高壓旋噴樁講義

1、介紹目錄v三三、高壓旋噴樁種類及主要設(shè)備組成、高壓旋噴樁種類及主要設(shè)備組成v四四、施工方案、施工方案v二二、高壓旋噴樁發(fā)展過程及施工原理、高壓旋噴樁發(fā)展過程及施工原理v一、工程概況一、工程概況一、工程概況 南昌地鐵1號線七標(biāo)段包括三站三區(qū)間，三站分別為上海路站、青山湖大道站、高新大道站；三區(qū)間包括北京東路站上海路站，上海路站青山湖大道站，青山湖大道站高新大道站。上海路站位于北京東路和上海路的交叉十字路口處，沿北京東路下方設(shè)置，呈東西走向。車站站臺中心里程CK19+176.744，地面標(biāo)高為19.8米，頂板覆土厚度3.0米。車站從地面到基坑底穿越較厚的砂層，基坑底位于5礪砂層中，開挖深度16.1

2、1米，側(cè)端頭井基坑開挖深度均為17.61米，車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)包尺寸總長196.8米，標(biāo)準(zhǔn)段車站跨度17.6米。青山湖大道站位于北京東路和青山湖大道的交叉十字路口處，沿北京東路下方設(shè)置，呈東西走向。車站站臺中心里程CK19+974.482，地面標(biāo)高為19.8米，頂板覆土厚度3.2米。車站從地面到基坑底主要穿越較厚的砂層，基坑底位于5礪砂層中，開挖深度17.31米，車站兩端井基坑深度為18.81米，主體結(jié)構(gòu)內(nèi)包尺寸長191.8米，標(biāo)準(zhǔn)段車站跨度17.6米。高新大道站位于北京東路、高新大道交叉口中央綠島下，與規(guī)劃5號線“十字”換乘車。車站設(shè)計起點里程是CK20+902.504,車站設(shè)計終點里程是CK2

3、1+175.790。1號線車站主體呈東西向布置，車站為地下兩層12.0米島式站臺車站，站前設(shè)單渡線；5號線車站主體南北向布置，車站為地下三層12.0米島式車站。1、5號車站通過中部換乘樓梯實現(xiàn)臺對臺換乘。5號線為遠期站，本次設(shè)計只預(yù)留5號線換乘節(jié)點處圍護結(jié)構(gòu)。 地層加固1.地層加固方法： 車站端頭井位置地層主要是砂層，采取800三管高壓旋噴樁咬合200mm進行地層加固。加固后的土體，應(yīng)有良好的均勻性、自立性、止水性，其無側(cè)限抗壓強度qu1.2MPa,滲透系數(shù)1.010-7cm/sce。2.地層加固范圍： 經(jīng)計算和地鐵施工經(jīng)驗，加固范圍為：盾構(gòu)始發(fā)端、到達端地層加固長度為8m，寬度為盾構(gòu)外徑水平

4、兩側(cè)各3m，上部至少3m，底部3m。 二、高壓旋噴樁發(fā)展過程及施工原理 高壓旋噴注漿法始創(chuàng)于日本，它是在化學(xué)注漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來的。 高壓噴射注漿，就是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層預(yù)定的深度后，以20-40Mpa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層。當(dāng)能量大、速度和脈動狀的射流動壓大于土層結(jié)構(gòu)強度時，土顆粒便從土層中剝落下來。一部分細顆粒隨漿液或水冒出地面，其余土粒在射流的沖擊力、離心力和重力等力的作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小，有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土層中形成一個固結(jié)體。由多個高壓噴射注漿固結(jié)體形一個整

5、體，可以用來作為地基加固。這種施工方法可以使被加固區(qū)域形成一個整體提高地基的抗剪強度改善土體的變形性質(zhì)，從而保證了原有建筑物基礎(chǔ)下土體的穩(wěn)定性，亦保證了基礎(chǔ)的穩(wěn)定。 三、高壓旋噴樁種類注漿管移動方式示意圖注漿管基本種類1、單管旋噴法 通過單根管路，利用高壓泥漿（20MPa-30MPa）噴射沖切破壞土體，成樁直徑40-50cm。其加固質(zhì)量好，施工速度快和成本低，但固結(jié)體較小。二重管旋噴注漿示意圖二重管旋噴二重管旋噴 在單管法的基礎(chǔ)上又 加以壓縮空氣，并使用雙通道管的二重灌漿管。在管的底部側(cè)面有一個雙重噴嘴，高壓漿液以20MPa左右的壓力從內(nèi)噴嘴中高速噴出，在射流的外圍加以0.7MPa左右的壓縮空

