高壓旋噴樁試驗(yàn)樁施工方案

圍護(hù)構(gòu)造工程高壓旋噴樁實(shí)驗(yàn)樁施工方案編制：審核：同意：中鐵十八局集團(tuán)有限公司廈門環(huán)島路（鰲山路-高殿二號(hào)路段）工程Ⅱ標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部月日目錄TOC\h\z\u\t"標(biāo)題1,1,標(biāo)題2,2,標(biāo)題3,3"臨時(shí)豎井旋噴樁首件 21、概述 21.1工程概況 21.2工程地質(zhì)概況 31.3試樁的目的 42、施工技術(shù)方案 52.1單重管旋噴樁施工工藝介紹 52.2施工工藝流程 62.3操作要點(diǎn) 62.4勞動(dòng)力、機(jī)具配備 93、注意事項(xiàng) 93.1固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸 93.2固結(jié)體頂部凹陷 93.3壓力驟然上升 103.4鉆孔偏斜、冒漿過(guò)大或不冒漿 10圍護(hù)構(gòu)造工程高壓旋噴樁實(shí)驗(yàn)樁施工方案1、概述1.1工程概況廈門市環(huán)島路（鰲山路-高殿二號(hào)路段）工程Ⅱ標(biāo)圍護(hù)構(gòu)造重要采用Φ1.2m、Φ1.0m鉆孔灌注樁，樁間設(shè)高壓旋噴樁止水帷幕，高壓旋噴樁樁徑600mm。采用單重管施工工藝，固化劑采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，水泥摻量約為40%（根據(jù)試樁施工狀況調(diào)節(jié)），當(dāng)土層中地下水可能受潮汐等影響流速高時(shí)，宜摻入1%～3%的水玻璃，改善水泥漿液的穩(wěn)定性與速凝性。鉆機(jī)引孔直徑不不大于100mm，鉆孔偏差不不不大于50mm，高壓噴射注漿由下而上持續(xù)進(jìn)行，當(dāng)注漿管不能一次提高完畢，注漿管分段提高的搭接長(zhǎng)度不得不大于200mm，確保固結(jié)體的整體性。水泥漿壓力不不大于22MPa，旋轉(zhuǎn)速率約20r/min，提高速率15cm/min。噴射結(jié)束后、漿液凝固前，頂部進(jìn)行靜壓注漿，避免頂部因漿液凝固收縮而產(chǎn)生凹穴。樁間止水帷幕大樣圖以下圖。圖1樁間止水帷幕大樣圖（單位：mm）圍護(hù)構(gòu)造工程單根樁長(zhǎng)進(jìn)入基底不不大于1.5m，試樁位置編號(hào)為01＃、02＃、03＃共3根旋噴樁，以驗(yàn)證施工參數(shù)的合理性。試樁位置以下圖所示。圖2高壓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)分布狀況為：6.81～1.01m為雜填土、1.01m～-0.29m為淤泥、-0.29m～-4.69m為殘積砂質(zhì)粘性土、-4.69m～-7.39m為全風(fēng)化花崗巖層。旋噴樁位于粘土層中。圍護(hù)構(gòu)造地質(zhì)縱斷面圖以下圖。圖3圍護(hù)構(gòu)造地質(zhì)縱斷面圖1.3試樁的目的在展開大批量旋噴樁施工邁進(jìn)行試樁，以校驗(yàn)施工工藝參數(shù)的選擇與否合理，并根據(jù)試樁成果及工程經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)施工工藝參數(shù)，來(lái)指導(dǎo)下步施工。(1)擬定不同土層旋噴樁的施工參數(shù)(水灰比、注漿壓力、提高速度、旋轉(zhuǎn)速度、加固后土體的強(qiáng)度等)。(2)擬定旋噴樁配套施工所需機(jī)械設(shè)備。(3)使全部的管理及施工人員精確地掌握本工程施工范疇內(nèi)旋噴樁的施工辦法。(4)通過(guò)該實(shí)驗(yàn)施工進(jìn)行收集、整頓、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足準(zhǔn)備。2、施工技術(shù)方案2.1單重管旋噴樁施工工藝介紹2.1.1工藝原理高壓噴射注漿法是運(yùn)用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水、（空氣）成為20～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐步提高，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一種圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)成加固地基或止水防滲的目的。根據(jù)噴射辦法的不同，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。本工程中采用單重管法，單管法：?jiǎn)螌訃娚涔埽瑑H噴射水泥漿。圖4單重管高壓旋噴注漿示意圖2.1.2成樁機(jī)理（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)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。