高压旋喷桩工艺性试桩技术方案

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1、目录1、工程概况 12、工程地质及水文地质条件 12.1 工程地质条件 12.2 水文地质条件 22.3 地震动参数 22.4 气象特征 23、试验目的 24、试验地点 35、试验时间 36、人员组织 37、机械设备、材料选型 48、工艺原理 49、高压旋喷桩施工方法 49.1 施工准备 49.2 钻机就位 59.3 切割成孔 59.4 喷射注浆 59.5 补充浆液 69.6 成桩检测 610、高压旋喷桩试桩工艺流程图及参数 611 、 高压旋喷桩质量标准及检查措施 811.1 质量检查标准 811.2 施工检查内容 911.3 成桩试验检测 1012 、高压旋喷桩试桩质量安全及环保措施 10

2、12.1 质量保证措施 1012.2.2 机械操作安全技术要点 1212.2.3 施工用电安全保证技术要点 1312.3 环境保证措施 1412.3.1 施工废水 14旋喷桩工艺性试验方案1、工程概况新建天津新港北铁路集装箱中心站工程位于塘沽天津港东疆区。 线路以填方通过，地势平坦、开阔，表层为素填土，黄褐色，以粉质 黏土为主，厚2.83.0m ；冲填土厚9.5m10.5m ,含零星贝壳碎屑 及碎片，下为粉质黏土。 DK11+300.00DK16+200.00段基底软土 采用旋喷桩加固，桩径 0.6m,桩间距1.3m，正方形布置，加固深 12.5m 。水泥用量掺入比不小于 40%(重量比)，水

3、泥浆液水灰比 0.81.5，无侧限抗压强度不小于 2.2MPa ，复合地基承载力不小于 150KPa 。2、工程地质及水文地质条件2.1 工程地质条件2.1.1 、地形地貌：滨海平原、地形平坦、地层为杂填土，杂色，含粉质黏土及大量建筑垃圾；地面上有海滨大道高架桥，净高8m左右。2.1.2 地层岩性：自上而下出露地层有：(1) -2 ：素填土( Q4ml)(2) -61:冲填土( Q4ml),流塑(4) -61:淤泥质黏土( Q4m),流塑，H级，=60kPa(4)-31:粉土( Q4m),中密，H级，o=110kPa(4)-71 :淤泥质黏土( Q4m),流塑，H级(T 0=80kPa(4)

4、-22:粉质黏土( Q4m)，软塑，级，co=100kPa(5) -21:粉质黏土 (Q4al+m)，硬塑，H 级，沪150kPa(6) -44:粉砂(Q3al+m)，密实，I 级，0=2OOkPa(6)-31:粉土 (Q3al+m)，密实级，0=190kPa(6)-21:粉质黏土 (Q3al+m)，硬塑，U 级,=170kPa(6)-11:粉质黏土 (Q3al+m)，软塑,H 级,=110kPa2.2 水文地质条件地表水为生态河水及未完成填海形成的坑塘中水， 地下水为第四 系孔隙潜水，埋深02.7m。地下水主要由大气降水补给。据取水样 分析地下水对混凝土具硫酸盐侵蚀，环境作用等级为H2 ;具

5、镁盐侵蚀, 环境作用等级为已，具氯盐侵蚀，环境作用等级为L3;地表水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀，环境作用等级为H1-H2，具镁盐侵蚀，环境作 用等级为L1，具氯盐侵蚀，环境作用等级为 L3。2.3 地震动参数根据国家标准中国地震动参数区划图 GB18306-2001 ，沿线 地震动峰值加速度值 0.15g (地震基本烈度度)。土壤最大冻结深 度 0.7m 。2.4 气象特征 天津气候属暖温带半湿润大陆季风型气候，有明显由陆到海的过渡特点：四季明显，长短不一;降水不多，分配不均;季风显著，日 照较足；地处滨海，大陆性强。年平均气温12.3 C。7月最热，月平均气温可达26 C; 1月最冷，月平均气

6、温为-4C。年平均降水量为 550680 毫米,夏季降水量约占全年降水量的 80。天津季风盛行， 冬、春季风速最大，夏、秋季风速最小。年平均风速为2 4 米/秒，多为西南风。3、试验目的3.1、通过试验确定高压旋喷桩设备的组合模式及配备数量，如 钻机的钻头形式、 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。3.2、通过试验确定相关工艺性参数，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。3.3 、验证高压旋喷桩喷射均匀程度及成桩直径。4、试验地点试桩地点选在区间 DK11+640 段路基，靠近开发区十二大街交 通便利，原地

7、面已经开挖至控制标高，并进行平整，使其满足施工机 械进场施工条件。试桩根数 6根，桩位具体布置见“ DK11+640处旋 喷桩平面布置示意图”。5、试验时间于 2014 年 3 月 3 日开始组织实施试验工作，采用单管法施工。 待达到一定强度后组织相关检验工作， 及时完成相关总结报告， 指导 后期大面积施工。6、人员组织6.1 、项目经理负责现场的总体协调和组织。6.2、项目总工程师总体负责高压旋喷桩工艺性试验组织。6.3 、安质部和技术部负责施工技术和质量监督，并负责与监理、 驻地设计联系。并负责水泥浆的制备。6.4、试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

