高压旋喷桩试桩总结.docx
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高压旋喷桩试桩总结
Documentnumber:
PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
高压旋喷桩试桩总结
沙颍河周口至漯河段航运开发工程
大路李航运枢纽施工一标段
高压旋喷桩试桩总结报告
河南省中原水利水电工程集团有限公司
沙颍河周口至漯河段航运开发工程
大路李枢纽施工一标项目经理部
2014年8月
1、工程概况
泄水闸基底位于粉土3层上,该层容许承载力[σ]=160kPa,渗透系数k=×10-4cm/s,其下第四层粉细砂层(Q3a1+p1),渗透系数k=×10-3cm/s,第五层粉质粘土(Q3a1)及其下各主要持力层的土质、厚度和强度基本均匀,属均匀地基。
2、试桩目的
为了使本标段高压旋喷桩规范、有序、高质量的全面展开施工,在大面积施工前我项目部已完成了试桩施工,并通过了试桩检验。
通过试桩进一步探明了地质情况,确定了搅拌下沉、提升速度,确定了水泥掺量、灰浆稠度(水灰比)、工作压力,检验施工设备及选定的施工工艺。
通过试桩熟练掌握了高压旋喷桩施工方法、工艺流程、技术参数、质量检测等作业要求并为全标段高压旋喷桩施工提供指导,积累管理经验,以确保大面积施工时高压旋喷桩的施工质量。
3、试桩要求
(1)桩位布置:
高压旋喷试桩桩径,桩间距,设计试验桩长。
(2)本次试验的高压旋喷桩采用双管法,桩身28d立方体平均抗压强度不小于,单桩竖向承载力特征值不应小于746KN。
4、试桩位置
结合现场实际情况,高压旋喷桩工艺性试验选在泄水闸闸室段右岸,共有9根试验桩,桩位编号为520#、533#、546#、559#、572#、585#、598#、611#、624#。
5、试桩时间
高压旋喷桩的试桩工作于2014年7月6日开始,在2014年7月7日全部完成。
6、工艺原理
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,到达增强地基承载力的目的。
7、人员及机械
试验方案报业主和监理单位审核后,按批准后的方案组织实施试桩,并请监理、设计、业主等单位全程监督和指导。
具体施工组织如下:
(1)、主要人员配置:
序号
姓名
职务
1
丁同岭
项目经理
2
周向阳
技术负责人
3
李洪杰
工程部部长
4
王培森
工程现场负责人
5
潘洪江
质检工程师
6
孙保庆
测量工程师
7
姜艳芝
试验室主任
8
许正周
专职安全员
(2)劳动力配置:
序号
职务
职责范围
人数
1
班长
全面掌握施工质量和安全
1
2
钻探工
操作钻机,卸接钻杆,维修保养和排除故障
2
3
泵工
操作高压泵及维修保养
2
4
电工
负责钻机、电源、电路工地照明及电气故障排除
1
5
钳工
全面维修保养机具设备
1
6
普工
倒水泥、操作搅拌桶及倒灰和过滤
2
7
普工
协助钻机工作(卸接钻杆、冲洗等)
2
8
技术人员
掌握施工技术、质量、写施工日志和记录
1
合计
12
(3)主要施工机械
序号
设备名称
单位
数量
1
高压注浆泵
台
1
2
旋喷钻机
台
1
3
浆液搅拌机
台
1
4
电焊机
台
1
5
高压输浆管
米
120
6
潜水泵
台
1
8、试桩施工方法及施工工艺
施工方法
采用双管旋喷法施工,施工工艺流程为:
施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆、喷气→旋喷结束成桩。
旋喷桩施工工艺流程图
施工工艺
场地平整
先进行场地平整,为了减少钻孔深度及保证旋喷桩质量,场地从原始地面()挖至,同时采取井点降水,确保施工期间地面无积水,然后对开挖后的场地进行整平,并做好排浆沟。
测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩,然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置,用小竹签做好标记,并撒白灰标识,确保桩机准确就位。
桩机就位
