高压旋喷桩工艺性试验施工方案

高压旋喷桩工艺性试验施工方案内容摘要：

标准《混凝土拌合用水标准》的规定。 现场材料做好防雨、防潮措施，以防水泥结 块等。 水泥库内地坪高出自然地坪 ～，周边已设排水沟。 土工合成材料进场后应整齐堆放在料棚（库）内，避免阳光照射，并保持通风、干燥和远离高温源。 表 材料进场计划一览表 序号 材料名称 规格参数 单位 数量 计划进场时间 备注 1 水泥 T 70 八 .工艺原理 高压喷射注浆是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置，以高压设备使浆液大于 20Mpa 左右的高压流从喷嘴里喷射出来，冲击破坏土体，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体 结构强度时，通过高压泵向钻杆中心孔连续输送高压水泥浆液，高压水泥浆液即通过喷射装置中的喷嘴小孔喷入钻杆周围的砂层、土层及砂土层，与此同时钻机带动钻杆缓慢旋转并提升使喷嘴缓慢螺旋上升，从而使高压水泥浆不断切割搅拌土层，形成水泥、砂、土及速凝剂的混合搅拌浆体，通过固化剂和新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案 12 软土间所产生的一系列物理化学反应，生成水化物，然后水化物胶结形成凝胶体，将土颗粒凝结在一起形成具有整体性、水稳定性和较高强度的结构整体，从而提高其复合地基承载力及改变地基土物理化学性能，达到提高地基承载力、减少地基沉降、阻止水体流动、增强地基稳 定性的目的。 旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变性性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。 九 . 施工技术要求及施工工艺 各项准备 施工场地平整至设计桩顶标高，需要换填的位置要及时换填，同时确保施工场地无树根、砖块、杂物等影响桩机施工。 钻机进场组装调试完毕，水泥浆搅拌设备安装完成，各种计量设备（压力表、水泥电脑喷浆自动记录仪、波美比重计）标定合格，并调试。 成桩深度、垂直度在机架上标记或设置完成。 施工现场采用柴油发电机组供电，施工用电需布置合理，各种用电设备线路 连接规范。 试桩施工之前，对所有进场施工及管理人员进行培训， 高压旋喷桩的钻机操作人员必须提供特种操作证书，对技术管理人员和机械操作人员进行试桩技术交底和安全交底等有关手续。 要求各工序操作人员及现场管理人员，熟练掌握 高压旋喷桩 操作规程、施工方法及验收标准。 测量放线 现场按桩位平面布置图布设试桩桩位，根据测量员放出的控制点带线，用钢尺量距定出每根桩位，插上竹片桩并撒白灰点作为标记；现场桩位布设完后及时报请现场监理工程师检查，桩位检验合格后方可进行试桩施工。 施工工艺流程 新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案 13 旋 喷桩施工工艺流程图 桩位 目的 及数量 结合现场工作面情况， 选定 K28+870K28+900 段陇海线下行线侧 进行高压旋喷桩试桩。 试桩以 2 根桩施工为 1 组（共 10 组）进行试验，试验中采集各项工艺参数，如成桩速率、最小压力及桩周土体变形量值等。 本段高压旋喷桩桩径 米，桩间距 米，正三角形布置，加固深度 ～ 15 米；试桩 20 根。 