旋噴樁試樁首件制

1、港珠澳大橋珠海連接線第一合同段東側(cè)工作井旋噴樁試樁施工總結(jié) 編制： 審核： 批準： 中鐵十八局集團有限公司港珠澳大橋珠海連接線第一合同段項目經(jīng)理部2013年3月6日港珠澳大橋珠海連接線第一合同段東側(cè)工作井旋噴樁試樁施工總結(jié)目 錄1、概述11.1工程概況11.2工程地質(zhì)概況21.3試樁的目的22、施工技術(shù)方案22.1旋噴樁施工工藝簡介22.2施工工藝流程32.3操作要點42.4高壓旋噴樁成樁記錄表93、試樁總結(jié)93.1鉆芯取樣結(jié)果93.2成樁記錄103.3試樁結(jié)論114、注意事項114.1固結(jié)體強度不均勻、縮頸114.2固結(jié)體頂部凹陷124.3壓力驟然上升124.4鉆孔偏斜、冒漿過大或不冒漿12

2、中鐵十八局集團有限公司13東側(cè)工作井旋噴樁試樁施工總結(jié)依據(jù)廣東省高速公路建設(shè)標準化管理指南(試行)路基路面橋梁隧道(粵交基20101375號)要求，編制東側(cè)工作井旋噴樁試樁施工總結(jié)。1、概述1.1工程概況港珠澳大橋珠海連接線東側(cè)工作井地基加固包括井周邊加固和基坑底加固,井周邊包括工作井始發(fā)面、后背面、側(cè)面，始發(fā)面端頭底層采用旋噴樁與素混凝土墻進行加固，側(cè)面、后背面、基坑底均采用旋噴樁加固。設(shè)計要求旋噴樁加固后土體28天無側(cè)限抗壓強度qu>1.2MPa，且應(yīng)具有很好的均勻性，基坑開挖必須待加固土體達到設(shè)計要求的相關(guān)參數(shù)后方可進行。高壓噴射漿液采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥最低摻量為25

3、%，高壓水壓力應(yīng)大于20MPa。東側(cè)工作井地基加固共設(shè)旋噴樁895根，總加固長度15245.31m，總鉆孔長度30073.97m。試樁位置位于工作井始發(fā)面外側(cè)，首次試樁數(shù)量為兩根，成樁后效果不佳，調(diào)整試驗參數(shù)后進行第二次試樁，數(shù)量為3根，編號分別為1、2、3，見圖1。圖1東側(cè)工作井旋噴樁試樁位置示意圖1.2工程地質(zhì)概況試樁處工程地質(zhì)分布情況為：5.62m-0.78m為人工填土層、-0.78m-3.48m為含淤泥質(zhì)砂層、-3.48m-8.58m為礫砂層、-8.58m-13.28m為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、-13.28m-16.38m為粉質(zhì)粘土層、-16.38m-18.78m為粉砂層、-18.78m-2

4、2.68m為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層、-22.68m-25.48m為粉砂層、-25.48m-26.78m為礫砂層。1.3試樁的目的在展開大批量旋噴樁施工前進行試樁，以校驗施工工藝參數(shù)的選擇是否合理，并根據(jù)試樁結(jié)果及工程經(jīng)驗調(diào)整施工工藝參數(shù)，來指導下步施工。(1)確定不同土層旋噴樁的施工參數(shù)(水灰比、注漿壓力、水壓、氣壓、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度、加固后土體的強度等)。(2)確定旋噴樁配套施工所需機械設(shè)備。(3)使所有的管理及施工人員準確地掌握本工程施工范圍內(nèi)旋噴樁的施工方法。(4)通過該試驗施工進行收集、整理、分析，形成一套完整的適合本工程的旋噴樁施工工藝，為下道工序施工做好充分準備。2、施工技術(shù)方案2.1

5、旋噴樁施工工藝簡介2.1.1雙重管旋噴樁施工雙重管高壓噴射注漿法(又稱漿液氣體噴射法)是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液、空氣成為2040MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結(jié)體(即旋噴樁)，以達到加固地基或止水防滲的目的。本工程選取2#、3#樁位作為雙重管試驗樁，其中3#樁位施工時采用BW-150型泥漿泵加注2%水玻璃，以驗證參數(shù)的合理性。雙重管旋噴樁機注漿施工示意見圖2。漿桶水箱攪拌機水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機噴頭圖2雙重管旋噴注漿示意圖空壓機高壓泥漿

