高压旋喷桩施工方案.docx
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高压旋喷桩施工方案
新建唐山北站至唐山站客车线工程
高压旋喷桩施工方案
1.工程概述
新建唐山北站至唐山站客车线工程YDK271+310.00~YDK271+44.00为路基段,位于既有津山线下行线路基边坡外侧,最近距既有津山线下行线线路中线10.34米,旋喷桩离新建线路中线线5.5米,离既有津山线下行线线路中线线15.84米。
详见“YDK271+310.00~YDK271+44.00旋喷桩平面布置示意图”。
线路以填方通过,路堤中心最大填高约4.0米。
此处原为取土坑,现已填平,多为杂填土。
杂填土地段采用旋喷桩加固处理,直径0.6米,间距1.3米,正方形布置,桩长4.0米。
采用P.O42.5级以上的普通硅酸盐水泥,水泥掺量40%(重量比),水泥浆水灰比选用1.0。
基底铺设0.5m厚碎石垫层,地基加固处理后复合地基承载力不小于150KPa。
地质情况:
填筑土:
灰褐色,密实,稍湿,以粉土为主,为既有路基填料;杂填土:
褐灰色,稍实,潮湿,成份以粉土为主,含砖块、混凝土块等建筑垃圾及少量塑料制品等生活垃圾;粉质黏土:
黄褐色,硬塑~软塑。
粉砂:
灰黄色、黄褐色,稍密~密实,稍湿~饱和。
细砂:
褐黄色~灰黄色,密实。
地震动峰值加速度:
0.2g(Ⅷ度),土壤最大冻结深度:
0.8米。
2.施工安排
1、施工组织机构及人员配备情况
分部将在此区间配备分部架子队管理人员2名,并配备工班长、技术人员及现场施工人员10名,物资、设备均配有专人负责。
主要管理人员一览表
序号
姓名
职称
职务
1
薛立朝
工程师
技术负责人
2
赵云龙
技术员
技术员
3
穆毅涛
工程师
分部负责人
4
张新锋
助理工程师
现场负责人
2、主要机具、设备一览表
主要机具、设备一览表
序号
设备名称
规格型号
数量(台)
进场时间
1
旋喷钻机
MGJ-50
1
2011.09
2
高压泵
XPB-9OE
1
2011.09
3
浆液搅拌机
RH50*100型
1
2011.09
4
潜水泵
QX型
1
2011.09
3、工程量
φ0.6米旋喷桩共计606根,单根长4米,合计2424米。
4、工期计划
施工准备2天9月7日至9月8日
施工机械进场2天9月9日至9月10日
试桩施工1天9月11日
试桩等强28天9月12日至10月9日
取样试验5天10月10日至10月14日
正式施工15天10月15日至10月29日
3.旋喷桩施工方案
3.1试桩施工
为了更科学的指导施工,控制旋喷桩施工质量,在正式施工前,现场进行成桩试验,其目的是:
1、验证配合比;
2、掌握下钻、提升的困难程度;
3、确定浆液比重;
4、确定旋喷管的转速、提升速度、注浆喷射压力、浆液流量等施工参数;
试桩地点选在YDK271+310.00~YDK271+44.00段路基靠唐山北侧,场地已平整,满足施工机械进场施工条件。
试桩根数9根,桩位具体布置见“YDK271+310.00~YDK271+44.00旋喷桩平面布置示意图”。
旋喷桩设计参数如下:
桩号
水灰比
每米水泥掺入量(kg)
浆液流量(L/min)
提升速(cm/min)
旋转速度(r/min)
备注
1-9#
1.0
203
40~90
25~40
20
根据试桩结果,修正旋喷桩各项参数,指导旋喷桩正式施工。
3.2施工准备
(1)、原地面清理、整平,铲除地下障碍物,对地下管线提前调查确认。
当地表过软时,应有采取防止机械失稳的措施,应考虑操作作业面设备的稳定性,并采取安全防护措施。
原地面应高出旋喷桩顶0.5m,挖好排浆沟,设置回浆池,浆液回收处理,防止污染环境。
(2)、P.O42.5级以上的普通硅酸盐水泥运至现场用彩条布覆盖严实;按水泥进场批次检查水泥的品种、级别、出厂日期、外观检查是否受潮结块,同时检查水泥出厂检测报告,按规范要求取样送检。
(3)、将旋喷钻机、高压泵运至施工现场,安装到位,进行试运转,确保状态良好,运转正常,设备试转满足要求。
3.3施工方法
采用高压旋喷机50型桩机,配套设施有XPB-9OE高压泵,并保证其性能良好。
搭设平台,安装浆液搅拌机,高压泥浆泵,输送浆管路,水电接头、闸阀、仪表等。
3.3.1高压旋喷桩施工流程
