扰动层高压旋喷桩处理专项施工方案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流扰动层高压旋喷桩处理专项施工方案.精品文档.扰动层高压旋喷桩处理专项施工方案 一、工程概况 - 2 二、旋喷桩原理及设计 - 2 1、双重管高压旋喷桩原理 - 2 2、旋喷桩设计及打设顺序 - 4 3、双重管旋喷桩（试喷）技术参数初步设计 - 4 3.1注浆材料的选择 - 4 3.2试喷技术参数取值范围 - 5 3.3旋喷桩施工顺序 - 5 3、主要工程量和施工工期 - 5 三、编制依据 - 6 四、施工准备 - 6 1、场地、供水、供电等 - 6 2、主要机具设备： - 6 3、施工材料 - 7 4、人员配备 - 7 五、主要工序施工流程及

2、方法 - 7 1、作业前准备工作 - 9 2、测量放线： - 9 3、设置水中套管（定位孔） - 10 4、钻机就位 - 10 5、钻孔 - 10 6、插管、试喷 - 10 7、制浆 - 10 8、高压喷射注浆 - 11 9、清洗和移位： - 11 10、废浆处理及套管拔除 - 11 六、质量控制措施 - 12 1、水泥用量的控制 - 12 2、冒浆处理 - 12 3、固结体控形 - 12 4、防串孔措施 - 13 七、施工安全控制措施 - 13 八、环境保护措施 - 13 九、文明施工要求 - 13 处理专项施工方案 一、工程概况 XXXXXX公路大桥主桥为（98m+180m+98m）部分矮

3、塔斜拉桥，主梁为单箱五室大悬臂变截面PC连续箱梁；下部结构主墩为花瓶式实体墩，采用C40砼，主墩墩身横桥向顶宽17.0m，底宽为12.0m，顺桥向宽度为5.0m。主墩基础采用钻孔灌注桩，桥位处河床由于受地方抽砂影响变化较大，设计变更桩基加长、加粗后每个承台下设置20根直径2.5m的钻孔灌注桩，39#墩桩长为103m，40#主墩桩长为105m，按摩擦桩设计。主墩承台设计变更后顺桥向长度为22.85m，横桥向宽度为29.1m，承台高度为6.0m。 5月9日，主桥的首棵桩基39#-3-1采用气举反循环开钻， 5月23日18:30，桩基在正常钻进时发生护筒掉落。事情发生后，项目部立即启动应急预案，组织

4、现场技术人员观测孔深变化，防止事件进一步恶化，同时组织现场技术负责人、邀请集团公司技术专家进行原因分析，初步认为主桥桥位处近年来河砂偷采现象严重（截止2013年12月中旬我部进场后河砂偷采活动砂仍未制止），开采深度40m左右，造成河床下陷，部分河岸坍塌。目前该范围内土层处于沉降状态，造成扰动地层土质松散。钻进过程中采用优质泥浆护壁、慢速钻进的情况下扩孔现象严重，大于护筒外径，并沿护筒外壁向上侵蚀，造成护筒外侧空虚，当侵蚀至护筒外侧摩阻力无法支撑护筒自重时，发生护筒掉落现象。因扰动地层较厚，扩孔范围较大，导致护筒掉落深度较大。 鉴于此次钻孔事件，为保证桩基成孔质量，防止扰动层扩孔、坍孔，我部拟采

5、用桩周围高压旋喷桩固结扰动层及砂层后再行钻进成孔的施工方案。 二、旋喷桩原理及设计 1、双重管高压旋喷桩原理 双重管法是使用双通道的二重注浆管。把二重注浆管放至设计的土层深度后，通过在管底侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出2025Mpa以上压力的浆液，从喷嘴中高速喷出。并用0.5Mpa左右压力把压缩空气，从外喷嘴中喷出。随着喷管的旋转与提升，高压水泥浆射流冲切破坏土体，同时浆射流的能量较大，将水泥浆与桩基附近土掺搅形成桩体；压缩气起到升扬置换的作用，使切割的部分土体从孔口冒出，水泥浆与土混合物固结后，形成圆柱状固结体

