高压旋喷桩作业指导书.docx
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高压旋喷桩作业指导书
天津陆家嘴广场项目（小伙巷项目公建）及商务大酒店工程
地连墙止水帷幕高压旋喷桩施工专项方案
一、工程概况
1.1工程概况
陆家嘴广场项目位于天津市红桥区小伙巷地块的北马路、大丰路交口处，东临天津市长征医院，南邻北马路、地铁1号线出入口；西邻大丰路、地铁1号线，北面为清真大寺、天津惠灵顿国际学校和建设中的海上花园。
本工程基坑围护结构采用地下连续墙+钢筋混凝土环梁支撑形式。
地连墙为二合一结构，墙厚分1.0m及1.2m两种规格，墙深分36.8m、39.8m两种规格，有效墙顶顶标高为-2.4m（绝对标高为+2.9m，大沽08高程系统），共171幅，采用十字钢板接头形式。
除基坑西侧采用三轴搅拌桩进行地连墙成槽保护的区域之外，其余各幅地连墙接缝处均采用三根高压旋喷桩作为止水帷幕（共135组405根），三根高压旋喷桩规格为φ800@500mm，呈一字型布置，有效桩长为36.5m（桩顶设计标高为-1.90m）。
止水帷幕旋喷桩采用三重管法成桩工艺，水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入比aw≥35%，加固土无侧限抗压强度fcu.k≥2000kPa，渗透系数≤3.5*10-7cm/s。
1.2地质条件
本工程止水帷幕高压旋喷桩有效桩长为36.5m，根据地质勘查报告1—1，、7—7，地质剖面图，本工程高压旋喷桩自上而下所穿越的土层如表1-1所示。
表1-1高压旋喷桩施工穿越土层特性表
地层编号
土性
重度
r（KN/m3）
平均厚度
（m）
土层描述
（1）2
素填土
18.7
4.8
呈褐色、黑褐色，软塑状态为主，主要由粘土、粉质粘土组成，含砖渣、石子及腐植物、有机质，属中～高压缩性土。
人工填土土质结构性差，欠均匀，填垫年限大于十年。
（2）
淤泥
15.5
2
黑色，流塑状态，无层理，含少量石子、砖渣及大量有机质、腐植物，属高压缩性土。
本层土质极软，强度极低。
水平向分布不稳定。
（3）
粘土
18.7
0.8
呈褐黄～褐灰色，可塑状态为主，有层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粉土薄层透镜体。
（4）1
粉质粘土
19.2
1.3
呈灰色，可塑状态为主，有层理，含蚌壳，局部地段夹粉土，属中压缩性土。
（4）2
粉土
19.5
2.4
呈灰色，稍密～中密状态，以中密状态为主，有层理，含贝壳，属中压缩性土。
局部为砂性大粉质粘土。
（5）1
粉土
19.4
3.5
呈灰色，稍密～中密状态，以中密状态为主，有层理，含贝壳，属中压缩性土。
局部为砂性大粉质粘土。
（5）2
粉质粘土
19.4
3.8
呈灰色，软塑状态为主，有层理，含贝壳，属中压缩性土。
（6）
粉质粘土
20.2
0.8
呈黑灰～浅灰色，可塑状态为主，无层理，含有机质、腐植物，属中压缩性土。
局部为粉土、粘土。
（7）
粉质粘土
20.2
3.4
呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粘土。
（8）
粉土
20.4
7
呈灰黄色，密实状态为主，无层理，含铁质，属中（近低）压缩性土。
（8）1
粉质粘土
20.0
4
呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粘土。
局部顶部、中部、底部夹薄层粉土（力学分层号⑧）。
（9）1
粉质粘土
20.2
2.7
呈灰黄色，可塑状态为主，无层理，含铁质、礓石，属中压缩性土。
局部为粘土。
二、高压旋喷桩施工参数设计
2.1单桩水泥用量计算
根据设计要求，旋喷桩水泥掺入比aw≥35%，按水泥掺入比35%取值，水灰比取0.8:
1。
1、土体加权平均重度
r=（18.7*4.8+15.5*2+18.7*0.8+19.2*1.3+19.5*2.4+19.4*7.3+20.2*4.2+20.4*7+
20*4+20.2*2.7）/36.5=19.5KN/m3=1.95t/m3
2、单桩水泥用量
水泥掺入比按35%取值，则单桩理论水泥用量为:
M=0.8*0.8*3.14*0.25*1.95*0.35*36.5=12.51t
3、单桩水泥浆用量：
水灰比取0.8，水泥浆比重按1.6t/m3记取，则单桩理论水泥浆用量为：
V=12.51*1.8/1.6=14.07m3=14070L
2.2高压旋喷桩施工参数设计
高压旋喷桩施工时，水泥浆流量取90L/min，则单桩理论旋喷施工阶段所需时间为：
S=14070/90=157min
则，旋喷提升速度为：
v=36.5/157=23.2cm/min，取23cm/min。
其他高压水、压缩空气等施工参数按常规经验取值，则本工程高压旋喷桩施工参数如表2-1所示。
表2-1高压旋喷桩施工参数表
高压水
压缩空气
水泥浆液
提升速度
转速
水灰比
压力
MPa
流量
L/min
压力
MPa
流量
m3/min
压力
MPa
流量
L/min
比重
25—28
60-70
0.6——0.7
6
1—2
90
1.6
23
15—20
0.8:
1
注：
采用强度等级42.5级复合硅酸盐水泥。
进场后，拟针对前三根桩进行成桩试验，以验证建议施工参数，特别是水泥浆压力、提升速度等参数能否满足设计水泥土掺入比要求，如不满足，则视情对施工参数给予调整。
三、高压旋喷桩施工
3.1总体施工策划
结合现场地连墙及后续挖土施工节点，本工程高压旋喷桩拟以南北向重型道路为界分I、II两个区施工，其中，I区结合后续挖土施工，又细化为I-1、I-2、I-3、I-4、I-5五个区，II区细化为II-1、II-2两个区，分区示意图如下所示图3-1所示。
图3-1高压旋喷桩分区示意图
各区段按如下施工顺序组织施工：
I—4→I—1→I—5→I—3→I—2→II—1→II—2
3.1高压旋喷桩施工工艺
本工程高压旋喷桩采用散供罐装人工拌浆工艺，其施工工艺流程如图3-2所示。