6、泵雙重管旋噴樁施工分成兩個階段，第一階段為成孔階段，即采用鉆機驅(qū)動噴射管進行鉆進，邊鉆進邊噴高壓水，使噴頭達到預定的深度。如有必要時，可在地基中預先成孔，然后放入噴射管進行噴射加固。第二階段為噴射加固階段，即用高壓水泥漿(或加入其它外摻劑)以及壓縮空氣，通過噴射管由噴射頭上的橫向噴嘴噴出，與此同時，鉆桿一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向上提升使水泥漿與土混合，形成一定直徑的柱狀固結(jié)體。2.1.2三重管旋噴樁施工是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管，在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進行高壓水流噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將

7、水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的土體中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運動，使水泥漿與土混合，形成較大的固結(jié)體。本工程選取1#樁作為試驗樁，以驗證參數(shù)的合理性。三重管旋噴樁機注漿施工示意見圖3。漿桶水箱攪拌機水泥倉旋噴固結(jié)體注漿管鉆機噴頭圖3三重管旋噴注漿示意圖空壓機高壓泥漿泵高壓清水泵三重管旋噴樁施工分成兩個階段，第一階段為成孔階段，即采用鉆機驅(qū)動噴射管進行鉆進，邊鉆進邊噴高壓水，使噴頭達到預定的深度。如有必要時，可在地基中預先成孔，然后放入噴射管進行噴射加固。第二階段為噴射加固階段，即用高壓水、水泥漿(或加入其它外摻劑)以及壓縮空氣，通過噴射管由噴射頭上的橫向噴嘴噴出，與此同時，鉆桿一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向

8、上提升使水泥漿與土混合，形成一定直徑的柱狀固結(jié)體。2.2施工工藝流程高壓旋噴樁試樁工藝流程見圖4。鉆 孔旋 噴高壓泵輸送漿液成樁鉆機移位終孔檢查沉淀處理鉆機就位廢漿排放漿液制備廢水渣土排放樁位測設(shè)試驗參數(shù)的選取施工準備空壓機供水或風圖4高壓旋噴樁試樁工藝流程圖2.3操作要點2.3.1施工準備(1)施工前對施工場地進行清理、平整，應(yīng)保證場地的三通一平，確保用電安全。(2)施工前探明管線、建構(gòu)筑物等地下障礙物埋深和位置，挖出探坑并作好詳細的標示標記。(3)做好排漿溝，設(shè)置排漿等臨時設(shè)施。(4)材料進場，對設(shè)備機械性能等進行檢查。水泥、外加劑等材料進場按要求抽檢試驗。2.3.2試驗參數(shù)的選取根據(jù)設(shè)計

9、圖紙要求、施工規(guī)范、地質(zhì)條件(大致分為三種地層：人工填土、淤泥層、砂層)、以往類似工程的施工經(jīng)驗及首次試樁成果，經(jīng)與專業(yè)隊伍協(xié)商確定各試驗樁位的施工參數(shù)，具體見表1表3。表11#試驗樁三重管試驗參數(shù)表表22#試驗樁雙重管試驗參數(shù)表表33#試驗樁雙重管試驗參數(shù)表2.3.3樁位測設(shè)按規(guī)定對施工場地的基準點、基軸線及水準點實施引測、復核。對于標定的基準點要做好明顯的標志和編號，并做好保護工作。使用全站儀等，采用極坐標法進行樁位的放樣。2.3.4鉆機就位移動旋噴樁機到指定樁位，鉆桿頭對準孔位中心。為保證鉆孔達到設(shè)計要求的垂直度，鉆機就位后，作水平校正，鉆機鉆桿采用鉆桿導向架進行定位，使鉆桿軸線垂直對準

