高压旋喷桩施工专项方案.docx

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高压旋喷桩施工专项方案

第1章工程概况

1.1专项简介

本工程高压旋喷桩位于搅拌桩和灌注桩之间（除剖面4—4,4a—4a段外）。

旋喷桩为二重管旋喷桩，旋喷体直径全长不小于800，注浆管分段提升搭接长度不小于100。

采用普硅水泥，强度42.5R，水泥掺入量不小于30%，水灰比为1.0~1.2，浆液压力不小于25MPa。

孔位偏差不小于1%，桩位偏差不小于50mm。

设计强度为28天无侧限抗压强度为1MPA。

其设计标高为-2.8至-11.5m绝对标高处，桩长8.3m，合同工程数量5395米。

①一般高压旋喷桩施工平面位置如下图：

②对于搅拌桩止水帷幕施工接头处断缝处理措施亦采用高压旋喷桩处理，处理方法如下图：

③基坑南端搅拌桩与高压旋喷桩搭接平面图：

1.2编制说明

本施工组织设计主要依据招标文件及以下规范规程进行编制：

（1）中华人民共和国行业标准《基坑支护技术规范》（JGJ120-99）；

（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）

（3）国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；

（4）国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

（5）《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497—2009）；

（6）施工合同、设计图纸及相关会议纪要。

1.3其他概述

一、气候特征

本工程所在地区气候暖亚热带季风气候,受海洋季风影响,温暖多雨,夏季湿热,多台风及暴雨；冬季干燥,偶有奇寒。

年平均气温21.8℃,年降雨量1638.5mm，年内暴雨较集中的时间为5~9月份。

二、周边环境状况

基坑周边存在市政管线，距坑边距离均在两倍开挖深度以外。

基坑四倍开挖深度范围内无建、构筑物，场地较为空旷。

环境保护要求一般。

三、工程地质状况

场地内并未发现能影响工程稳定性的不良地质作用，如采空区、活动断裂、岩溶、崩塌、滑坡、泥石流等。

特殊性岩土主要为人工填土、软土、风化岩及残积土。

场地土的物理力学性质参数

土层

层号

土层名称

层厚（m）

状态或密实度

重度

直剪快剪

渗透系数建议值

γ

C

φ

K

（KN/m3）

（Kpa）

（o）

m/d

<1>

人工填土

1.2~3.2

欠压实

/

/

/

1.0

<2-1>

淤泥质土

0.9~10.5

流塑

16.5

7

3.5

2～4×10-3

<2-2>

粉砂、细砂

0.9~9.9

松散～稍密

17.5

4

22.0

4.0～6.0

<2-3>

粉质粘土

1.0~4.5

可塑

19.0

18.0

12.5

1.0×10-4

<3>

粉质粘土

3.9~12.5

可～硬塑

19.2

22.5

16.5

2.0×10-4

<4-1>

全风化砂岩

0.8~14.7

坚硬土状

19.5

24.5

18.0

1.0×10-2

<4-2>

强风化砂岩

0.7~28.8

半岩半土状

20.0

28.0

22.0

2.0×10-2

<4-3>

中风化砂岩

0.7~7.8

块状、短柱状

/

/

/

0.5~2.0

其中，软土为<2-1>淤泥质土、淤泥，软土具含水量大，灵敏度高，压缩性高，透水性差，强度低的特点，在外力作用下易发生压缩变形，地震时存在软土震陷的可能。

另外，在软土分布范围，应尽量避免大量抽取地下水，大量抽取地下水可能会造成土体沉降或地面下沉，软土为本场地主要不良土层。

三、地下水情况

场地附近有千灯湖，并分布有河涌及其它沟渠等，地表水资源一般发育。

在钻探期间测得钻孔内地下水位埋深1.30～2.70m，地下水位的变化随季节性变化较大。

<1>人工填土层由粉质粘土及粉细砂组成，结构较松散，均匀性较差，含少量上层滞水，具中等透水性；<2-1>淤泥质土、淤泥，分布范围较广，具粘性，透水性较差，具弱透水性，其属饱和软土层，含少量孔隙水；<2-2>粉砂、细砂，分布范围广，局部含少量粘粒及淤泥质，贮水性较好，含水量较丰富，具中等～强透水性；<2-3>粉质粘土，分布范围较小，具粘性，透水性差，属相对隔水层，具微透水性；<3>残积粉质粘土，具粘性，透水性差，含水量较贫乏，具弱透水性；<4-1>全风化岩带及<4-2>强风化岩带，层状分布，岩芯呈土状，具粘性，贮水性较差，具弱透水性；<4-3>中风化岩带，局部裂隙发育，但裂隙多呈闭合状，且被泥质充填，透水性一般，具弱～中等透水性，含少量裂隙水；<4-3>微风化岩带，岩体较完整，裂隙不发育，透水性差，含水量不大。

