施工高压旋喷桩作业指导书

高压旋喷桩作业指导书一、适用范围：适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、素填土、碎石土的地基处理。二、编制依据：客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准(铁建设2005160 号)交通土建软土地基工程手册地基处理技术及工程应用三、高压旋喷桩定义：高压旋喷桩高压旋喷是高压喷射注浆法的一种。高压喷射注浆法是先利用工程钻机钻孔作为导孔，将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度，然后将水泥浆（或水）以高压流的形式从喷嘴内射出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动压等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的固结体。旋喷注浆是喷嘴在提升时不停的旋转，固节体呈圆柱状。四、高压旋喷桩作业内容高压旋喷桩根据注浆管类型不同分为单管法、双管法、三管法等。本标段设计均采用双管法注浆。双管法使用二孔注浆管输送水泥浆和空气两种介质。1、施工准备：1）技术准备根据设计要求本线高压旋喷桩选用 PO42.5 矿渣硅酸盐水泥浆，水灰比 0.8：11.2：1，水泥土无侧限抗压强度不小于 2800Kpa。配方试验在室内进行。室内配方试验配制试样时，其配合比必须与实际施工的配合比相符。因此，根据实际采用的喷射参数计算单位时间中水泥浆用量及水的用量，并根据单位时间内被处理土量，计算出水泥土混合液中各种成分即水泥、外加剂、土粒和水的比例。用这样的方法在室内制作试件，其配合比相当于某一特定的喷射注浆施工条件，可以判断不同喷射条件下的加固强度，以及选用适当的参数，以满足预期的设计要求。配合比试验结束后，形成完整的试验报告，并递交监理工程师审核，经监理工程师认可后，方可用于施工。每工点施工前按照室内配合比进行成桩工艺性试验（不少于 2根），以复核地质资料以及设备、工艺、是否适宜，开挖检查固结体尺寸及连续性，验证喷射注浆方法对地层的适应性和可靠性；取样制作标准试件进行各种力学物理性能试验，验证试验结果是否与理论配合比一致；进行载荷试验和透水试验等，验证试验结果是否满足设计要求，最终通过试喷结果合理选择喷射技术参数。并报监理单位确认后，进行大面积施工。根据设计资料绘制旋喷桩布桩图，并注明桩位编号及施工说明。2）场地准备原地面清理、整平，并用小型压路机碾压密实。挖好排浆沟，设置回浆池，浆液回收处理，防止污染环境。3）机具设备准备喷射注浆前检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足施工需要。管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物，并准备适量的常规配件。检查电源、线路，并做好照明准备工作。 4）人员准备配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行技术交底、安全交底。2、钻孔作业在准备工作完成后，由钻机操作手负责钻机正确就位。就位后，开始施钻。在钻进过程中，由钻机操作手负责做好孔深、回水颜色、土层情况及各种异常情况等原始施工记录。并按技术交底要求钻至设计标高。3、喷射作业在成孔后，校验孔位、孔深及垂直度，均满足设计和规范要求后，开始喷射作业。钻机操作手负责喷射时喷射方向、提升速度等操作控制；搅拌机操作手负责操作搅拌机搅拌浆液，并做好每孔喷射用浆桶数、每桶材料用量、搅拌时间、单位时内间内水泥用量等施工原始记录；输送设备操作手负责空气压缩机、高压泥浆泵的操作，并负责记录气、浆的压力和流量，发现异常及时通知工长；试验员负责施工中制浆的质量控制，并负责现场质量检验。4、设备清洗喷射作业完成后，把注浆管等机具设备冲洗干净。 5、其它施工时设置工长一名，工长负责对参加施工的所有人员的协调与管理，并对施工中所有工序质量负责。电工负责施工电源、线路照明设备的安装。五、施工工艺流程施工工艺流程见“旋喷桩施工工艺流程图”。旋喷桩施工工艺流程图施工场地平整钻机就位钻孔、插旋喷管，至设计标高喷射作业开始边旋喷边提升旋喷结束，成桩冲洗注浆管等机具设备钻机等机具设备移到新孔位1、钻机就位钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于 50mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差 1以内，钻机就位后，必须作水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。2、造孔钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法可根据地层条件、加固深度和机具设备等条件确定。成孔后，校验孔位、孔深及垂直度是否符合规范要求。（孔位纵横向偏差不大于 50mm、孔深不小于设计深度、垂直度偏差不大于 1）3、下注浆管成孔合格后即可下入注浆管到预定深度。在下管之前，必须进行地面试喷，检验喷射装置及气、浆发生装置是否正常。4、喷射注浆作业将注浆管下到预定深度后，检验喷射方向、摆动角度，进行地下试喷，一切正常后即可自下而上进行喷射作业。施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、气浆流量及压力、提升速度、旋摆速度、喷射方向等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，如遇故障及时排除。5、冲洗器具喷射作业完成后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，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。6、移动机具：将钻机等机具设备移到新孔位上。六、施工工艺要点 1、变参数喷射由于天然地基的地质情况比较复杂，沿着深度变化大，有多种土层，其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异。