具体参数 及布置 见附图《邻近营业线高压旋喷桩工艺试验桩位布置图》 试验参数 表 旋喷桩施工技术参 数表 浆液 压力 (Mpa) 10～ 20 流量 (L/min) 80～ 100 喷嘴孔径 (mm)及个数 φ (1 个 ) 注浆管外径 (mm) φ 50 提升速度 (cm/min) 16～ 24 旋转速度 (r/min) 20 新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案 14 表 试桩参数控制表 序 号 试桩 桩位 喷 浆 压力（ Mpa） 旋转速度（ r/min） 提升速度（ cm/min） 水灰比 水泥用量（ kg/m） 其他 参数 1 1~5试桩 10～ 20 20 16～ 24 1:1 150 保持一致 6~10试桩 10～ 20 20 16～ 24 1:1 160 保持一致 2 11~15试桩 10～ 20 20 16～ 24 1:1 170 保持一致 3 15~20试桩 10～ 20 20 16～ 24 1:1 180 保持一致 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+β ) 式中 Q— 浆量（ m3）； H— 喷射长度（ m）； q— 单位时间喷浆量（ m3/min）； β — 损失系数，通常 ～ ； 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。 应力释放孔布置及施工 因高压旋喷桩施工成孔工艺要求不小于 20Mpa 喷浆压力，土体在钻杆提升喷浆过程中向桩周边发生的侧向位移和隆起。 在浅地表层附近的土体会向上隆起，而在地面较深层土体，由于覆盖土层在压力作用下不能向上隆起，向着水平方向挤压，出现土体位移，可能引起邻近营业线既有轨道变形或破坏。 因此在高压旋喷桩施工前沿既有线路堤坡脚施打一排应力释放孔，以缓解挤土效应的不利影响，使土体挤压后传递的压力通过应力释放孔得到释放，该方案能够有效地缓解高压挤土效应。 应力释放孔沿 既有线路堤坡脚布置，布置间距 3m，孔径 30cm，孔内填充碎石，应力释放孔深度与相对应路基断面高压旋喷桩桩长一致。 应力释放孔施工前，联系相关设备管理单位现场确认有无地下管线，确认无管线或迁改管线后方可进行地基处理施工。 应力释放孔采用统一确定为螺旋式无压力桩机成孔，即 CDL180 型滚杆式钻机。 本项目设计采用单排孔，应力释放孔沿既有线路堤坡脚布置，布置间距 3m，孔径 30cm，应力释放孔深度与相对应路基断面高压旋喷桩桩长一致，应力释放孔成孔后内填充碎石。 新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案 15 施工前先清除压桩区的障碍物，平整场地，在应力释 放孔周围用φ 40PVC 管包裹 ，防止泥浆外溢。 本工程采用 CDL180 型滚杆式钻机，钻头为反螺旋麻花状，钻头直径 30cm，另配置 300 型电焊机 1 台。 施工顺序： 1）根据现场实际工作面排列应力释放孔施工顺序。 2）施工工艺流程： 应力释放孔施工工艺流程 a）钻机就位：钻机移位由机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场的情况，发现障碍物应及时清除，移动结束后，钻机放置应平稳、平整，钻机定位偏差应小于 5cm。 用线锤对钻杆进行垂直观测，以确保钻杆的垂直度，垂直度应控制在 1%以内。 b）钻孔：钻孔采取清水 钻进，自然造浆护壁，泥浆比重应控制在 1:。 钻进应根据土层情况加压，开始应轻加压，慢转速，逐步转入正常。 一般土层按钻具自重钢绳加压，钻机转速对合金钻头为 180r/min。 在松软土层钻进，应根据泥浆补给情况控制钻进速度，遇较硬土层中的钻进速度，以钻机不发生跳动为准。 c）清孔：钻孔结束后，用清水稀释孔内泥浆，清孔时间不少于 10min，清孔后的泥浆比重不大于 1:。 d）测孔：用测绳及测锤测量孔深是否满足要求。 新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案 16 e）填充碎石：应力释放孔内填充碎石，填时四周应均匀填充，当发现填量严重偏少时，应检查原因， 以确定是否要重新钻孔。 f）施工记录：施工过程中由现场旁站技术员负责填写施工记录，施工记录表中详细记录孔的编号、孔深、成孔起止时间、清孔起止时间、泥浆比重、孔内填砂用量。 并每天上报施工记录表。 试桩步骤 根据表 中试桩参数，分别施工 桩机就位，应保持钻机垂直，钻杆竖直度不大于 %。 