6、氣噴出。在土體中形成直徑明顯增加的柱狀固結(jié)體，達80-150cm。三重管旋噴注漿示意圖 使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重灌漿管。高壓水射流和外圍環(huán)繞的氣流同軸噴射沖切破壞土體，在高壓水射流的噴嘴周圍加上圓筒狀的空氣射流，進行水、氣同軸噴射，可以減少水射流與周圍介質(zhì)的摩擦，避免水射流過早霧化，增強水射流的切割能力。噴嘴邊旋轉(zhuǎn)噴射，邊提升，在地基中形成較大的負壓區(qū)，攜帶同時壓入的漿液充填空隙，就會在地基中形成直徑較大、強度較高的固結(jié)體，起到加固地基的作用。成樁直徑大，一般有1.02.0m，但成樁強度較低0.91.2MPa.主要特征及適用范圍主要特點：主要特點：1、使用的范圍較廣 6、材料廣闊，

7、價格低廉2、施工簡便 7、漿液集中，流失較少3、固結(jié)體形狀可以控制 8、設(shè)備簡單，便于管理4、確保固結(jié)體的強度 9、生產(chǎn)安全5、有較好的耐久性 10、無公害適用范圍適用范圍:適用于淤泥、粘性土、粉土、砂類土、黃土、人工填土等土層的地基處理或舊房地基加固。對于地下水流速過大的地層,無填充物的巖溶地段、永凍土和對水泥有嚴(yán)重腐蝕的土質(zhì)均不宜采用該法。 四、施工方案 工序1.場地三通一平（水通、電通、路通、施工場地平） 2.樁位測設(shè)3.鉆機就位4.鉆孔5.插管6.噴射作業(yè)7.沖洗8.移動機具將鉆機等機具設(shè)備移到新孔位上。9.流程圖流程圖測量放線定位測量放線定位引孔鉆機就位引孔鉆機就位搬遷搬遷鉆進成孔鉆

8、進成孔清孔清孔移鉆移鉆插入高噴管插入高噴管高噴作業(yè)高噴作業(yè)回灌回灌漿液配置泵送漿液配置泵送啟動高壓泵送水啟動高壓泵送水啟動高壓機送風(fēng)啟動高壓機送風(fēng)開孔檢查開孔檢查換漿清渣換漿清渣試噴檢查試噴檢查觀察高噴參數(shù)觀察高噴參數(shù)孔內(nèi)保持滿漿孔內(nèi)保持滿漿 水箱水箱攪拌機攪拌機水泥倉水泥倉管涌管涌泥漿泵泥漿泵空壓機空壓機旋噴固結(jié)體旋噴固結(jié)體氣量計氣量計鉆機鉆機引孔鉆機就位引孔鉆機就位鉆進成孔鉆進成孔高噴作業(yè)高噴作業(yè)高壓水泵高壓水泵三重管法施工機具布置示意圖 各道工序 1、定孔位 在定孔位時，一定嚴(yán)格按照設(shè)計放樣定孔位，其誤差不大于2cm，并用木樁固定。在高噴灌漿軸線拐彎處應(yīng)設(shè)固定樁，同時在施工軸線510m范

9、圍設(shè)控制樁。2、造孔 把鉆機移至鉆孔位置，對準(zhǔn)孔位用水平尺掌握機臺水平，立軸垂直、墊牢機架、鉆機的垂直度滿足精度要求，經(jīng)技術(shù)人員驗測合格后方可開鉆。如發(fā)現(xiàn)鉆機傾斜，則停機找平后再開鉆。鉆進過程中，遇到異常情況及時查明原因，采取相應(yīng)措施，對地層變化、顆粒大小、硬度等要詳細記錄，鉆孔結(jié)束后，由技術(shù)人員進行質(zhì)量檢查，合格后方可移位進行下一個孔的鉆進。 3、下噴射管 將噴射臺車移至成孔處，先在地面進行漿、氣試噴，檢查各項工藝參數(shù)符合設(shè)計要求后將噴射管下至設(shè)計深度，經(jīng)現(xiàn)場質(zhì)檢人員檢查認可后方可進行高噴灌漿施工，噴射過程中如遇特殊情況，如漿壓過高或噴嘴堵塞等，應(yīng)將噴射管提出地面進行處理，處理好后再進行施工