10、鉆孔中心位置，其垂直度不得大于1%1.5%，鉆頭對正樁位中心，對點誤差不大于50mm，鉆桿與鉆孔方向應(yīng)保持一致。就位后，首先進行低壓(0.5MPa)射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。2.3.5鉆孔鉆孔與插管同時施工為一道工序，鉆孔過程中作好詳細的鉆孔記錄。鉆孔過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，采取邊射水邊鉆進的方法。開始鉆孔時，射水水壓由0.5Mpa提高到1.0Mpa。一根鉆桿用完后，停止射水，接長鉆桿，繼續(xù)施鉆直到達到設(shè)計標高為準，此時水壓不宜大于1.0Mpa。2.3.6漿液制備及檢測(1)實驗室負責漿液配合比設(shè)計，嚴格按設(shè)計要求配置水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。漿液拌制時，先

11、在攪拌罐中加入水，然后再放入水泥進行攪拌，攪拌時間不少于10分鐘。旋噴注漿的材料用水泥，根據(jù)需要加入適量的外加劑。(2)漿液易在旋噴前半小時以內(nèi)配制，漿液必須攪拌均勻，漿液存留不得超過4小時，當未用完的漿液超過4小時，通過試驗證明其性能符合要求后方可使用。漿液應(yīng)始終保持攪拌狀態(tài)，防止產(chǎn)生沉淀。施工過程中試驗員應(yīng)經(jīng)常隨機抽取漿液進行檢驗。2.3.7噴射作業(yè)(1)噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，使用前應(yīng)對安全閥進行鑒定，其運行必須可靠，注漿管接頭的密封環(huán)必須無破損，密封性能良好，注漿管及噴嘴內(nèi)不得有任何雜物。(2)當噴管插入預定深度后，由下而上進行噴射作業(yè)，技術(shù)人員必須時刻注意檢查壓力、流量、

12、風量、旋轉(zhuǎn)提升速度、冒漿量等參數(shù)是否符合要求，并隨時做好記錄。(3)噴射過程中，注漿管分段提升時搭接長度不得小于500mm。冒漿量控制在20%注漿量以內(nèi)，大于20%或完全不冒漿時，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。冒漿過大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng)，注漿量大大超出噴漿固結(jié)所需漿量；減少冒漿的措施：提高噴射壓力，加快提升和旋轉(zhuǎn)速度；不冒漿采取的措施：在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時間，使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固；在地層空隙大的地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續(xù)正常噴漿。(4)漿液流量、噴漿量可以按下式計算：Q=(H/V)×q(1+)式中：H旋噴長度V旋噴管提升速度q泵的排漿量

13、漿液損失系數(shù)，一般取0.10.2。2.3.8清洗噴射作業(yè)完成后，應(yīng)把注漿管等機具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)機內(nèi)不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除。每一孔的高壓噴射注漿完成后，應(yīng)及時清洗灌漿泵和輸漿管路，防止清洗不及時不徹底導致漿液在輸漿管路中沉淀結(jié)塊，堵塞輸漿管路和噴嘴，影響下一孔的施工。2.3.9樁機移位關(guān)閉電機，將樁機移至下一樁位待用。2.4高壓旋噴樁成樁記錄表2.4.1勞動力組織單臺旋噴樁機勞動力組織見表4。表4勞動力配置表序號工種人數(shù)備注1總負責人1負責施工總體安排2技術(shù)人員1施工定位、施工數(shù)據(jù)記錄及質(zhì)量檢查3安全員1負責施工現(xiàn)場的安全工

14、作4工長1負責現(xiàn)場施工指揮、協(xié)調(diào)等5鉆機司機2分別負責開引孔鉆機和旋噴機6空壓機司機1操作空壓機及維修保養(yǎng)7電工1負責電氣操作8普工3拌漿及現(xiàn)場文明施工合計112.4.2主要機械設(shè)備單臺旋噴樁機機械設(shè)備配置見表5。表5機械設(shè)備配置表序號作業(yè)名稱機具設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1引孔、旋噴三重管旋噴機MDL135G型鉆機臺12旋噴液壓高噴灌漿臺車GP1800-2臺33泵送水泥漿高壓注漿泵BW-150型泥漿泵臺44泵送高壓空氣或高壓水高壓泵KBH-35臺45高壓空氣空壓機W-1.9/12.5臺46漿液拌制拌漿罐1.0m3臺47儲存水水箱1.0m3臺48引孔地質(zhì)鉆機MG-100臺43、試樁總結(jié)3.1

