地基注浆加固施工方案.doc

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：
l 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
l 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。
l 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。