图3-2高压旋喷桩施工工艺流程
3.2施工方法
1、施工准备
1）施工原材料
（1）水泥进场应有出厂合格证明和试验报告，使用前应分批对其净度、安定性进行复验，检验批应以同一生产厂家、同一编号为一批，每200t应做一组见证取样。
（2）水泥出厂超过三个月应复查试验。
2）施工机具
高压泥浆泵、旋喷钻机、高压水泵、泥浆泵、空压机、泥浆搅拌机、工程地质钻机等机具须在施工前应做好设备进场安装调试、检查验收工作。
现场做好供水供电、夜间照明等工作。
3）技术准备
（1）对待施工旋喷桩进行编码，确定施工记录表式。
本工程旋喷桩拟采用如下编码规则，每根旋喷桩采取两段编码给予定位，第一段编码为地墙幅段号（取相邻两幅地连墙小幅段号），第二段编码为旋喷桩流水号（自西向东，自北向男，三根桩流水号分别为1、2、3），旋喷桩编码示意图如图3-3所示。
图3-3旋喷桩编码示意图
（2）喷射加固前应熟悉工程水文地质资料，并对环境进行调查，施工前应进行试喷，以确定正式施工的各项技术参数。
（3）应根据地连墙接缝十字钢板位置定出桩位和标高。
（4）按要求开挖施工槽、排水沟、泥浆沉淀池等。
2、高压旋喷桩施工工艺要求
1）每组旋喷桩采取先两端再中间的施工顺序。
2）将地连墙接缝十字钢板位置在导墙上给予精确标示，并将每组桩施工位置的导墙给予凿除，随后根据十字钢板位置测放桩位，并用小竹签做好标记，要求孔位偏差不大于2cm。
3）钻机移动至施工部位，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，以保证钻杆的垂直度控制在L/150之内。
4）启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进，该方法插管与钻孔两道工序合二为一，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，至设计标高后停止钻进。
5）浆液配置：
高压旋喷桩的浆液，采用42.5级复合硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按方案执行，水灰比取0.8:
1，水泥浆比重1.60。
搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，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。
制浆时，控制每桶浆所需用的水泥量，有专人作好计录。
浆液配制，桩长36.5m
水泥掺量：
630kg/m3水灰比0.8
单桩水泥用量：
0.8*0.8*3.14*0.25*1.95*0.35*36.5=12.51t（250包）
每桶浆：
水泥用量：
500KG（10包）水用量：
400KG
制浆台按上述用量挂牌，按标准投放水泥，并作好记录，便于各部门检查。
施工现场放置泥浆箱，并停放一辆泥浆车，及时抽取施工旋喷时溢出的泥浆，泥浆车及时运出场外处理。
6）自下而上地进行旋喷作业，旋喷头边旋转边上升；旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
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19cm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。
拆除喷射管或旋喷成桩期间发生故障，继续施工时必须将喷管下至停浆面下10cm，以确保旋喷成桩的竖向连续性。
7）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上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
8）旋喷桩施工每班组需留置两组水泥土试块，标养28天后进行无侧限抗压强度试验。
高压旋喷施工示意图如图3-4所示：
图3-4高压旋喷桩施工示意图
3.3高压旋喷桩施工质量检验标准
高压旋喷桩体质量检验标准见表3-1所示
表3-1高压旋喷桩施工质量检验标准
序
号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
1
水泥及外掺挤质量
符合出厂要求
查看合格证或抽样送检
2
水泥用量
设计要求
查看流量表及水泥浆水灰比
3
钻孔位置
mm
50
用钢尺量
4
钻孔垂直度
％
L/150
经纬仪测钻杆或实测
5
孔深
mm
200
钻杆长度
6
注浆压力
按设定参数指标
查看压力表
7
桩体搭接
mm
>200
用钢尺量
8
桩体直径
mm
50
开挖后用钢尺量
9
桩身中心允许偏差
mm
0.2D
开挖后桩顶下500mm处用钢尺量,D为桩径。
3.4旋喷桩质量保证措施
（1）测量放线由专职人员负责测量放线及桩位的确定。
（2）钻机就位后应进行水平和垂直校正，钻机应与桩位一致，偏差在10mm以内，以保证桩垂直度正确。
（3）浆液配制必须按照配合比进行配制，水泥采用普通硅酸盐水泥，标号为P.O32.5。
（4）在旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净再重新插杆旋喷。
插杆时应采取边射水边插，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防止泥土进入管内。
（5）钻机的旋转和提升应连续进行，不得中断；拆卸钻杆要保持钻杆伸入下节有100mm以上的搭接长度，以免桩机脱节。
钻机发生故障，应立即停止提升钻杆和旋喷，以防止断桩，并应立即检修排除故障；为提高桩的承载力，在桩的底部1m范围内应适当增加旋喷时间作为端承桩应深入持力层2m为宜。
（6）相邻桩施工间距宜大于4m，相邻两桩间距小于D时，施工间隔时间应大于48h。
（7）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定
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