15、鉆芯取樣結(jié)果根據(jù)設(shè)計要求，高壓旋噴樁28d無側(cè)限抗壓強度不小于1.2MPa，對試樁進行現(xiàn)場鉆芯取樣及試驗比較表明：1樁成樁效果優(yōu)于2、3樁成樁效果，且滿足設(shè)計要求，見圖5，圖6。圖51#樁鉆芯取樣結(jié)果圖62#樁鉆芯取樣結(jié)果3.2成樁記錄表6高壓旋噴樁成樁記錄樁位編號1#2#3#成孔時間日期2013.01.132013.01.132013.01.14起（h:min）8:0014:309:00止（h:min）12:2018:2512:50成樁時間日期2013.01.152013.01.172013.01.18起（h:min）9:3010:3813:168:409:5312:499:0110:051

16、2:45止（h:min）10:3813:1616:019:5312:4915:1910:0512:4516:08施工樁長（m）612146121461214提升速度（cm/min)8.87.68.58.26.89.39.37.56.9噴漿高程(m)-27.2-21.2-9.2-27.2-21.2-9.2-27.2-21.2-9.2停漿高程(m)-21.2-9.24.8-21.2-9.24.8-21.2-9.24.8噴漿壓力(MPa）0.5-0.80.5-1.00.6-1.0313130313131水壓(MPa）313031氣壓(MPa）0.950.80.850.5-0.70.5-0.70.5-

17、0.70.950.80.85水泥用量（kg）141001800017600備注三重管旋噴樁雙重管旋噴樁雙重管旋噴樁(加水玻璃）3.3試樁結(jié)論由于1#樁位成樁效果較好，且滿足設(shè)計要求，故東側(cè)工作井旋噴樁施工采用三重管法施工工藝。根據(jù)總體施工計劃及試樁結(jié)果，工作井旋噴樁施工需配備4套旋噴機，平均每臺樁機配備施工人員10人。根據(jù)不同地質(zhì)條件采用如下施工參數(shù)：表7三重管高壓旋噴樁施工參數(shù)地質(zhì)條件水壓力(MPa)漿壓力(MPa)氣壓(MPa)水灰比提升速度(cm/min)旋轉(zhuǎn)速度(r/min)人工填土30310.61.00.851:18.51015淤泥層30310.51.00.81:17.6812砂層3

18、0310.50.80.951:18.810154、注意事項根據(jù)旋噴樁施工工藝特點及場區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)情況，為保證旋噴樁施工質(zhì)量，針對施工中可能出現(xiàn)的問題進行分析并提出預防措施及處理方法如下。4.1固結(jié)體強度不均勻、縮頸4.1.1產(chǎn)生原因(1)噴射方法與機具沒有根據(jù)地質(zhì)條件進行選擇。(2)噴漿設(shè)備出現(xiàn)故障中斷施工。(3)拔管速度、旋轉(zhuǎn)速度及注漿量適配不當，造成樁身直徑大小不均勻，漿液有多有少。(4)噴射的漿液與切削的土粒強制攪拌不均勻，不充分。(5)穿過較硬的粘性土，產(chǎn)生縮頸。4.1.2預防措施及處理方法(1)根據(jù)地質(zhì)水文條件的不同，選擇不同的噴漿方法和施工工藝參數(shù)，保證成樁樁徑和樁間咬合。(2)噴

19、漿施工之前，應(yīng)做水密、氣密試驗，檢查各部件的密封性，一切正常后才能施工，保證旋噴的連續(xù)性。(3)嚴格檢查噴嘴的位置、形狀、個數(shù)及直徑等，保證旋噴效果。(4)在高壓旋噴注漿過程中接管或因故停機重新旋噴作業(yè)時，復噴搭接高度不得小于500mm。(5)為了增強旋噴效果，可以采取提高噴射壓力、噴漿量或降低回轉(zhuǎn)速度與提升速度等措施，也可以采用復噴工藝：第一次噴射(初噴)時，注入水泥漿液；初噴完畢后，將注漿管下降至初噴開始的孔深，再抽送水泥漿，自下而上進行第二次噴射(復噴)。4.2固結(jié)體頂部凹陷4.2.1產(chǎn)生原因在水泥漿液與土攪拌混合后,由于漿液的析水特性,會產(chǎn)生一定的收縮作用,因而造成在固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴,其深度隨土質(zhì)漿液的析水性、固結(jié)體的直徑和長度等因素的不同而異。4.2.2預防措施及處理方法(1)