高压旋喷桩施工设计Word格式文档下载.docx
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高压喷射流在切割破碎土层过程中，在破碎部位边缘还有剩余压力，并对土层可产生一定压密作用，使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。
旋喷桩固结体情况图4所示。
渗透部分
搅拌混合部分
硬化剂主体部分
图4旋喷桩体固结情况图
压缩部分
4工艺流程
高压旋喷桩施工工艺流程图见图5。
泥浆排放处理
钻机就位
调整钻架角度
钻孔
插管
试喷
高压喷射注浆作业
喷射结束
拔管
桩机移位
机具清理
准备工作
制浆
一级过滤
二级过滤
高压泵对浆液加压
启动高压清水泵、空压机供水、风
图5施工工艺流程图
5操作要点
5.1施工前准备工作
（1）在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件。
（2）准备充足的水泥加固料和水。
水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证。
严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。
一般水泥为425号普通硅酸盐水泥。
水要干净，酸碱度适中，pH值在5～10之间。
（3）根据补充勘探资料，在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室，对取得的土样在进行试验之前应妥善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。
（4）室内配合比试验。
根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过2～5mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。
一般水灰比可取1.0～1.5。
为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。
若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。
（5）试桩试验。
根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
（6）推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土，杂物，并将原地面按设计要求整平，填出路拱。
根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。
（7）按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。
5.2施工工艺
（1）钻机定位。
移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。
就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（2）制备水泥浆。
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。
首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
（3）钻孔（三重管法）。
当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高（预钻孔孔径为15cm）。
（4）插管（单重管法、二重管法）。
当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。
当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。
其过程为：
启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；
直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。
三重管法钻机钻孔后，拔出钻杆，再插入旋喷管。
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水。
（5）提升喷浆管、搅拌。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。
若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。
（6）桩头部分处理。
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
（7）若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：
按上述4～6步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。
（8）清洗。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。
并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
（9）移位。
移动桩机进行下一根桩的施工。
（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。
5.3推荐的主要施工技术参数
（1）单重管法。
浆液压力20～40MPa，浆液比重1.30～1.49，旋喷速度20rmin，提升速度0.2～0.25m/min，喷嘴直径2～3mm，浆液流量80～100L/min（视桩径流量可加大）。
（2）二重管。
法浆液压力20～40MPa，压缩空气压力0.7～0.8MPa。
（3）三重管。
法浆液压力0.2～0.8MPa，浆液比重1.60～1.80，压缩空气压力0.5～0.8MPa，高压水压力30～50MPa。
6推荐使用的主要机具设备
主要机具设备见表2。
表2主要机具设备表
设备名称
型号
规格
所用机具
单管法
二重管法
三重管法
高压泥浆泵
SNS-H300水流Y-2型液压泵
20MPa～50MPa
√
高压水泵
3XB型3W6B
50MPa
3XB型3W7B
20MPa
钻机
工程地质钻振动钻
泥浆泵
BW-150型
7MPa
空气压缩机
0.8MPa，3m3/min
泥浆搅拌罐
200L/min
注浆管
高压胶管
Φ19～22mm工作压力
7劳动力组织
单机作业每班人员组织分工见表3。
表3单机作业每班人员组织分工表
序号
职务
人数
职责
1
班长
全面掌握施工进度、质量和安全
2
钻机司机
操作钻机，卸接钻杆，维修保养和排除故障
3
泵工
操作泥浆泵、清水泵及维修保养
4
空压机司机
操作空压机及维修保养（单重管法不需要）
5
电工
负责钻机、电源、电路、工地照明及电气故障排除
6
钳工
全面维修保养机具设备
7
普工
倒运水泥，操作泥浆搅拌罐及倒灰和过滤
8
协助钻机工作（卸接钻杆、冲洗等）
9
技术人员
掌握施工技术、质量，填写工程日志和记录
合计
11
8质量要求及质量控制要点
8.1旋喷桩施工质量要求
旋喷桩施工质量要求应满足表4要求。
表4旋喷桩施工质量标准表
项目
允许偏差
检查数量
检查方法及说明
固结体位置（纵横方向）
50mm
抽检2%，但不少于2根
用经纬仪检查（或钢尺丈量）
固结体垂直度
1.5%
用经纬仪检查喷浆管
固结体有效直径
±
开挖0.5～1m深后尺量
桩体无侧限抗压强度
不小于设计规定
钻芯取样，做无侧限抗压强度试验
复合地基承载力
抽检2‰，但不少于1处
平板荷载试验
渗透系数
按设计要求数量
