高壓旋噴樁試驗(yàn)樁施工方案

1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程高壓旋噴樁試驗(yàn)樁施工方案編制:審核:批準(zhǔn):中鐵十八局集團(tuán)有限公司廈門(mén)環(huán)島路(鰲山路-高殿二號(hào)路段工程標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部2014年月日目錄臨時(shí)豎井旋噴樁首件 (21、概述 (21.1 工程概況 (21.2 工程地質(zhì)概況 (31.3 試樁的目的 (42、施工技術(shù)方案 (52.1 單重管旋噴樁施工工藝簡(jiǎn)介 (52.2 施工工藝流程 (62.3 操作要點(diǎn) (62.4 勞動(dòng)力、機(jī)具配置 (93、注意事項(xiàng) (93.1 固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸 (93.2 固結(jié)體頂部凹陷 (103.3 壓力驟然上升 (103.4 鉆孔偏斜、冒漿過(guò)大或不冒漿 (10圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程高壓旋噴樁試驗(yàn)樁施工方案1、概述1.1 工程

2、概況廈門(mén)市環(huán)島路(鰲山路-高殿二號(hào)路段工程標(biāo)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用1.2m、1.0m鉆孔灌注樁,樁間設(shè)高壓旋噴樁止水帷幕,高壓旋噴樁樁徑600mm。采用單重管施工工藝,固化劑采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥,水泥摻量約為40%(根據(jù)試樁施工情況調(diào)整,當(dāng)土層中地下水可能受潮汐等影響流速高時(shí),宜摻入1%3%的水玻璃,改善水泥漿液的穩(wěn)定性與速凝性。鉆機(jī)引孔直徑不小于100mm,鉆孔偏差不大于50mm,高壓噴射注漿由下而上連續(xù)進(jìn)行,當(dāng)注漿管不能一次提升完成,注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于200mm,確保固結(jié)體的整體性。水泥漿壓力不小于22MPa,旋轉(zhuǎn)速率約20r/min,提升速率15cm/min。噴射結(jié)

3、束后、漿液凝固前,頂部進(jìn)行靜壓注漿,防止頂部因漿液凝固收縮而產(chǎn)生凹穴。樁間止水帷幕大樣圖如下圖。 鉆孔樁圖1樁間止水帷幕大樣圖(單位:mm圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程單根樁長(zhǎng)進(jìn)入基底不小于1.5m,試樁位置編號(hào)為01#、02#、03 #共3根旋噴樁,以驗(yàn)證施工參數(shù)的合理性。試樁位置如下圖所示。 圖2 高壓旋噴樁試樁位置示意圖1.2 工程地質(zhì)概況試樁處工程地質(zhì)分布情況為:6.811.01m為雜填土、1.01m-0.29m為淤泥、-0.29m-4.69m為殘積砂質(zhì)粘性土、-4.69m-7.39m為全風(fēng)化花崗巖層。旋噴樁位于粘土層中。圍護(hù)結(jié)構(gòu)地質(zhì)縱斷面圖如下圖。 圖3圍護(hù)結(jié)構(gòu)地質(zhì)縱斷面圖1.3 試樁的目的在展開(kāi)大批

4、量旋噴樁施工前進(jìn)行試樁,以校驗(yàn)施工工藝參數(shù)的選擇是否合理,并根據(jù)試樁結(jié)果及工程經(jīng)驗(yàn)調(diào)整施工工藝參數(shù),來(lái)指導(dǎo)下步施工。(1確定不同土層旋噴樁的施工參數(shù)(水灰比、注漿壓力、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度、加固后土體的強(qiáng)度等。(2確定旋噴樁配套施工所需機(jī)械設(shè)備。(3使所有的管理及施工人員準(zhǔn)確地掌握本工程施工范圍內(nèi)旋噴樁的施工方法。(4通過(guò)該試驗(yàn)施工進(jìn)行收集、整理、分析,形成一套完整的適合本工程的旋噴樁施工工藝,為下道工序施工做好充分準(zhǔn)備。2、施工技術(shù)方案2.1 單重管旋噴樁施工工藝簡(jiǎn)介2.1.1 工藝原理高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后,以高壓設(shè)備使?jié){液或水、(空氣成為2040MP

