高压旋喷桩试桩方案新.docx

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高压旋喷桩试桩方案新

石长铁路汉寿站地道工程

高压旋喷桩试桩方案

编制：

审核：

审批：

中铁电化局石长铁路工程站后四标土建项目部

二O一四年五月

一、编制依据：

2

二、工程概况：

2

三、自然地理概况2

1、自然地理概况2

四、试桩目的6

五、试桩地点6

六、施工准备7

（一）内业技术准备7

（二）外业技术准备7

七、机械设备、材料选型8

八、高压旋喷桩作业内容9

（一）高压旋喷工艺原理9

（二）工程技术要求9

九、施工顺序10

十、试验各项参数12

十一、质量检验13

十二、高压旋喷桩试桩质量安全及环保措施14

高压旋喷桩试桩方案

一、编制依据：

《汉寿站地道设计图》

《铁路混凝土与砌体工程施工规范》

《铁路路基工程施工质量验收标准》

二、工程概况：

新建汉寿站地道工程二站台软土地基处理采用高压旋喷桩加固处理，根据本工程的地质条件，按照规范及设计要求高压旋喷桩施工前需选择代表性工点进行工艺性试桩，以验证设计的地基处理方法及施工工艺与地质条件的适宜性。

三、自然地理概况

1、自然地理概况

⑴地形地貌

本工程位于龙岗洼地区，地较为平坦呈带状。

上覆第四系全新冲积Q4粉质黏土：

褐黄色，软塑局部偏流塑，厚度1~10米，下伏粉质黏土。

（2）地震动参数

沿线地震动峰值加速度0.15g（地震基本烈度为七度）。

四、试桩目的

1、通过试验确定高压旋喷桩设备的组合模式及配备数量，如钻机钻头形式、高压注浆泵的类型等，为以后大面积施工进行设备选型、配置提供依据；

2、通过试验确定相关工艺参数，如：

浆液的配合比、泵送的时间、压力、水泥浆的流量、喷嘴直径及钻机的提升速度及旋转速度等；

3、验证高压旋喷桩喷射均匀程度及成桩直径；

4、通过试验为设计提供相关设计参数，如桩体无侧限抗压强度、复合地基承载力等；

5、桩机操作人员应了解桩机的性能、构造并熟悉操作、保养的方法；

6、试验完成后，及时进行试桩工艺总结，编制试桩成果报告，为后续施工提供依据。

五、试桩地点

施工前根据设计图纸选择代表性的地段进行工艺性试验，（根据《铁路路基工程施工质量验收标准》选取不少于2根做工艺性试验，由于本工程旋喷桩根数较少，本次选取试桩数量为2根，）试桩地点选取软土地基处理地段K126+769—K126+815段试桩，试桩数量为2根。