6、，如图一、二所示。 双管旋喷法的主要优点：压力大、流量大、能量大、桩径也较大；相对于三管法它直 2、旋喷桩设计及打设顺序 采用双重管高压旋喷桩，桩周围旋喷桩桩径100cm，桩心距76.57cm，相互咬合23.43cm，设置13根；桩基内旋喷桩桩径80cm，桩心距121.24cm，设置3根；旋喷桩上端包裹护筒5.00m，下端嵌入全风化砂质泥岩2.0m，如图三所示。 39#墩河床高程为+2.00m，护筒底口高程为-20.991m，圆砾土底层高程为-32.80m；旋喷桩设计顶、底高程分别为-15.991m、-34.80m，桩长18.809m；40#墩河床高程为+6.80m，护筒底口高程为-16.99

7、1m，圆砾土底层高程为-32.90m；旋喷桩设计顶、底高程分别为-11.991m、-34.90m，桩长22.909m。 3、双重管旋喷桩（试喷）技术参数初步设计 3.1注浆材料的选择 A、水泥胶体水灰比为0.81.1； B 、浆液材料：P.O42.5普通硅酸盐水泥、粉煤灰。 C、每延米桩长水泥、粉煤灰胶体用量400kg。 技术参数取值范围 3.3旋喷桩施工顺序 为防止串孔，在施工过程中各机组采取跳打的施工方法，如图四所示。 3、主要工程量和施工工期 39#、40#墩各有高压旋喷桩320棵，引孔共（2+34.8+6.8+34.9）320=25120延米，旋喷桩共（18.809+22.909）32

8、0=13359延米。 根据以往施工经验，旋喷桩机每台班可完成100m高压旋喷桩。按照高压旋喷桩40# 墩长桩考虑，每棵桩基施工334.544m高压旋喷桩。每棵桩基采用16棵高压旋喷桩加固，根据施工要求分三轮施工，第一轮施工外围6棵、施工周期2天，第二轮施工外围剩余7棵、施工周期2天，第三轮施工孔内3棵、施工周期1天。每轮高压旋喷桩2天龄期后方可施工下轮高压旋喷桩。考虑施工准备期7天，每棵桩基高压旋喷桩全部施工后3天龄期，钻机在高压旋喷桩施工后19天便可就位钻进。 主墩桩基投入6台气举反循环钻机，则每个平台投入旋喷钻机3台方能满足施工进度要求。 三、编制依据 1、xxxxxxx大桥施工图变更设计

9、文件； 2、中华人民共和共行业标准建筑机械使用安全技术规范（JGJ332012）； 3、中华人民共和共行业标准建筑地基处理技术规范（JGJ792012）； 4、中华人民共和国国家标准建筑地基与基础工程施工及验收规范（GBJ20283）； 5、高压旋喷桩施工规范。 四、施工准备 1、场地、供水、供电等 高压旋喷桩施工设备利用39#、40#施工平台；施工用水利用x河水；施工用电利用现有一台800KVA，两台400 KVA变压器；项目部自有汽车吊、挖掘机、装载机数台，根据需要可随时调动，争取加快施工进度。 2、主要机具设备： 选用XY-100型地质钻机、高压泵、旋喷钻机、浆液搅拌桶等；辅助设备包括操

10、纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统、以及各安全设施等。 高压喷射注浆法施工常用主要机具设备规格技术性能见下表： 引孔及双重管旋喷施工主要机具、设备参数表 3、施工材料 根据设计采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，所使用的水泥要求新鲜无结块。浆液宜在旋喷前1h 以内配制，使用时滤去水泥结块以免堵塞管路和喷嘴。 4、人员配备 旋喷桩基施工劳动力及设备投入初步拟定计划：桩基施工初步拟定投入6台旋喷桩机进场施工，作业班组为6个机组。各作业工种人员配备如下表： 劳动力投入计划表 五、主要工序施工流程及方法 采用双重管法高压喷射注浆工艺，即为钻孔、贯入喷射注浆管至钻孔底设计标高后喷射注浆，当压力流量达到