10、。4、噴漿材料 采用425號普通硅酸鹽水泥攪制同，水泥應(yīng)為新鮮無結(jié)塊，通過0.08mm方孔篩的篩余量為5%，每批次進場水泥必須有生產(chǎn)廠家產(chǎn)品合格證，并根據(jù)有關(guān)規(guī)定進行抽查檢驗。制漿用水必須保證清潔無污染，符合拌制水工砼的要求。一般采用1：0.8-1：1.1的水灰比，并摻入少量的外加劑。 5、制漿 漿液配置：高壓旋噴樁的漿液，采用抗腐蝕的礦渣水泥，水泥漿液配制嚴(yán)格按 設(shè)計要求控制為水灰比1:0.8-1 1，水泥漿比重一般采用1：1-1：1.5的水灰比。攪拌灰漿時，先加水（制漿用水必須保證清潔無污染，符合拌制水工砼的要求。，并摻入少量的外加劑。 ），然后加水泥，每次灰漿攪拌時間不得少于2分鐘，漿液

11、用高速攪拌機攪制，拌制漿液必須連續(xù)均勻，水泥漿應(yīng)在使用前一小時制備，漿液在灰漿拌和機中要不斷攪拌，直到噴漿前。噴漿時，水泥漿從灰漿拌和機倒入集料斗時，過濾篩，把水泥硬塊剔出。水泥漿通過膠管送到旋轉(zhuǎn)振動鉆機的噴管內(nèi)，最后射出。注意：按設(shè)計配比進行漿液攪制，在制漿過程中應(yīng)隨時測量 漿液比重，每孔高噴灌漿結(jié)束后要統(tǒng)計該孔的材料用量。 噴射注漿作業(yè)后，由于漿液析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固體體頂部出現(xiàn)凹穴，所以應(yīng)及時用水灰比為0.61的水泥漿進行補灌，并要預(yù)防其他鉆孔排除的泥土或雜物進入。 6、噴射提升 當(dāng)噴射管下至設(shè)計深度，開始送入符合要求的漿、氣，待注入漿液冒出孔口時，按設(shè)計的提升方式及速

12、度自下而上提升，直至提升到設(shè)計的終噴高程。 噴射過程中，值班技術(shù)人員應(yīng)隨時檢查各環(huán)節(jié)的運行情況，并根據(jù)具體情況采取下列措施： 接、卸換管要快，防止塌孔和堵嘴； 噴射因故障中斷，應(yīng)酌情處理: a、因機械故障，要盡力縮短中斷時間，及早恢復(fù)灌漿； b、如中斷時間超過1小時，要采取補救措施； c、恢復(fù)噴射時，噴射管要多下0.3m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。 旋噴作業(yè)系統(tǒng)的各項工藝參數(shù)按照預(yù)先設(shè)定的要求加以控制，并隨時做好關(guān)于旋噴時間、用漿量，冒漿情況、壓力變化等的記錄。 噴射時，先應(yīng)達到預(yù)定的噴射壓力、噴漿旋轉(zhuǎn)30秒，水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再邊噴漿邊反向勻速旋轉(zhuǎn)提升注漿管，提升速度為260mm/min，

13、直至距樁頂1米時，放慢攪拌速度和提升速度 。保證樁頂密實均勻。中間發(fā)生故障時，應(yīng)停止提升和旋噴，以防樁體中斷，同時立即檢查排除故障，重新開始噴射注漿的孔段與前段搭接不小于1m，防止固結(jié)體脫節(jié)。 7、回灌 噴射結(jié)束后，隨即在噴射孔內(nèi)進行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結(jié)后墻頂標(biāo)高，回灌漿液一般采用鄰孔高噴冒漿靜壓充填。8、記錄 施工中鉆孔、高噴灌漿的各道工序應(yīng)詳細、及時、準(zhǔn)確記錄，所有記錄需按要求使用統(tǒng)一表格。質(zhì)量保證體系 4. 嚴(yán)格實行自檢、互檢和專檢 “三檢”制，定期或不定期進行質(zhì)量檢查、開展工程質(zhì)量評比。5 .建立開工前技術(shù)交底制度，同時工程開工前應(yīng)按規(guī)范要求編制分項工

14、程施工方案，經(jīng)監(jiān)理工程師審批后實施。6.施工測量由專職的測量人員進行放樣測量，并有監(jiān)理工程師在場且認可后再施工。7.原材進購必須有出廠質(zhì)量證明書方可進購，進場后必須進行質(zhì)量檢驗合格后方可使用。施工注意事項1、鉆機或旋噴機就位時機座要平穩(wěn)，立軸或轉(zhuǎn)盤與孔位對正，傾角與設(shè)計誤差一般不得大于0.52、 噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，設(shè)備的壓力和排量必須滿足設(shè)計要求。管路系統(tǒng)的密封圈必須良好。各通道和噴嘴內(nèi)不得有雜物。3、 噴射注漿時要注意準(zhǔn)備，開動注漿泵，待估算水泥漿的前鋒已經(jīng)流出噴頭后，才開始提升注漿管。自下而上噴射注漿。4、噴射注漿作業(yè)后，由于漿液析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固體體