本场地地下水主要赋存在<2-2>粉砂、细砂层中，属孔隙水，具微承压性；<4-3>中风化岩带中含少量基岩裂隙水，其补给主要以大气降水及地表水补给为主，地下水排泄主要表现为大气蒸发或人工抽取。

第2章施工部署

2.1施工安排

桩种之间施工顺序为：

搅拌桩→灌注桩→高压旋喷桩。

高压旋喷桩在灌注桩和搅拌桩完成后进行，桩种之间施工时间间隔为72小时，施工总体流向为水泥搅拌桩和灌注桩施工完毕之后进入穿插施工。

2.2施工进度计划

参见总体施工进度计划横道图中关于旋喷桩的施工进度计划安排。

2.3劳动力资源投入

职务

人数

姓名

负责工作

项目经理

1

韩志民

负责项目全面工作

技术负责人

1

姚良晋

技术相关协调工作

现场施工总负责

1

郑财顺

全面负责项目现场生产

测量主管

1

梁修坤

现场测量总负责

测量员

3

蔡汉民等

测量定位

安全负责人

1

赵质杰

总体安全生产

安全员

1

董武平

具体安全协调

施工员

4

郑增荣等

施工协调

电工

3

邓斌等

负责工地用电

杂工

2

负责施工配合工作

机械操作手

12

负责旋喷桩机操作

引孔机械操作手

9

水泥浆搅拌等

2.4机械设备投入

设备名称

用途

数量

二重

管

法

高压泥浆泵

旋喷注浆

3

钻机

成孔、旋喷用

3

旋喷管

注浆成桩

3

高压胶管

送浆

3

空气压缩机

切割土体

3

旋转振动钻机

引孔

3

2.5主要材料物资投入

水泥用量（损耗系数1.1）：

1644t；用水采用市政管网自来水。

横道图

第3章旋喷桩施工方案

3.1施工工艺流程

旋喷桩施工工艺流程图

3.2施工主要技术参数

1、旋喷桩机械参数

高压旋喷采用二重管法，分别喷射高压空气及水泥浆，喷嘴直径为1.8～2mm。

高压注浆泵：

XPB-90B型，最大工作压力40MPa，额定流量90L/min。

空气压缩机：

VY-9/7-a型，容积流量9m3/min，排气压力0.7~0.9Mpa。

钻机：

MJG-50型钻机；钻孔深度50m；直径800～1200mm；动力头升降速度（1.6～2.6m/min；提升速度：

0～500mm/min；动力头旋喷转速：

0～20r/min；扭矩：

3000N·m）

高压浆管：

工作压力31Mpa，内径19mm。

2、浆液材料及配合比

水泥为42.5普通硅酸盐水泥，水灰比取1:

1，水泥掺量为30%，土体容重取18KN/M3，旋喷桩直径不小于800mm，则每米旋喷桩水和水泥用量均为276.97kg。

3、施工技术参数

高压旋喷试验的施工技术参数：

输浆不小于25Mpa，输浆率55.5L/min；气压0.8MPa；提升速度15cm/min、旋转速度8～12r/min；孔斜率＜0.5%，桩位偏差＜50mm。

4、南段旋喷桩与搅拌桩搭接位置施工注意要点：

搅拌桩施工完72小时后，在搅拌桩上直接钻孔做旋喷桩，旋喷桩在搅拌桩体中其喷气和喷浆压力均不得超过1MPA。

其搭接关系如下图：

3.3施工技术及质量问题处理

1、施工工艺

⑴、钻机就位

钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜不得大于1.0％。

⑵、钻孔（引孔）

引孔使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。

当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。

钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。

引孔钻进时，原则上采用清水钻进，若出现垮孔，采用优质膨润土作为制浆用主要材料，新制泥浆配合比拟为：

水750L，粘土650kg，碳酸钠6～8kg。

保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。

⑶、插管

插管是将喷管插入地层预定的深度。

使用76型振动钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。

如使用地质钻机，则在钻孔完毕，必须拔出岩芯管，并换上旋喷管插入到预定深度。

在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa。

若压力过高，则易将孔壁射塌。

⑷、喷射作业

当喷管插入预定深度后，由下而上进行喷射作业。

值班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符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。

