高噴施工技術(shù)及質(zhì)量、安全保證措施

1、張建平2013.10 第2版(2015)主要廣泛應(yīng)用主要廣泛應(yīng)用于水工建筑物于水工建筑物的防滲工程。的防滲工程。 高壓旋噴樁施工技術(shù)是利用射流作用切高壓旋噴樁施工技術(shù)是利用射流作用切割、摻攪地層，改變?cè)貙拥慕Y(jié)構(gòu)和組成，割、摻攪地層，改變?cè)貙拥慕Y(jié)構(gòu)和組成，同時(shí)灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體，借以同時(shí)灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和達(dá)到加固地基和防滲止水防滲止水的目的。的目的。（1 1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。（2 2）

2、混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過(guò)程中，在射流后部形成）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過(guò)程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方向（即阻力小的方向）移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)向（即阻力小的方向）移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。（3 3）升揚(yáng)置換作用。高速水射流）升揚(yáng)置換作用。高速水射流(3(3管法管法) )或水泥漿或水泥漿(2(2管法管法) )切割切割土體的同時(shí)，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排出地土體的同時(shí)，由于通入壓縮氣體而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補(bǔ)充，

3、形成墻體。上，土粒排出后所留空隙由水泥漿液補(bǔ)充，形成墻體。（4 4）充填、滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速充填沖開(kāi)的溝槽和）充填、滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速充填沖開(kāi)的溝槽和土粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。土粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。（5 5）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過(guò)程中，在破碎部）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過(guò)程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴位邊緣還有剩余壓力，并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。一些薄弱地層的一些薄弱地層

4、的遠(yuǎn)處可看到噴泉遠(yuǎn)處可看到噴泉現(xiàn)象，就是高壓現(xiàn)象，就是高壓噴射流沖擊的效噴射流沖擊的效果反映果反映 （1 1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間影響小，可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、硬化時(shí)間影響小，可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土及人工填土粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。中的素填土甚至碎石土等多種土層。 （2 2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為基礎(chǔ)防滲之用；可

5、作為施工中的臨時(shí)措施（如深基坑側(cè)壁為基礎(chǔ)防滲之用；可作為施工中的臨時(shí)措施（如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理。固、防滲處理。 （3 3）當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速）當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過(guò)大和已涌水的地基工程時(shí)，宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。過(guò)大和已涌水的地基工程時(shí)，宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。對(duì)含有較多漂石、塊對(duì)含有較多漂石、塊石的地層，宜通過(guò)試石的地層，宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。驗(yàn)確定其適用性。當(dāng)?shù)貙咏Y(jié)構(gòu)為密實(shí)（老）當(dāng)?shù)貙咏Y(jié)構(gòu)為密實(shí)（老）粘土、漂（卵）石粒徑超粘土、

6、漂（卵）石粒徑超過(guò)過(guò)120mm120mm、含量超過(guò)、含量超過(guò)30%30%，就比較難切割，應(yīng)采用旋就比較難切割，應(yīng)采用旋噴的形式。噴的形式。 在卵礫石粒徑過(guò)大（粒徑（粒徑120 mm120 mm的卵石、的卵石、碎石、礫石）碎石、礫石）的土層中進(jìn)行高壓旋（擺）噴時(shí)，無(wú)法切割這些卵礫顆?；蛘呤蛊湟苿?dòng)和重新排列并與漿液進(jìn)行攪拌；噴射流只能通過(guò)其空隙、充滿周圍的空隙，但水泥漿液存在流失問(wèn)題(尤其在動(dòng)水情況下)，且水泥漿固結(jié)后，會(huì)收縮；還存在空隙，尤其是在卵石問(wèn)隙較大的時(shí)候，更達(dá)不到防滲效果要求。實(shí)際上單純的定噴是很少見(jiàn)的。即使設(shè)計(jì)為定噴，施工時(shí)實(shí)際操作也會(huì)有一定的擺角而為擺噴。序孔墻體最厚處約70cm，

7、序孔墻體最厚處約40cm；、序孔最薄處在1314.5cm之間 序孔墻體噴射長(zhǎng)度為65cm 5.1 應(yīng)用規(guī)范：返漿一般返漿一般不回收。不回收。5.2 施工程序高壓線下高壓線下樁機(jī)改型樁機(jī)改型5.4 5.4 施工方法施工方法（1 1）造孔）造孔 a.造孔設(shè)備（鉆機(jī)）。常采用液壓回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)配直徑150mm的合金鉆頭造孔，泥漿固壁。 b. 適用于在粘土層、砂層及砂卵石層中鉆進(jìn)的XY-2 型液壓回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。c. c. 造孔質(zhì)量控制點(diǎn)造孔質(zhì)量控制點(diǎn) 當(dāng)鉆機(jī)就位后，鉆桿對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)孔位，用羅盤儀或水平尺校準(zhǔn)機(jī)身水平，墊穩(wěn)、墊平機(jī)座和機(jī)架，開(kāi)孔時(shí)嚴(yán)格將孔位偏差控制在5mm以內(nèi)。為保證鉆孔偏斜率不大于1/1001/

