高压旋喷桩施工方案报批.docx
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高压旋喷桩施工方案报批
兰州市北环路(安宁~109国道)工程九州隧道明洞软基处理
高压旋喷灌浆(桩)
施工方案
编制:
审核:
批准:
兰州市北环路工程第二项目部
二O一四年十月十五日
1、工程概述
隧道九州端明洞右线YK2+920~YK2+940.8、左线ZK2+833~ZK2+916.2段地基土存在软土层,且填土层一般厚度较大,地基承载力低,属软弱地基,设计对软弱地基采用高压旋喷灌浆(桩)处理。
为保证隧道明洞基础承载力,设计采用高压旋喷桩对地基进行加固,高喷桩径60cm,(±5cm),基底处理范围内桩间距为1.5m三角形布桩。
桩长6.0m,桩端入中风化基岩1.5m,单桩竖向承载力特征值534.45KN。
桩长14m,桩端入中分化基岩0.5m,单桩竖向承载力特征值534.45KN。
复合地基承载力特征值300kpa。
2、高喷灌浆施工实施方案
高压喷射灌浆法20世纪70年代始创于日本,其原理是利用高压喷射流切割地层,同时灌入水泥浆,在土层中凝结后形成一个连续的固结体;借以改变原地层的结构和组成,达到加固地基及防渗的作用。
高压喷射注浆分为旋喷、摆喷、定喷三种形式。
此次采用高压旋喷单管注浆法,介质为水泥浆液。
《规范》高喷喷施工工艺对照参数表
项目
单管法
浆
压力(MPa)
15~40
流量(L/min)
30~90
水灰比
1:
1
进浆比重(g/cm3)
1.5
回浆比重(g/cm3)
≥1.3
喷嘴孔径(mm)及个数
2.0
(2)
提升速度v(cm/min)
15~25
旋转速度(r/min)
(0.8~1.0)V
高喷灌浆施工平台应平整,坚实,水、电宜设置专用管路和线路,喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于150.0m。
3、施工依据
《隧道九州端明洞软基处理施工技术交底书》(兰州北环路项目第二项目部)
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)
《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》(DL-T5200-2004)
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-1999)
4、资源配置
4.1施工机械配置
根据本工程地质情况及施工进度计划,施工机械配置如下表2-1-1。
主要施工设备表表2-1-1
设备名称
型号
及规格
数量
制造厂名
购置
年份
检修清况
现在
何处
进场
时间
旋喷钻机
XL-50
2
西安探矿机械厂
2012
良好
在现场
高压注浆泵
ZJB/BP-90
2
西安探矿机械厂
2012
良好
在现场
高速制浆机
1200L
1
西安探矿机械厂
2012
良好
在现场
储浆筒
600L
1
西安探矿机械厂
2012
良好
在现场
污水泵
BW250/50
4
衡阳探矿机械厂
2013
良好
在现场
挖掘机
330
1
日立
2013
良好
在现场
挖掘机
90
1
山东临工
2013
良好
在现场
皮卡车
1
保定长城
2011
良好
在现场
4.2施工人员配置
根据施工强度及设备配置情况,拟组建两个施工机组,24小时不间断施工,各工种人员配置如下:
现场负责人1人技术人员1人电焊工1人技工8人普工18人
合计:
29人
4.3主要施工材料
主要施工材料包括:
水、水泥及必要的外加剂和掺和料。
(1)水
本工程施工用水就近由自来水中抽取经处理达标后使用。
拌浆用水的温度不高于40℃。
(2)水泥
高压喷射浆液用水泥选用不低于42.5#普通硅酸盐水泥,使用前除取得出厂检验合格证外,还分期、分批进行取样,按相关标准进行凝结时间、抗折强度、抗压强度、安定性等指标的检测。
5、施工进度
5.1工期安排及强度分析
计划开工日期:
2014年月日,计划完工日期:
2014年月日。
施工强度及劳动效率:
平均钻孔200米/日历天/台钻、喷灌200米/日历天/台喷机,根据以往施工经验,现有设备完全可以满足强度要求。
5.2进度控制措施
为确保计划工期的实现。
我项目部将采取以下措施对进度进行控制。
(1)加大设备、人员等资源的投入,确保高强度的施工。
(2)加强现场质量控制,优质高效地,确保工程不返工。
(3)加强现场施工管理,分工明确,各行其职,责任落实到人。
(4)制定质量、进度考核办法,奖罚分明,充分调动人的主观能动性。
6、浆液配制