8、工工艺参数的搜集、汇总及总结。6.5、领工员负责机械设备的防护及加固工作。6.6、 钻机操作人员、拌浆人员、喷浆工人等共15人7、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表1序号设备名称规格型号单位数量1高压旋喷桩机MJ-50台12抗震压力表YK-100台13咼压泵XPC-90台1选用的矿渣硅酸盐水泥和自来水进行高压旋喷桩试验8、工艺原理旋喷桩是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定 位置，边钻进边泵送水，到达预定位置后用高压脉冲泵将水泥浆通过 钻机下端的喷射装置变成旋转的高速射流向四周喷入土体，利用射流的强大动能将土体破碎，与此同时钻杆一面

9、以一定的速度旋转， 一面 低速徐徐提升，使土体和水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基 中形成圆柱状水泥土固结体。9、高压旋喷桩施工方法9.1施工准备场地平整正式进场施工前，进行管线调查后，清除施工场地地面以下2米 以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；整平标 高=设计桩顶标高。同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位 置，确保施工场地的“三通一平”。桩位放样施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点， 埋石标记， 经过复测 验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位， 并用竹签钉紧， 一桩一签， 保证桩孔中心移位偏差小于 20mm 。修建排污和灰浆拌制系统旋喷桩施工过程中将会产生 10

10、25%的返浆量，将废浆液引入 沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。 沉淀的泥 土则在开挖基坑时一并运走。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。9.2 钻机就位 钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证 钻杆应与桩位一致， 偏差应在 10mm 以内，钻孔垂直度误差小于 1%； 钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并 用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。9.3切割成孔 钻孔过程中详细记录孔位、孔深及地层变化。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

11、） ，进行高压切割成孔 至设计深度。旋喷桩应间隔施工（一般间隔 46m）,保证相邻两桩 的施工间隔时间大于 48h 。9.4喷射注浆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3小时，应拆卸输浆管路， 清洗干净，在原桩位旁边补桩。9.5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 重作用不断地往下沉因此在水泥土浆终凝前要及时补充浆液， 同时用 振捣棒上下捣固，直至填满。9.6成桩检测选择开挖、钻芯取样

12、、荷载试验对旋喷桩的施工效果进行检验。10、高压旋喷桩试桩工艺流程图及参数原 地 面 处 理测 量 放 样钻 机 就 位钻 进 至 设 计 深 度高 压 喷 射 注 浆喷射结束钻拔机管移位泥浆排泄处理图1 :高压旋喷桩施工工艺流程图表2 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）20 28流量（L/min）80 120水灰比0.8 1.5:1提升速度（cm/min）18 25旋转速度（r/min）10 15喷嘴直径（mm）2.4、2.6高压管长度（m）50表3旋喷桩施工主要实验参数参考表配合比水泥掺入量（kg/m ）浆体体积（L）浆体比重（g/cm 3）浆体质量（kg）备注1

13、:0.820322361.643544以上数据为实验室实测1:1.020826291.4939381:1.221330241.444332试桩数量为6根，具体位置根据现场实际情况与监理一同确定表4旋喷桩施工具体参数参考表桩号配合比提升速度（cm/mi n ）旋转速度（r/min）10m-5m5m-0m10m-5m5m-0m35#1 :0.81820101240#1 :0.82225141536#1 :1.01820101241#1 :1.02225141537#1 :1.21820101242#1 :1.222251415在满足表2参数的前提下，考虑单管成桩可能喷射不均匀的情况对试桩41#采用

14、复搅办法（提升速度为第一次旋喷速度的2倍），对比 验证成桩质量，为后续工程提供依据和提供施工方法。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+ （3）式中Q浆量（m3）;H 旋喷长度（m）;q 单位时间喷浆量（m3/min）;3损失系数，通常0.10.2 ;v 提升速度（m/min ）。根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。11、高压旋喷桩质量标准及检查措施11.1质量检查标准表5质量检查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%实测或经纬仪测钻杆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

15、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)丝.5MPa。试验检验11.2施工检查内容施工前检查在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面： 原材料的质量合格证及复验报告； 浆液配合比是否适合工程实际土质条件； 机械设备是否正常，在施工前应对喷浆设备、钻机、高压泥浆 泵等作试机运行，同时确保钻杆、钻头及导流器畅通无阻； 检查试喷工艺是否适合地质条件，必要时调整喷射工艺参数； 施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到 设计要求； 试桩前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。施工中检查施工中重点检查内容有： 钻杆