11、规定值后，随即旋转和提升，进行自下而上喷射，。 详见：高压旋喷桩施工方法示意图（图五）及双重管高压旋喷工艺流程图（图六。） (b)(c)(d)(e) (a)钻机就位钻孔 (d)边旋喷边提升(b)钻孔至设计高程(e)旋喷结束成桩(c)旋喷开始图六：双重管高压旋喷工艺流程 （1）首先将双管高压旋喷注浆施工所需全套设备/辅助设备，按施工场地情况进行合理布置、安装。 （2）然后分别检查气、浆两大系统各种设备运转是否正常，管路是否畅通（进行地面管路试喷），测试监控仪器是否齐备、完好。确信无误后方可进入下一步工序。 A、供气系统：空压机风管送液器高喷杆喷头。 B、供浆系统： 搅拌机过滤网贮浆桶高压注浆泵压

12、力表浆管送液器 高喷杆喷头。 C、旋喷钻机、喷管、喷头、风嘴、浆嘴的检查。 （3）各种设备检查完毕后在地表进行联合试机/试喷检查，以确定各种设备能否正常进行工作。把各种压力和流量调到喷射注浆施工的要求值进行试喷，不仅可以了解各种管路是否畅通/密封，而且可以了解浆嘴、风嘴的加工质量。在更换新浆嘴、风嘴时都应在地面进行试喷，调节好喷射效果后方可下入孔内使用。 2、测量放线： 依据控制桩和设计图，准确放出旋喷桩孔位。将主轴线控制点引在施工平台上，并加 3、设置水中套管（定位孔） 严格按照设计放样打设水中套管，套管采用200mm、壁厚8mm钢管，入土深度不小于2m，孔口平面误差不大于20mm，套管倾斜

13、度不大于1%，定位准确后将孔口固定于施工平台上。 4、钻机就位 根据现场放线移动钻机，使钻头对准孔位的中心，同时为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后必须作水平校正，使其钻杆轴线，垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔的垂直度不超过1。在校直纠偏检查中，利用垂球（高度不得低于2m）从纵横两个方向检查，若发现偏斜，则在机座下加垫薄钢板调整，然后将钻机固定于施工平台上，防止钻机偏离桩位中心。 5、钻孔 我部采用XY-100型地质钻机进行预先成孔，孔径110mm，严格按已定桩位进行成孔，采用膨润土造浆护壁。 A、在钻进过程中，应精心操作，精神集中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种

14、孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理，并备齐必要的打捞工具。 B、为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正，以确保钻孔倾斜度在设计允许的范围内；钻速要打慢档，并采用导正装置防止孔斜。 6、插管、试喷 在钻孔前要检查管路是否畅通，密封圈是否完好无损，丝口是否连接严紧。引孔钻好后，插入旋喷管，为防止泥浆堵塞喷嘴，边射水边插管，水压不超过1Mpa。插管到达地层预定深度，先作高压试喷，调整参数达到要求方可进行喷浆作业。 7、制浆 采用标号P.O42.4普通硅酸盐水泥，按试验确定的水灰比、外加剂种类与添加量，使用搅拌机拌制水泥浆液。制浆时应注意：

15、 A、制浆材料采用重量或体积称量法，其误差不大于5%。 B、高速搅拌时间不少于60秒，普通搅拌不少于90秒。 8、高压喷射注浆 旋喷管下至设计位置后，将搅拌好的水泥浆倒入集料斗，启动高压泵（空压机）送水泥浆（空气），原地旋喷15秒，然后边旋喷边提升，旋转速度和提升速度按规范要求控制，直至达到桩顶标高。 A、施工前预先将套管与护筒串联，保证废弃冒浆流入护筒，利用泥浆泵将废浆排至河岸沉淀池；或排至平台外泥浆船内；集中运至指定地点弃置。 B、施工过程中，按要求随时检验并记录提升速度、喷浆压力与流量、气压与气量、进浆和回浆比重、实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物等资料；每孔需做制浆与耗浆（水泥量）