（2）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提高過(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)方向相反的方向（即阻力小的方向）移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的構(gòu)造。（3）充填、滲入固結(jié)作用。高壓水泥漿快速充填沖開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。圖5土體固結(jié)示意圖（4）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過(guò)程中，在破碎部位邊沿尚有剩余壓力，并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊沿部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。2.1.3合用范疇（1）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、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多個(gè)土層。（2）可作為現(xiàn)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；可作為施工中的臨時(shí)方法，如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷幕、邊坡?lián)跬粱驌跛?，也可作為永久建筑物的地基加固、防滲解決。（3）當(dāng)用于解決泥炭土或地下水含有侵蝕性、地下水流速過(guò)大和已涌水的地基工程時(shí)，宜通過(guò)實(shí)驗(yàn)擬定其合用性。2.2施工工藝流程單重管高壓旋噴樁試樁工藝流程見圖4。鉆孔鉆孔旋噴高壓泵輸送漿液成樁鉆機(jī)移位終孔檢查沉淀解決鉆機(jī)就位廢漿排放漿液制備廢水渣土排放樁位測(cè)設(shè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選用施工準(zhǔn)備空壓機(jī)供水或風(fēng)圖6高壓旋噴樁試樁工藝流程圖2.3操作要點(diǎn)2.3.1施工準(zhǔn)備(1)施工前對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理、平整，應(yīng)確保場(chǎng)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，挖出探坑并作好具體的標(biāo)示標(biāo)記。(3)做好排漿溝，設(shè)立排漿等臨時(shí)設(shè)施。(4)材料進(jìn)場(chǎng)，對(duì)設(shè)備機(jī)械性能等進(jìn)行檢查。水泥、外加劑等材料進(jìn)場(chǎng)按規(guī)定抽檢實(shí)驗(yàn)。2.3.2實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選用根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定、施工規(guī)范、地質(zhì)條件(分為三種地層：素填土、粉質(zhì)粘土層、殘積砂質(zhì)粘性土)、以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)及初次試樁成果，經(jīng)與專業(yè)隊(duì)伍協(xié)商擬定各實(shí)驗(yàn)樁位的施工參數(shù)，具體見表1～表3。表101#實(shí)驗(yàn)樁單重管實(shí)驗(yàn)參數(shù)表巖層描述離地面高度（m）漿壓力（Mpa）提高速度（cm/min）旋轉(zhuǎn)速度（r/min）水灰比雜填土0～7.125～2610～11200.8:1殘積砂質(zhì)粘性土7.1～11.524～2511～12200.8:1表202#實(shí)驗(yàn)樁單重管實(shí)驗(yàn)參數(shù)表巖層描述離地面高度（m）漿壓力（Mpa）提高速度（cm/min）旋轉(zhuǎn)速度（r/min）水灰比雜填土0～7.126～2711～12200.8:1殘積砂質(zhì)粘性土7.1～11.525～2612～13200.8:1表303#實(shí)驗(yàn)樁單重管實(shí)驗(yàn)參數(shù)表巖層描述離地面高度（m）漿壓力（Mpa）提高速度（cm/min）旋轉(zhuǎn)速度（r/min）水灰比雜填土0～7.127～2813～14200.8:1殘積砂質(zhì)粘性土7.1～11.526～2714～15200.8:12.3.3樁位測(cè)設(shè)按規(guī)定對(duì)施工場(chǎng)地的基準(zhǔn)點(diǎn)、基軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)施引測(cè)、復(fù)核。