六、施工准备

（一）内业技术准备

1、组织技术人员进行图纸会审，学习施工组织设计，熟悉规范和各项技术标准。

2、对所有参加施工人员进行施工安全交底和技术交底，并进行上岗前技术培训，培训合格后方可持证上岗。

（二）外业技术准备

1、根据控制测量结果及设计提供的点位，现场放样旋喷桩的区域边界线，并根据具体设计图纸在所放区域内进行桩位布设。

2、进行原地面标高测量，根据设计图纸要求对原地面进行清理，以便实际施工过程中桩深度的控制。

3、实验室负责工艺性试验现场试验及检测取样，并负责现场原始记录及工艺性试验施工工艺参数的搜集、汇总及总结。

4、灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。

5、对流量计进行标定并出具标定书，必须符合计量规定。

试桩现场人员分工表

序号

工作内容

现场人员

备注

1

测量放样

朱琳、梁永超

2

试桩记录

朱琳、许正权

3

实验及检测

许正权

4

后盘灰浆搅拌盯控

张耀军

5

前盘试桩盯控

朱琳

6

施工用电

张军柱

7

材料物资供应

唐启辉

8

试桩总负责

张耀军

七、机械设备、材料选型

高压旋喷桩工艺性试验施工机械设备计划如下表

旋喷桩施工机械设备配套表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

钻机

MGJ-50

台

1

2

抗震压力表

YK-100/150

台

1

3

高压泵

XPB-900

台

1

4

发电机

300

台

1

选用P.S.A42.5水泥和自来水进行高压旋喷桩试验。

八、高压旋喷桩作业内容

（一）高压旋喷工艺原理：

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。

（二）工程技术要求

1、部分路基地基处理采用高压旋喷桩加固处理，高压旋喷桩桩径0.6m，正方形布置，桩间距1.2m，试桩桩长为4m。

2、用高压旋喷桩施工的水泥采用P.S.A42.5的矿渣硅酸盐水泥，水泥参量40％，水泥浆水灰比选用1.0，所选用水泥必须过筛。

水泥浆液应严格按照设计配比制作，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。

3、高压旋喷桩施工前在不同地层段和不同桩长地段必须分别进行室内配比及现场成桩试验，并进行桩体全桩质量检验和载荷试验，检验并修正桩的设计各项参数，确定施工的各项技术参数和实际成桩的效果。

成桩试验满足设计要求后方可进行大面积施工。

4、本次试桩采用单管法施工，喷头采用收敛圆锥形喷头。

九、施工顺序

1、钻机就位

钻机移动到施工点，对钻进进行调平、对中，调整桩基的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，施工时喷管的允许倾斜度小于1％。

2、设备调试

钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；用水平尺校核钻机平整度，以确保钻杆垂直；校验钻杆长度，用钢尺丈量每节钻杆的长度，对每节钻杆进行编号，并要求以后按编号进行连接，对最后一节钻杆根据孔深用白色反光漆进行标记，保证孔底标高满足设计深度。

3、切割成孔

钻孔过程中详细记录孔位、孔深及地质变化。

射水试验后，中等水量钻进，射水压力逐渐增加（防止喷嘴被堵），进行高压切割成孔至设计深度。

旋喷桩应间隔施工，保证相邻两桩的施工间隔时间大于48h。

4、喷射作业

注浆管下至设计位置后，在桩底部边旋转边喷射，达到预定的喷射压力、喷浆量后再边旋转、边提升、边喷射。

浆液在喷射前进行二次过滤。

成桩过程中因故停止，应将注浆管下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆提升。

若停机超过3h，应拆卸输将管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。

5、补充浆液

旋喷注浆后，水份很快向桩体的底部和四周渗透，水泥土浆靠自重作用不断的往下沉，因此在水泥土浆终凝前要及时补充浆液，同时用振捣棒上下振捣，直至填满。

6、冲注

喷射施工完毕后，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出。

7、移动机具

将钻机等机具移到新孔位上。

移动钻机方向为长沙方向，在喷射施工完毕后，如发现仍有剩余浆量，须进行二次喷射，直至浆量完毕。

十、试验各项参数

当浆液初凝时间超过20h时，应及时停止使用该水泥浆液（正常水灰比1:

1，初凝时间为15h左右）。

旋喷桩施工主要技术参数参考表

项目

技术参数

水泥浆

压力（MPa）

24～30

流量（L/min）

80～120

水灰比

1:

1.0

提升速度（cm/min）

10～15

旋转速度（r/min）

15～25

喷嘴直径（mm）

1.9

高压管长度（m）

〈50

旋喷桩施工主要实验参数参考表（按10%的返浆量计算）

配合比

水泥掺入量（kg/m）

浆体体积

浆体比重（g/cm³）

浆体稠度（s）

浆体质量（kg）

备注

1:

1.0

260

2265

1.475

21

3341

表中数据为是实验室实测所得并考虑15%损耗

旋喷桩施工具体参数表

桩号

配合比

提升速度（cm/min）

提升速度（r/min）

水泥用量（考虑15％损耗）

4m-3m

3m-0m

4m-3m

3m-0m

试1，2，

1:

1.0

10

10

15

20

1690

浆量计算：

以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为

Q=（H/v）q（1+β）

式中Q—浆量（m3）;

H—旋喷长度（m）;

q—单位时间喷浆量（m3/min）;

