平安金融中心项目_施工管理阶段（桩基）_10坑内止水专项施工方案

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坑内注浆止水专项施工方案

组成，不均匀地混碎石、角砾及粘性土，硬杂质含量大于30%，未经分层压实，场地北侧 因受地铁前期施工影响，回填厚度较大，下部主要由花岗岩残积土堆填组成。堆填时间5～ 10年，松散～稍密，各钻孔均遇见该层，层厚2.10~8.80m，平均厚度3.76m。

探伤标准2.2.2第四系全新统冲积层

第四系全新统冲积层（Q4a1）含有机质粉质粘土②：褐灰色，含少量有机质，稍有腥臭 味，底部含细砂，局部钻孔含有机质较高，含腐木屑较多，呈湿～很湿，软塑～可塑。摇 振无反应，土面稍有光滑，干强度及韧性较高。该层主要分布于场地中北侧，见于钻孔JK66、 JK69～JK71、JK73、JK87、JK89~JK94号，层厚0.60～2.20m，平均厚度1.32m。

2.2.3第四系上更新统冲洪积层

第四系上更新统冲洪积层（Q3a1+p1）由粘土、中粗砂、粉细砂、粉质粘土、含有机 质粘土、粗砾砂等6层构成。

2.2.3.4粉质粘土

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2.2.3.5含有机质粉质粘士

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2.2.4第四系中更新统残积层

2.2.4.1燕山晚期花岗岩

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29.37m，层厚0.60~17.90m

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2.2.5抽水试验结论与建议

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综合抽水孔及观测孔施工过程中的施工记录以及周边地质钻孔资料，当按承压水计算 时，中凤化层厚取5m。当按潜水计算时，整个强凤化与中凤化层均视为潜水层，属混合型 抽水试验，含水层厚度取23m。 场地渗透系数（K）、地下水影响半径（R）为见下表，预测基坑涌水量（Q）≥418.93m/d。

岩层中的地下水主要为裂隙水，水量的大小与裂隙的发育情况有很大的关系，因， 基施工中抽水量可能比本报告中数据有所偏大。 建议桩基施工应设置闭合的截水惟幕，且截水惟幕的深度应穿透中风化岩进入微 岩。

2.3对地铁的影响因素分析

2.3.1基坑开挖对地铁的影响分析

巨型挖孔桩开挖直径达9.5米（含护壁），离地铁最近的巨型桩从开孔至桩底的深度达 到40.3米，属于深基坑中的深基坑工程。故原有基坑的开挖及巨型挖孔桩开挖会对地铁产 生耦合影响。 基坑工程是支护结构、降水以及基坑开挖的系统工程，其对环境的影响主要分如下三 类：围护结构施工过程中产生的挤土效应或土体损失引起的相邻地面隆起或沉降；长时间、 大幅度降低地下水可能引起地面沉降，从而引起邻近建（构）筑物及地下管线的变形及开 裂；基坑开挖时产生的不平衡力、软粘土发生蠕变和坑外水土流失而导致周围土体及围护 墙向开挖区发生侧移动、地面沉降及坑底隆起，从而引起紧邻建（构）筑物及地下管线的 侧移、沉降或倾斜。基坑工程的支护结构施工、降水以及基坑开挖是影响周边环境的“源头”， 因此保护基坑周边的环境应首先从“源头”上采取措施减小基坑的变形，从而减小基坑工程 施工对周边环境的影响。其次，可从基坑变形的传播途径上采取措施，切断或减小土体变 形对周边环境的影响。第三，还可从提高基坑周边环境的抵抗变形能力方面采取措施，减 小建（构）筑物、地下管线或设施的变形

2.3.2场地现状分析

目前地下水位降幅较大（一般地下水位埋深约19m至23m） 目前地铁轨行区的常规监测沉降量累计值最大为19.2mm，已经超过16mm的报警

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值； 3. 坑底绕流渗水严重，坑底水头约1.5米； 4. 场地渗透系数大，基岩裂隙水丰富：

2.3.3挖孔桩降水对周边环境的影响

2.3.3.1降水引起地面沉降的机理分析

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土体一般由土体颗粒，孔隙水和气体三相组成。一般认为土体变形是孔隙水排出，气 体体积减小和土体骨架发生错动而造成的。饱和土中的孔隙水压缩量很小，孔隙体积变化 主要是孔隙水排出引起；对于非饱和土，除孔隙水渗出外，还与饱和度有关。土体受载瞬 时，孔隙水承担了总压力，随后因孔隙水体积逐渐减小，孔隙压力消散，有效应力增加。 在有效应力作用下，土体骨架产生瞬时和蠕动变形。因为加载引起的土体固结变形与抽水 引起的土体渗透固结是不同的。前者的最终状态是孔隙水压力彻底消失和零速率流动，后 者最终状态是稳定流。两者的差异详见下表：

