高压旋喷桩试桩总结.docx
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高压旋喷桩试桩总结
石家庄至济南铁路客运专线SJZ-6标
高压旋喷桩试桩总结
编制:
审核:
批准:
中铁十八局集团石济铁路客运专线项目经理部
二〇一四年十一月
高压旋喷桩试桩总结
1.工程概况
中铁十八局一分部平原东站框构中桥位于山东省德州市平原县境内,施工中心里程改DK352+364.80。
处于冲积平原,地形平坦开阔,地层由第四系全新冲积层,第四系上更新统冲层组成,局部表覆第四系全新统人工堆积层。
第四系全新统冲积层厚度约25~50m,岩性主要为粉土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂;第四系上更新统冲积层厚度大于50m,岩性主要为黏性土、粉土、粉细砂等。
旋喷桩深度范围内地层主要为:
粉土、黏土,局部表层为杂填土。
框构中桥地基采用高压旋喷桩加固处理。
3m高压旋喷桩80根共计:
240延米。
2.编制依据
(1)《高速铁路路基工程施工技术指南》
(2)《高速铁路路基工程施工质量验收标准》
(3)《新建铁路石家庄至济南客运专线施工图个别路基设计图》
(4)《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011
(5)《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003
3.试桩地点
试桩地点选在改DK352+364.80段路基,试桩根数3根,每根间距50cm。
试桩1#—3#桩位里程依次为改DK352+364.80、DK352+365.30、DK352+365.80。
原地面进行清表处理,并进行碾压,使其满足大型机械进场施工条件。
4.试桩目的
本次试桩的主要目的是验证旋喷桩设备的适用性和摸索高压旋喷桩确定旋喷速度、喷射压力、提升速度等工艺参数,并进行桩身质量检测,了解桩体完整性,桩长及承载力等。
5.施工准备
根据现场情况,进行场地平整;严格按照设计要求及有关规范规定,进行图纸的技术交底工作,作好试桩前安全文明教育;经业主及监理单位认可,选择合适的位置,进行试桩,以期确定以下技术参数:
5.1.1实际地质情况;
5.1.2喷嘴型号及规格;
5.1.3进尺及提升速度;
5.1.4注浆压力;
5.1.5注浆流量;
5.1.6水灰比值及水泥掺入量;
5.1.7成桩直径;
5.1.8成桩强度。
6.施工安排
6.1施工组织机构及人员配备情况
项目部将在此区间设立由路基施工架子队施工管理负责人,并配备技术负责人及若干技术施工人员,物资、设备均配有专人负责。
具体人员配备见表6-1-1。
表6-1-1主要管理人员一览表
序号
姓名
职称
职务
1
张国辉
分部副经理
2
谢迎超
工程师
分部总工
3
石庆波
工程师
分部质量部长
4
周方南
助理工程师
分部工程部长
5
李岩
路基队长
6
潘小海
工程师
分部物资部长
7
孟祥鹏
助理工程师
路基队技术主任
6.2施工时间安排
高压旋喷桩试桩时间安排在2014年11月4日。
6.3施工用电
配备300KW发电机一台,作为施工用电。
6.4主要机具、设备一览表
主要机具、设备见表6-4-1。
表6-4-1主要机具、设备一览表
序号
名称
单位
数量
1
水泥砂浆搅拌桩机
台
1
2
搅拌机
台
1
3
发电机
台
1
7.施工方法
高压旋喷桩施工采用水泥砂浆搅拌桩机施工。
施工前,平整场地,并按照设计布置桩位进行测量定位。
水泥砂浆现场搅拌,由实验室提供配合比。
7.1施工前准备工作
7.1.1施工准备
(1)对段内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测,与设计不符时,及时通知有关单位进行再次复测,有侵蚀性水不得作为施工用水。
(2)对桩机性能做全面的检查;在桩机的井架上准确画出每米的深度标示线,在钻头落地的情况下准确标示出“零”起点的位置,并在井架的正面和侧面挂上垂球,用红油漆标示出垂球的中心位置。
(3)合理选好后台供浆位置,避免供浆线路过长。