3.3.2施工放样
现场放出旋喷桩具体桩位,反复丈量孔位,确定桩位后用竹签钉紧,保证一桩一签,并且在桩位上洒上白粉。
测量每根钻杆长度,并按序用红油漆编号,并在最上一根钻杆壁上用红油漆标出深度控制红线。
3.3.3钻孔插管
钻孔与插管同时施工为一道工序,射水成孔的同时插管至设计桩底标高位置,此时水压不宜大于1.0MPa。
钻进深度以地面水平测量和设计桩底标高为依据。
移动旋喷桩机到指定桩位对中,钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm,钻孔过程中必须做好成孔记录,成孔后倾斜度应小于1%。
3.3.4水泥浆液制备
水泥浆液制备严格按水灰比进行配置,随配随用。
采用制浆机均匀拌制,足量贮存备用。
拌制好的水泥浆液必须经过严格过滤,除去硬块,以免堵塞管路和喷嘴。
制备好的水泥浆液在旋喷过程中必须连续不停地搅拌,防止沉淀。
3.3.5下旋喷管
(1)、成孔后,检查孔位、孔深、垂直度符合设计要求后,提出钻杆,下插旋喷管。
(2)、旋喷管下插前,必须检查各部位连接是否紧密,密封圈是否封闭。
并必须采用红油漆在管壁上明显标出下插深度控制红线。
(3)、下旋喷管采用边射水边下钻的方法进行,防止喷嘴堵塞,射水下管采用低水压,水压力不超过10MPa。
直至旋喷管下插至离设计深度0.5m(以管壁上红漆线控制),停止射水,利用自重作用上下串动沉至设计深度。
3.3.6试喷
旋喷管下钻到设计深度后,必须先试喷,确保一切正常后,方可正式旋喷成桩。
试喷主要步骤:
(1)、将注浆泵的吸管插入贮水箱;
(2)、起动空压机,待运转正常后,空载起动高压泥浆泵(注浆泵),使泵压逐渐升高至规定值(20MPa);
(3)、在设计深度原地旋转喷管,转速按20r/min,同时开动注浆泵,向孔内注入清水;
(4)、待确定旋喷管转动平稳、泵量和泵压正常,将注浆泵的的吸管移至贮罐开始正式注浆成孔;
3.3.7旋喷成桩
(1)、试喷确定注浆系统运作正常后,注浆泵开始送水泥浆液入旋喷管,待估算水泥浆液的前锋已流出喷嘴后即可提升旋喷成柱。
(2)、旋喷成桩操作原则:
先喷浆后旋转和提升。
(3)、旋喷成桩步骤:
①、试喷完毕,旋喷管在桩底部原地边旋转边喷射水泥浆液1min;
②、边旋转喷管、边提升、边喷射浆液成桩。
浆液压力20~25MPa,浆液流量40~90L/min,提升速度25~40cm/min,旋转速度20r/min。
在旋喷成桩过程中,应按设计要求经常检查量测泵压、流量、转速、提升速度和实际的浆液耗用量,并按规定填写《高压旋喷施工记录表》保存。
在注浆过程中,出现示压骤然上升或下降、大量冒浆等导常情况时,应立即停止提升和注浆,以防断桩。
当发现喷浆量不足影响桩体固结质量时,应采取重复喷射进行处理,确保成桩质量。
在注浆过程中,会有一定数量的土料,随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面,冒浆量小于注浆量的20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,应查明原因,并采取相应措施。
③、拆卸注浆管:
旋喷注浆过程中需拆卸注浆管时,应先停止提升和旋转,再停止送浆,最后停机。
拆卸注浆管采用钻机自带卷扬机人工辅助进行,拆管宜快,尽量缩短停泵时间。
继续旋喷注浆成桩时,开机顺序同试喷。
停泵后重新旋喷时,旋喷管插入已喷桩体中不小于30cm,也即:
注浆管分段提升的搭接长度不得小于30cm。
④、当旋喷管提升接近桩顶时,应从桩顶以下1m开始,应减缓提升速度,慢速提升旋喷至桩顶,并停止提升原地旋喷30秒,再向上慢速提升旋喷0.5m,确保桩顶质量。
3.3.8喷射结束、拔管、器械清洗
旋喷注浆达到设计桩顶(再加0.5m)后,注浆泵继续工作同时拔出旋喷管,待水泥浆液从孔口返出后,即可停止送浆,并将注浆泵的吸浆管移至清水箱中,抽吸定量清水将泥浆泵和注浆管路中的水泥浆液顶出,然后停泵。
钻机、泥浆搅拌机、贮浆罐、注浆管和泥浆泵外用清水冲洗干净备用。
3.3.9机具移位、桩顶补灌
机具移位采用导轨法进行,移位时,防止损坏已成桩的旋喷桩固结体。