16、统计和记录。 C、喷射时应先达到预定的喷射压力，流量正常后再逐渐提升注浆管，由下而上旋喷注浆。 D、每次旋喷时，应先喷浆后旋转和提升，以防浆管扭断。 E、喷浆过程中水泥浆随拌随用,防止水泥浆沉淀，浓度降低。 F、高压喷射注浆过程中出现骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，应查明产生的原因并及时采取措施。 G、高压旋喷注浆，运势自下而上，连续进行。若施工中出现停机故障，立即将喷管下沉至停供点以下30cm，待复供后再行提升，以保证固结体的整体性。 H、当提升至设计桩顶下100cm深度时，放慢提升速度至设计高程。 I、高压喷灌结束后，在孔内水泥浆液固结过程中因体积收缩，同时孔内浆液仍向孔壁四周范围有

17、一定渗漏，孔内浆液将出现一段时间的下降，应不间断地回灌浆液到已喷孔内，直至孔内浆液面不再下沉为止。 9、清洗和移位： 当高压喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管彻底清洗浆管和注浆泵，防止被浆液凝固堵塞。移动旋喷机具至下一孔位。 10、废浆处理及套管拔除 为防止拔除套管时管内废浆污染河水，待孔内浆液面不再下沉后，套管内插入水管至河床标高，注入高压水将废将置换，然后拔出套筒。 1、水泥用量的控制 在喷浆提升过程中，控制水泥用量是关键。水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系，具体控制方法： A、若水泥量剩余措施如下： 适当增加喷浆压力；加大喷嘴直径；减慢提升速度。 B、若水泥量不够措

18、施如下： 保证桩径的情况下适当减少压力；喷嘴直径适当减少；保证桩体强度的情况下适当加快提升速度；加大水灰比值。 针对本工程具体情况，每根桩分次进行搅拌，施工用水精确量取，确保定量的水和水泥比例进行拌制水泥，通过调整以上参数可保证水泥量满足设计要求； 针对水泥浆下沉现象（水泥浆液密度较大），采取自桩顶向下3.0m进行复喷，可保证桩体上部水泥土强度。 2、冒浆处理 在旋喷过程中，往往有一定数量土粒随浆液沿套管管壁冒出，通过对冒浆的观察，及时了解土层状况，判断旋喷效果。根据以往施工经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。 A

19、、流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查其封密性能； B、出现不冒浆或者断续冒浆时，或是土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；若附近有孔洞、暗道，则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆，或拔出注浆管待浆液凝固后，重新注浆直至冒浆，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固。 C、减少冒浆的措施: 冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需浆量所致；通过提高旋喷压力（喷浆量不变）、适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变）、加快提升和旋转速度等措施，可减少冒浆。 对于冒出套管管口的浆液，可经过选择、调整浓度后进行前一根桩返浆回灌，以防

20、止空穴现象。 3、固结体控形 固结体的形状，可通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升速度，予以 4、防串孔措施 为避免串孔，我部在施工过程中，采取跳打工艺、高压缩土层适当减小喷浆压力、加快提升速度和旋转速度等措施进行控制。 七、施工安全控制措施 A、高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表定期检修检定，以保证正常工作。 B、选择具有熟练操作技能的钻机操作人员。 C、施工前检查高压设备和管路系统，其压力和流量（风量）需满足设计要求，检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，防止接头断开、软管破裂，避免浆液、高

21、压水流飞散、软管甩出等安全事故。安全阀中的安全销要进行试压检验（试压检验到当地压力容器检验所检验），必须确保在达到规定压力时能断销卸压，绝不能轻易安装未经试压检验的自制安全销。 D、喷射浆自喷嘴喷出时，具有很高的能量，因此人体与喷嘴之间的距离不应小于60cm。 E、喷射注浆的浆液进到眼睛里时，必须充分清洗，并及时送医院治疗。 F、吊、放喷射管路时严禁管下站人。不得将电缆浸泡在水和泥浆中，防止漏电伤人。 八、环境保护措施 A、水泥、粉煤灰应遮盖存放；运输时封闭覆盖，不得沿途撒落。 B、制定洒水防尘措施，指定专人负责现场洒水降尘。 C、采取有效降噪措施。 D、不得随意排放废弃的加固料。 九、文明施工要求 A、根据工程情况，制定切实可行的、具体的文明施工措施并严格执行，维护我公司的形象。 B、施工场地内的临时设施布置，做到合理、实用、美观大方；材料设备存放整齐、合理。 C、场地内设沉淀池，泥浆和废水要经过沉淀过滤处理后才能排放，以防污染。