(4)施工场地事先予以平整,且在一侧要开挖排水边沟,保证场地不积水;地表过软时,采取防止桩机失稳的措施。
7.1.2测量工作
按照试桩位置进行放样,并做成旋喷桩等径模具,白灰沿模具撒放。
到桩机就位后再进行复测。
测量定位、放线、复核工作由专人负责,对测量仪器定期检查,做好测量定位放线的原始资料。
7.2高压旋喷桩工艺流程
7.2.1浆液制备
1)本工程所采用的水泥品种根据设计为普通硅酸盐水泥,要求水泥细度通过80微米方孔筛余量不大于5%。
2)灌浆用水泥必须符合质量标准,并按批量收集出厂合格证和抽样检验,未经复检水泥不得使用,不合格水泥不得进场,不得使用受潮结块的水泥,严格做好贮存防潮工作,以严密及时的供货计划来保证正常施工和缩短存放时间。
3)灌浆用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。
4)制浆材料必须称量,误差不大于5%。
水泥等固定材料采用重量称量法。
浆液必须搅拌均匀并测定浆液密度。
施工中随时对现场水泥进行计量,严格按配合比制浆。
5)水泥浆液的搅拌时间不少于3min,浆液在使用前过筛,自制备至用完的时间少于2h。
6)浆液的稳定性和自由析水率每5d测一次,如浆料发生变化,应随时加测。
7.2.2设备安装
钻机基本就位后,调平安稳,将转盘、钻杆轴线对准桩位竹片桩,对准误差控制在2cm以内,再调整钻架、钻杆,使钻杆垂直度控制在1.0%以内。
安装旋喷桩机、高压泥浆泵、输注浆管路、水电接头、闸阀、仪表等。
辅助设备安装应满足下列要求:
①制浆机应略高于贮浆罐上口;②高压泥浆泵进浆口必须加设滤网,并稍低于贮浆罐出口;③高压泥浆泵与旋喷管间必须用高压胶管连接。
安装完毕后,必须再次检查高压设备、管路系统,确保规格符合设计要求、连接密封完好。
并尽量缩短高压注浆管的长度,控制在20m以内为宜。
7.2.3设备试运转
桩机设备安装完毕后,必须进行试运转,确保状态良好、运转正常。
设备试运转应满足下列要求:
(1)钻机转速、提升速度符合设计规定值,误差在5%以内;
(2)设备工作电压、电流稳定,电压保持在380V±15V,电流不超过额定值;
(3)输、注浆液管路、水管路畅通,无渗漏;闸阀使用正常;压力、流量等仪表显示正确;
(4)高压泥浆泵电机达到设定转速,能保持设定泵压;浆液排放量符合设计流量;
(5)制、贮浆液设备的制备浆液能力满足注浆要求;
(6)设备运转平稳,操作人员配合默契。
7.2.4钻孔
施工时首先用钻机引孔,再用旋喷机喷射,即先把浆液管下到预定加固范围最深点,然后自下而上进行高压喷射注浆切割土体,将开孔和灌注桩体同时进行,一次成桩,其工作步骤为:
(1)钻机定位:
钻机需平置于牢固坚实的地方,钻杆对准孔位中心,竖直度控制在1.5%桩长内。
(2)钻孔下管:
钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置,在下管过程中,需防止管外泥砂堵塞喷嘴,确保下管顺利,下管过程中同时输送压缩气流,直至注浆喷头下到预定位置(预定加固范围最深点)。
(3)制浆:
本项目旋喷桩喷射注浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,试桩时按照试验室选定的配合比进行制浆。
(4)试管:
当注浆管置入土层预定深度后应用清水试压,若注浆设备和高压管路安全正常,则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
(5)高压注浆作业:
高压射浆自下而上连续进行,注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数,应符合操作规程要求。
开动高压注浆泵,开始注浆,当注浆压力和电机转速稳定并达到试桩设计参数后,再按试桩设计提升速度开始提升钻杆,边旋转边喷浆边提升。
(6)喷浆结束与拔管:
喷浆由下而上至设计高度后,停止喷浆,拔出喷浆管,喷浆即告结束,把浆液填入注浆孔中,多余的清除掉,但需防止浆液凝固时产生收缩的影响,拔管要及时,不可久留孔中,否则浆液凝固后将难以拔出。
