端头加固施工作业指导书垂直加固.docx
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端头加固施工作业指导书垂直加固
端头加固施工作业指导书（垂直加固）
端头加固施工作业指导书（含水平加固、垂直加固）
1适用范围
2端头垂直加固方案
2.1施工方案
本标段始发井端头加固处理主要有两部分：
一是旋喷桩，二是搅拌桩。
旋喷桩设计为φ600mm@450mm的双管旋喷桩，长25米、宽6米、深14米,共计178根,累计总长2484.88米。
搅拌桩设计为φ500mm@350mm的搅拌桩，两排搅拌桩各长22.1米，宽3.1米,深14米,其中单根空桩高2米、实桩高12米。
2.2施工人员组织
施工人员组织见下表。
表2-1主要施工人员组织表
岗位名称
岗位职责
管理人数
施工人数
项目经理
全面管理
1
技术负责
施工技术管理
2
总工长
负责班组间现场协调工作
2
搅拌桩工班
搅拌成孔
4
16
旋喷桩工班
旋喷施工
2
16
质安组
质量检查、安全检查、文件管理
2
测量工班
放线、测量
1
3
试验室
试验
1
1
材料组
材料、管理
2
2
总进场施工人数约43人
2.3施工流程简介
端头加固地层采用水泥土搅拌桩结合旋喷桩进行加固，先施工搅拌桩，然后在搅拌桩外围施工两排旋喷桩。
水泥土搅拌桩的水泥用量、提升速度、复搅次数等参数应根据现场试验确定，相关参数可参照如下数据：
水泥渗入量取15%，采用强度等级32.5级以上的普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45～0.55，采用“四搅二喷”工艺。
双管旋喷要求水泥浆压力宜大于30Mpa，注浆宜采用32.5级以上的普通硅酸盐水泥，可根据需要加入适量的外加剂及掺合料，用量应通过实验确定，水泥浆液的水灰比为0.6～0.8，提升速度可取8～12cm/min，旋转速度10～15rpm。
且旋喷桩底进入不透水层深度应大于1m。
搅拌桩和旋喷桩都是2m的空桩和12m的实桩，要求在旋喷桩和搅拌桩的空桩部分也需要喷浆，每米水泥用量要达到35～45kg。
2.4搅拌桩施工工艺
2.4.1施工顺序
深搅桩采用跳桩施工，施工步骤：
先施作跳桩孔，搅拌成桩，然后进行夹桩的钻孔、搅拌、成桩。
夹桩的施作时间应在两边桩施作完12小时内进行，以保证咬合部分的浆体易于切削，施工顺序见下图《深搅桩跳桩施工顺序示意图》。
图2-1深搅桩跳桩施工顺序示意图
2.4.2施工工艺
搅拌桩直径Ф=500mm，上部从冠梁顶标高15.20向下2m为空搅，2～14m为实桩，拟采用设备如下表，搅拌过程中采用“四搅二喷”方式，即在复搅过程中，开启灰浆泵。
为了保证相邻桩体咬合良好，每根桩施工误差必须控制在允许范围内，其主要检查项目的质量标准见表《深搅桩施工主要项目的质量标准》GB50202-2002。
表2-2搅拌桩设备表
设备名称
型号
功率（KW）
数量（台）
搅拌桩机
PH-5B
37
2
注浆泵
UB-3C
7.5
2
搅拌机
自制
2*1.5
2
表2-3深搅桩施工主要项目的质量标准
序号
项目
标准
1
桩的垂直度允许偏差
≯1.5%
2
桩位偏差
<50mm
3
桩径偏差
<0.04
4
水泥土强度及抗渗性
达到设计要求
5
喷浆及提升速度误差
≤0.5mm/min
深层水泥土搅拌桩施工工艺见图2-2《深层水泥土搅拌桩施工示意图》。
图2-2深层水泥土搅拌桩施工示意图
（1）场地平整测量放样
为确保施工的连续性，机械进场前对加固区域地表进行平整，确保机械行走方便同时建立相应的测量网，精确放出搅拌桩桩位。
（2）钻机就位
将深层搅拌机移到指定桩位对处，并调整钻机位置，确保搅拌轴同桩心对正，误差不超过2㎝；调整塔架丝杆或平台基座，使搅拌轴保持垂直，拌轴垂直度偏差不超过1%。
（3）预搅下沉、浆液制备
启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度控制在0.5m/min，钻机钻进到设计桩底标高。
搅拌机下沉的同时按照配合比配置浆液，配置浆液用水泥浆拌合机搅拌，每次投料后拌合时间不得少于3分钟以保证浆液均匀。
水泥浆经筛子过滤后，倒入贮浆桶，开动灰浆泵，将浆液送至搅拌头端部。
（4）提升、搅拌、喷浆
证实浆液从喷嘴喷出并具有一定压力，连续喷入水泥浆液，原地喷浆搅拌30秒。
根据设计要求的成桩试验结果调整灰浆泵压力档次，使喷浆量满足要求。