8、100的精度要求，一般使用較長(zhǎng)的鉆具（2m 以上），并視鉆進(jìn)情況隨時(shí)用KXP-1型測(cè)斜儀測(cè)斜儀檢測(cè)孔斜* *，以便及時(shí)糾偏。造孔過(guò)程中，遇孔內(nèi)異常現(xiàn)象如掉鉆、卡鉆、失漿等，及時(shí)采取相應(yīng)的措施處理，并做好記錄。各孔以設(shè)計(jì)孔深為施工參考值，以鉆入基巖內(nèi)(或不透水層)為實(shí)際終孔深度。造孔結(jié)束后，經(jīng)檢測(cè)孔斜合格者，注入高固相固壁泥漿* *，以防塌孔而影響噴漿管順利下入孔內(nèi)，對(duì)孔斜不合格者采取糾偏處理直至合格為止。d. d. 采取合理可行的防斜、糾偏措施：采取合理可行的防斜、糾偏措施： 選用較大型的鉆機(jī)：選用較大型的鉆機(jī)：XY-2型 ，一般使用較長(zhǎng)較長(zhǎng)的鉆具(2m以上)， 調(diào)平鉆機(jī)：調(diào)平鉆機(jī)：鉆機(jī)必須放

9、置平穩(wěn)特別是初始鉆進(jìn)（鉆進(jìn)1020cm）時(shí)，須反復(fù)反復(fù)用水平尺、鉛錘吊線等調(diào)平鉆機(jī)。 合理的鉆進(jìn)速度：合理的鉆進(jìn)速度：在碎石土及粉土層中鉆機(jī)時(shí)，鉆進(jìn)效率較高，平均可達(dá)2m/min 的鉆機(jī)速度；鉆機(jī)至平臺(tái)以下6m8m 層段，局部遇到大粒徑塊石，鉆機(jī)速度下降，鉆進(jìn)速度約為0.3m/min，由此斷定，鉆孔時(shí)因根據(jù)不同地層地質(zhì)條件，給予適當(dāng)?shù)慕o進(jìn)壓力，不能盲目追求進(jìn)尺。 鉆機(jī)必須放置平穩(wěn)。鉆機(jī)必須放置平穩(wěn)。初始鉆進(jìn)（鉆進(jìn)初始鉆進(jìn)（鉆進(jìn)101020cm20cm）時(shí)，須反復(fù)用水）時(shí)，須反復(fù)用水平尺調(diào)平鉆機(jī)。平尺調(diào)平鉆機(jī)。（2 2）水泥漿制備）水泥漿制備 a.a. 首先將水加入桶中，再將PO 32.5的普硅

10、水泥和外摻劑倒入，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)攪拌1.02.0 分鐘，而后擰開(kāi)攪拌桶底部閥門，通過(guò)第一道篩網(wǎng)（孔徑為0.8mm），過(guò)濾后流入漿液池，然后通過(guò)泥漿泵抽進(jìn)第二道過(guò)濾網(wǎng)（孔徑為0.8mm），第二次過(guò)濾后流入漿液桶中，待壓漿時(shí)備用。 b. b. 水泥漿制備質(zhì)量控制點(diǎn)水泥漿制備質(zhì)量控制點(diǎn)漿液密度漿液密度 高噴灌漿漿液的水灰比可為1.5:10.6:1(即密度約1.5g/cm31.7g/cm3).經(jīng)驗(yàn)表明：地下防滲體須用水泥約約500kg/m500kg/m（達(dá)到水利概算定額的卵石地層需要的水泥用量,灌漿量 水泥用量）。婆梅氏婆梅氏比重計(jì)比重計(jì)泥漿比重泥漿比重計(jì)計(jì) c. c. 水泥漿制備質(zhì)量控制點(diǎn)水泥漿制備質(zhì)量