15、頂部出現(xiàn)凹穴，所以應(yīng)及時用水灰比為0.61的水泥漿進行補灌，并要預(yù)防其他鉆孔排除的泥土或雜物進入。 5、為了加大固結(jié)體尺寸，或深層硬土為避免固結(jié)體尺寸減小，可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施，也可采用復(fù)噴工藝。 6、 冒漿的處理，在旋噴處理中，往往有一定數(shù)量的土粒，隨著一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察，可以及時了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)實驗，冒漿（內(nèi)有土粒、水及漿液）量小于注漿量的20%為正常。超過20%或完全不冒漿時，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。若是地層中有較大空隙引起的不冒漿，則可以在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時間，使?jié){液

16、在一定土層范圍內(nèi)凝固 。施工中若干問題的處理 1）噴射中途發(fā)生機械故障時，應(yīng)停止提升和噴射以防柱體中斷，同時立即排除故障。如泵壓增高也不出漿，則是噴嘴堵塞；泵壓達不到要求值則可能是高壓部分密封性不好，連接處或旋轉(zhuǎn)處漏漿、漏水。 2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液噴射不足影響固結(jié)質(zhì)量，可進行重復(fù)噴射。原位重復(fù)噴射時，沖擊破壞的漿土混合液體，所受阻力較小，因此有增加固結(jié)體直徑的效果，增大的數(shù)值主要隨土質(zhì)密度而異。 3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液初凝時間超過20h（正常初凝時間應(yīng)為15h左右），應(yīng)及時停止使用該水泥。在噴射過程中有一定數(shù)量的土粒，隨部分漿液（小于注漿量的20%）沿注漿管管壁冒出地面屬正?，F(xiàn)象。如果出現(xiàn)超過20%或完全不

17、冒漿等異常情況，應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)措施。 4）按地質(zhì)剖面圖及地下水等質(zhì)料，在不同深度，針對不同地層土質(zhì)情況，選用合適的噴射參數(shù)；對深層、硬土，應(yīng)增加壓力和流量或適當(dāng)降低旋轉(zhuǎn)和提升速度。 5）由于漿液析水、收縮，固結(jié)體頂部有可能出現(xiàn)凹穴，一般深0.3m1.0m，采取在原旋噴孔位進行兩次注漿的方法進行處理，第二次所注漿液應(yīng)具有一定的膨脹性。雨、夜施工技術(shù)措施 1 . 現(xiàn)場在雨季安排專人值班，密切注意天氣變化情況，做好防范工作。2 .配備若干塊蓬布用于各水泥堆放場地的防雨保護。3 .臨時道路及水泥堆放場地兩側(cè)找坡3，以防雨水流入道路和水泥堆放場地中央，保持道路平整、排水通暢，無淤泥積水。4 .六級

18、以上大風(fēng)和暴雨期間，應(yīng)停止機械高空作業(yè)。5 .水泥應(yīng)按不同品種、標(biāo)號、出廠日期等分堆堆放，掛牌標(biāo)識，施工中應(yīng)遵循“先收先發(fā)，后收后發(fā)”的原則，避免久存的水泥受潮，影響工程質(zhì)量。水泥堆放場地上鋪一層紅磚和一層油氈，四周要排水通暢，且高于路面30cm。6 .備的電閘采取防雨、防潮的措施，安裝接地保護裝置，且防漏電、觸電。對現(xiàn)場電纜接頭加強檢查以防漏電，并架高明牌警示。7 .雨中嚴(yán)禁高空作業(yè)，雨后應(yīng)對電氣設(shè)備進行安全檢查，經(jīng)確認安全后方可繼續(xù)施工。8 .夜間施工：對水池、電箱等應(yīng)設(shè)明顯的標(biāo)識，并派專門人員進行巡查，防止漏水、漏電及機械傷害事故的發(fā)生。安全施工保證措施1.建立健全安全生產(chǎn)規(guī)章制度和安全