钻机口位置与设计桩位的偏差 不大于 5cm，由现场质检人员、技术员进行钻机的稳定情况、钻杆垂直度等，检查确认无误后开机开始作业。 钻孔：钻机就位后，抄平搭架平台， 使钻杆垂直于地面，即可进行钻孔作业。 钻进速度保持中速，不宜太快，下钻时，防止下钻过程中被堵塞，因此采用边下钻边射浆的工艺，压力一般不超过 1MPa。 喷浆：配浆液时的水灰比 按表 中配置 ，浆液应搅拌均匀，水泥采用 普通硅酸盐 水泥。 当 钻杆下钻 至预定深度后，由下而上进行喷浆作业， 喷射时，应先达到预定的喷射压力和喷射量，在桩底旋喷 1min 后，再逐渐提升； 旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵施喷前，要进行过滤，保证无超过 颗粒进入，且无纸屑、石块等杂物，以免堵塞喷管； 旋喷过程中， 应注意冒浆量的测量 ，冒浆量宜控制在 10%— 25%；拆卸钻杆后继续旋喷时，应控制与前段搭接 100mm 以上；当喷头提升到设计标高时，应进行 1— 2min 的低压补浆（ 5Mpa），消除桩顶因浆液析出造成的凹穴。 施工作业人员必须时刻注意检查浆液初凝时间，注浆流量，压力，提升速度等参数是否符合技术交底要求。 冲洗：一根桩施工完后， 如等待时间较长， 应 用清水冲洗管路和管嘴，防止 浆液凝固堵塞。 移位：桩机移至下一桩位，重复进行上述步骤的施工，相邻两桩旋喷施工时间间隔应不小于 48h。 施工记录：每根桩均应设专人负责施工记录，记录桩位、实际桩长、水 泥用量、作业时间、冒浆情况、压力变化和质量情况等施工过程资料，如发现异常情况及时研究解决。 施工时实行甲方代表、监理代表当日签证制度。 检验：施工过程中按照质量控制标准进行逐项检验，做好记录。 28 天后做取芯查看桩体完整性、复合地基承载力及单根承载力检测。 同时将桩间土进行清理、整平、夯实，新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案 17 准备进行褥垫层施工。 十 .质量控制 变形监测 本工艺试验方案主要介绍施工期间对应力释放孔周土隆起的变形监测。 (1)观测桩设置 高压旋喷桩工艺试验 观测桩应设置在营业线 K28+870K28+900 北侧距陇海线下行线60m 处应力释放孔周围 ，用于观测施工过程中 应力释放孔周土变形量值 情况。 根据 现场实际情况， 以 2 根桩 设置一个观测断面。 观测基准点应设在沉降影响范围之外稳定地基上，并定期复核校正其高程。 观测桩为 50cm 钢筋头，入土 49cm，外露 1cm。 水泥护桩深度 30cm，正方形 20*20cm。 (2)观测频次 、周期 在高压旋喷桩施工前， 工艺试验地段应力释放孔 范围内埋设观测桩，并完成全部桩位复测工作， 监测 数据 作为邻近营业线高压旋喷桩 施工对营业线影响的初始依据。 高压旋喷桩施工期间安排防护员对营业线变形情况进行巡视并加强观测，观测 频率为每 2小时一次。 成桩之后的高压旋喷桩继续观测 72 小时。 （ 3）观测方法 水平观测桩标高采用水准仪观测，水平测量应达到中等水准测量标准，测量精度应达到177。 1mm。 位移观测采用全站仪利用一直稳固的基线边，采集坐标的形式进行位移监控。 （ 4）路基变形监测相关要求 设立测量小组，进行观测桩的埋设、测量和保护工作，小组人员分工明确，责任到人。 采用固定仪器、固定人员、固定观测路线和观测方法进行变形观测。 （ 5）沉降、水平位移观测的控制标准 所有测量数据必须真实准确，记录清晰，不得涂改，记录数据签字齐全。 所测数据必须 当天及时输入电脑，核对无误后在计算机内保存。 路基水平变化和垂直位移量出现以下几种情况时，必须停止现场施工，在与监理和设备管理单位共同分析原因、制定补强措施后方可继续施工。 在营业线不限速的情况下，邻近线路一侧单日位移达 2mm/d 且不收敛时或累计位移达 10mm 时，现场必须立即停止施工。 新建铁路连云港至盐城线站前工程Ⅰ 标 高压旋喷桩邻近营业线施工方案。