對(duì)于標(biāo)定的基準(zhǔn)點(diǎn)要做好明顯的標(biāo)志和編號(hào)，并做好保護(hù)工作。使用全站儀等，采用極坐標(biāo)法進(jìn)行樁位的放樣。2.3.4鉆機(jī)就位移動(dòng)旋噴樁機(jī)到指定樁位，鉆桿頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。為確保鉆孔達(dá)成設(shè)計(jì)規(guī)定的垂直度，鉆機(jī)就位后，作水平校正，鉆機(jī)鉆桿采用鉆桿導(dǎo)向架進(jìn)行定位，使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，其垂直度不得不不大于1%～1.5%，鉆頭對(duì)正樁位中心，對(duì)點(diǎn)誤差不不不大于50mm，鉆桿與鉆孔方向應(yīng)保持一致。就位后，首先進(jìn)行低壓(0.5MPa)射水實(shí)驗(yàn)，用以檢查噴嘴與否暢通，壓力與否正常。2.3.5鉆孔鉆孔與插管同時(shí)施工為一道工序，鉆孔過(guò)程中作好具體的鉆孔統(tǒng)計(jì)。鉆孔過(guò)程中，為避免泥砂堵塞噴嘴，采用邊射水邊鉆進(jìn)的辦法。開始鉆孔時(shí)，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(zhǎng)鉆桿，繼續(xù)施鉆直達(dá)成到設(shè)計(jì)標(biāo)高為準(zhǔn)，此時(shí)水壓不適宜不不大于1.0Mpa。2.3.6漿液制備及檢測(cè)(1)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)漿液配合比設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定配備水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。漿液拌制時(shí)，先在攪拌罐中加入水，然后再放入水泥進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)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(shí)以內(nèi)配制，漿液必須攪拌均勻，漿液存留不得超出4小時(shí)，當(dāng)未用完的漿液超出4小時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其性能符合規(guī)定后方可使用。漿液應(yīng)始終保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，避免產(chǎn)生沉淀。施工過(guò)程中實(shí)驗(yàn)員應(yīng)經(jīng)常隨機(jī)抽取漿液進(jìn)行檢查。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(duì)安全閥進(jìn)行鑒定，其運(yùn)行必須可靠，注漿管接頭的密封環(huán)必須無(wú)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(dāng)噴管插入預(yù)定深度后，由下而上進(jìn)行噴射作業(yè)，技術(shù)人員必須時(shí)刻注意檢查漿壓力、旋轉(zhuǎn)速度、提高速度、冒漿量等參數(shù)與否符合規(guī)定，并隨時(shí)做好統(tǒng)計(jì)。(3)噴射過(guò)程中，注漿管分段提高時(shí)搭接長(zhǎng)度不得不大于500mm。冒漿量控制在20%注漿量以內(nèi)，不不大于20%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明因素并采用對(duì)應(yīng)的方法。冒漿過(guò)大的重要因素是有效噴射范疇與注漿量不相適應(yīng)，注漿量大大超出噴漿固結(jié)所需漿量；減少冒漿的方法：提高噴射壓力，加緊提高和旋轉(zhuǎn)速度；不冒漿采用的方法：在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時(shí)間，使?jié){液在一定土層范疇內(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、噴漿量能夠按下式計(jì)算：Q=(H/V)×q(1+β)式中：H—旋噴長(zhǎng)度V—旋噴管提高速度q—泵的排漿量β—漿液損失系數(shù)，普通取0.1～0.2。2.3.8清洗噴射作業(yè)完畢后，應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿。普通把漿液換成水，在地面上噴射，方便把泥漿泵、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畢后，應(yīng)及時(shí)清洗灌漿泵和輸漿管路，避免清洗不及時(shí)不徹底造成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(jī)移位關(guān)閉電機(jī)，將樁機(jī)移至下一樁位待用。