β—损失系数，通常0.1～0.2;

v—提升速度（m/min）

（根据实验室配比试验所得理论浆量为1.7～2.1m³，实际用量有待于现场试验量测所得。

）

十一、质量检验

质量检验标准及方法

序号

项目名称

技术标准

检查方法

1

钻孔垂直度允许偏差

≤1%

铅垂或全站仪

2

桩体间距

±100mm

钢尺丈量

3

钻孔位置允许偏差

50mm

尺量

4

成桩长度

不小于设计值

尺量或取芯检查

5

桩体直径允许偏差

不小于设计值

开挖后尺量

6

无侧限抗压强度

取（28）≥2.0MPa

实验检验

1、施工中检查

施工中重点检查的内容有：

1）、钻杆的垂直度及钻头定位；

2）、水泥浆液配合比及材料称量；

3）、钻机转速、提钻速度及旋转速度等；

4）喷射注浆时喷浆的压力、注浆速度及注浆量；

5）孔位处的冒浆状况；

6）喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；

7）施工记录是否完备，施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。

2、试桩后检查

施工后开挖0.5m-1m对加固土体进行检查，包括：

1）固结土体的整体性及均匀性；

2）固结土体的有效直径；

3）固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置。

3、成桩试验检测

1、成桩7天后，可采用浅部开挖开挖桩头（深度宜超过停浆面下0.5米），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径；

2、成桩28天后做复合地基承载力试验，要求旋喷桩复合地基承载力不小于150kPa。

3、成桩28天后采用双管单动取样器在桩径1/4处，全长抽芯并取不同深度的不少于3个试样进行无侧限抗压强度试验，其无侧限抗压强度不得小于2.0MPa。

十二、高压旋喷桩试桩质量安全及环保措施

12.1质量保证措施

为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。

1、放注浆管前，先在地表进行射水试验，待浆压正常后，才能下注浆管施工。

2、高压旋喷施工时各一孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。

相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。

3、采用PSA32.5水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。

施工中所有计量工具均应进行鉴定，水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。

施工中所用水泥均需过筛处理，保证良好的可喷性和稳定性。

4、浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥量等参数均以现场试桩情况为准。

施工现场配备比重计，严格控制水泥用量。

运灰小车及搅拌桶均做明显标记，以确保浆液配比的正确性。

会将搅拌应均匀，并进行过滤。

喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。

5、严格控制喷浆提升速度，喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.5m重复喷射接桩，防止出现断桩。

6、高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，装顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。

7、因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。

8、引孔做孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿陷造成钻孔垂直度偏差过大。

9、实行技术人员随班作业值，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。

当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，客观反映施工实际情况。

12.2施工安全措施

1、所有参建人员必须进行岗前培训及安全教育，考试合格后才准上岗。

要求技术熟练，工序清楚，相互协作默契，树立“安全第一”的观念。

2、施工现场悬挂安全标志，危险地区悬挂“危险”或者“禁止通行”、“严禁烟火”等标志。

3、现场设专职安全管理人员，施工人员进入现场应带好安全帽,各种机电设备、卷扬机、钢丝绳要定期检修,非操作人员不得擅动设备。

现场配电接线人员必须由电工进行,电工须持证上岗,电工操作必须穿戴必要的绝缘保护用品。

4、电缆要求架起离开地面，防止压坏及漏电，过路电缆要求挖沟浅埋。

桩机行走时应先清理地面上的障碍物和挪动电缆,挪动电缆时应戴好绝缘手套,注意防止电缆磨损漏电。

5、桩机操作人员应了解桩机的性能、构造并熟悉操作、保养的方法,方能操作，在桩机架上装拆维修机件、进行高空作业时必须系好安全带。

6、每台班开工前及收工后,及时检查桩机配电箱、电缆等部位,发现问题及时处理并做好交接手续。

7、夜间施工,工地应有足够的照明。

12.3文明施工

1、做好环保、文明施工的宣传教育工作。

2、做好文明施工，定期对施工现场进行整理清扫，保证现场卫生清洁。

3、施工现场内的材料和工具要在指定位置堆放整齐，不得随意堆放杂物。

4、施工现场严格按照环境保护、文明施工规定和要求进行，尽量减少施工扰民。

5、加强现场管理力度，严管随地大小便、乱排生活污水、乱倒生活垃圾、乱建帐篷、乱接电源、乱堆杂物等问题。