将搅拌头自桩端反转匀速提升搅拌，提升速度控制在0.35m/min，并继续喷入水泥浆至设计桩顶，关闭动力头及灰浆泵，喷浆结束。
（5）重复钻进搅拌
钻机再次搅拌下沉至设计桩底，重复喷浆、搅拌提升至桩头设计标高，完成“四搅二喷”工艺。
2.4.3施工控制
（1）水泥搅拌桩开钻之前，应用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。
（2）为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
（3）对每根成型的搅拌桩质量检查重点是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。
（4）为了确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。
同时现场应配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。
（5）水泥搅拌配合比：
水灰比0.45～0.55、水泥掺量15％、每米掺灰量50～55kg必要时加高效减水剂0.5％。
（6）水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。
第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。
第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。
每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟，喷浆压力不小于0.4MPa.
（7）为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。
（8）在搅拌桩施工过程中采用"叶缘喷浆"的搅拌头。
这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘，当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时，随着叶片的转动和切削，浆液能较均匀地散布在桩体中的土中。
长期使用证明，"叶缘喷浆"搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。
（9）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。
每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。
严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg.若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
（10）施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。
如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。
在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。
补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。
（11）现场施工人员认真填写施工原始记录，记录内容应包括：
a施工桩号、施工日期、天气情况；b喷浆深度、停浆标高；c灰浆泵压力、管道压力；d钻机转速；f钻进速度、提升速度；g浆液流量；h每米喷浆量和外掺剂用量；i复搅深度。
2.4.4质量检测
（1）检验方法
①水泥搅拌桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验。
a、检验搅拌均匀性：
用轻便触探器中附带的勺钻，在搅拌桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。
b、触探试验：
根据现有的轻便触探击数（N10）与水泥土强度对比关系来看，当桩身7d龄期的击数N10大于15击时，桩身强度已能满足设计要求；或者7d龄期的击数N10大于30击时，桩身强度也能达到设计要求。
轻便触探的深度一般不超过4m.
