高压旋喷桩施工专项方案.doc

目 录1.工程概况22.编制依据22.1标准、规范22.2文件、图纸23.高压旋喷桩施工23.1施工范围及布置23.2施工进度计划33.3试验桩施工参数（二重管法）33.4施工准备33.5施工工艺流程43.6施工方法53.7施工注意事项63.8施工质量检验73.9 I区位置加固方案74.质量标准及检查措施74.1旋喷桩施工技术标准74.2 施工检查内容84.3 成桩质量检查95.旋喷桩施工质量预防措施95.1固结体强度不均匀、缩颈95.2压力上不去105.3压力骤然上升105.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆105.5固结体顶部下凹116.质量、安全、环境保证措施116.1 质量保证措施116.2 安全保证措施136.2.1施工现场136.2.2机械操作安全技术要点146.2.3施工用电安全保证技术要点146.3环境保证措施15附图：1、旋喷桩桩号图 2、I区加固方案平面图1.工程概况平岗泵站前池改造工程，是竹银水源工程标段中的一项单位工程。当竹银水库的水位不满足将水自流送至广昌泵站时，需将水库的水送至平岗泵站前池，经平岗泵站加压后，送至广昌泵站。本工程开挖范围中，消力池的基坑开挖高程至-5.65m，开挖深度7.21m，基坑开挖支护方式采用格栅旋喷桩支护，桩顶高程1.6m，桩底高程-13.0m，格栅旋喷桩形成挡土墙厚度5.9m。旋喷桩桩径1.0m，桩间距0.7m，搭接长度0.3m，单桩长14.6m，桩数174根，总孔深2530.4m。2.编制依据2.1标准、规范（1）建筑桩基技术规范JGJ94-94；（2）建筑地基处理技术规范JGJ79-2002；（3）建筑地基处理技术规范DBJ15-38-2005；（4）水电水利工程高压喷射灌浆技术规范DL/T5200-2004；（5）水利水电工程施工通用安全技术规程SL398-2007；（6）水利水电工程施工测量规范SL-52-93；2.2文件、图纸（1）珠海市竹银水源工程第二标段竹洲头泵站、供水管线、平岗泵站改建工程技术条款；（2）珠海市竹银水源工程第二标段竹洲头泵站、供水管线、平岗泵站改建工程施工招标答疑纪要；（3）中水珠江规划勘测设计有限公司施工图纸，图号XZ-4GC(GD)-4951。3.高压旋喷桩施工3.1施工范围及布置施工范围及布置详见输水管线与平岗泵站前池连接段开挖图XZ-4GC(GD)-4951及附图。3.2施工进度计划旋喷桩桩数174根，总孔深2530.4m，拟投入1套双重管旋喷桩施工设备进行施工，按1天完成200米进行计算，旋喷桩可以13天内完成。3.3试验桩施工参数（二重管法）工程桩的施工工艺参数由现场试验决定，根据现场实际情况，试验桩在原桩位完成，试验桩数2根，在施工第1根和第2根桩时，详细记录各项施工参数，然后前两根桩施工后两天进行桩头开挖，检查桩的成桩情况，包括桩径、搭接以及水泥浆体凝结情况等，若检查结果不符合设计要求，调整施工工艺参数，直至符合设计要求。试验桩施工可采用以下施工工艺参数。（1）喷射方式：釆用二重管高压喷射机具。（2）空压机：压力为0.60.7MPa，流量为1.03.0m3/min。（3）浆液PO42.5普硅水泥浆，水灰比为1.5:10.8:1，一般取1:1；压力为：2030MPa；流量为60120L/min；进浆密度1.51.6g/cm3，回浆密度1.21.3g/cm3。（4）旋转速度：610rpm，提升速度：715cm/min。3.4施工准备（1）施工用水用电施工用水抽取江水，旋喷桩施工自配发电机。（2）原材料的检测及进场储备施工所用水泥标号为PO42.5普通硅酸盐水泥，水泥进场后必须进行检测，合格后方用于工程施工。水泥进场后储备必须覆盖一层毡布对其进行严密遮盖，防止淋雨或受潮。（3）机械设备本项目拟采用MGJ-50型旋喷桩机，设备进场后，对其进行调试、检验，使设备处于良好工作状态。机械的主要性能如下表：MGJ-50型旋喷桩机主要性能序号检验项目技术要求1立轴输出最大转矩间接测试：电压为220V时，电流为22.6A2液压系统背压0.3MPa3噪音80dB4工作温度轴承齿轮温度40各部位最高温度705动力头提升力给进油缸用8MPa压力提升时，即能达到提升力22.2KN3.5施工工艺流程施工场地平整测量放出桩位钻机就位钻孔至设计高程经终孔验收制水泥浆喷射作业开始空压机配合送浆泵边旋边喷提升旋喷结束，成桩冲洗注浆管等机具设备钻机等机具设备移到新孔位3.6施工方法（1）场地平整先进行场地平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。（2）测量定位首先绘制桩位图，并拫据施工先后次序编号。施工现场采用全站仪根据设计图纸对格栅旋喷桩区进行控制定位，然后使用钢卷尺和细线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并洒白灰标识，确保桩机准确就位。（3）施工顺序按施工工序要求，先进行小围闭（即连续型旋喷桩），后进行间隔型旋喷桩施工。（4）机具就位采用人力移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.0%。对不符合垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。（5）造孔采用二重管法施工，启动钻机边旋转边钻进，插管和钻孔二道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中为防止泥砂堵塞喷嘴，高压水喷嘴边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，到设计标高后停止钻进。造孔结束后，应对钻孔质量进行全面检查，包括孔位、孔深、孔径、孔斜，合格后方可进行下道工序。在钻孔过程中，如果发现地层变化与设计不符时，及时通知监理和设计人员，共同研究解决。（6）浆液配置浆液材料采用P042.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制，水灰比为1:1，水泥浆比重1.55。搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得小于2分钟，水泥浆应在一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。（7）喷射注浆高压旋喷灌浆采用自下而上的灌浆方式，分排分序进行施工。下喷管前，先检查空压机设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并进行地面试喷，合格后方可喷射浆液。先于孔底作低压注浆，以置换护壁泥浆及孔底沉渣，至孔口见有冒浆时，方可启动浆、气实施喷射作业。待回浆密度不少于1.2g/cm3才准提升。