旋喷桩施工技术方案

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9 旋喷桩施工技术方案1、编制依据1.1设计图；1.2现场踏勘调查所获得的工程、水文地质、交通状况及施工环境等调查资料。1.3铁路路基施工规范TB10202-2002J161-2002。1.4铁路路基工程施工质量验收标准。1.5相关技术规范和以往类似工程的施工经验2、工程概况位于新建昆河线，为车站预留立交而设。位于槟榔寨隧道出口段，河口北站场起始段，框架桥位于槟榔寨隧道出口段，交通为与槟榔寨隧道同用施工便道。基底位于黏土层上，基底应力不足，采用选喷桩加固，设计桩径为φ60，加固深度为桩低进入片麻岩夹大理岩（W4）不小于2米，布置于框两侧基坑下，采用1.2mX1.2m正方形布置。2.2施工便道利用现有乡村公路及已有槟榔寨施工便道可直接到达操作平台。2.3施工用水利用现有农场水源，接输水管用水泵抽入山上蓄水池内以解决施工用水问题。2.4施工用电目前10KV高压电力线还未接到工点，先期施工时只能用自备发电机（300KW一台）发电进行施工，条件成熟后再与高压线路并网。3、设计说明基底位于黏土层上，基底应力不足。旋喷桩设计采用单管法施工，旋喷桩成桩直径60cm，桩距离按9 1.2m*1.2m正方形布置，DK140+521.6～DK140+538.4段旋喷桩纵向15排，其中，第1、15排为14根，第2、14排为22根，第3、4、5、6、10、11、12、13排为31根，第7、8、9排为17根，合计：2*14+2*22+8*31+3*17=371根。因槟榔寨隧道出口已施做完试桩，本框架桥距离槟榔寨出口已施工位置约50米，施工工艺和有关参数为借鉴槟榔寨隧道出口旋喷桩施工工艺和参数。建筑材料：注浆材料采用普通硅酸盐水泥外加2%～3%氯化钙作速凝剂，水灰比采用1:1（依据槟榔寨隧道出口旋喷桩试桩后决定）。待旋喷桩桩体施工完成14天后，对加固改善后的围岩取样进行检查，达到相应的规范要求和技术指标后才能进行下一步施工。4、施工方案4.1旋喷桩施工原理高压旋喷桩处理地基是通过高压设备以不小于20MPa的高压向四周加固土层喷射加固浆料，利用高压切割土体，使加固浆料与被加固土体充分混合，同时提升钻杆，从而在加固地层中形成较完整桩体的方法。高压旋喷桩可以分为单管法、双重管法、三重管法及多重管法。根据现场机械设备配置和人员配置，采用振动沉管单管法旋喷成桩施工工艺进行组织施工。4.2施工准备(1)施工技术资料设计工点图、施工场地地质报告、设计桩位平面布置图、原地面和φ60桩高程数据表（桩长统计表）、技术交底和施工组织设计等。(2)材料储备原材料使用前送至试验室检验合格后，根据设计强度和规范要求进行配合比试验，并经监理工程师确认。水泥：云南红河州国资有限公司的P.O42.5普通硅酸盐水泥；水：饮用自来水。(3)电力设施单台机组用电约130KW，前期靠自备发电机发电，后期10KVA高压力网到进行并网解决用电问题。9 4.3机械设备、人员配置：施工机械：旋喷钻机1台，型号XY-4，功率11kW；浆液搅拌机立式4kW1台；注浆泵1台，型号为XPB-90；各种管材、阀门、接头等辅助设备、配套设备。施工人员、机械设备配备情况如表1和表2。表1劳动力组织表（按每台钻进行配置）工种数量备注技术人员2人负责现场测量放样、质量控制、施工工序过程记录收集整理、数据分析机械操作人员6人按2个工作班配备，每个班3人电工、维修工3人电工2人，维修工1作人制、注浆6人制浆6人，注浆6人合计17人按一台旋喷机进行配置表2机械设备配备表（单管法）机械及工具规格或型号单位功率数量旋喷钻机B2B-40C台11KW1浆液立式搅拌机XPJ-200台4KW1高压泥浆泵XPB-90台/1集料斗400L个/1注浆机JZD-2台≥50L1发电机/个300KW1电动空压机/台/14.4、施工工艺旋喷桩施工工艺流程图泥浆排泄处理平台开挖质量检测钻机就位钻进至设计深度插入注浆管至设计深度高压喷射并提升注浆喷射结束拔管钻机移位测量放样施工准备9 施工注意事项：（1）在正式施工前应进行成桩工艺试验。（2）施工中钻机安放平稳，钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1.5%，钻机位置与设计位置偏差不得大于50mm。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。（3）在注浆过程中出现压力骤然上升或下降。大量冒浆等异常情况时，应及时停止提升和注浆，以防断桩。（4）严格对固结体的质量进行检验包括检验固结体的整体性和均匀性、固结体的有效直径、固结体的垂直度、固结体的强度特性包括轴向压力、水平压力、抗冻性和抗渗性，固结体的溶蚀和耐久性。（5）喷射注浆时要注意设备开动顺序。以三重管为例，应先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压浆，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风水畅通后，旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后即可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估算水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。（6）喷射注浆中需拆卸注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止送浆，然后逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序也要遵守上条规定。（7）喷射注浆达到设计深度后，即可停风、停水，继续用注浆泵注浆，待水泥浆在孔口返出后，即可停止注浆，然后将注浆泵的吸水管移到清水箱，抽吸定量清水将泥浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出，然后停泵。（8）对喷射深层长桩，应按地质剖面及地下水等资料，在不同深度，针对不同地层土质情况，选用合适的喷射参数，才能获得均匀密实的长桩。（9）喷射注浆作业后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，应及时用水灰比为0.6的水泥浆补灌。（10）在冒浆过程中，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。冒浆量小于注浆量20%为正常，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施。9 4.5施工步骤（1）测量放样；(2)场地平整：根据图纸要求进行场地平整，把斜坡挖成多个台阶。路堑基底4%人字坡，采用人工配合平地机施工，避免雨水浸泡地基。清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟；(3)测量定位：采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。