②水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。
每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（3个一组）28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。
钻孔取芯频率为1％～1.5％。
③如果某段或某一桥头水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10％，则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求；如果不合格率大于10％小于20％时，则应在该段同等补桩；如果不合格率大于30％，则该段水泥搅拌桩为不合格。
④对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。
⑤在特大桥桥台或软土层深厚的地方，或对施工质量有怀疑时，可在成桩28天后，由监理工程师随机指定抽检单桩或复合地基承载力。
随机抽查的桩数不宜少于桩数的0.2％，且不得少于3根。
试验用最大载荷量为单桩或复合地基设计荷载的两倍。
⑥外观鉴定
a、桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。
b、搅拌均匀，凝体无松散。
c、群桩桩顶齐，间距均匀。
（2）主要质量保证措施
①指派专业技术人员负责搅拌桩施工的工程质量控制，现场跟进各工序进行技术指导和质量监督。
②做好各项施工记录，并及时进行整理分析，以便判断搅拌效果。
③工程中所用水泥等主要材料应具有出厂合格证，并抽样送试验室检验。
经检验不合格的材料不允许用于工程项目中。
④为保证工程质量，在搅拌施工中应注意如下几点：
a、施工前应检查水泥及外加剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度（主要是水泥浆流量计及其他计量装置）。
b、施工中应检查机头提升速度、水泥浆或水泥注入量、搅拌桩的长度及标高。
c、施工结束后应检查体强度、桩体直径及地基承载力。
d、进行强度检验时，对承重水泥土搅拌桩应取90d后的试件。
e、水泥搅拌桩地基质量应符合水泥搅拌桩地基质量检验标准。
2.5双管旋喷桩施工工艺
2.5.1施工安排及工艺流程
旋喷桩施工采用2台GD-2型地质钻机引孔，2台XP-300高压旋喷台车旋喷提升，喷浆采用三重管法、双喷嘴喷浆，设备配置见表2-4《旋喷桩施工设备配套表》，施工工艺流程见图2-3《旋喷桩施工工艺流程图》。
表2-4旋喷桩施工设备配套表
序号
设备名称
规格型号
功率（KW）
单位
数量
1
引孔机
XY-1
12马力
台
2
2
高喷台车
GS-500
15
台
2
3
高压水泵
3S2
90
台
2
4
灌浆泵
UB3c
3
台
2
5
空压机
VFY-3-10
17
台
3
6
泥浆泵
BW-150
1.5
台
2
7
拌浆机
WJG-80
台
2
图2-3旋喷桩施工工艺流程图
2.5.2施工技术要点
1、旋喷桩施工过程
（1）旋喷机就位：
旋喷机安装定位要准确、水平、稳固。
为保证钻孔达到设计要求的垂直度，旋喷机就位后须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
（2）成孔：
钻孔位置与设计孔位偏差不得大于50mm。
钻杆垂直度＜1%。
仗量钻杆长度，确保成孔深度并做好记录。
（3）喷射注浆：
喷射注浆管达到预定深度后，由下至上同时喷射高压水泥浆和空气，利用高压水泥浆冲切土体形成圆柱状桩体。
注浆时随时检查浆液初凝时间、浆液压力、旋转提升速度、空气压力等参数是否符合设计及规范要求，并随时做好记录。
（4）注浆管提升：
钻杆的旋转和提升必须连续不中断，拆卸钻杆继续旋喷时，其搭接长度不小于100mm。
（5）冲洗：
施工完毕后，冲洗干净注浆管等机具设备，管内机内不得残存水泥浆。
（6）移动机具：
将机具设备移至新孔位。
2、工艺技术要求
施工前先做1～2根试验桩，以确定旋喷桩有关的施工参数。
表2-5双管旋喷桩技术参数参考取值
项目
双重管参数
浆压（MPa）
＞20
水泥浆水灰比
0.6～0.8
水泥浆比重
1.5～1.6
旋转速度（r/min）
12～25
喷嘴直径（mm）
2.2～2.5
提升速度（cm/min）
8～12
空气压力（Mpa）
0.6～0.8
水泥用量（kg/m）
300
（1）旋喷桩机就位后，须校正钻机主要立轴二个不同方向的垂直度。
垂直度误差不得超过1%。
（2）施工中定时测定浆液密度（比重）、注浆压力、流量、提升速度等，钻孔深度要准确。
（3）水泥浆液的水灰比取0.6～0.8，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6，返浆比重取1.2～1.3。
浆液宜在旋喷前一小时内搅拌，搅拌后不得超过4小时，当超过时，应经专门试验证明其性能符合要求后方可使用。
（4）水泥采用32.5号普通硅酸盐水泥，根据需要加入适量的速凝速凝剂。
（5）注浆管进入预定深度后，应先进行试喷。