因降水引起土层压密的问题需采用太沙基有效应力原理考虑。土体有效应力的增加产 生两种力学效应：因地下水位波动而改变的土粒间浮托力和因承压水头改变引起的渗透压 力。在弱透水层上方降水，造成浮托力降低，按该层上方边界不同，可能出现两种情况： 浮托力消失一般出现于透水层上方为砂和水所覆盖的情况下。浅层井点降水使得潜水 位下降，引起地面沉降，浮托力消失。这是由于抽水降低了地下水位，使土由原来的浮重 度改变为饱和重度，这部分重量差就是对土层所造成的有效应力增量。抽水造成压缩层上 部的孔隙压力降低，有效应力增加 如下图，未抽水前弱透水层中土体的初始孔隙水压力如t。时刻分布。因抽取含水层中 的地下水，导致含水层中水头下降h，弱透水层因渗透系数小而孔隙水压变化滞后于含水 层。随着时间的增加，弱透水层中的各点孔隙水压力逐渐趋于t。的分布情况，达到t。时， 弱透水层底部土体的孔隙水压变化为△u，至此弱透水层中将不再有水分排出，土体的压 密作用结束。

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人工挖孔桩降水将形成地下水降落漏斗。抽取承压水使得含水层组的孔隙水压力降低， 有效应力增加，土体压密，导致基坑周边的地面沉降，对环境造成一定影响。地质条件、 含水层水力联系、基坑止水惟幕插入含水层的位置、抽水时间、水头降深和抽水量等因素 影响了沉降的范围，大小和速率。

2.3.4桩孔开挖对基坑支护体系及地铁的影

地下空间开发对邻近建筑的影响问题，是现在诸多工程建设中时常遇到的棘手问题。 许多学者及工程技术人员对此展开了研究，如基坑开挖对既有建筑物沉降的影响、对既有 管线变形的影响等问题的研究。但是，由于工程的个性，有些工程由于影响因素众多而未 能得到深入认识。本桩基工程遇到的主要问题是人工挖孔桩施工对既有基坑、邻近建筑物、 地下管道、马路及周边公共设施的安全、特别是地铁设施变形的影响。地铁线路的建设昂 贵且重要，如若由于其他工程的建设而影响其正常使用，后果损失不堪想象。人工挖孔桩 施工引起邻近地铁的变形，包括沉降、水平位移和收敛，这些变形必然会影响地铁隧道的 正常使用，严重时将导致隧道管片开裂、漏水、漏泥，直接影响到隧道的使用功能和安全 性，基于此，本专项方案围绕人工挖孔桩施工对既有构筑物变形影响这一问题进行分析， 以深化人工挖孔桩施工对地铁线路影响的认识，并提出相应的处理措施。 本工程的基坑北侧内边线距地铁车站维护结构外轮廓线仅21.85米，而对于地铁车站 这样对变形要求极其严格的地下结构物，临近的基坑工程建设、甚至坑中坑工程更是面临着 严峻的考验。如何既经济又安全地保障运营车站的安全，是一个函待解决的难题。基于本桩 基工程是在基坑支护工程施工到坑底后才开始人工挖孔桩施工，而核心筒的桩基全为巨型 桩基础，最大开挖直径达9.5米，相当于坑中坑工程，故而对人工挖孔桩施工的影响分析 必须从桩基、基坑、地铁及其他构筑物的相互影响、相互作用出发，从整体考虑、从细部 切入进行分析

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第3章坑底注浆止水措施及施工部署

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3.1坑底周边惟幕注浆止水

3.1.1注浆方案选择

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鉴于自前地下水位下降比较大，基坑底渗水较多，抽水试验结果显示岩层裂原水渗透系 数达10.18m/d，属于中透水层，基岩裂隙水大，水头压力高，为了保证基坑外地下水位不受 人工挖孔桩抽水的影响，根据现场情况，设计单位提出在坑底内侧周边对坑底交工面往下至 中风化岩层顶面采用双重管旋喷桩止水惟幕（Φ550350），其中北面部分布置双排咬合旋喷 桩，南面部分采用单排旋喷桩止水，从中风化岩层往上搭接5米至入微风化0.5米采用基岩 裂隙灌浆止水惟幕，注浆剖面布置示意图如下图所示。此外，沿坑底周边全风化及强凤化层 的旋喷桩止水惟幕也能加大基坑支护体系的被动侧抵抗力，对控制基坑支护体系的变形及地 铁结构变形会有很大帮助