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为715cm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。终喷后结合封孔进行静压补浆，直至孔口满浆不再下沉为止。当桩体高度超过喷杆长度需要换杆时，第二次恢复喷射灌浆时，喷杆应重新插入已喷桩体内0.6m以上，按设计参数喷射3分钟后才继续提升。在喷射过程中，如发生故障，必须立即停止操作，组织抢修，达到正常情况后，在原高程将喷杆下沉0.6m以上，按（）要求施工。如遇特殊情况需中途停喷并将喷杆提出时，必须重新洗孔，洗孔深度为停喷高程下1.5m，喷射管进入停喷高程以下不少于1.0m。在喷射过程中，应有专人对各种线（管）路进行检查，全过程对施工参数进行监测，如有偏差，必须立即加以纠正。每半小时检测进浆、回浆比重及气压、浆压、提升速度等施工参数，并有记录备查。若施工过程出现异常情况，应做详细记录，并及时通知监理和设计人员。（8）冲洗喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。（9）重复以上操作，进行下一根桩的施工。3.7施工注意事项（1）施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。（2）喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后在逐渐提升注浆管。（3）旋喷过程中，冒浆量控制在10%25%之间。（4）高压喷射注浆完成后，应迅速拔出喷射管。（5）施工中做好泥浆处理，及时将泥浆运出。（6）相邻两桩施工时间间隔不小于48h。3.8施工质量检验（1）旋喷深度、直径、抗压强度等应符合设计要求。（2）检验点的数量不小于已施工孔数的1%，并不应少于3点。根据2011年1月16日图纸会审意见，确定钻孔抽芯桩为三根，抗压强度5MPa，不合格者进行支护桩补强。（3）质量检验在旋喷注浆结束28天后进行，检验点由业主、设计和监理三方确定。3.9 I区位置加固方案I区支护桩外侧为临水面，并与平岗泵站前池边墩相交，位于平岗泵站前池进水口，该结合部位需加桩处理，防止结合部出现渗漏，I区支护桩外侧为临水面，空间比较局限，支护相对薄弱，综合考虑上述因素，建议I区与平岗泵站结前池结合部位加桩形成封闭（增加6根桩），为加强高喷桩的支护结构强度，在支护结构内侧的3排桩的每根高喷桩中插入3根108mm钢管，I区支护桩插入深度14m，前池结合部支护桩插入深度16m。钢管插入采用挖掘机压入，钢管连接采用焊接,并在接口处加焊钢筋加固接头强度。具体详见附图“I区加固方案平面图”。4.质量标准及检查措施4.1旋喷桩施工技术标准旋喷桩的施工技术要求见表4.1。表4.1 旋喷桩施工技术检查表 序 号项 目 名 称技 术 标 准检查方法1钻孔垂直度允许偏差1.0%实测或经纬仪测钻杆2钻孔位置允许偏差50mm尺量3钻孔深度允许偏差±200mm尺量4桩体直径允许偏差50mm开挖后尺量5桩身中心允许偏差0.2D开挖桩顶下500mm处用尺量，D为设计桩径6水泥浆液初凝时间不超过20小时7水泥土强度qu(28)5.0MPa。试验检验8水灰比1:1试验检验4.2 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（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验报告，拌和用水的鉴定结果；浆液配合比是否合适工程实际土质条件；机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；检查喷射工艺是否适合地质条件，在施工前也应作工艺试喷，试喷在原桩位位置试喷，试喷桩孔数量不得少于2孔，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。施工前检查桩位、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、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）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。施工后检查施工后主要对加固土体进行检查，包括：固结土体的整体性及均匀性；固结土体的有效直径；固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置；固结土体的抗渗性。4.3 成桩质量检查(1)质量检验时间、内容施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后28天，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。(2)质量检验数量、部位检验点的数量为施工注浆孔数的1%，并不少于3点，不合格者应进行补强处理。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。(3)检验方法旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度及强度。5.旋喷桩施工质量预防措施根据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证旋喷桩施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。5.1固结体强度不均匀、缩颈1、产生原因喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。喷浆设备出现故障中断施工。拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。穿过较硬的粘性土，产生颈缩。2、预防措施及处理方法根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。控制浆液的水灰比及稠度。严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。5.2压力上不去1、产生原因安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。泵阀损坏，油管破裂漏油。安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。塞油泵调压过低。2、预防措施及处理方法应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。5.3压力骤然上升1、产生原因喷嘴堵塞。