19、生產(chǎn)責(zé)任制度，貫徹管生產(chǎn)必須管安全的原則，牢固樹立安全第一的觀念，把安全生產(chǎn)責(zé)任落實到人。使安全生產(chǎn)有章可循，有法可依，形成制度。2.經(jīng)常組織學(xué)習(xí)有關(guān)安全生產(chǎn)法規(guī)和安全生產(chǎn)操作規(guī)程，施工前進行安全技術(shù)交底，抓好安全教育，增強安全意識。3.機械操作員等特殊工種人員必須經(jīng)專門培訓(xùn)，經(jīng)考試合格取得操作證，方可上崗作業(yè)。4.高壓旋噴樁等在進行作業(yè)時，嚴(yán)格按照機械技術(shù)操作規(guī)程進行作業(yè)；做到管理人員不違章指揮，作業(yè)人員不違章操作。5.施工用電實行“三相五線制”和一機一閘一漏一保護的制度，并符合有關(guān)施工用電的規(guī)章制度。6. 施工時，對高壓泥漿泵要全面檢查和清洗干凈，防止泵體的殘渣和鐵屑存在；各密封圈應(yīng)完整無

20、泄漏，安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗，確保能在額定最高壓力時斷銷卸壓；壓力表應(yīng)定期檢查，保證正常使用，一旦發(fā)生故障，要停泵停機排除故障。7. 高壓膠管不能超過壓力范圍使用，使用時屈彎應(yīng)不小于規(guī)定的彎曲半徑，防止高壓管爆裂傷人。8. 高壓噴射旋噴注漿是在高壓下進行，高壓射流的破壞力較強，漿液應(yīng)過濾，使顆粒不大于噴嘴直徑；高壓泵必須有安全裝置，當(dāng)超過允許泵壓后，應(yīng)能自動停止工作；因故需較長時間中斷旋噴時，應(yīng)及時地用清水沖洗輸送漿液系統(tǒng)，以防硬化劑沉淀管路。9. 鉆機作業(yè)中，電纜應(yīng)有專人負責(zé)收放；如遇停電，應(yīng)將各控制器放置零位，切斷電源；如遇卡鉆，應(yīng)立即切斷電源，停止下鉆，未查明原因前，不得強行啟動

21、；嚴(yán)禁用手清除鉆桿上的泥土，發(fā)現(xiàn)緊固螺栓松動時，應(yīng)立即停機重新緊固后方可繼續(xù)作業(yè)。10.作業(yè)后，應(yīng)先清除鉆桿上的泥土，再將鉆頭下降接觸地面，各部制動住，操縱桿放到空檔位置，切斷電源，清理打掃完現(xiàn)場，方可離開。11.進入現(xiàn)場的所有人員必須戴好安全帽。文明施工及環(huán)境保護措施 1. 建立健全文明施工的各項規(guī)章制度，設(shè)文明施工專職負責(zé)人對全體工地人員進行定期的文明施工教育及文明施工交底，開展?fàn)巹?chuàng)文明工地競賽活動。2. 作業(yè)現(xiàn)場保持清潔整齊，水泥漿在儲灰罐中集中拌制，施工過程中要經(jīng)常檢查管道的損壞狀況，避免漏漿；施工完畢后不可隨意排放多余泥漿。水泥使用完畢后剩余的水泥袋要回收存放，不可隨意丟棄。建筑垃圾

22、不亂堆、亂放，存放到業(yè)主指定的地點，做到垃圾日產(chǎn)日清。3. 現(xiàn)場水泥進行集中堆放，運輸和卸運時防止遺灑塵揚。4. 搬運和攪拌水泥作業(yè)人員必須帶好防塵罩。5. 作業(yè)人員統(tǒng)一著裝，現(xiàn)場管理人員著統(tǒng)一制服。轉(zhuǎn) 速提 速高 壓 水壓 縮 空 氣漿 液r/mincm/min流量L/min壓力MPa流量m3/min壓力MPa材料水灰比流量 L/min壓力 MPa105-107530-4030.7水泥1 1800.3-0.5參數(shù)控制執(zhí)行建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ19-91）中有關(guān)規(guī)定。具體工程參數(shù)控制如表。 三重管施工機具設(shè)備名稱型號數(shù)量備注鉆機XY-64引孔工程鉆機GXY-44高噴作業(yè)引孔泥漿泵8泥漿循環(huán)排漿泵DYN50-322排漿攪拌機WJO80-14制漿液吊車G4-10T2移鉆高壓泵3DZ-S/754高壓送水空心機VFY-6/74高壓送氣測斜儀2測孔斜回漿泵HB808保持孔內(nèi)滿漿注漿施工程序及人員組織 布孔3人鉆機就位5人鉆孔3人配漿3人注漿5人拔管洗管5