3.1.1.1双管旋喷桩

喷射注浆法又称为旋喷法，喷射注浆法施工可分为单管法、双管法、三管法。根据现场 基坑底的施工工作面及地质情况，对交工面以下至强风化底，采用双管咬合旋喷桩止水（d 5500350）较为适宜。双管法施工，将水泥浆和压缩空气同时喷射，施工示意图如下图所示

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3.1.1.2基岩裂隙灌浆

基岩裂隙灌浆止水惟幕，即“孔口封闭、孔内循环、自上而下、分段灌浆法”（简称“孔 口封闭、孔内循环灌浆法”），经工程实践证明，这种方法对基岩裂隙水发育场地有较好的止 水效果。针对本工程的现状，拟对基岩部分进行基岩裂隙灌浆止水。

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3.1.2基岩裂隙灌浆设计

3.1.2.1 惟幕的深度

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本工程的惟幕注浆目的是降低土层渗水性、充填土体空隙，最终在坑周形成隔水幕。 故在原有基坑截水惟幕的基础上，本次惟幕注浆深度从中风化岩层顶往上搭接5米至入微风 化层0.5米，

3.1.2.2惟幕的厚度

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注浆试验结束后可通过以下方法评价浆液扩散半径： (1)钻孔压水或注水，求出注浆体的渗透性； (2）钻孔取样，检查空隙充浆情况； 确定了浆液扩散半径后，即可设计注浆孔布置。注浆孔的布置应能使被加固土体在平面和 深度范围内连成一个整体。 根据本桩基工程特殊情况，采用样板施工制度，具体相关参数由现场注浆试验确定

3.1.2.3注浆压力和流量

注浆的最大容许注浆压力推荐采用注浆试验曲线确定，即在注浆试验过程中，逐步提高注 浆压力，求得压力和流量关系曲线图，当压力升到某一数值（pr）时，注浆流量突然增大，表明 地层已产生劈裂，因而把这一压力值作为确定最大容许注浆压力的依据

岩石裂隙注浆最大容许注浆压力除根据注浆试验确定外，也可根据经验曲线或经验公式确 定，下式为考虑地质条件、注浆方法和浆液浓度的经验公式。

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Y 一水的重度，kN/m。 不同条件下的m值见下表。表中第一类岩石指强烈风化并有多组大裂隙的松散岩石，第二类 岩石包括弱凤化、中等裂隙性岩石，第三类指有细裂隙的较致密岩石。稀浆是指水灰比大于1 的水泥浆液，稠浆是指水灰比小于1的水泥浆液。

注浆压力一般由现场试验确定，初定注浆压力1.2～1.5MPa。 采用水泥浆液，在保证可注入的前提下应尽量减小注浆压力，浆液流量也不 控制在10~20L/min范围

注浆量的计算应考虑注浆类型、岩土的孔隙率和裂隙率、浆液填充程度。渗透注浆的好坏 取决于渗透半径内体积土的空隙充填程度。充填率越高，注浆的效果越好。 渗透注浆的常用注浆量计算公式为式

O= mr"hnα(1+ β)

式中：Q一注浆量； I一渗透半径； h注浆厚度; 土体孔隙率； α一有效灌注系数； 1+β一损失系数，可取1.1~2.0。 必须指出的是上述仅为注浆量的估算方法，在实际施工中应根据注浆压力的变化、地面是 否冒浆、地表抬升、周边构筑物位移等情况对注浆量进行即时的控制。

总体上先施工双管旋喷桩，后施工基岩裂隙灌浆惟幕，再施工回灌系统，在注浆惟幕施工 同时开始监测。平面位置整体上按照先施工基坑北侧，后东西两侧，再南侧的顺序施工。待注 浆止水雌幕、回灌系统及监测系统形成后才开始人工挖孔桩的施工。

3.2.1施工区段的划分

根据场地布置条件，整个项目的人工挖孔桩分为七个大区，即塔楼核心筒区为1区，北 则塔楼核心简以外的巨型桩区为I区，核心简中心以北其余部分为Ⅲ区，大圆环剩余南侧为 IV区，小圆环马道位置为V区，马道两侧对称位置为VI区，小圆环最南侧为VI区，具体分区 如下：

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饮用水标准坑内注浆止水专项施工方案

其申巨型桩采取隔桩跳挖施工，其余桩基若当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，则 兆挖施工。根据旋喷桩施工平面布置图，旋喷桩施工共分15段，根据基岩裂隙灌浆 置图，沿基坑周边共布置26个裂隙注浆单元

主要施工流程为：旋喷桩施工→基岩裂雌幕灌浆施工→第5道支撑施工→挖孔桩旗 拖工流程组织如下各图所示：

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土方机械标准规范范本坑内注浆止水专项施工方案