高压旋喷桩施工作业指导书定稿.docx
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高压旋喷桩施工作业指导书定稿
1．适用范围1
2.作业准备1
1、内业准备1
2、外业准备1
3、材料、设备准备1
3.技术要求1
1、工艺性试验1
2、高压旋喷桩参数2
3、配合比设计要求2
4.施工工艺流程2
5.技术要求：
3
1、工艺原理3
2、施工方法及施工工艺3
3、施工注意事项5
4、施工常见问题及控制措施6
6.劳动组织9
7.材料要求9
8.设备机具配置9
9.质量控制及检验10
1、质量控制10
2、质量检验10
3、检查项目11
10.安全及环境要求11
1、安全要求11
2、既有线施工安全要求12
3、环保要求13
高压旋喷桩施工作业指导书
1．适用范围
本施工作业指导书适用于中铁十四局集团公司通辽至新民北客专TLSG-2标高压旋喷桩施工。
2.作业准备
1、内业准备
开工前组织相关技术人员认真学习实施性施工组织设计、阅读、审核施工图纸、澄清相关技术问题，熟悉规范和技术标准，编写施工方案及施工安全方案，根据环境类别及作用等级进行室内配合比试验；对施工人员进行技术交底，对参建人员进行岗前安全培训，考核合格后上岗。
2、外业准备
（1）施工场地准备
1）核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。
2）平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。
3）测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。
4）施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。
5）场地具备“三通”：
施工用水采用洒水车进行运送；施工用电采用发电机进行发电；便道贯通；
3、材料、设备准备
进场后，对施工机械设备配套情况、完好率情况等检查、维修、保养；对所有计量的仪表（计量装置、压力表等）检定情况进行确认，调查水泥料源；严把材料进场关，保证水泥的质量符合要求，进场水泥经试验室检测合格并经监理工程师确认后方可使用。
3.技术要求
1、工艺性试验
施工前应根据地址情况和室内配合比进行成桩工艺试验（不少于3根），并经取芯和承载力等检验，确定固化剂掺入比、注浆量、压力、风量、旋转提升速度等工艺参数，应使桩体连续、均匀、强度承载力满足设计要求；确认试桩完整性及承载力满足设计要求后方可根据试桩确定的工艺参数进行后续桩施工。
工艺参数及成桩及检验成果报监理确认。
施工工艺参数
序号
名称
单位
控制参数
备注
1
喷嘴直径
mm
2.8
2
提升速度
cm/min
25
3
喷浆压力
MPa
≥20
4
水泥浆比重
g/cm³
1.49
5
稠度
s
>6.8
6
水灰比
W/C
1:
1
7
单位水泥用量
kg/m
258
2、高压旋喷桩参数
高压旋喷桩按正三角形布置，桩径0.6米，设计桩间距为1.6米，
3、配合比设计要求
水灰比1.0，桩体水泥掺入量应通过实验确定.桩体28天无侧限抗压强度不低于2.5MPa,单桩复合地基承载力不小于200kpa.