人力缓慢移动至施工部位,由专人指挥,用水平尺和定位测锤校准桩机,使桩机水平,导向架和钻杆与地面垂直,倾斜率小于%。
对不符和垂直度要求的钻杆进行调整,直到钻杆的垂直度达到要求。
为了保证桩位准确,钻孔前对桩位重新进行校核,然后检查调中后的钻杆与桩位的偏差,桩位对中误差不大于5cm。
贯入注浆管
采用双管旋喷法施工,在插管过程中,为防止泥砂堵塞喷嘴,在钻孔前或钻孔中,高压水喷嘴边射水、边插管,气压~,至设计标高后停止钻进。
浆液配置
每根桩水泥浆用量估算:
Q=πR2*H(1+B)
其中:
Q—旋喷浆液用量(m3)
R—桩体半径(m)
H—桩长(m)
B—损失系数,选~
喷射注浆
在插入旋喷管前先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要求。
各部位密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物,检查合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量,冒浆情况、压力变化等的记录。
喷射时,先应达到预定的喷射压力28~32Mpa,喷浆旋转60秒,水泥浆与桩端土充分搅拌后,再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管,提升速度为20~25cm/min,直至距桩顶1米时,放慢搅拌速度和提升速度。
保证桩顶密实均匀。
中间发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即检查排除故障,重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于,防止固结体脱节。
为防止浆管扭断,钻杆的旋转和提升必须连续不断;当注浆管不能一次提升完成而需分次拆卸时,拆卸动作要快,卸管后继续喷射的搭接长度不得小于10cm,并且搅拌时间超过2小时的水泥浆液不得使用。
施工过程中控制冒浆量小于注浆量的20%,超过20%或完全不冒浆时查明原因,采取相应措施。
为保证桩顶质量,旋喷时,实际停浆面高于设计桩顶标高~1m。
冲洗:
旋喷施工完毕,迅速拔出注浆管,并用清水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,以便把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排出。
桩机移位
待旋喷桩机注浆管全部提出地面后,先关闭电机,然后将桩机移至新的桩位。
重复以上操作,进行下一根桩的施工。
9、质量控制措施
(1)确保定位轴线质量
a、严格按照施工图及施工现场实际位置定出桩的起始点及轴线位置;
b、旋喷桩起始点及轴线位置经验收合格后,方可进行旋喷桩施工;
(2)确保桩位质量
桩位移机前要量好间距尺寸并做好标记,移位时在内外边线间移动,就位前对桩间距进行复核,以确保桩间距符合设计要求。
(3)确保桩顶、桩底标高
施工时应不断测量施工场地及机架标高,并及时修正相应桩深和其它标高控制位置。
(4)保证桩体垂直度
在铺设道轨枕木处要垫平整实,使道轨枕木在同一水平线上,在开孔前用水平尺对机架进行校对以确保桩体垂直度(不得超过%)达到设计要求。
(5)保证加固体强度均匀性
a、压浆阶段杜绝断浆和输浆管道堵塞现象;
b、控制喷浆量和提升速度;
c、桩机下沉至停浆面下,待恢复供浆后再喷浆提升,以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌;
d、水泥采用普通硅酸盐水泥,必须有出厂合格证,并经检验合格后方可使用;
e、水泥浆液严格按设计水灰比进行配料;水泥浆液搅拌好后,进入储浆筒前,用筛网清除水泥中的结块和杂物;只能在压浆前进入储浆筒中,以保证水泥浆不发生离析;
(6)水泥用量控制
A、水泥浆拌制:
严格按照1:
1的水灰比进行水泥浆液配置,按照搅拌桶的容积确定每桶水泥浆液的的掺灰量,配好的浆液,通过检测浆液比重和水泥消耗量对配灰量进行核查,确保浆液的配灰量满足设计要求。
浆液配合比见下表:
浆材