旋喷注浆结束后,由于水泥浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使旋喷桩固结体顶部出现凹穴,应及时采用砂子填平地面保护,防止意外,如果影响桩顶高程采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。
4.质量检查
检验项目
质量要求
检验数量
检验方法
水泥
品种、规格及质量应符合设计要求
同一产地、品种、规格、批号的水泥,袋装水泥每200t为一批,当袋装水泥及外加剂不足200t或散装水泥不足500时也按一批计
检查产品质量证明
文件及抽样检验
浆液的拌制
符合设计要求
每根桩施工过程中抽样检验2次
观察并用浆液比重计检测浆液密度
布桩数量、形式
符合设计要求
全部检验
观察、现场清点
长度
符合施工图要求
每根桩检验
测量钻杆长度,并在施工中检查是否达到目的设计深度标志。
检查施工记录
完整性
均匀性
无侧限抗压强度
2.2MPa
总数的2‰,且不少于3根
旋喷桩完工后28d,在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯,观察其完整性、均匀性,拍摄取出芯样的照片,取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。
复合地基承载力
150MPa
总桩数的2‰,
且每检验批不少于3根
载荷试验
桩位(纵横向)
50mm
按成桩总数的1%抽样检验,且每检验批不少于5根
钢尺丈量
桩体垂直度
1%
吊线测钻杆倾斜度
钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。
5.质量控制措施
1、重复喷射
在不改变喷射技术参数的条件下,对同一孔位作重复喷射,能增加土体破坏的有效长度,从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度。
2、冒浆处理
在喷射注浆过程中,有一定数量的土颗粒与水、浆混合后,沿着注浆管管壁冒出地面。
通过对冒浆量、冒浆比重的测量及冒浆颜色的观察,可及时了解地层状况,判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参数的合理性。
完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时为异常现象。
当出现异常情况时,首先检查提升速度、旋摆喷速度、气、浆流量和压力等技术参数,及时采取措施调整。
1)压力骤然上升或压力过高流量偏低时,说明有堵嘴或管路被堵塞现象,应及时停喷,认真检查气浆软管,必要时拔出注浆管检查气浆通道及喷嘴。
2)流量不变而压力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管检查密封性能,更换过度磨损的喷嘴。
3)流量压力均偏低时,应及时停喷检查修理相应发生装置。
4)不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时,若系土质松软可适当加快注浆管提升速度,或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注浆;若系附近有空洞、通道,则不提升注浆管,同时降低气压力流量,继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。
5)冒浆过大时,一般是有效喷射范围与注浆量不相适应,注浆量大超过所需浆量所致。
双管法施工可适当缩小喷射孔径,提高喷射压力,基本保持注浆量不变;如仍无效时,可加快提升速度和旋摆喷速度。
3、搭接处理
在施工中会出现种种故障造成注浆间断,为防止注浆间断造成固结体内出现软弱夹层,影响固结体均匀性和整体性,必须进行搭接处理。
成桩过程因故停止,将注浆管下沉至停浆点以下50cm处,待恢复供浆时再喷浆提升。
若停机超过3小时,应拆卸输将管路,清洗干净,在原桩位旁边补桩。
4、分序喷射
高压喷射注浆施工时,在水泥土浆液固结硬化之前,有效喷射范围内的地基土因受到扰动而强度降低。
高压喷射注浆应分序隔孔施工,防止窜孔破坏已喷射注浆固结体。
相邻孔喷射作业间隔时间不得小于2~5d。
如发现窜孔现象,用沙袋堵塞窜孔冒浆出口。
5、防止凹穴