4.施工工艺流程
施工程序为：
施工准备→确定工艺→定孔位→钻机就位→钻孔→制浆→试喷→下喷射管→旋喷→冲洗及移位。
5.技术要求：
1、工艺原理
旋喷注浆桩地基，简称旋喷桩地基是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）旋转，一面低速（15～30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度（0.5～8.0MPa）的圆柱体（称为旋喷桩），从而使地基得到加固。
2、施工方法及施工工艺
（1）平整场地
平整地表，设置回浆池，清除地上、地下一切障碍物，掉较软时应采取防止施工机械失稳的措施。
场地布置合理，机具设备配套要紧密联系，尽量缩短高压喷射浆液的输送距离，以减少沿程压力损失。
喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。
（2）测量放样
严格按照设计放样定孔位，根据设计要求，将旋喷桩位置用白灰定位，并钉入小木楔，移动旋喷桩到达指定位置对中，钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm，垂直偏差不得超过1%。
（3）钻机就位
将钻机安置在设计孔位上，使钻杆头对准孔位中心。
为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后作水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1.5%。
（4）钻孔
在设计桩位的中心先用钻机钻一为旋喷管插入用的导孔，孔深须达到预定深度。
实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。
（5）制浆
注浆材料一般采用普通硅酸盐水泥与水搅拌成纯水泥浆液，水泥浆液的水灰比宜为1：
1。
水泥浆液符合要求后通过高压泥浆泵的压力进行注浆。
旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵旋喷前应进行过滤。
在拌制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高压喷浆结束后要真实记录喷浆数量，并换算成水泥材料用量。
浆液用高速搅拌机拌制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间要符合规范要求。
配制好的水泥浆在使用前要不停的搅拌。
如果浆液因机械或停电等原因2h内未使用，必须废弃，不得继续使用。
（6）试喷
高压喷射管搭接好后，入孔前先在地面上试喷，以检验旋喷机工作是否正常，排除故障。
（7）下喷射管
试管检验合格后，将高压喷射管钻进到地层预定的设计深度。
旋喷钻初期强度较低，为防止施工时对临近桩体的破坏，在施工顺序上采取跳排施工方法。
（8）旋喷
当喷射管钻进到土中预定深度后，即可开始旋喷注浆。
水泥浆通过高压泥浆泵形成高压水泥浆，以大于20Mpa的压力，通过喷射管由喷嘴向土中喷射。
钻杆一边旋钻，一边向上提升。
喷射的水泥浆一边切削四周土体，一边与土体搅拌混合，形成圆柱状的水泥与土混合的加固体即旋喷桩。
（9）冲洗及移位
高压喷射完毕后，应迅速拨出喷射管，把喷射管等机具冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水。
宜在地面上喷射，以便把泥浆泵、喷射管路内的浆液全部排出。
冲洗干净后，把钻机等机具设备移到下一孔位。
（10）补浆。
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
（11）记录
施工中钻孔、高喷灌浆的各道工序应详细、及时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格。
3、施工注意事项
（1）施工前核查地质资料，当核查或施工过程中发现地质情况与设计不符时，应及时反馈给有关单位单
（2）施工前必须在施工现场取代表性土样、采用施工用水泥，在设计配比的基础上，进行室内配比试验，确定浆液最佳配比。
（3）施工准备阶段，应对原材料质量、计量设备、机械性能进行检查。
桩机必须配备入土深度、转速、浆液喷浆量自动监测记录仪，并应经计量部门检测认可，在有效期内使用。
施工自动记录必须有监理据实及时签认。
（4）施工过程中桩机操作者与搅浆施工员保持密切联系，保证喷浆时连续供浆，应保证桩体均匀和桩体强度达到设计要求。
（5）每根桩必须严格如实记录：
喷浆提升的速度、压力、每根喷浆量、水泥量、成桩时间等，每米消耗量必须符合施工工艺要求。
深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s。
