高压旋喷桩试桩方案.docx

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高压旋喷桩试桩方案

高压旋喷桩试桩方案

一、工程概况

第二工程队负责施工的旋喷桩里程为DK118+720～DK118+800，共长80米。

共有高压旋喷桩1953根，17712延长米。

桩径0.5m，桩间距1.0m，桩长9.07m，正三角形布置。

桩的质量检测采用轻型动力触探、无损、荷载和取芯，检测频率为2‰。

广珠铁路四标段为冲积平原，地形平坦开阔，鱼塘众多，塘边建有猪舍，部分为苗圃、果园，交通情况较好。

区间总的地质为淤泥层、黏土层和中砂层，淤泥层在地面以下12m左右，灰黑色，饱和，流塑。

高压旋喷桩机是利用钻机，将预先配制好的浆液，通过高压发生装置，使液流获得巨大能量后，高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接冲击破坏土体，钻杆边旋转、边徐徐提升，从而使浆液与土体充分搅拌混合，便在土中形成一个有一定直径的柱状固结体，使地基得到加固。

由于高压旋喷射流是高能高速集中和连续作用于土体中，具有冲击切削破坏土体并使浆液与土搅拌混合的功能。

其加固范围就是喷射距离加上渗透部分或压缩部分的长度为半径的圆柱体。

高压旋喷桩具有应用范围广、工艺简便、固结体形状易控制等特点。

适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等各种软土地基的加固；加固地基范围广，不受土的粒度、硬化剂黏性及硬化时间的影响。

此区间路基基底处理设计部分采用高压旋喷桩进行软基加固处理，设计参数为：

全桩无侧限抗压强度为2.0Mpa，单桩承载力130KN。

二、试桩目的

通过现场工艺性成桩试验提出标准施工方法用以指导大面积施工，从而使整个工程施工质量高、进度快、经济效益显著，其主要目的为：

1、针对本段路基基底情况，多数为鱼塘，地基土大多为海相沉积流塑状淤泥，具有含水量高、孔隙比大、液性指数大、有机质含量高、塑性指数高的特点，按现设计掺灰量采用高压旋喷桩能否有效成桩尚不能确定，故有必要通过室外和室内试验进行验证；

2、按照现场所取土样进行室内配合比试验，从而确定符合设计要求的每米水泥掺入量、水灰比、固化剂；

3、经过现场工艺性试桩确定单位时间内水泥浆液的喷出量、压力、风量、施工机械旋转提升速度等各种参数及最佳的施工工艺，以满足桩体连续均匀和设计强度等各项指标；

4、通过试验核实设计地质情况；

5、通过试验确定相关设备的组合模式及配备数量；

6、根据桩身无侧限抗压强度和单桩承载力试验确定施工配比。

三、试桩的地点、材料及各种参数

1）试桩地点：

根据设计图纸在DK118+720～DK118+800范围内选择具有代表性地段做3根旋喷桩试桩，现场地平整已完成，机械设备已进场，人员已到齐，水泥已进场，水质已化验，取深层土样后配合比已完成，具备试桩施工条件。

试验桩施工时间初步定在2009年9月20日。

2）工艺性试桩拟采用的喷浆材料：

水泥采用P.C32.5号复合硅酸盐水泥，水泥应为新鲜无结块，通过0.08mm方孔筛的筛余量为≤5%，每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证，并根据有关规定进行抽查检验。

制浆用水必须保证清洁无污染，符合《混凝土拌合用水标准》的要求。

3）工艺性试桩拟采用的技术参数：

进行室内试验：

水泥采用P.C32.5号复合硅酸盐水泥，可根据水泥强度增长规律，提出最佳配比方案。

根据室内试验结果旋喷桩理论配合比为：

1：

3.89：

1，水泥用量为95Kg/m，水泥浆水灰比采用1：

1；详见“水泥土无侧限抗压强度配合比报告”。

施工技术参数

注浆管：

提升速度12～18CM

旋转速度10～20r/min

浆液压力：

20～30Mpa;