高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。泵体或出浆管路有堵塞。2、预防措施及处理方法应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。5.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆1、产生原因遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。注浆量与实际需要量相差较多。地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。2、预防措施及处理方法放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。控制水泥浆液配合比。针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。5.5固结体顶部下凹1、产生原因在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异。2、预防措施及处理方法旋喷长度比设计长0.31.0米，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.51.0m范围内再钻进0.51.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。6.质量、安全、环境保证措施6.1 质量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。放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。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。采用42.5R普通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。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。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，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.14m/min 。喷浆过程应连续均匀，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0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。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。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。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。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用150mm成孔，岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护壁，以防垮孔。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，风量，压力，旋转提升速度等参数是否满足设计要求，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。根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。配备一台备用发电机组。旋喷桩施工，进入旋喷作业则应连续施工。若施工过程中停电时间过长，则启用备用发电机，保证施工正常进行。施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。6.2 安全保证措施根据注浆作业的施工特点，按照国家劳动保护法发放相应的劳保用品：如安全帽、工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩等。在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、作业标准和本公司承包工程安全管理规定，为本标段安全目标的实现，争创安全生产建筑工程标准工地提供必要的保证。6.2.1施工现场加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，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。定期或不定期组织安全大检查，及时发现、整改安全隐患，对违章作业人员进行一定的处罚。施工材料堆放有序，不侵入运输通道道施工界限。施工机械的转动部分有安全罩。所有吊装装置必须有安全检验证书，并定期维修管理。配电箱开关有操作指示和安全警示。机械定期维修,确保作业安全。危险品必须严格管理，其存放、运输、使用均要符合国家和地方的有关规定。临时设施及变压器等供电设施，应按施工现场临时用电安全技术规范的规定，采取防护措施，并增设屏障、遮栏、围栏、保护网。凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备，均设置接地装置或避雷装置，并派专业人员检查、维护、管理。调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。做好管路的调查保护工作，联系相关部门，做好应急准备。6.2.2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。6.2.3施工用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施必须有专业电工经常检查整理，发现问题及时解决。6.3环境保证措施（1）污水来源在施工过程中，污水来源主要是旋喷桩施工流出的水泥浆液，它直接污染饮水源。（2）觧决排污的办法和措施为了泵站正常取水水质不受污染，采用堵污、支管远排的办法觧决。在格栅旋喷桩I区下游面与泵站前池交结处，用粘土袋筑1.0m厚的一条土硬，内面铺彩条布防渗，在前池旁老地基上挖1.2×1.2×1.2m的一个集水坑，将污水开沟引入集水坑内，然后用潜水泵（须铺设100的PVC管约100m）将污水送入泵站取水口下游。（3）环境恢复泵站前池改造工程完工后，按原地貌进行恢复，恢复围墙、行车及人行道，营造一个好的管理环境。15