（6）严格按照设计要求和施工规范进行施工。
（7）旋喷前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。
注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。
注浆管接头的密封圈必须良好。
（8）在施工过程中，要认真把好图纸会审关，做好技术交底，使每一个施工人员对工程的总体技术要求明确，对岗位尽责，对质量要求和技术要求有深刻的了解。
（9）做好施工图纸和技术规范验收标准的控制，确保只有有效的图纸和规范、标准用于施工质量管理。
（10）做好原材料采购、供应、控制和产品检验工作，确保只有合格的材料用于工程施工。
（11）垂直钻孔施工时，桩垂直度不得超过1/100，桩位与设计图的偏差不得大于50mm。
（12）在插管和喷射过程中，要注意防止喷嘴被堵，在拆或安装注浆管时动作要快。
气、浆的压力和流量必须符合设计值，否则要把管清洗再重新插管和旋喷。
（13）旋喷时，要做好压力、流量和冒浆记录，钻杆的旋转和提升必须连续不得中断。
拆卸钻杆继续喷射时，要注意保持钻杆有0.1m的搭接长度，不得使喷射固结体脱节。
（14）喷射过程中遇到设备故障，如水泥浆供应不上、短时间不能继续喷射或喷射注浆完毕后，应将注浆管提起一段距离或提出孔口。
抽送清水注浆泵将管道中的水泥浆顶出注浆喷头后方可停泵。
（15）喷射注浆过程中需要拆除注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止注浆，最后停机。
（16）深层旋喷时，本着先喷浆后旋转和提升为原则，以防注浆管扭断。
（17）搅拌水泥浆时，水灰比要按设计规定要求进行配制，不得随意更改，在旋喷过程中应防止水泥浆沉淀，禁止使用受潮或过期的水泥。
（18）施工完毕，立即拔出注浆管彻底清洗注浆管和注浆泵。
管内不得有残存水泥。
（19）施工前及施工期间应对路基工点的地形、地貌及地质情况进行核查、补勘，重点是软土、松软土、土石界面等特殊地段，与设计情况不符时，应及时上报建设、设计和监理单位，尤其是比设计资料中的地质条件差时，应及时报设计院重新检算，调整桩间距或桩长
4、施工常见问题及控制措施
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如下。
（1）固结体强度不均匀、缩颈
1、产生原因
1.喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。
2.喷浆设备出现故障中断施工。
3.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。
4.喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。
5.穿过较硬的粘性土，产生缩颈。
2、预防措施及处理方法
1.根据地质水文条件的不同，选择不同的喷浆方法和施工工艺参数，保证成桩桩径和桩间咬合。
2.喷浆施工之前，应做水密、气密试验，检查各部件的密封性，一切正常后才能施工，保证旋喷的连续性。
3.严格检查喷嘴的位置、形状、个数及直径等，保证旋喷效果。
4.在高压旋喷注浆过程中接管或因故停机重新旋喷作业时，复喷搭接高度不得小于500mm。
5.为了增强旋喷效果，可以采取提高喷射压力、喷浆量或降低回转速度与提升速度等措施，也可以采用复喷工艺：
第一次喷射（初喷）时，注入水泥浆液；初喷完毕后，将注浆管下降至初喷开始的孔深，再抽送水泥浆，自下而上进行第二次喷射（复喷）
（2）固结体顶部凹陷
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
1.旋喷长度比设计长度长0.3～1.0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0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。
2.在喷射灌浆完毕时，即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液，直至孔内混合液凝固不再下沉
（3）压力骤然上升
1、产生原因
1.喷嘴堵塞。
2.高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。
3.泵体或出浆管路有堵塞。
2、预防措施及处理方法
1.应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞，可将钻杆提升进行疏通。
2.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。
（4）钻孔偏斜、冒浆过大或不冒浆
1、产生原因