100L浆液掺加量(kg)
500L浆液掺加量(kg)
浆液比重
水泥
378
水
378
B、高压旋喷桩每米掺灰量控制:
设计要求每米桩掺入水泥330kg,试桩前,在搅拌桶容积500L处(从桶顶算起)设置标计(钢筋),试桩时,反复试验钻机提升速度,直到提升1米时水泥浆液下降到桶内440L标记处,说明满足每米掺灰量330kg的要求,该提升速度即作为控制高压旋喷桩每米掺灰量的最高速度。
10、安全保证措施
机械操作员等特殊工种人员必须经专门培训,经考试合格取得操作证,方可上岗作业。
高压旋喷桩等在进行作业时,严格按照机械技术操作规程进行作业;做到管理人员不违章指挥,作业人员不违章操作。
施工用电实行“三相五线制”和一机一闸一漏一保护的制度,并符合有关施工用电的规章制度。
钻机作业中,电缆应有专人负责收放;如遇停电,应将各控制器放置零位,切断电源;如遇卡钻,应立即切断电源,停止下钻,未查明原因前,不得强行启动;严禁用手清除钻杆上的泥土,发现紧固螺栓松动时,应立即停机重新紧固后方可继续作业。
11、质量要求及检验
质量要求
(1)桩位偏差不大于50mm,桩径偏差-50mm,桩长不小于设计,桩体垂直度不大于%。
(2)桩体强度符合设计要求,桩身连续均匀。
质量检验
(1)桩体无侧限抗压强度检验在旋喷注浆结束28天后进行,检查桩数的2%,且不小于5根,单桩取三个试样,(在桩径1/4处,在桩头部位垂直取芯)。
(2)桩位中心、桩长及桩体垂直度采用现场全站仪测量。
(3)桩径采用开挖桩顶下1米处量取。
(4)浆体喷射旋喷桩施工允许偏差应符合表要求控制。
表旋喷桩施工允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
桩位中心
≤50
尺量或测量
2
垂直度(%)
≤
3
桩径
≤50
4
孔深
±200
12、试验结果
本次试验采用级普通硅酸盐水泥,按照技术
规范要求及设计参数进行高压旋喷桩的工艺性试验,试验桩具体参数结果见下表:
试验桩施工参数表
序号
桩号
水灰比
提升速度
(cm/min)
旋转速度(r/min)
注浆压力
(Mpa)
水泥用料
(kg/m)
备注
1
624#
1:
1
22
6
30
332
611#
20
8
340
598#
25
10
315
2
585#
1:
1
20
5
33
345
572#
22
7
340
559#
24
9
328
546#
25
6
316
533#
20
8
348
520#
25
10
310
13、试桩总结
高压旋喷试验桩共有9根,试验配合比参数2组,一组3根桩(喷浆压力30MPa),二组6根桩(喷浆压力33MPa)。
(1)桩径及均匀性:
在7月14日挖开桩头进行桩径及外观检测,1#~9#桩径最小为,最大为,平均桩径为,表明在30MPa、33MPa两个注浆压力下,都可以满足本工程高压旋喷桩孔径要求。
高压旋喷试验桩中,根据挖出的桩头部分表明,旋喷桩体中土体颗粒与水泥浆液混合较均匀,旋喷桩头的混合浆液,在土层中形成具有一定强度的固结体,对改善地基承载力起到一定作用。
(2)水泥掺入量:
根据表中的试验桩施工参数分析,高压旋喷桩在施工压力一定情况下,提升速度与桩体每米水泥用量成反比,提升速度快,水泥掺入量降低;提升速度慢,水泥掺入量增加。
在压力32MPa,提升速度25cm/min时水泥掺入量基本能够满足设计要求(不小于330Kg)。
(3)通过试桩施工,施工机械能够满足施工工艺要求。
在高压旋喷试验桩施工前应做好充分准备工作,施工机械按要求进行各项检修,避免桩基施工中断。
14、确定实验参数
水灰比1:
1;
旋转速度:
5-10r/min;
提升速度:
20-25cm/min;
喷浆压力:
28-32MPa;
配合比:
无侵蚀环境采用每延米桩身用水泥:
天然土体:
水=330kg:
116kg:
330kg。
附件:
1、试验取芯影像资料;
2、现场施工记录;
3、旋喷桩钻芯及无侧限抗压强度试验结果;
4、复合地基静载荷试验结果;
5、单桩静载试验结果;
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