高喷灌浆主要原材料为水泥,水泥标号不低于425#,强度等级为32.5Mpa,禁用受潮结块的水泥。
由于高喷水泥需求量较大,现场水泥储备至少满足150-200T的要求。
水泥现场检测频率为1次/400T水泥,或按技术要求进行。
浆液水灰比采用1:
1,水泥比重按3.1g/cm3计,配制1200L水泥浆液参数为:
加水泥907.32kg,加水907.32L(至搅拌桶满),浆液比重1.50-1.51g/cm3;如搅拌桶容积非1200L,则按每1L浆含0.76kg水泥重量进行计算。
质量称量误差不大于5%,高速搅拌时间不少于30s,自制备至用完时间不大于4h,浆液温度应保持在5~40℃之间。
7、高喷灌浆施工
7.1工艺流程
本标段的旋喷工程分一序施工。
施工工序主要包括布孔、钻孔、下注浆管、喷射、成桩。
成桩、高喷灌浆工艺流程如图5-1、5-2所示。
高喷灌浆成桩过程图5-1
高喷灌浆工艺流程图5-2
7.2施工工序说明
本工程施工前做了共计12个(根)桩的试验工作,其中九个桩采用单管法普通喷头体施工,开挖检查后都无法满足设计要求,后三个桩采用改进后的单管法异型喷头体进行试验,开挖检查达到了设计要求,详见《高喷试验报告》。
(1)布、钻孔
本工程施工孔排距为等边三角形布置,孔距为:
1.5m,排距为:
1.299m。
孔深6.0m~20.m不等,以实际钻孔深度为准;钻孔要开孔铅直,水平校准,孔位偏差小于5cm。
(具体布置图见附件:
施工布置单元示意图)
首先将钻机对准孔位,用钻机自带垂直仪掌握机身水平,垫稳、垫牢、垫平机架。
控制孔位偏差不大于5cm。
钻孔采用XL—50型工程回转钻机全液压回转钻机钻进,钻孔偏斜不应超过1~1.5%。
控制实际入中分化基岩深度是以:
加压持续钻进5min无进尺为结束标准。
(2)注浆喷射
首先将钻机对准孔位,用钻机自带垂直仪掌握机身水平,垫稳、垫牢、垫平机架。
控制孔位偏差不大于5cm。
喷射采用XL—50型高压喷射钻机将注浆管钻进到设计深度,调整参数开始喷射。
(3)喷射提升
当喷射管下到设计深度后,送入浆,静喷1~3分钟;待注入的浆液冒出后,按预定的提升、旋转自下而上边转动、边提升直到设计高程,停浆,提出喷射管。
(4)清洗
当喷射到设计高程,喷射完毕后,及时将各管路冲洗干净,不得留有残渣,以防堵塞,尤其对注浆系统更为重要。
通常将浆液换成清水进行连续冲洗,直到管路中出现清水为止。
一次下沉的喷管可以不必拆卸,直接在喷浆的管路中用泵送清水,即可达到清洗的目的。
(5)钻机移位
以上施工工序完成后将钻机移至下一孔位,准备下一孔的注浆施工。
7.3高喷参数
根据现行规范的要求及试验开挖检查后确定,高喷采用改进型的单管异型喷头体进行施工,施工参数确定如表7-3-1所示,根据现场施工具体情况并征得监理工程师同意后可做调整。
高压旋喷桩施工工艺参数表表7-3-1
项目
单管法
浆
压力(MPa)
26
流量(L/min)
56
水灰比
1:
1
进浆比重(g/cm3)
1.5
回浆比重(g/cm3)
≥1.3
喷嘴孔径(mm)及个数
2.0
(2)
提升速度v(cm/min)
20
旋转速度(r/min)
(0.8~1.0)V
8.实际有效桩身的控制
在高喷施工前应进行施工场地的测量工作,并对施工人员进行交底,以控制虚桩深度和实际桩顶高程。
9 质量要求及质量控制要点
9.1旋喷桩施工质量要求
旋喷桩施工质量要求应满足下表要求。
旋喷桩施工质量标准表
序号
项目
允许偏差
检查数量
检查方法及说明
1
固结体位置(纵横方向)
50mm
抽检2%,但不少于2根
用经纬仪检查(或钢尺丈量)
2
固结体垂直度
1.5%
用经纬仪检查喷浆管
3
固结体有效直径
±50mm
开挖0.5~1m深后尺量
4
桩体无侧限抗压强度
不小于设计规定
钻芯取样,做无侧限抗压强度试验
5
复合地基承载力
不小于设计规定
抽检2‰,但不少于1处
平板荷载试验
6
渗透系数
不小于设计规定
按设计要求数量
加固体内或围井钻孔注(压)水试验
注:
钻芯取样做桩体无侧限抗压强度试验、复合地基平板荷载试验和渗透系数试验应在成桩28天后进行,若设计有其他要求,按设计要求的时间进行检查。
9.2质量控制要点
(1)正式开工前应认真作好试桩工作,确定合理的施工技术参数和浆液配比。
(2)旋喷过程中,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,若超过20%或完全不冒浆时,应查明原因,调整旋喷参数或改变喷嘴直径。
(3)钻杆旋转和提升必须连续不中断,拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10~20cm的搭接长度,避免出现断桩。