2.4勞動(dòng)力、機(jī)具配備2.4.1勞動(dòng)力組織單臺(tái)旋噴樁機(jī)勞動(dòng)力組織見表4。表4勞動(dòng)力配備表序號(hào)工種人數(shù)備注1總負(fù)責(zé)人1負(fù)責(zé)施工總體安排2技術(shù)人員1施工定位、施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及質(zhì)量檢查3安全員1負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全工作4工長(zhǎng)1負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工指揮、協(xié)調(diào)等5樁機(jī)司機(jī)2分別負(fù)責(zé)開引孔鉆機(jī)和旋噴機(jī)6電工1負(fù)責(zé)電氣操作7普工3拌漿及現(xiàn)場(chǎng)文明施工累計(jì)=SUM(ABOVE)102.4.2重要機(jī)械設(shè)備單臺(tái)旋噴樁機(jī)機(jī)械設(shè)備配備見表5。表5機(jī)械設(shè)備配備表序號(hào)作業(yè)名稱機(jī)具設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1引孔、旋噴單重管旋噴機(jī)MDL135G型鉆機(jī)臺(tái)22泵送水泥漿高壓注漿泵GZB40型泥漿泵臺(tái)23漿液拌制拌漿罐1.0m3臺(tái)23、注意事項(xiàng)根據(jù)旋噴樁施工工藝特點(diǎn)及場(chǎng)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)狀況，為確保旋噴樁施工質(zhì)量，針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析并提出防止方法及解決辦法以下。3.1固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸3.1.1產(chǎn)生因素(1)噴射辦法與機(jī)具沒有根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)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(dāng)，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(qiáng)制攪拌不均勻，不充足。(5)穿過(guò)較硬的粘性土，產(chǎn)生縮頸。3.1.2防止方法及解決辦法(1)根據(jù)地質(zhì)水文條件的不同，選擇不同的噴漿辦法和施工工藝參數(shù)，確保成樁樁徑和樁間咬合。(2)噴漿施工之前，應(yīng)做水密、氣密實(shí)驗(yàn)，檢查各部件的密封性，一切正常后才干施工，確保旋噴的持續(xù)性。(3)嚴(yán)格檢查噴嘴的位置、形狀、個(gè)數(shù)及直徑等，確保旋噴效果。(4)在高壓旋噴注漿過(guò)程中接管或因故停機(jī)重新旋噴作業(yè)時(shí)，復(fù)噴搭接高度不得不大于500mm。(5)為了增強(qiáng)旋噴效果，能夠采用提高噴射壓力、噴漿量或減少回轉(zhuǎn)速度與提高速度等方法，也能夠采用復(fù)噴工藝：第一次噴射(初噴)時(shí)，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(jìn)行第二次噴射(復(fù)噴)。3.2固結(jié)體頂部凹陷3.2.1產(chǎn)生因素在水泥漿液與土攪拌混合后,由于漿液的析水特性,會(huì)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(zhǎng)度等因素的不同而異。3.2.2防止方法及解決辦法(1)旋噴長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng)0.3～1.0米，或在旋噴樁施工完畢，將固結(jié)體頂部鑿去部分，在凹穴部位用混凝土填滿或直接在旋噴孔中再次注入漿液，或在旋噴注漿完畢后，在固體的頂部0.5～1.0m范疇內(nèi)再鉆進(jìn)0.5～1.0m，在原位提桿再注漿復(fù)噴一次加強(qiáng)。(2)在噴射灌漿完畢時(shí)，即持續(xù)或間斷地向噴射孔內(nèi)靜壓灌注漿液，直至孔內(nèi)混合液凝固不再下沉。3.3壓力驟然上升3.3.1產(chǎn)生因素(1)噴嘴堵塞。(2)高壓管路清洗不凈，漿液沉淀或其它雜物堵塞管路。(3)泵體或出漿管路有堵塞。3.3.2防止方法及解決辦法(1)應(yīng)停機(jī)檢查，首先卸壓，如噴嘴堵塞，可將鉆桿提高進(jìn)行疏通。(2)其它狀況堵塞應(yīng)松開接頭進(jìn)行疏動(dòng)，待堵塞消失后再進(jìn)行旋噴。3.4鉆孔偏斜、冒漿過(guò)大或不冒漿3.4.1產(chǎn)生因素(1)遇有地下埋設(shè)物，地面不平不實(shí)，鉆桿傾斜度超標(biāo)。