加固体内或围井钻孔注（压）水试验
注：
钻芯取样做桩体无侧限抗压强度试验、复合地基平板荷载试验和渗透系数试验应在成桩28天后进行，若设计有其他要求，按设计要求的时间进行检查。
8.2质量控制要点
（1）正式开工前应认真作好试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。
（2）旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。
（3）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，避免出现断桩。
（4）在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。
（5）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。
在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。
不得使用受潮或过期的水泥。
浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
（6）在旋喷过程中，若遇到孤石或大漂石，桩可适当移动位置（根据受力情况，必要时可加桩），避免畸形桩或断桩。
（7）旋喷过程中，应按表5的要求作好施工记录。
表5旋喷注浆记录表
工程名称
钻孔机具
高压泵型号
空压机型号
水泵型号
注浆管直径
喷嘴孔径
喷嘴个数
设计提升速度
设计旋转速度
设计注浆量
浆液配比
水泥标号
注浆孔
编号
旋喷
深度
（m）
实际有效长度
旋喷时间
（时分）
旋转
速度
（r/s）
提升
（m/s）
压力
（MPa）
注浆量
（m3）
冒浆量及残液状态
供水
压力（MPa）
供风
旋喷日期
开始
结束
现场负责人：
记录人：
8.3质量通病的处理
（1）不冒浆或冒浆量少。
通常原因是加固土层粒径过大，孔隙较多，可采取以下措施：
1）加大浆液浓度，可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。
2）灌注粘土浆或加细砂、中砂，待孔隙填满后再继续正常喷射。
3）在浆液中掺加骨料。
4）加泥球封闭后继续正常喷射。
5）灌注水泥砂浆后，再将孔内水泥浆置换成粘土浆，待孔隙填满后继续正常喷射。
（2）冒浆量过大。
通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关，可采取以下措施：
1）提高喷射压力。
2）适当缩小喷嘴直径。
3）适当加快提升速度。
由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体，目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法，在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。
（3）凹穴处理。
1）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在下沉。
2）在喷射灌浆完成后，向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆，浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料，如采用水泥∶水∶铝粉的配比为9.8∶6.9∶0.3的浆液。
9施工安全注意事项
9.1安全措施
（1）高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，以保证正常工作。
（2）钻机操作人员应具有熟练操作技能。
（3）施工前应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，应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，否则接头断开、软管破裂，将会导致浆液、高压水流飞散、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。
（4）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。
（5）喷射注浆的浆液目前一般以水泥浆为主，但有时也加入其他化学填加剂，一般说浆液硬化后对人畜均无害，但硬化前的液体进到眼睛里时，必须立即进行充分清洗，并及时到医院治疗。
（6）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。
9.2环境保护
（1）水泥、石灰细颗粒散体材料，应遮盖存放；
运输时必须必须封闭覆盖，不得沿途撒落。
（2）制定洒水防尘措施，指定专人负责现场洒水降尘。
（3）采取有效降噪措施。
（4）不得随意排放废弃的加固料。
10应用实例
高压旋喷桩在地铁施工中的应用:
我局承建的深圳地铁2号线东延线工程土建2226标段【东门站】设在深南大道与东门南路十字路口西侧200米处，车站沿深南大道呈东西走向。
有效站台中心里程：
CK33+190.196，车站起点分界里程为CK33+115.096，车站终点分界里程为CK33+266.296，全长151.20m（不含围护结构）。
场地内表层人工堆填土，土质不均，属较不稳定土体，易造成局部基坑坍塌；
本场地普遍存在冲洪积的饱和含粘性土的砂层，富水性较大，透水性较强，易发生坍塌、涌水、涌砂、管涌、基坑涌水等现象；
场地内无液化砂土地层。
由于场地内原向西过街通道场地西侧通过，其通道南侧保留为地铁出口，对结构有影响部分需破除。
由于地下水丰富，需采用旋喷桩止水，连续墙两侧需从地面加固到通道结构顶面，拟按双排φ600@500，错开布置，旋喷桩中加通长无缝钢管φ50，δ=3；
连续墙两端旋喷桩需从地面加固到基底以下2m，为避免影响后续连续墙施工，不加无缝钢管，按5排φ600@500，排距@500；
通道基地旋喷桩需从基底加固到基底以下2m，φ600@500旋喷桩封底。
旋喷桩特性表见表6，旋喷桩布置示意图见图6。
表6破除通道旋喷桩特性表
部位
桩径
桩距、排距
南侧主通道
加固深度（m）
北侧梯道
备注
连续墙两侧
600
@500
约5m
梯道1m深后开始
1.0~约5m
连续墙两端
约11.5
通道基底
从约8.5~11.5
1.0~约11.1
图6旋喷桩布置示意图
（1）旋喷桩工程设计情况。
旋喷桩工点1个，桩长分别为5.0--11.5m，其中两端3层，中间1层，桩长分别为5.0--11.5m，共228根。
（2）施工机械选型。
表7设备投入一览表
机械设备名称
型号规格
数量
国别
产地
制造
年份
额定功率
（KW）
生产
能力
高喷台车
TXV75型
1台
国产
5.5
乳化泵
22
卧式灰浆搅拌机
UJW250
立式搅拌机
LJ660
钻机
XY-2等
17.5
清水水泵
3台
（3）施工参数。
根据在类似地层的施工经验，本次处理采用的施工技术要求如下：
1、施工参数为：
孔间距：
0.5m，分I、II、III序；
灌浆压力：
≥22MPa，流量30～40L／min
喷射管的提升速度15~25cm/min；
水泥浆重度1.35～1.5g/cm3。
水泥用量：
>
200kg／m
2、水泥浆水灰比0.8～1.2：
1，使用32.5R普通硅酸盐水泥，喷射凝结体28天龄期的无侧限抗压强度不小于1.0Mpa。
3、旋喷桩桩体的垂直度偏差小于1%，桩体间应搭接良好，不留缝隙。
桩体直径不得小于设计直径。
（4）施工效果
旋喷桩施工处导墙槽挖至4m以上时，土质较坚固，地下水较少，有效防止地下水渗透。
图7旋喷桩施工图片
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