(4)在旋喷过程中,如因机械出现故障中断旋喷,应重新钻至桩底设计标高后,重新旋喷。
(5)制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。
在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低。
不得使用受潮或过期的水泥。
浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
(6)在旋喷过程中,若遇到孤石或大漂石,桩可适当移动位置(根据受力情况,必要时可
加桩),避免畸形桩或断桩。
9.3质量通病的处理
(1)不冒浆或冒浆量少。
通常原因是加固土层粒径过大,孔隙较多,可采取以下措施:
1)加大浆液浓度,可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。
2)灌注粘土浆或加细砂、中砂,待孔隙填满后再继续正常喷射。
3)在浆液中掺加骨料。
4)加泥球封闭后继续正常喷射。
5)灌注水泥砂浆后,再将孔内水泥浆置换成粘土浆,待孔隙填满后继续正常喷射。
(2)冒浆量过大。
通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关,可采取以下措施:
1)提高喷射压力。
2)适当缩小喷嘴直径。
3)适当加快提升速度。
由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体,目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法,在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。
(3)凹穴处理。
在喷射灌浆完毕时,即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液,直至孔内混合液凝固不在下沉。
10记录
高喷灌浆应注意记录好各项参数、浆液材料用量、异常现象及处理情况等,主要指标如浆液进、回浆比重、孔口返浆情况、提升速度、浆压、浆量、等指标必须满足上述参数表的要求。
注意放好各序孔的孔位,套接牢靠、合理。
原始记录应及时、清晰、准确、详细、完整,每班交至内业整理,做好日报、周报、月报等报表。
11、安全保证的主要措施
1、机械设备操作人员(或驾驶员)必须经过专门训练,熟悉机械操作性能,经过专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机(车)操作。
2、机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程,工作时集中精力,谨慎工作,不擅离职守,严禁酒后驾驶。
3、机械设备发生故障后及时检修,绝不带故障运行,不违规操作,杜绝机械和车辆事故。
4、专业电工持证上岗。
电工有权拒绝执行违反电器安全操作规程的工作指令,安全员有权制止违反用电安全的行为,严禁违章指挥和违章作业。
5、施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。
各孔用电必须分闸,严禁一闸多用。
6、所有现场 施工人员佩带安全帽,特种作业人员佩带专门的防护工具。
7、所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。
12、环境保护的主要措施
1、在成桩的过程中,如果产生了多余的浆体要弃掉,必须将浆体弃到指定的地段,不得随意满地乱弃
2、严禁在施工现场焚烧废弃物和会产生有害有毒气体、烟尘、臭气的物品。
3、施工过程中严禁将含有污染的物质或可见悬浮物的水排入河渠、水道。
所有机械废油回收利用或妥善处理,严禁随意泼倒。
4、选择性能优良、噪音小的施工机械,对本工程使用的桩机、发电机等机械要进行定期保养维护,以减少因机械故障产生的附加噪声与振动。
13、水土保持的主要措施
1、严格组织施工管理,开展文明施工,创标准化施工现场。
施工前做到全员教育,全面规划,合理布局。
定期检查、监督本施工地段的各项水土保持工作的落实。
2、建立健全水土保持体系,坚持“预防为主,综合防治,全面规划”原则,抓住本工程水土保持工作重点,有针对性地采取措施,确保水源、植被不被污染和破坏。
3、加强钻机、发电机等施工机械管理,注重日常保养,防止油品存放和机械在使用、维修、停放时油料泄漏、渗漏,流入江中污染水体。
2014年10月15日
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