16、的垂直度及钻头定位； 水泥浆液配合比及材料称量； 钻机转速、提钻速度及旋转速度等； 喷射注浆时喷浆的压力、注浆速度及注浆量； 孔位处的冒浆状况； 喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度； 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。11.3 成桩试验检测旋喷桩成桩 28 天，在每根检测桩桩径 1/4 处，桩长范围内垂直 钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样照片，取不同深度 的 3 个试样作无侧限抗压强度试验。 取芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注 封闭。并采用平板载荷试验进行复合地基承载力试验。12 、 高压旋喷桩试桩质量安全及环保措施12.1 质量

17、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，先在地表进行射水实验，待浆压正常后，才能 下注浆管施工。2、高喷施工时隔两孔施工，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、P.S.B32.5 的矿渣硅酸盐水泥作加固材料，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。4、浆液水灰比、 浆液比重、 每米桩体掺入水泥重量等参数均以现 场试桩情况为准。施工现场配备比重计，严格控制水泥用量。5、严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于 0.25m/min 。喷

18、 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 0.5 米重复喷射接桩，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，桩顶面下降，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、引孔钻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制，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

19、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，认真如实填写施工报表，客观反映施工实际情况。12.2 安全保证措施上岗前对员工进行安全知识教育培训， 并持证上岗。 严格执行国 家法律、法规、 作业标准和天津市承包工程安全管理规定，为本标段 安全目标的实现， 争创天津市安全生产建筑工程标准工地提供必要的 保证。12.2.1 施工现场加强对邻近营业线施工安全生产的管理， 对职工进行邻近营业 线施工安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安 全隐患。制定各工种安全生产规章制度， 严格施工

20、程序， 加强对桩机操 作员的管理，施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业。严禁违规操作，不得违章指挥。施工机械的转动部分有安全罩。配电箱开关有操作指示和安全警示。做好地下管线的调查保护工作，距光、电缆线路 3m范围严禁 机械施工，人工作业时，必须派专人现场监护。夜间施工时，要有足够的照明。12.2.2 机械操作安全技术要点高压泥浆泵 泵体内不得留有残渣和铁屑， 各类密封圈套必须完整良好， 无 泄漏现象。 安全阀中的安全销要进行试压检验， 必须确保在规定达到最高 压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。 指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。 高压泵、钻机、浆液搅拌机等

21、要密切联系配合协作，一旦某部 发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。钻机 司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和 钻机在旋喷注浆的作用。 钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。 人与喷嘴距离应不小于 600mm ，防止喷出浆液伤人。管路 高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。 胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。清洗及检修 喷射注浆施工结束后， 应立即将钻杆、 泵及胶管等用清水清洗 干净，防止浆液凝结后堵塞管道， 造成再次喷射时管道内压力骤增而 发生意外。 施工中途发生故障， 必须卸压后方可拆除连接接口， 不得高压 下拆除连接接口。12.2.3 施工用

22、电安全保证技术要点严格执行施工现场安全生产保证体系、施工现场临时用电 安全技术规程相关规定。电缆接头不许埋设和架空， 必须接入线盒，并固定在开关箱上， 接线盒内应能防水、防尘、防机械损伤，并远离易燃、易爆、易腐蚀 场所。所使用的配电箱必须符合 JGJ46-88 规范要求的电箱， 配电箱 电气装置必须做到一机一闸一漏电保护。开关箱的电源线长度不得大于 30m ，并与其控制固定式用电 设备的水平距离不超过 3m。所有的配电箱、开关箱必须编号，箱内电气完好匹配。所有电机、电器、照明器具，手持电动工具的电源线应装置二 级漏电保护器。施工现场的电器设备设施必须有有效的安全管理制度， 现场电 线电气设备设

23、施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决 。12.3 环境保证措施在本工程施工的全过程中， 系统地采用和实施一系列环境保护管 理手段，以期得到最优化的结果。 根据客观存在的粉尘、 污水、噪声、 废气和固体废物等环境因素， 实施全过程污染预防控制， 尽可能地减 少或防止不利的环境影响。12.3.1 施工废水所有施工、生活废水在排放前必须取得相关部门的批准、 同意。施工中产生的废弃泥浆必须经过沉淀池沉淀处理后， 方可排入 市政污水管， 严禁直接排入市政污水管。 废浆沉碴必须用密封的槽车 外运，送到指定地点处置。各类土方、 建筑材料运输车辆在离开施工现场时， 为保持车容 应清洗车辆轮胎及车厢，清洗废水应接入施工现场的临时排水系统。12.3.2 施工粉尘在水泥搅拌过程中， 水泥添加作业应规范， 搅拌设施应保持密 闭，防止添加、搅拌过程中大量水泥扬尘外逸。由于施工产生的扬尘可能影响周围正常居民生活、 道路交通安 全的，应设置防护网，以减少扬尘及施工渣土影响。装有建筑材料、 渣土等易扬撒物资的车辆， 车厢应用覆盖封闭 起来，以避免运输过程中的扬撒、飘逸，污染运输沿线的环境。施工场地应及时洒水防止扬尘， 遇大风天气， 场地内渣土应该 覆盖。15 / 17