应在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射，由下而上喷射注浆。
喷射管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
施工顺序为先喷浆后旋转和提升。
（6）旋喷作业前检查高压设备和管路系统，其压力和流量须满足设计要求。
注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。
注浆管接头的密封圈必须良好。
喷射孔与高压注浆泵的距离最好小于50m,以保证高压泵的压力。
在喷浆过程中管线不得串漏，如有串漏要立即停机处理后再施工，并在管线串漏深度进行复喷。
（7）成桩过程中钻杆的旋转和提升必须连续不中断，当拆卸钻杆后继续旋喷时，须保证至少10cm的搭接长度。
（8）发生故障时立即停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时对停浆点下部进行复喷。
（9）旋喷过程中，钻孔中的冒浆量应控制在10%～25%之间。
冒浆量大于注浆量25%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。
（10）土体密度较大，一次喷浆达不到设计桩径时，可进行第二次复喷。
（11）高压喷射注浆过程中若发现地下有块石等障碍物时，可采用放慢或停止提升、定位注喷等方法。
（12）详细记录各项施工情况和参数如：
钻孔深度、旋喷深度、浆液密度、压力、排量、提升速度、返浆情况等。
（13）每孔浆结束后，要及时回填灌浆至地面，如浆液面下降要及时补浆。
表2-6旋喷桩允许偏差
序号
项目名称
技术标准
检查方法
1
钻孔垂直度允许偏差
≤1.50%
实测或经纬仪测钻杆
2
钻孔位置允许偏差
≤50mm
尺量
3
钻孔深度允许偏差
±200mm
尺量
4
注浆压力
按设定参数指标
查看压力表
5
桩体直径允许偏差
≤50mm
开挖后尺量
2.5.3施工注意事项
（1）施工过程中随机记录员要按要求填写记录表，详细的记录施工过程，对旋喷压力、提升速度、成桩桩长，都要如实、详细的记录，严禁一线操作人员编施工记录资料。
（2）操作人员要严格按照方案与技术交底要求施工，不得降低旋喷桩成桩质量，施工过程中存在问题要及时与现场施工员沟通，严禁私自更改控制参数。
（3）旋喷桩施工要抓紧进度，避免窝工。
（4）旋喷桩施工过程中使用同厂家、同型号水泥，严禁混用。
（5）旋喷桩桩位由测量班放线确定，由现场施工员和桩机技术员共同复核。
旋喷桩移机就位后要通知现场施工员核对桩位，经同意后方可开钻。
（6）施工过程中出现修机、堵管等情况导致停机的，要记录在案并通知现场施工员核对，恢复施工时要求从喷射点向下复喷至少50cm。
（7）旋喷桩施工过程中出现漏浆、不返浆或返浆很少等情况时应及时通知现场施工员，适当调整深度。
（8）项目部和现场施工员根据基坑实际情况适当调整旋喷桩施工范围和施工桩位。
（9）旋喷桩施工必须配合现场施工，服从项目部协调结果。
2.5.4常见问题及处理方法
常见问题及处理方法见下表。
表2-7双管旋喷桩常见问题及处理方法
常见问题
产生原因
预防措施及处理方法
1、固结体强度不均、缩颈
喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择
根据设计要求和地质条件，选用不同的喷浆方法和机具
喷射设备出现故障（管路堵塞、串、漏、卡钻）中断施工
喷浆前进行压水压浆压气试验，一切正常后方可配浆准备喷射，保证连续进行。
配浆时必须用筛过滤。
拔管速度、旋转速度及注浆量不配合，造成桩身直径大小不均，浆液有多有少。
根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量
穿过较硬的粘性土产生缩颈
对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法
喷射的浆液与切削的土粒强制拌和不充分、不均匀，影响加固效果
控制浆液的水灰比及稠度，严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径，保证喷浆效果
2、钻孔沉管困难，偏斜
遇有地下埋设物，地面不平实，
放桩位点时同钎探，遇有地下埋设物清除或移桩位点
钻杆垂直度超过1%
喷射注浆前先平整场地，钻杆垂直度控制在1%以内
3、注浆流量不变，压力突然下降
注浆系统泄露
检查各部位的泄露情况，必要时拔出注浆管检查密封性能
4、压力陡增超过最高限值、流量为零，停机后压力不变动
喷嘴堵塞
拔管疏通喷嘴
5、冒浆过大，超过25%
有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过喷浆固结所需
提高喷射压力；适宜缩小喷嘴孔径；加快提升和旋转速度。
6、不冒浆
地层有较大空隙
在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间；在空隙地段增大注浆量，填满空隙后继续正常喷浆。
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