11、控制點(diǎn)漿液密度漿液密度 （3 3）高噴臺(tái)車就位、地面調(diào)試、定向、插管高噴臺(tái)車就位、地面調(diào)試、定向、插管 a. 鉆機(jī)鉆孔后，拔出鉆桿。 b.（二重管法、三重管法）高噴臺(tái)車就位、多次調(diào)平； c.就位后，連接好地面上的水、氣、漿管，調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺動(dòng)角度，然后開(kāi)機(jī)試噴，以檢驗(yàn)系統(tǒng)和各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足要求。 d.再插入旋噴管(89mm的三重噴射管)。在插管過(guò)程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可用較小壓力（0.51.0MPa）邊下管邊射水或?yàn)榉乐瓜鹿軙r(shí)泥漿倒灌堵塞噴嘴，下管前用膠布將其包住，然后緩慢插入孔內(nèi)，直至達(dá)到孔底。（4 4）開(kāi)噴）開(kāi)噴 a. 噴漿管下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，旋轉(zhuǎn)（或擺動(dòng)）不停，高壓清水泵（或高壓

12、漿液）的壓力增到施工設(shè)計(jì)值（353540MPa40MPa）、泥漿泵(三管法灌漿正常工作壓力為0.10.3MPa)、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)（或擺動(dòng)），并用儀表控制壓力、流量和風(fēng)量(氣壓力控制在0.50.8MPa)，坐底噴漿30s 后，分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)開(kāi)始提升，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)（或擺動(dòng)） ，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和試樁確定的提升速度提升鉆桿。直至達(dá)到預(yù)期的加固高程后停止。 依靠壓力切割土層 b.高壓清水泵壓力、送漿泵壓力流量、空壓機(jī)壓力流量、提升速度等參數(shù)的控制：項(xiàng)項(xiàng) 目目三管法三管法備注備注水壓力(MPa)3540流量(L/min)75噴嘴孔徑（mm)1.72空氣壓力(MPa)0.60.8流量(m3/m

13、in)0.81.2漿液壓力(MPa)0.21.0漿液密度1.51.7g/cm3流量(L/min)6080噴嘴孔徑（mm)6-10孔距（m)1.31.5擺噴，孔徑130mm漿液比重(g/cm3)1.5旋轉(zhuǎn)速度(r/min)610擺速610單程次/min提升速度(m/min)0.060.16注漿管外徑75905.5 5.5 噴射的質(zhì)量控制點(diǎn)噴射的質(zhì)量控制點(diǎn)調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺動(dòng)角度： 擺噴施工下噴射管前，應(yīng)進(jìn)行地面試噴并調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺動(dòng)角度。地面上校準(zhǔn)噴射方向地面上校準(zhǔn)噴射方向噴射方向和擺動(dòng)角度誤差過(guò)大嚴(yán)重影響成樁質(zhì)量： 壓力過(guò)小，射流切割地層的能力減弱，切割摻攪壓力過(guò)小，射流切割地層的能力減弱，切

14、割摻攪地層的長(zhǎng)度、范圍就達(dá)不到設(shè)定值。以致于高噴地層的長(zhǎng)度、范圍就達(dá)不到設(shè)定值。以致于高噴墻不能有效搭接連成一體，和厚度有所欠缺。墻不能有效搭接連成一體，和厚度有所欠缺。工藝工藝方法方法高壓清水高壓清水高壓高壓水泥漿水泥漿切割半徑切割半徑水泥漿水泥漿用量用量其它其它三管三管法法3538MPa0.2-1MPa(不算高壓)二管法因?yàn)閲娚涑龅氖撬酀{，其切割力要比噴射水流的切割力有力(動(dòng)能大動(dòng)能大)，所以采用二管法，切割半徑大水泥漿用量取決于水泥漿的流量、提升速度等；二管法采用的水泥漿流量大，漿液密度可稍低。 二管法由于不再往地層內(nèi)噴射水，所以加到地層內(nèi)的水泥漿液不會(huì)被稀釋，所以有利于水泥漿液的留存

15、、凝固，不易被流動(dòng)的地下水沖走。 成本：二管法的水泥漿要多層次過(guò)濾、吸鐵，噴嘴磨耗快等，工具成本大過(guò)三管法2管法管法3538MPa七、七、 每每m m水泥用量的計(jì)算和控制：水泥用量的計(jì)算和控制：每m水泥用量=每m漿液用量(L/m)/（(1/c)+水灰比） c：水泥的比重（普硅水泥取3.1g/cm3）每m漿液用量(L/m)= 流量(L/min) t (min) 。 t (min)：與提升速度(cm/min)有關(guān)。 對(duì)噴漿t (min)時(shí)間內(nèi)、提升h（cm)之間所消耗的水泥漿液進(jìn)行實(shí)測(cè)。理論計(jì)算：實(shí)測(cè)：檢查噴頭：不合格的噴頭、噴嘴、氣嘴禁止使用(噴嘴磨損壓力下降切割力下降)九、九、高噴圍封不成功事