5、a的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái),沖切、擾動(dòng)、破壞土體,同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升,將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合,漿液凝固后,在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體(即旋噴樁,以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。根據(jù)噴射方法的不同,噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。本工程中采用單重管法,單管法:單層噴射管,僅噴射水泥漿。 圖4單重管高壓旋噴注漿示意圖2.1.2 成樁機(jī)理(1高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體,使土體出現(xiàn)空穴,土體裂隙擴(kuò)張。 (2混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過(guò)程中,在射流后部形成空隙,在噴射壓力下,迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方向(即阻力小的方向移動(dòng)位置,與漿液攪拌

6、混合形成新的結(jié)構(gòu)。(3充填、滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速充填沖開(kāi)的溝槽和土粒的空隙,析水固結(jié),還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。圖5土體固結(jié)示意圖(4壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過(guò)程中,在破碎部位邊緣還有剩余壓力,并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用,使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。2.1.3 適用范圍(1受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間影響小,可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。(2可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用,也可作為基礎(chǔ)防滲之用;可作為施工中的臨時(shí)措施,如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷

7、幕、邊坡?lián)跬粱驌跛?也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理。(3當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過(guò)大和已涌水的地基工程時(shí),宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。2.2 施工工藝流程單重管高壓旋噴樁試樁工藝流程見(jiàn)圖4。 圖6高壓旋噴樁試樁工藝流程圖2.3 操作要點(diǎn)2.3.1 施工準(zhǔn)備(1施工前對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理、平整,應(yīng)保證場(chǎng)地的三通一平,確保用電安全。(2施工前探明管線、建構(gòu)筑物等地下障礙物埋深和位置,挖出探坑并作好詳細(xì)的標(biāo)示標(biāo)記。(3做好排漿溝,設(shè)置排漿等臨時(shí)設(shè)施。(4材料進(jìn)場(chǎng),對(duì)設(shè)備機(jī)械性能等進(jìn)行檢查。水泥、外加劑等材料進(jìn)場(chǎng)按要求抽檢試驗(yàn)。2.3.2 試驗(yàn)參數(shù)的選取根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求、施工

8、規(guī)范、地質(zhì)條件(分為三種地層:素填土、粉質(zhì)粘土層、殘積砂質(zhì)粘性土、以往類(lèi)似工程的施工經(jīng)驗(yàn)及首次試樁成果,經(jīng)與專業(yè)隊(duì)伍協(xié)商確定各試驗(yàn)樁位的施工參數(shù),具體見(jiàn)表1表3。 2.3.3 樁位測(cè)設(shè)按規(guī)定對(duì)施工場(chǎng)地的基準(zhǔn)點(diǎn)、基軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)施引測(cè)、復(fù)核。對(duì)于標(biāo)定的基準(zhǔn)點(diǎn)要做好明顯的標(biāo)志和編號(hào),并做好保護(hù)工作。使用全站儀等,采用極坐標(biāo)法進(jìn)行樁位的放樣。2.3.4 鉆機(jī)就位移動(dòng)旋噴樁機(jī)到指定樁位,鉆桿頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。為保證鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度,鉆機(jī)就位后,作水平校正,鉆機(jī)鉆桿采用鉆桿導(dǎo)向架進(jìn)行定位,使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置,其垂直度不得大于1%1.5%,鉆頭對(duì)正樁位中心,對(duì)點(diǎn)誤差不大于50mm,鉆桿與