旋喷施工在终喷后由于空气的排出以及水泥土浆液渗漏、析水和沉淀作用,水泥土混合浆液在凝固过程中存在不同程度的收缩,最终固结体顶部将出现一个凹穴。
采取以下措施予以消除:
1)、采取超高喷射注浆方法,即喷射注浆的顶面,其超高量应大于收缩高度,可在施工中具体掌握。
2)、在浆液凝固前回灌冒浆捣实。
6.施工安全保证措施
1、喷嘴或管路被堵,表上的压力骤然上升,预防措施:
(1)、在高压注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱中都设置过滤网,并经常清理,筛网的面积不要过小。
(2)、若系喷射过程中出现水泥浆供不应求时,应将注浆管上提一段距离,抽送清水将管路中的水泥浆顶出喷头后再停泵。
(3)、喷射作业结束后,按要求做好各系统的清理工作。
2、高压泵注浆管压力或排量达不到要求时,处理方法:
(1)、检查阀芯、阀座、活塞、等零件,磨损大的及时更换,有杂物影响阀芯、阀座的关启时要及时清理。
(2)、检查吸浆管道是否畅通,避免空气吸入,尽量减少吸浆管的流动阻力。
(3)、检查活塞每分钟的往复次数是否达到要求,尽量减少吸浆管的流动阻力。
(4)、检查安全阀及高压管路,消除泄漏。
(5)、检查喷嘴直径是否符合要求,更换过分磨损的喷嘴。
3、现场设专职安全员,负责施工前安全交底及施工现场安全施工。
4、电器系统设专人负责,配备电器保护装置,随时检查。
5、设备定期检修,施工机具设备必须由专职人员按操作规程操作。
6、施工人员进入现场必须戴安全帽。
7、施工前对施工人员进行专项交底。
8、临近既有线安全措施
(1)、各种施工机械操作人员应体检合格,无妨碍作业的疾病和生理缺陷,并应经过专业培训、考试合格后上岗。
各种机械操作人员、驾驶员等特种作业人员应持证上岗。
(2)、现场机械设备进入作业地点后,对操作人员进行施工任务和安全技术交底。
操作人员应熟悉作业环境和施工条件,听从指挥,遵守现场安全规定。
(3)、现场机械设备操作人员必须持证上岗,坚守工作岗位,不得擅自离开工作岗位。
严禁无关人员进入工作区域或操作室。
(4)、操作人员应遵守机械有关保养规定,及时进行各级保养工作,保持机械的完好状态。
(5)、机械设备在铁路营业线附近作业前,必须按规定与铁路既有设备产权单位签订施工安全协议,明确双方的安全责任,由设备产权单位派人现场监护,用人力挖探沟确定地下管线的具体位置及走向,勘查无误后,方可作业。
(6)、挖掘机、装载机作业时都要做到“一机一人”,防护到位。
(7)、既有线旁施工必须铁路监控人员在场的情况下进行,要重点加强施工监控检查,防止影响行车安全的事故发生。
所有进入施工现场的机械都有专人负责,做到既保证行车安全又满足施工需要。
做好施工防护,选派工作认真负责、责任心强、业务熟、反应灵敏的职工担任施工防护员、施工机械看守员,按照规定、标准设置安全防护标志。
(8)、若夜间施工,照明灯背向铁路,确保既有线行车安全。
7.文明施工与环保
1、现场制定洒水降尘措施,指定专人负责现场洒水降尘和清理浮土。
2、对废浆的处理必须在开工前作好规划,废浆应随时运出现场,或暂时排入沉淀池然后做土方运出,不得随意排放。
3、旋喷灌浆过程中,对临近建(构)筑物应进行监测,发生问题及时处理。
4、施工中注意对环境的保护,开挖泥浆池,泥浆沟,注意泥浆的回收;水泥袋设专人负责回收,尽量减少施工对周围环境的破坏和干扰。
8.特殊情况及处理措施
1、孔口不返浆时,应查明原因,其处理措施为:
停止提升喷射管,并通过停喷、静喷、或加大浆液稠度,多次反复直至返浆。
2、因停电、机械事故停喷后继续喷射时,其处理措施为:
将喷射管下插500m,以保证桩的连续性。
目录
1.工程概述1
2.施工安排1
3.旋喷桩施工方案2
3.1试桩施工2
3.2施工准备3
3.3施工方法4
3.3.1高压旋喷桩施工流程4
3.3.2施工放样4
3.3.3钻孔插管5
3.3.4水泥浆液制备5
3.3.5下旋喷管5
3.3.6试喷5
3.3.7旋喷成桩6
3.3.8喷射结束、拔管、器械清洗7
3.3.9机具移位、桩顶补灌7
4.质量检查7
5.质量控制措施8
6.施工安全保证措施10
7.文明施工与环保12
8.特殊情况及处理措施12
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