在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴，高压浆液以25MPa以上的压力从内喷嘴中高速喷出，在射流的外围加以0.7MPa左右的压缩空气喷出。

当浆液初凝时间超过20h，应及时停止使用该水泥浆液。

⑸、冲洗

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，通常把浆液换成水，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除。

⑹、移动机具

将钻机等机具设备移到新孔位上。

2、主要施工注意事项

⑴、钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5度。

⑵、喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计的要求。

管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。

⑶、喷射注浆时要注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管。

自下而上喷射注浆。

⑷、喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6～1.0的水泥浆进行补灌。

并要预防其它钻孔排出的泥土或杂物进入。

⑸、为了加大固结体尺寸，或对深层硬土为避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力及气压、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺。

3、特殊情况处理

1）固结体强度不均匀、缩颈

①产生原因

⑴喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。

⑵喷浆设备出现故障中断施工。

⑶拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。

⑷喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。

⑸穿过较硬的粘性土，产生颈缩。

②预防措施及处理方法

⑴根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。

⑵喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。

⑶根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。

⑷对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。

⑸控制浆液的水灰比及稠度。

⑹严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。

2）压力上不去

①产生原因

⑴安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。

⑵泵阀损坏，油管破裂漏油。

⑶安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。

②预防措施及处理方法

应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。

3）压力骤然上升

①产生原因

⑴喷嘴堵塞。

⑵高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。

⑶泵体或出浆管路有堵塞。

②预防措施及处理方法

⑴应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。

⑵其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。

4）钻孔沉管困难偏斜、冒浆

①产生原因

⑴遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。

⑵注浆量与实际需要量相差较多。

⑶地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。

②预防措施及处理方法

⑴放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。

⑵喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。

⑶利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。

⑷控制水泥浆液配合比。

⑸针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。

⑹针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。

5）固结体顶部下凹

①产生原因

在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。

其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异。

②预防措施及处理方法

旋喷长度比设计长0.3～1.0米，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。

3.4施工质量检测

1、旋喷质量检查内容

旋喷固结体在地层中直接形成，属于隐蔽工程，不同于其它地基处理工程，因而不能直接观察到旋喷桩体的质量，必须用科学的方法来鉴定其加固效果，质量检查内容主要有以下几点：

（1）、固结体的整体性和均匀性；

（2）、固结体的有效直径；

（3）、固结体的垂直度；

（4）、固结体的强度特性（包括轴向压力、水平推力、抗酸碱性、抗冻性和抗渗性等）；

（5）、固结体的溶蚀和耐久性能等。

旋喷质量检查的性质可分为施工前检查和施工后的检查。

施工前，对设计要求进行的现场旋喷试验固结体，主要通过质量检查，了解设计采用的旋喷参数、浆液配方、选用外加剂材料是否合适，固结体质量能否达到设计要求。

如某些指标达不到设计要求时，则可采用相应措施，使旋喷质量达到设计要求。

2、旋喷桩质量检验

旋喷桩采用钻孔取芯抽样质量检验法检验桩身均匀性和强度，倾斜和桩底标高，检验数量为旋喷桩数量的1%且不少于5根。

第4章安全防护及文明施工

1、施工机械用电应满足相关规范要求。

2、旋喷桩施工范围内需要设置警示牌以及进行围蔽。

3、施工人员必须配戴安全帽，穿着（胶）手套、穿水鞋等防护衣具，制浆工还须佩带口罩。

4、必须经常检查管道及接头有无破损，如发现破损，应马上更换，否则因管道破裂或接头没接好，高压液体喷出，会产生安全事故。

5、每套设备都需装有安全保护装置，以免机械产生故障时，导致烧毁供电设施。

另外，每套设备都需有漏电开关，以保障施工人员的人身安全。

高压水泵、泥浆泵安全阀要灵活、动作可靠。

6、旋喷施工会产生大量泥浆，管理好泥浆是文明施工的重要一环。

泥浆挖沟且筑池堆放，严禁泥浆任意排放，使施工场地泥泞不堪或堵塞地下排水管。