1.遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。
2.实际注浆量超过实际需浆量过多。
3.地层中有较大空隙，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而导致不冒浆。
2、预防措施及处理方法
1．施工之前探明地下障碍物，遇地下障碍物时应清除或重新对桩位进行布置避开。
2.施工之前对场地进行平整，钻机就位后，对钻机和钻杆进行检查，保证其处于水平和垂直状态。
3.针对不冒浆的现象采取在浆液中添加适量速凝剂的措施，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。
4.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的措施。
6.劳动组织
1、劳动力组织方式：
采用架子队组织模式。
2、施工人员配置：
每个作业工地人员配备表
序号
人员名称
数量
1
负责人
1人
2
技术主管
1人
3
技术、质检、测量及试验人员
6人
4
专职安全员
1人
5
工班长
2人
6
机长
3人
7
普工
5人
8
电工
1人
9
钻机司机
2人
7.材料要求
旋喷桩采用直径06m，水泥采用PO42.5级及以上的普通硅酸盐水泥，水泥掺量应通过试验确定，并不小于40%（重量比），水泥浆水灰比可选用1.0，在施工现场取样进行室内配比试验，确定浆液最佳配比，所使用的水泥都应过筛，水泥浆液应严格按设计配比制作，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续在制作水泥浆时，可适当掺入外加剂，如石膏、三乙醇胺、木质素磺酸钙等。
如地下水对混凝土有侵蚀性，应按《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）、《铁路混凝土结构耐久陛设计规范》（TBI0005=2010）以及《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）等有关规范要求，选用抗腐蚀的水泥及掺合料
8.设备机具配置
主要机具设备
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
旋喷钻机
DZ-20A型
台
1
22kw
2
高压注浆泵
XPB-90D型
台
1
3
泥浆泵
BW250型
台
1
7.5kw×1
4
空压机
1m3
台
1
22kw×1
5
搅浆桶
1.3m3
台
1
5.5kw×1
6
旋喷管
D19
m
100
--
9.质量控制及检验
1、质量控制
旋喷桩是地下隐蔽工程，旋喷桩的施工质量取决于地面的规范操作。
主要质量控制点控制如下：
（1）钻机就位应平稳、立轴、转盘与孔位对正。
（2）喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足工艺参数要求。
管路系统的密封必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。
（3）按设计配比进行浆液拌制，在拌制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高压喷浆结束后要统计该孔的材料用量。
浆液用高速搅拌机拌制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间要符合设计及规范要求。
配制好的水泥浆在使用前要不停的搅拌。
如果浆液因机械或停电等原因2h内未使用，必须废弃，不得继续使用。
（4）喷射注浆应注意设备开动顺序，喷射注浆搭接长度不得小于0.5m，以保证固结体的整体性。
（5）在高压喷射过程中当发现压力突增或突降、大量冒浆或完全不冒浆时应查明原因，采取相应措施。
当发现喷浆量不足而影响工程质量时，可采用复喷技术。
旋喷钻施工完成后，不能随意堆放重物，以防止桩变形。
（6）高压旋喷桩桩体无侧限抗压强度、桩顶标高、桩长、施工允许偏差和成桩均匀性应符合设计要求。
处理后的复合地基承载力应符合设计要求。
2、质量检验
（1）桩的质量检验应在旋喷桩施工结束4周后进行。
（2）所用的水泥外加剂品种、规格及质量应符合设计要求；
检验数量：
同一产地、品种、规格、批号的水泥和外加剂，袋装水泥每200T为一批，不足200t时也按一批计；外加剂每50t为一批，不足50t时也按一批计；检验方法：
检查产品质量证明文件。
水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间。
（3）桩身质量、完整性、均匀性、无侧限抗压强度满足设计要求
①检测数量：
检测总桩数的2‰，且不少于3根。
②检测方法：