浆液流量：

60～80L/min

喷嘴孔径：

φ3mm

4）工艺性试桩的检验、检测：

浅部开挖桩头，其深度为500mm，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。

检查频率全部。

成桩7天内应采用轻型动力触探仪（N10）检查桩的质量、接触点应在桩径方向1/4处，抽检频率为全部。

成桩28天后在检测桩身抽芯无侧限抗压强度，不小于2.0MPa。

抽检频率为全部。

成桩28天后承载力采用平板载荷试验检验，单桩承载力不小于130KN。

试桩经检验、检测合格后，经监理工程师批准后，方可进行旋喷桩正式施工，其确定的施工工艺参数作为施工的依据。

5）试桩结束后及时整理各种技术参数。

形成正式的试桩总结报请监理站审批。

接到监理站下发的开工通知后方可正式进行施工。

四、施工准备

1、劳力组织

本次旋喷桩试桩由我队综合工区负责组织，试桩钻机配备12人，并且分工明确。

具体人员及职责如下：

1）班长1名，负责施工指挥，协调各工序间操作联系、控制加固质量以及组织力量排除施工中出现的故障。

2）钻探工2名，按照设计要求的施工工艺，正确操纵钻机，卸接钻杆，检查旋喷桩机运转情况，做好维修保养和排除故障工作。

3）泵工2名，操作高压泥浆泵及维修保养。

4）记录员1名，负责施工记录。

掌握施工技术、质量、写工程日志和记录。

5）机械工1名，负责全套旋喷机械的正常运转和维修，定期检查。

6）电工l名，负责钻机、电源、电路工地照明的安装和安全使用及电气故障排除。

7）普工4名，负责倒水泥、操作搅拌桶及倒灰和过滤，协助钻机工作（卸接钻杆、冲洗等）。

2、机械设备

单管法高压喷射灌浆的施工机具设备由高压发生装置、钻孔灌浆、特种钻杆和高压管路4部分组成，主要包括钻机、高压泥浆泵、灌浆管、喷嘴、流量计、输浆管、制浆机等。

各种高压喷射灌浆法主要机械设备见下表。

序号

设备名称

规格性能

用途

1

高压泥浆泵

XPB-90D型高压泵

旋喷注浆

3

钻机

MGJ-50型振动钻机

旋喷用

3

泥浆搅拌机

容量0.8～2m3

拌制浆液

4

旋喷管

单管42mm地质钻杆

注浆成孔

5

高压胶管

φ19～φ２２mm

高压水泥浆用

3、施工场地

清理现场地下、地面及空中障碍物，修通便道，铺设电线，整理原地面，其顶面做成三角形，中心高出0.2m，两侧与地面平，其宽度不小于路堤加护道底宽。

碾压密实至Kh≥0.86。

测量放线定出桩位，钉上木桩。

布置水泥浆制备及泵送系统，泵送距离小于50m。

高压旋喷桩试桩区平面布置示意图见下图。

五、施工工艺流程

高压旋喷桩施工各个环节密切合作，才能达到质量要求，高压旋喷桩施工工艺如下：

1、机械就位

机械就位应平稳，立轴、转盘与孔位对正，高压设备与管路系统应符合施工图及安全要求，防止管路堵塞，密封良好。

2、定孔位

在定孔位时，一定严格按照设计放样定孔位，其误差不大于5cm，并用木桩固定。

在高压旋喷桩轴线拐弯处应设固定桩，同时在施工轴线5～10m范围设控制桩。

3、钻孔

把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度满足精度要求，经技术人员验测合格后方可开钻。

如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。

采用合金钻头钻进施工。

钻进过程中应详细测量并记录实际孔位、孔深及地层变化情况。

遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔的钻进。

4、制浆

按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高压旋喷桩结束后要统计该孔的材料用量。

浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于30S，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。

5、下喷射管

将喷射台车移至成孔处，先在地面进行浆液试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高压旋喷桩施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。

6、喷射提升

当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆液，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终喷高程。

喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：

①接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴；

②喷射因故障中断，应酌情处理:

a、因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；

b、如中断时间超过1小时，要采取补救措施；

c、恢复喷射时，喷射管要多下0.5m，保证凝结体的连续性。

7、回灌

喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高压旋喷桩固结后的桩顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高压旋喷冒浆静压充填。

8、记录

施工中钻孔、高压旋喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格。

高压旋喷桩施工工艺流程图

六、施工质量控制

由于高压旋喷桩施工难度大，特制定施工细则，在施工中严格遵守，以保证施工质量。

1）桩位控制：

钻机就位要准确，孔位偏差不应大于５cm。

2）桩径控制：

施工过程中要按施工图操作，对桩个别部位可进行复喷，以满足桩径要求。

3）桩长控制：

当钻至桩底深度以下0.2m时，将喷浆管插到柱底层位。

在插管过程中，为了防止泥沙堵塞喷嘴，可边喷水边插管。

喷射水压力一般不要超过1MPa，以防止将孔壁射塌。

4）浆液控制：

要严格按照配合比控制浆液，拌制完后不间断搅拌以防止其发生离析现象。

保证喷浆量，随时观察反浆情况。

5）施工时严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。

现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。

6）高压旋喷桩应全孔连续进行，施工机具发生故障，立即排除故障，继续施工，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不小于0.5m。