9、鉆孔方向應(yīng)保持一致。就位后,首先進(jìn)行低壓(0.5MPa射水試驗(yàn),用以檢查噴嘴是否暢通,壓力是否正常。2.3.5 鉆孔鉆孔與插管同時(shí)施工為一道工序,鉆孔過(guò)程中作好詳細(xì)的鉆孔記錄。鉆孔過(guò)程中,為防止泥砂堵塞噴嘴,采取邊射水邊鉆進(jìn)的方法。開(kāi)始鉆孔時(shí),射水水壓由0.5Mpa提高到1.0Mpa。一根鉆桿用完后,停止射水,接長(zhǎng)鉆桿,繼續(xù)施鉆直到達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為準(zhǔn),此時(shí)水壓不宜大于1.0Mpa。2.3.6 漿液制備及檢測(cè)(1試驗(yàn)室負(fù)責(zé)漿液配合比設(shè)計(jì),嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求配置水泥漿,待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。漿液拌制時(shí),先在攪拌罐中加入水,然后再放入水泥進(jìn)行攪拌,攪拌時(shí)間不少于10分鐘。旋噴注漿的材料用水泥,根據(jù)

10、需要加入適量的外加劑。(2漿液易在旋噴前半小時(shí)以內(nèi)配制,漿液必須攪拌均勻,漿液存留不得超過(guò)4小時(shí),當(dāng)未用完的漿液超過(guò)4小時(shí),通過(guò)試驗(yàn)證明其性能符合要求后方可使用。漿液應(yīng)始終保持?jǐn)嚢锠顟B(tài),防止產(chǎn)生沉淀。施工過(guò)程中試驗(yàn)員應(yīng)經(jīng)常隨機(jī)抽取漿液進(jìn)行檢驗(yàn)。2.3.7 噴射作業(yè)(1噴射注漿前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng),使用前應(yīng)對(duì)安全閥進(jìn)行鑒定,其運(yùn)行必須可靠,注漿管接頭的密封環(huán)必須無(wú)破損,密封性能良好,注漿管及噴嘴內(nèi)不得有任何雜物。(2當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后,由下而上進(jìn)行噴射作業(yè),技術(shù)人員必須時(shí)刻注意檢查漿壓力、旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、冒漿量等參數(shù)是否符合要求,并隨時(shí)做好記錄。(3噴射過(guò)程中,注漿管分段提升時(shí)搭接長(zhǎng)

11、度不得小于500mm。冒漿量控制在20%注漿量以內(nèi),大于20%或完全不冒漿時(shí),應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施。冒漿過(guò)大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng),注漿量大大超出噴漿固結(jié)所需漿量;減少冒漿的措施:提高噴射壓力,加快提升和旋轉(zhuǎn)速度;不冒漿采取的措施:在漿液中摻入適量的速凝劑,縮短固結(jié)時(shí)間,使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固;在地層空隙大的地段增大注漿量,填滿空隙后再繼續(xù)正常噴漿。(4漿液流量、噴漿量可以按下式計(jì)算:Q=(H/V×q(1+式中:H旋噴長(zhǎng)度V旋噴管提升速度q泵的排漿量漿液損失系數(shù),一般取0.10.2。2.3.8 清洗噴射作業(yè)完成后,應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈,管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得

12、殘存水泥漿。通常把漿液換成水,在地面上噴射,以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排除。每一孔的高壓噴射注漿完成后,應(yīng)及時(shí)清洗灌漿泵和輸漿管路,防止清洗不及時(shí)不徹底導(dǎo)致漿液在輸漿管路中沉淀結(jié)塊,堵塞輸漿管路和噴嘴,影響下一孔的施工。2.3.9 樁機(jī)移位關(guān)閉電機(jī),將樁機(jī)移至下一樁位待用。2.4 勞動(dòng)力、機(jī)具配置2.4.1 勞動(dòng)力組織單臺(tái)旋噴樁機(jī)勞動(dòng)力組織見(jiàn)表4。 單臺(tái)旋噴樁機(jī)機(jī)械設(shè)備配置見(jiàn)表5。 根據(jù)旋噴樁施工工藝特點(diǎn)及場(chǎng)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)情況,為保證旋噴樁施工質(zhì)量,針對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析并提出預(yù)防措施及處理方法如下。3.1 固結(jié)體強(qiáng)度不均勻、縮頸3.1.1 產(chǎn)生原因(1噴射方法與機(jī)具沒(méi)有根

