高压旋喷桩施工作业指导书.docx
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高压旋喷桩施工作业指导书
新建铁路
郑州至徐州客运专线工程
施工作业指导书
（路基工程高压旋喷桩）
郑西铁路客运专线有限责任公司
2013年9月19日
路基工程
高压旋喷桩施工作业指导书
1.概述
1.1工程概况
郑徐客专正线新建路基工程（含区间及车站、线路所路基等）长度21.428公里，占正线总长361.937公里的5.9%。
郑西客专公司范围内（9个标段，委托代建标段除外）正线路基长17.04公里，设计工点共13个，主要为松软土地层，天然地基承载力较差，部分段落地基设计采用高压旋喷桩处理。
1.2施工简介
1.2.1高压旋喷桩利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻至桩底设计高程，将预先配置好的浆液通过高压发生装置使浆液获得巨大能量后，从注浆管旁的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体。
喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。
1.2.2高压旋喷桩施工方法主要有单管法、双重管法和三重管法，本作业指导书中高压旋喷桩采用单管法施工。
1.3适用范围
适用于郑西客专公司建设管理范围内郑徐客专正线路基高压旋喷桩地基处理工程。
2.作业准备
2.1内业技术准备
开工前，应组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准，制定相关安全保证措施。
对施工人员进行技术交底以及岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
2.2.1平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。
测量放线，定出控制轴线、桩基施工区域并按照设计桩位进行放样，并对其进行复核。
2.2.2准备充足的水泥加固料和水。
水泥的品种、规格、出厂时间应经试验室检验符合国家规范及设计要求，并有质量合格证。
严禁使用过期、受潮、结板、变质的水泥。
2.2.3施作排、截水设施，在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。
3.技术要求
3.1在高压旋喷桩正式施工前，应选择典型地层，进行高压旋喷桩成桩工艺性试验（不少于3根），确定各项施工工艺参数后，进行单桩或复合地基承载力试验，确认设计参数。
3.2高压旋喷桩水泥采用强度等级为PO42.5级及以上的普通硅酸盐水泥或矿碴水泥，水泥浆液的水灰比一般为1.0，加固桩的28天龄期标准试块抗压强度不小于4.0MPa，桩体压缩模量不小于50MPa。
水泥浆根据需要可加入适量的外加剂，掺入量应通过实验确定。
3.3严格按照设计桩位、桩径、桩长和桩数施工，桩位允许偏差为±5cm，桩径和桩长不小于设计值，垂直度偏差不大于1%。
喷射孔和高压注浆泵的距离不宜大于50m。
3.4施工前应作好场地准备，设置回浆池，喷浆过程中冒出的浆液、泥土应及时清理。
3.5切割桩头应采用截桩机等专用设备，截除桩头不应影响桩的完整性。
4.施工程序及工艺流程
4.1施工程序
高压旋喷桩施工程序为：
原地面处理→钻机就位→钻进→钻进至桩底设计深度→喷浆→停止喷浆→拔管→钻机移位→成桩质量检验。
4.2工艺流程
高压旋喷桩施工工艺流程图
5.施工要求
5.1钻机就位
移动高压旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准桩位中心，对位误差不得大于50mm，同时整平钻机，放置平稳、水平。
利用经纬仪控制垂直度，垂直度偏差不大于1%。
就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
5.2泥浆拌制
按设计确定的配合比拌制泥浆，首先将水加入搅拌桶中，再将水泥和外加剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20min，而后拧开搅拌桶底部阀门，将水泥浆放入第一道筛网（孔径为0.8mm），然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液池，待压浆时备用。
5.3钻进成孔
启动钻机，同时开启泥浆泵低压输送水，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉，直到桩底设计标高。
5.4喷射注浆
5.4.1喷浆管下钻到设计深度后，停止钻进，旋转不停，同时将泥浆泵放入泥浆池中高压输送水泥浆，高压泥浆泵压力增到施工设计值，坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，严格按照试桩确定的参数控制转速和提升速度。
中间发生故障时，停止提升和喷射以防断桩，同时立即进行检查排除故障。
如发现浆液喷射不足，影响桩身直径及桩身质量时，进行复喷。
5.4.2桩头部分处理：
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至停喷面。
5.4.3旋喷完毕后，泥浆泵和高压泵用清水冲洗，各管路内不得有残余浆液和其它杂物。
损坏的部件要及时修理和更换，运转部分要涂抹黄油以利润滑和防锈。
5.4.4在旋喷成桩过程中，经常检查测压泵、流量、转速、提升速度和实际的浆液耗用量，并按规范填写施工记录。
5.5灌浆量检查
电子记录仪记录的水泥浆实际用量应不小于试桩总结的水泥浆用量。
施工前，应对电子记录仪进行标定，标定合格后方能使用。
6.人员配置
施工人员应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
每个作业面人员配置表
序号
工种
人数
备注
1
现场施工负责人
1
2
技术主管
1
3
专兼职安全员
1
4
工班长
1～2
5
技术、质检、测量及实验人员
2～4
6
机械工、普工
10～20
7.材料要求
7.1水泥采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥，并有产品质量合格证和出厂试验报告，检验合格后方能使用。
7.2水泥浆按1：
1的配合比进行配浆，配浆采用搅拌桶进行搅拌。
用灰浆比重仪来测试浆液比重，符合要求后，方可使用水泥浆。
8.设备机具配置
每个作业面主要施工机械设备配备表
序号
机械名称
施工单元
1
高压旋喷桩机
1～2台
2
压浆泵
1～2台
3
发电机
1～2台
4
泥浆比重仪