16、例：高噴圍封不成功事例：十、質(zhì)量檢查和驗(yàn)收十、質(zhì)量檢查和驗(yàn)收 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002GB50202-2002）十一、技術(shù)交底十一、技術(shù)交底因地層的種類和密實(shí)度、地下水、地層顆粒的化學(xué)特性等因素的影響，在一定程度上影響灌漿效果。為了在復(fù)雜的眾多影響因素下，取得較為理想的高噴效果，施工過(guò)程中根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題因地制宜，采取必要的施工措施保證施工質(zhì)量。（1）制漿材料的稱量誤差不大于5%；（2）水泥漿攪拌時(shí)間，使用普通攪拌機(jī)應(yīng)不少于90s；水泥漿自制備到用完的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)4h；（3）灌漿泵和輸送管路上安裝壓力表，使用壓力宜為壓力表最大標(biāo)

17、值所謂1/31/4，壓力表定期檢查；（4）噴射前，要進(jìn)行地面試噴，檢查機(jī)械、管路運(yùn)行情況，調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺角；（5）下入噴射管時(shí)，要采取措施（如用膠帶包封）防止噴嘴堵塞；（6）中途停頓后恢復(fù)施工，對(duì)中斷孔段要進(jìn)行復(fù)噴，復(fù)噴長(zhǎng)度不小于0.5m；（7）高噴過(guò)程中出現(xiàn)突降或驟增、孔口回漿密度或回漿量異常時(shí)，要查明原因，及時(shí)處理；（8）冒漿量過(guò)大將會(huì)影響到灌漿的質(zhì)量及廢漿較多，造成冒漿量過(guò)大的原因一般有噴射范圍與灌漿不相適應(yīng)，注漿量過(guò)大超過(guò)高噴固結(jié)所需的漿量所致。減少冒漿量的措施有三種： 提高噴射壓力； 適當(dāng)縮小噴嘴孔徑； 加塊提升和旋轉(zhuǎn)速度； （9）在進(jìn)漿正常時(shí)，如孔口回漿密度變小、回漿量增大，要降

18、低氣壓并加大進(jìn)漿液密度或進(jìn)漿量；（10）準(zhǔn)確記錄高噴的各項(xiàng)參數(shù)，漿液材料用量、異?，F(xiàn)象及處理情況。十二、安全控制十二、安全控制高噴防滲板墻施工的設(shè)備中高壓設(shè)備較多，因此，安全優(yōu)為重要：（1）認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的施工指導(dǎo)方針，建立安全保證體系。制定安全管理制度、安全檢查制度及確定安全責(zé)任目標(biāo)，明確了各人員的安全職責(zé)。（2）認(rèn)真履行三級(jí)安全教育制度，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的配合人員進(jìn)行安全教育及安全技術(shù)交底工作。施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，必須佩戴好安全帽。參與高空作業(yè)人員必須系好安全帶。（3）注漿高壓設(shè)備安全操作要求點(diǎn)： 施工現(xiàn)場(chǎng)的電器設(shè)備、機(jī)械設(shè)備要經(jīng)常進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁機(jī)電設(shè)備帶“病”作業(yè)。使用前對(duì)高壓泵

19、必須認(rèn)真地全面檢查和徹底清洗，清除泵體內(nèi)的殘?jiān)丸F屑，檢查各密封部位，確保無(wú)泄漏現(xiàn)象； 對(duì)安全閥中的安全銷要進(jìn)行試壓檢查，確保在達(dá)到規(guī)定最高壓力時(shí)，能斷銷卸壓；絕不能輕易安裝未經(jīng)試壓檢驗(yàn)的自制安全銷。 必須有專人司泵，保證在旋噴時(shí)能根據(jù)需要壓力正確進(jìn)行變擋。 灌漿泵和輸送管路上安裝壓力表，使用壓力宜為壓力表最大標(biāo)值所謂1/31/4，壓力表定期檢查；（4）旋噴注漿管安全操作要求點(diǎn)： 使用前必須檢查螺紋完好程度，洗凈管內(nèi)積污。如管子彎曲應(yīng)予校直； 鉆桿接頭絲扣應(yīng)正常齒合，橡膠密封良好，接管時(shí)必須加尼龍紙，并扣緊。 噴射前，要進(jìn)行地面試噴，檢查機(jī)械、管路運(yùn)行情況，調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺角； 高噴過(guò)程中出現(xiàn)突降或驟增、孔口回漿密度或回漿量異常