供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。

7）在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。

8）工程质量保证体系框图见下图。

工程质量保证体系框图

七、施工中常见的问题和处理方法

1）压力上不去：

安全阀和管路接头处密封圈不严；泵阀损坏，油管破裂漏油；安全阀的压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏；栓塞油泵调压不够；活（柱）塞或缸套损坏。

2）压力骤然上升：

喷嘴堵塞；高压软管清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞影响管路畅通，泵体或出浆管路有堵塞。

3）压力不稳定：

油管路泄漏；泵体或吸浆管路有泄漏或存在空气；泵体注塞杆过长或泵体安装时不严密。

4）喷嘴堵塞及冒浆喷嘴堵塞，应提升灌浆管，待堵塞消失后再进行复喷；出现不冒浆或断序冒浆时，系土质松软的正常现象，可适当进行复喷；冒浆量小于灌浆量20%，视为正常现象，超过20%或完全不冒浆时应采取相应措施；在旋喷过程中，地层有较大空隙导致不冒浆，可在浆液中加入适量速凝剂，以缩短固结时间；当冒浆量过大时，可提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋转速度；大量冒浆、压力稍有下降时，可能是灌浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力降低，此时应拨出灌浆管进行检查。

八、安全防护措施

坚持贯彻“安全第一，预防为主”的方针，严格遵守国家、铁道部和广东省颁布的有关安全生产的法律、法规、规范和规范性的文件等要求、规定、并依照GB/T28001标准制定实施相应的职业健康与安全方面的制度和措施。

切实予以执行。

1）施工前应检查高压设备和管路系统，其压力和流量需要满足施工图要求。

泵体灌浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须完整良好无泄漏现象。

安全阀中的安全销要进行试压检验（试压检验到有资质的压力容器检验所进行），必须确保在达到规定压力时，能断销卸压，决不能轻易安装未经试压检验的自制安全销。

高压泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，保证正常使用。

2）在钻进及旋喷过程中，要防止灌浆管和喷嘴被堵塞，采取的措施有：

浆液加以前进行两次过滤，严防杂物混入；钻孔时边射水（1Mpa）边钻进。

3）对长度5m以上的桩，先喷浆然后再旋喷和提升，以减小阻力，避免灌浆管扭断。

4）施工完毕，立即拔出浆管，彻底清洗灌浆管和灌浆泵，不准有残留水泥浆。

5）高压胶管不能超压使用，使用时弯曲不应小于规定弯曲半径，防止胶管破裂。

6）施工时，钻机应平稳置于平整坚实的地面上，钻杆应保持垂直。

7）司钻人员应经过培训考核持证上岗。

钻孔的位置需经确认无误后方可开钻。

8）夜间施工，现场设置足够的照明设施，并有备用数量；夜间施工在白天交接班时，检查安全情况，进行记录。

9）现场所有电动机械设备使用前按规定进行检查、试运转，作业完拉闸断电锁好电闸箱，防止发生意外事故。

九、环境保护及文明施工措施

1、严格遵守国家、广东省有关文明施工的规定。

认真贯彻业主有关文明施工的各项要求。

达到广东省文明安全工地标准。

2、加强宣传教育，统一思想，使全体职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映，是安全生产的保证，提高员工文明施工的自觉性。

3、画出施工场地总平面布置图，标明工程名称，施工单位、工期、工程主要负责人和监督电话，接受社会监督。

设置现场工程概况牌、安全纪律牌、安全宣传牌、防火须知牌、事故记录牌和施工总平面图规格统一，内容完善，位置醒目。

施工场地围挡整齐美观。

4、合理布置场地，严格按照有关部门审批后的平面布置图进行场地建设。

施工现场坚持工完料清，垃圾杂物集中堆放，及时清运，施工废水处理达标后排至指定市政污水排放设施。

5、进场材料、成品、半成品以及构件等分门别类，堆放整齐，机械设备指定专人保养，保持运行正常，机容整洁。

水泥和其它细颗粒散体材料，应在库内存放或加以盖。

运输细颗粒散体材料或渣土时，必须覆盖，不得沿途撒落。

6、尽可能使用低噪音设备或采取降噪消音措施，减少噪音对周边环境的影响。

7、施工现场给排水统一规划，做到给水不漏，排水顺畅。

保持场地上无淤泥积水，施工道路平整畅通。

8、现场制定洒水降尘措施，指定专人负责现场洒水和清理浮土。

9、对废浆的处理必须在开工前作好规划，废浆应随时运出现场，或暂时排入沉淀池然后做土方运出，不得随意排放。