13、據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。(2噴漿設(shè)備出現(xiàn)故障中斷施工。(3拔管速度、旋轉(zhuǎn)速度及注漿量適配不當(dāng),造成樁身直徑大小不均勻,漿液有多有少。(4噴射的漿液與切削的土粒強(qiáng)制攪拌不均勻,不充分。(5穿過(guò)較硬的粘性土,產(chǎn)生縮頸。3.1.2 預(yù)防措施及處理方法(1根據(jù)地質(zhì)水文條件的不同,選擇不同的噴漿方法和施工工藝參數(shù),保證成樁樁徑和樁間咬合。(2噴漿施工之前,應(yīng)做水密、氣密試驗(yàn),檢查各部件的密封性,一切正常后才能施工,保證旋噴的連續(xù)性。(3嚴(yán)格檢查噴嘴的位置、形狀、個(gè)數(shù)及直徑等,保證旋噴效果。圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程高壓旋噴樁試驗(yàn)樁施工方案 (4在高壓旋噴注漿過(guò)程中接管或因故停機(jī)重新旋噴作業(yè)時(shí)，復(fù)噴搭接高度不得 小于 50

14、0mm。 (5為了增強(qiáng)旋噴效果，可以采取提高噴射壓力、噴漿量或降低回轉(zhuǎn)速度與提升 速度等措施，也可以采用復(fù)噴工藝：第一次噴射(初噴時(shí)，注入水泥漿液；初噴完畢 后，將注漿管下降至初噴開(kāi)始的孔深，再抽送水泥漿，自下而上進(jìn)行第二次噴射(復(fù) 噴。 3.2 3.2.1 固結(jié)體頂部凹陷 產(chǎn)生原因 在水泥漿液與土攪拌混合后,由于漿液的析水特性,會(huì)產(chǎn)生一定的收縮作用,因而 造成在固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴,其深度隨土質(zhì)漿液的析水性、固結(jié)體的直徑和長(zhǎng)度等因 素的不同而異。 3.2.2 預(yù)防措施及處理方法 (1旋噴長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng) 0.31.0 米，或在旋噴樁施工完畢，將固結(jié)體頂部鑿 去部分，在凹穴部位用混凝土填滿或直接

15、在旋噴孔中再次注入漿液，或在旋噴注漿完 成后，在固體的頂部 0.51.0m 范圍內(nèi)再鉆進(jìn) 0.51.0m，在原位提桿再注漿復(fù)噴一 次加強(qiáng)。 (2在噴射灌漿完畢時(shí)，即連續(xù)或間斷地向噴射孔內(nèi)靜壓灌注漿液，直至孔內(nèi)混 合液凝固不再下沉。 3.3 3.3.1 壓力驟然上升 產(chǎn)生原因 (1噴嘴堵塞。 (2高壓管路清洗不凈，漿液沉淀或其他雜物堵塞管路。 (3泵體或出漿管路有堵塞。 3.3.2 預(yù)防措施及處理方法 (1應(yīng)停機(jī)檢查，首先卸壓，如噴嘴堵塞，可將鉆桿提升進(jìn)行疏通。 (2其他情況堵塞應(yīng)松開(kāi)接頭進(jìn)行疏動(dòng)，待堵塞消失后再進(jìn)行旋噴。 3.4 3.4.1 鉆孔偏斜、冒漿過(guò)大或不冒漿 產(chǎn)生原因 (1遇有地下埋設(shè)物，地面不平不實(shí)，鉆桿傾斜度超標(biāo)。 (2實(shí)際注漿量超過(guò)實(shí)際需漿量過(guò)多。 (3地層中有較大空隙，有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng)，注漿量大大超過(guò)旋噴 固結(jié)所需的漿液而導(dǎo)致不冒漿。 3.4.2