(4)机具就位：由专人指挥机械吊转，人工配合缓慢移动至施工部位。用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。(5)启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进：采用单管旋喷法施工。该方法插管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。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，高压水喷嘴边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，至设计标高后停止钻进。(6)浆液配置：高压旋喷桩的浆液，采用P.O.425普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.49。搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。(7)喷射注浆9 在插入旋喷管前先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。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。(8)冲洗：喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。(9)重复以上操作，进行下一根桩的施工。5、技术要求及检测5.1桩的数量、布置形式、桩长应符合设计要求。5.2高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强度及复合地基承载力应满足设计要求。检验方法采用开挖检验、钻孔取芯、标准贯入试验、载荷试验。检验点的数量应符合设计或者是验收标准的要求。5.3桩体几何偏差技术标准及检测:表3旋喷桩施工质量允许偏差、检验数量及方法序号检验项目允许偏差检验数量检验方法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%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50～100cm深后，钢尺量4桩长不少于设计值按设计查施工记录，有怀疑时钻芯5桩体无侧限抗压强度不少于设计值按设计取芯检查9 5.4高压旋喷桩施工应符合下列规定：(1)应根据地质情况和设计桩径选择适宜的施工方法，并配备相应的机具。(2)施工前应根据桩体设计强度和旋喷参数，从现场取各层土样在室内做不同含水量和配合比的强度试验，优选出最佳浆液配方；并在现场做试桩2根，查明桩径、强度，修正室内配方，确定旋喷工艺和参数。(3)水泥浆应按照室内配方配制，不得随意改变，并需严格过滤；旋喷过程中应防止水泥浆沉淀，宜随制随用。(4)旋喷桩施工应先用射水、锤击、振动等方法成孔或另用钻机成孔，然后将旋喷管插至孔底，自下而上进行旋喷。(5)钻杆应匀速旋转、提升，确保桩体连续、均匀；当拆卸钻杆或因故停喷后续喷时，应重复旋喷；(6)旋喷过程中出现压力骤然下降、上升、孔口冒浆量超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时处理。(6)旋喷作业完成后，桩顶凹穴应及时用水泥浆补平。(7)桩体质量检验应在成桩14天后进行，检验方法可采用开挖、钻孔取芯、标准贯入、荷载试验等方法。7、质量控制7.1工艺性试桩坚持以“工艺性试验指导施工”的方针，在工程全面展开前，我们选择2根桩进行工艺性试桩，重点提取混合料坍落度、钻机进入持力层电流、钻杆提升速度、每米桩泵料次数等工艺参数。成桩经小应变、荷载试验检测合格后严格按参数进行大面积施工。7.2、质量控制措施（1）主控项目①施工用水泥及外加剂的品种、规格、质量应符合设计要求。检验数量：施工单位对水泥和外加剂按《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414─2003）附录E的有关规定执行，其它加固料按相关规定进行进场检验。监理单位按施工单位检查数量的20%见证检验或10%进行平行检验。9 检验方法：检查产品质量证明文件及抽样试验。②高压旋喷桩布置形式应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：观察、尺量。③高压旋喷桩的布置数量应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：计数。④高压旋喷桩长度应符合设计要求。检验数量：施工单位检查旋喷桩总数的3%，且不少于3根。监理单位按施工单位检查数量的20%进行见证检验，且不少于1根。检验方法：尺量钻杆长度刻线；必要时钻芯检查。⑤高压旋喷桩桩体无侧限抗压强度应符合设计要求。检验数量：施工单位检查2%，且不少于2根。监理单位按施工单位检查数的20%见证检验，且不少于1根。检验方法：在桩顶1m以下截取设计规定龄期的试件作无側限抗压强度试验。⑥高压旋喷桩复合地基承载力应符合设计要求。检验数量：总桩数的2‰，监理单位见证检验。检验方法：平板载荷试验。(2)一般项目①高压旋喷桩桩体直径、间距、垂直度允许偏差及检验方法应符合下表的规定。高压旋喷桩桩体直径、间距、垂直度允许偏差及检验方法序号项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩体直径不小于设计值抽查1%且不少于2处挖探50～100cm，钢尺丈量2桩体间距±100mm抽查1%，且不少于5处钢尺丈量3垂直度1.5%检测2%且不少于2根经纬仪测量钻杆垂直度8、安全措施9 (1)施工时，对高压泥浆要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在；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，要停泵停机排除故障。(2)高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯应不小于规定的弯曲半径，防止高压管爆裂伤人。(3)高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏较强，浆液应过滤，使颗粒不大于喷嘴直径；高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动停止工作；因故需较长时间中断旋喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以防硬化剂沉淀管路内；(4)操纵钻机人员要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能严禁违章操作，应经过培训后上岗。9