9.质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1下钻前，先在地表进行射水实验，待压力正常后，才能进行下钻成孔施工。
9.1.2采用标号PO42.5的普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须有合格证等质量证明文件，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。
施工中所有计量工具均应进行标定。
水泥进场后，应垫高水泥台，覆盖防雨彩布，防止水泥受潮结块。
9.1.3施工过程中，严格控制送浆泵的压力和提升速度。
经常检查高压系统、管道系统，使压力、流量能够达到验收标准要求以保证桩径达到设计要求。
9.1.4喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出现压力骤然上升或下降、大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障，复喷接桩时应加深0.5米重复喷射接桩，防止出现断桩。
9.1.5高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩、桩顶面下降，从而保证桩顶标高满足设计要求。
9.1.6因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
9.1.7钻进施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。
9.1.8实行技术人员随班作业制，技术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，及时发现和处理施工中的质量隐患。
当实际地质情况与工程地质报告不符时，应详细记录，认真如实填写施工报表，反映施工实际情况。
9.1.9配备一台备用发电机组。
旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工，若施工过程中停电则立即启用备用发电机，保证施工正常进行。
9.1.10施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
9.2质量检验
9.2.1高压喷射注浆所用的水泥和外加剂品种、规格及质量应符合设计要求。
施工单位每批抽样检验1组，监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。
9.2.2浆液应严格按试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。
每根桩施工过程中检验2次，观察并用浆液比重计检测浆液比重。
9.2.3高压旋喷桩的数量、桩长、布桩形式应符合设计要求。
检验数量为全部。
9.2.4注浆流量、注浆泵压力、钻杆提升速度、转速等参数应符合试桩工艺参数。
施工单位每根桩施工过程中抽检2次。
监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。
9.2.5高压旋喷桩施工过程中，应记录施工设备贯入地层的反应，核查地质资料，桩底应置于设计桩底地层中。
检验数量为全部。
9.2.6高压旋喷桩桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度采用成成桩28天后钻芯取样方法，观察其完整性、均匀性，并留取影像资料，在上、中、下各1/3范围的中部分别取样作无侧限抗压强度试验。
施工单位抽样检验总桩数的2‰，且不少于3根，监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验。
9.2.7高压旋喷桩单桩或复合地基承载力应满足设计要求，采用平板载荷试验方法进行检测。
检测机构抽样检验总桩数的2‰，且每个工点不少于3根，监理单位全部见证检验。
9.2.8高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法应符合下表的规定。
施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序
号
检验项目
允许
偏差
施工单位
检验数量
检验方法
1
桩位
（纵横向）
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
水平三角气泡管或在钻杆上挂铅垂线测量
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
10.安全及环保要求
安全环保在满足验收标准的相关要求下，还应满足郑西公司关于标准化建设的要求。
10.1安全保证措施
10.1.1钻机就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正，高压设备与管路系统应符合设计及安全要求，防止管路堵塞，密封良好。
10.1.2在高压喷射注浆过程中，当出现压力突增或突降、大量冒浆或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施。
10.1.3施工时，对高压水泥浆泵要全面检查和清洗干净，防止存在泵体的残渣和铁屑；各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验。
确保能在额定量高压力时断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，应停泵停机排除故障。
10.1.4旋喷管提到施工桩顶标高时，旋喷作业即告完成，应及时清洗泥浆泵和管路系统。
10.1.5做好施工中的机械设备的组织指挥，保证道路畅通，防止发生机械碰撞及翻车事故。
10.1.6特种操作人员持证上岗，操作钻机人员要具备熟练的操作技能，了解钻机旋喷喷浆性能，严禁违章操作。
10.1.7各种机械设备悬挂操作规程牌。
10.1.8现场配电箱一机一闸一漏一接地，灯罩用防水灯罩。
10.2环保措施
10.2.1钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回收处理，防止环境污染。
10.2.2每一工作班组完工后，要及时对场地进行清理，水泥袋、剩余浆液等施工废弃物按指定位置处置。
10.2.3对施工区域进行围蔽，注意避免施工过程的扬尘、冒浆等对周围环境的污染等。
10.2.4施工现场严格按国家有关环境保护、水土保持的要求开展施工。
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