若采用单一的技术参数来喷射长桩，则会形成直径或长度极不均匀的固结体，导致旋喷桩直径不一，使承载力降低。为确保质量，需根据钻孔时获得的孔位处地层情况，对不同深度或不同土层采用不同的技术参数，对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要延长喷射时间，适当放慢提升速度和旋摆速度或提高喷射压力和泵量。2、重复喷射在不改变喷射技术参数的条件下，对同一孔位作重复喷射，既能增加土体破坏的有效长度，从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度。有关试验资料表明，在黏性土中复喷一次直径可增大 38，在砂性土中可增大 50。 3、冒浆处理在喷射注浆过程中，有一定数量的土颗粒与水、浆混合后，沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆量、冒浆比重的测量及冒浆颜色的观察，可及时了解地层状况，判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参数的合理性。完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时为异常现象。当出现异常情况时，首先检查提升速度、旋摆喷速度速度、气、浆流量和压力等技术参数，及时采取措施调整。1）压力骤然上升或压力过高流量偏低时，说明有堵嘴或管路被堵塞现象，应及时停喷，认真检查气浆软管，必要时拔出注浆管检查气浆通道及喷嘴。2）流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管检查密封性能，更换过度磨损的喷嘴。3）流量压力均偏低时，应及时停喷检查修理相应发生装置。4）不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时，若系土质松软可适当加快注浆管提升速度，或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注浆；若系附近有空洞、通道，则不提升注浆管，同时降低气压力流量，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止，或采用速凝浆液，使浆液在注浆管附近凝固。5）冒浆过大时，一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过所需浆量所致。双管法施工可适当缩小喷射孔径，提高喷射压力，基本保持注浆量不变；如仍无效时，可加快提升速度和旋摆喷速度。4、搭接处理在施工中会出现种种故障造成注浆间断，为防止注浆间断造成固结体内出现软弱夹层，影响固结体均匀性和整体性，必须进行搭接处理。搭接长度不小于 10cm。5、分序喷射高压喷射注浆施工时，在水泥土浆液固结硬化之前，有效喷射范围内的地基土因受到扰动而强度降低。高压喷射注浆应分序隔孔施工，防止窜孔破坏已喷射注浆固结体。相邻孔喷射作业间隔时间不得小于 2-5d。如发现窜孔现象，用沙袋堵塞窜孔冒浆出口。 6、防止凹穴旋喷施工在终喷后由于空气的排出以及水泥土浆液渗漏、析水和沉淀作用，水泥土混合浆液在凝固过程中存在不同程度的收缩，最终固结体顶部将出现一个凹穴。采取以下措施予以消除：1）采取超高喷射注浆方法，即喷射注浆的顶面，其超高量应大于收缩高度，可在施工中具体掌握。2）在浆液凝固前回灌冒浆捣实。七、检验控制项目与方法1、高压喷射注浆所用的水泥和外掺剂品种、规格及质量应符合设计要求。检验数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥和外掺剂，袋装水泥每 200t 为一批、散装水泥 500t 为一批，当袋装水泥及外掺剂不足 200t 或散装水泥不足 500t 时也按一批计。每批抽样检验 1 组。检验方法：检查产品质量证明文件及抽样检验。 2、浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。检验数量：施工单位每根桩施工过程中抽样检验 2 次。检验方法：观察并用浆液比重计检测浆液密度。 3、高压旋喷桩的数量、布桩形式应符合设计。检验数量：施工单位全部检验。检验方法：观察、现场清点。4、高压旋喷桩的长度应符合设计。检验数量：施工单位每根桩检验。检验方法：测量钻杆长度，并在施工中检查是否达到设计深度标志。检查施工纪录。5、高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强度应满足设计要求。检验数量：施工单位抽样检验桩总数的 2，且不少于 3 根。检验方法：桩完工后 28d，在每根检测桩桩径方向 14 处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片，取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。6、高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。检验数量：总桩数的 2，且每检验批不少于 3 根。检验方法：平板载荷试验。7、高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差施工单位检检验方法验数量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3桩体有效直径不少于设计值开挖50-100cm深后，钢尺丈量八、安全环保措施 1、现场设专职安全员，负贡施工前安全交底及施工现场安全施工。2、电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查。3、设备定期检修，施工机具设备必须由专职人员按操作规程操作。4、施工人员进入现场必须戴安全帽。5、施工前对施工人员进行专项交底。6、施工中注意对环境的保护，开挖泥浆池，泥浆沟，注意泥浆的回收；水泥袋设专人负责回收，尽量减少施工对周围环境的破坏和干扰。