力、结束标准等情况。对各环节、施工人员必须服从班长、记录员的安排,施工时记录员必须如实记录施工情况,确保施工质量. 2、机组质检员

检查控制钻孔的孔位、孔斜、方位,保证准确及时的测斜,并将资料整理分析,如发现有违反技术要求的施工方法,应及时通知施工人员纠正处理如无效上报项目部质检人员。 3、终检人员

对施工的全过程进行质量控制,对关键工序实施签证制度,以确保施工满足设计要求,对施工环节现场检查发现问题及时处理。对施工中出现的异常情况采取有效的措施及时处理并上报项目部。主要工序通知监理工程师验收。 十、成品保护:

严格按照混凝土养护标准进行受注体养护,未达到强度预期强度值或达到设计强度前,不得扰动注浆体。 十一、施工安全措施

①施工区施工前,通知业主进行施工场地封道!做好施工场地隔离工作。悬挂警示标志。同时同业主进行联合监督,确保施工安全。 ②施工人员进入现场应进行现场安全教育,穿戴好劳保用品,做好施工预防性安全工作,保施工顺利进行。

③严格按施工安全规程操作,遵守有关用电的安全规程。 ④文明施工,遵守相关法律法规,不得违章上岗。 十一、变形观测

在建筑物施工期间甲方和各相关单位要及时监督,委托第三方有资质的检测单位。在注浆前后一年内随时对已处理地基上的在建建筑物进行变形观测。变形观测点的布设及操作规程按相应规范执行。

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