(7)注浆设备清洗:
当喷浆结束后,立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。
(8)移位:
桩机移至下一桩位,重复进行上述步骤的施工。
7.2.5试验数据的取得
(1)设备、人员数量由现场技术员记录;
(3)水泥掺量、水泥浆的配合比以及水泥浆比重,由试验员测得;
(4)高压水泥浆泵浆压力值、钻杆提升速度、旋转速度由现场技术员测量并记录;
(5)成桩时间、总水泥用量,由现场记录员统计并记录。
8.具体施工情况
2014年11月4日下午我项目部质检人员会同设计代表及监理工程师进行了改DK352+364.80段高压旋喷桩试桩施工。
8.1桩位放样
施工前,我项目部用全站仪对1#-3#试桩桩位进行了复核,将带红布竹条在高压旋喷桩桩位位置打入土中,并对施工的桩位用石灰粉按桩径大小划一个圆圈。
8.2注浆工艺
高压旋喷桩注浆固结体的质量因素较多,当确定采用一定形式的高压旋喷注浆管法之后,注浆工艺是影响固结体的重要因素之一
8.3旋喷方法
8.3.1旋喷
高压旋喷注浆,均是自下而上,连续进行,若施工中出现了停机故障,待修好后,需向下搭接不小于500mm的长度,以保证固结体的整体性。
由于天然地基的地质情况比较复杂,沿着深度变化大,有多种土层,其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等,有很大差异和不同,若采用单一的技术参数来旋喷注浆,则会形成直径大小极不匀称的固结体,导致旋喷直径不一致,影响承载力。
因此,针对不同地质土层的特征,
要采取相对的措施来注浆完成。
特别对硬土及粘土部位,深部土层要适当放慢提升速度和旋转速度或提高旋喷压力等。
8.3.1复喷
在不改变旋喷技术参数的条件下,对同一土层作重复注浆(喷到顶再下钻重喷该部位),能增加土体破坏有效长度,从而加大固结体的直径并提高固结体强度,复喷时全部喷浆,复喷的次数愈多固结体直径加长的效果愈好。
具体高压旋喷桩施工记录见下表:
石济铁路客运专线
表C.0.10高压旋喷桩施工记录
工程(标段)名称
平原东站框构中桥
施工单位
中铁十八局
单位工程
平原东站框构中桥
里程及部位
改DK352+364.8
布桩形式
梅花型布置
施工日期
设备名称及型号
MGD-50型
设计桩径
0.6m
水泥浆施工配合比
1:
1
桩号
起止时间
地面高程
(m)
设计桩底
高程(m)
施工桩底
高程(m)
设计桩长
(m)
施工桩长
(m)
成桩直径
(m)
旋转速度
(r/s)
提升速度
(m/s)
喷浆压力
(MPa)
设计喷浆量
(m3)
实际喷浆量
(m3)
作业人
1
17.84
11.864
在允许偏差
3
3.5
0.6
2.0
0.3
22
记录人:
专职质量检查员:
施工技术负责人:
年月日
编号:
9.试桩小结
1、从施工工艺、过程结果看,旋转速度为2r/s,桩身垂直度不大于1%,提升速度0.3m/s,喷浆压力22MPa。
其各项指标均满足设计及规范要求。
试验桩说明现有施工方案可行,可以指导以后预应力管桩施工。
2、根据静载试验结果说明管桩单桩受到双倍荷载,最大沉降量不大于40mm,其地质情况满足设计要求,旋喷桩施工完成后能够达到设计单桩承载力要求。
3、考虑到前几根管桩施工时间有个熟练程度,实际单桩施工时间可以控制15分钟左右。
进场2台同型号旋喷桩机能够满足施工进度要求。
4、装机就位位置及垂直度是保证桩成型精度的关键。
严格按照试桩工艺施工,能够保障桩成型精度和质量。
5、施工的每一根桩中心要准确对准桩位,以尽量避免施工误差。
6、旋喷桩开始喷浆后,开动高压注浆泵,开始注浆,当注浆压力和电机转速稳定并达到试桩设计参数后,再按试桩设计提升速度开始提升钻杆,边旋转边喷浆边提升。
7、桩顶标高要严格控制,设置水准仪观测,为下道工序施工桩帽提供条件。
8、通过对3根高压旋喷桩试桩的施工,为以后的高压旋喷桩施工的质量及安全控制等方面提供宝贵的经验及教训,从而为今后的施工打下坚实的基础。
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