桩完工28天后，在每根检测桩桩径方向1/4处，桩长范围内垂直钻孔取芯，观察完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片，在上、中、下个1/3范围的中部分别取样作无侧限抗压强度试验。
钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。
（4）单桩承载力及复合地基承载力满足设计要求
①检测数量：
总桩数的2‰，且每工点不少于3根。
②检测方法：
成桩28天后进行平板载荷试验。
3、检查项目
高压旋喷桩检查项目
项次
项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
桩位（纵横向）（mm）
±50
尺量
2
桩径（mm）
不小于设计
尺量
3
桩长（m）
不小于设计
查施工记录
4
垂直度（%）
<1
查施工记录
10.安全及环境要求
1、安全要求
（1）在施工作业场地设置明显标志，施工重地，闲人免进，进入施工现场，必须戴安全帽，防高空坠物，登高作业必须系安全带。
（2）安全用电，配电盘应严加保护，设置漏电保护装置，防止漏电。
所用电线不得私自乱拉乱扯，经常检查电路系统是否有破皮、漏电、短路等潜在问题。
（3）非机械操作人员，不得操作机械施工，做到持证上岗。
在夜间施工时，应有足够的照明，加强安全管理。
施工期间，做好防火、防盗安全保卫工作，严禁酒后作业。
（4）施工作业和机械任何部位不得侵入营业线限界，机械伸长部位和被吊起物件、横向转动物件端部必须与营业线外侧钢轨保持2米以上距离。
在施工现场距营业线外侧钢轨2m处，设置警戒防护绳。
并按一机一人设置专职防护。
当列车接近施工地点时，必须停止作业。
如因工程确需在距营业线钢轨外侧不足2m处进行作业时，必须提报施工方案，办理封锁手续，在规定时间内封锁营业线施工。
机械未撤入安全距离以内，不得开通线路。
2、既有线施工安全要求
（1）凡涉及拆除营业线设备或影响既有运营设备使用的施工，开工前必须与设备管理单位和行车组织单位分别签订施工安全协议书，明确双方责任和义务、施工责任地段和期限、安全防范措施和补救预案、结合部的安全分工、发生责任行车事故处罚办法、安全监督配合费等。
施工中对既有设施要有可靠的防护措施，防止施工中造成损坏。
（2）凡影响行车的施工，过渡工程影响营业线运营的路基、桥涵等作业，除制定可靠的安全防护措施外，开工前一律申报封锁慢行计划，并经设备管理部门会签后报行车组织部门批准，纳入月度施工计划。
每月按规定上报下月的封锁或慢行施工计划。
（3）营业线改建施工前，必须制定施工方案，并经建设、运输部门、设备管理、设计和监理等单位参加审定，报安全领导小组批准后实施。
（4）加强与各部门、各专业之间的横向联系。
尤其要加强与设备管理部门、行车组织部门的联系；土建工程的施工要与电务等专业紧密配合。
改建施工必须经有关专业部门和人员会审。
封锁施工时派驻站联络员，采用对讲机等通讯工具与施工现场保持联络。
（5）及时组织施工人员和管理人员认真学习领会《铁路技有关规定，加强对安全员、防护员、爆破员和工班长的安全知识培训，同时加强对劳务工的安全培训。
劳务工上岗必须由正式职工带领。
关键工种和岗位必须由正式职工担任，且经考试合格后方能上岗。
（6）对于营业线施工的易发事故及隐患，例如：
施工前超范围准备、施工中挖断电缆损坏线路或行车设备、作业车辆溜逸、轨道车辆违章行驶、施工后线路未达到标准违章放行列车、机具侵限、营业线路基塌方等，要制定各项“卡死”制度，坚决杜绝危及行车及人身安全事故的发生。
对影响行车的各个环节，必须加强管理，落实措施，严密防范。
施工中安全防护人员要坚守岗位，防护器材、机具材料齐全到位，必要时要设置限界绳、限界杆、防护管棚、钢轨桩等防护措施，防护人员必须手持信号和通讯器材。
施工现场安全警示标语、警示牌设置齐全。
站内施工尽量避免跨线运输。
（7）加强施工中的防洪工作和道口安全。
对可能影响营业线路基、桥涵等设施设备稳定的任何作业，必须有足够可靠的安全防护措施，防患于未然。
雨季期间，作业点必须有人值班，管区内派人巡逻，调度室24小时有人值班，同时备足防洪器材。
施工用的临时道口必须报经分局以上道口管理部门批准。
临时道口的设置期间有人看守，并按规定日期拆除，施工中得保证道口（含临时道口）符合标准
3、环保要求
（1）进入施工现场的施工人员要穿戴整齐，施工人员须佩带上岗证上岗操作。
（2）所有机组统一编号、挂牌施工。
（3）做好施工场地内的临时排水、废弃杂物及时清除出场，不准乱丢乱放，注意施工场地的整洁。
（4）施工时加强对环境的保护，避免水泥散灰或水泥浆大面积污染场地，防止污染附近农田及河流。
（5）严禁施工人员与驻地人民群众发生不必要的冲突。
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