某高速铁路软基处理施工技术方案-secret.doc
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第一章高速软基处理施工技术方案
一、粉喷桩施工技术方案
高速铁路对地基变形量的要求很高，要求工后沉降为0，桥头过渡段不大于是5CM，在高速铁路施工中经常会遇到软弱路基，必须采取加固措施使大部分沉降量在施工期内完成，尽量降低使用期的残余沉降量，粉喷桩是目前经常使用的加固软基技术的一种。
粉体喷射搅拌加固软土地基，是通过专用的深层喷射搅拌机械将粉状加固料用压缩空气喷入地基深部，凭借钻机回转钻头的叶片与原位软土强制搅拌、混合压密，吸收地下水，使粉状加固料与软土充分混合，进行一系列物理、化学反应，形成具有水稳性及一定强度的完整柱状加固体。
这种柱状加固体与周围软土组成复合地基，提高地基承载力减少地基沉降。
1.粉喷桩施工主要施工设备及技术要求
1.1钻机
钻机是粉体喷射搅拌法施工的主要成柱机械。
它必须满足：
1）动力大，扭矩大，适合大直径钻头成桩。
2）具有正向钻进，反转提升的功能。
3）提升力大，并能实现均匀提升。
1.2粉体发送器
粉体发送器是定时发送粉体材料的设备，它是粉体喷射搅拌法加固软土地基施工机械中的关键设备。
施工时根据钻机的提升速度、钻机的转速、搅拌钻头的类型，通过控制转鼓的转速来选择合理的粉体发送量。
1.3空气压缩机
粉体喷射法的粉体喷出，是以空气压缩机做为风源。
其选型主要受加固工程的地质条件和加固深度所控制。
1.4搅拌钻头
粉体喷射搅拌法凭籍搅拌钻头叶片的搅拌作用使灰粉与软土混合，因此搅拌钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。
钻头的形式应保证于反向旋转提升时，对柱体有压密作用，而不是使灰、土向地面翻升而降低柱体质量。
另外还有压力胶管、定位卡具、仪表控制装置等
2、施工工艺流程：
详见粉喷桩施工工艺流程图
粉喷桩施工工艺流程图
三通一平
测量
桩机安装到位
对正桩位
调平机身
启动主电机钻进
启动空压机送气
管路堵塞否
钻进
在设计深度停站
开送料阀闭气阀
启动喷料机
喷料正常否
提钻到停粉标高停止喷粉
在桩顶保护标高停止提钻，钻头继续转动
进行二次搅拌
填写施工记录
提钻到地表以上
停空压面,停主电机
启动液压系统
移动桩机
检查处理
检查处理
3、操作方法及技术要点
1）清表：
按界桩范围，清除原地面子20CM厚的耕植上，场地低洼处应回填粘性土、不得回填杂植上、地表过软处应采取防止机械失稳或沉陷的措施，并初压平整，测定平整后的地面标高。
2）放样：
根据导线点，定出基轴线，按等间距平格网平差放样，布置出所有桩位。
3）储料：
将水泥提前倒入集料斗，数量稍大于一根桩的量，注意结块、失效、混入纺织带、水泥纸不准倒入斗中。
4）深层搅拌机就位对中：
按施工顺序，深层搅拌机就位，调整钻机平台、导向架，使钻机倾斜小于是1.5%，检查钻头直径、其磨损≤1CM，使钻头对中桩位误差≤5CM，测定钻杆长度，记录储灰罐初始读数及钻杆初始标高。
5）预搅下沉：
启动搅拌机，下钻，使钻头边旋转边钻进，保持速度0.5m/min，转速写30转/min，根据设计要求，控制桩底标高。
下钻过程主要是搅松软土，为了不堵塞喷射口，要求边旋转边喷高压气，这样有利于钻进，减少负扭矩，根据经验，下到设计标高差1m时，最好调整钻速，保持0.3m/min，目的是让送粉前的土体充分松动、粉碎、有利于第一次喷粉。
6）提升喷粉：
钻进到位后，调整钻头成反向旋转，边旋转边以0.5m/min的速度提升,搅拌速度30转/min。
此时粉体发送器开始喷粉,保持送粉空气压力为0.4MPa气流,保证桩身的喷粉量。
注意事项:
提升过程中必须保持与送粉一致，不允许提升后喷粉。
喷粉过程中，若发现套管漏气或堵管则应立即停止喷粉。
时刻观察供粉计量仪的数字变化。
若发现明显减少或突然停止。
要立即记录，以利于补粉或复搅。
7）停粉：
当钻头提升到离地面50cm时，发送器应停止喷粉，改送压缩空气，注意不应该将水泥粉带入剩余的50cm土内或带出地表。
以防止给后面施工造成困难，一般采取减缓提升，速度至0.3m/min。
8）复搅下沉：
为了提高上部桩身强度。
适应荷载应力传递，须进行复搅。
复搅深度一般为桩长的1/3。
桩长不足5m的要整桩复搅。
当第一次停粉后，应立即换挡下沉，进行复搅，其工艺如前所述，观察复搅深度。
9）提升喷粉、停粉
工艺如前。
整桩喷粉结束后。
应检查计量仪。
若喷粉量不足，应整桩复打，若中间有喷粉量不足应检查记录，部分复打，复打长度应重叠1m。
10）记录
①施工记录：
详细记录每次施工的桩号：
水泥标号，预搅、喷粉、复搅的起终时间；记录钻进、搅拌、提升的速度，管道压力等；记录停灰、停钻时间、喷粉深度、停灰标高等。
②供粉记录：
每根桩要记录起始、最终供粉量，记录储灰罐每一次供粉量，记录停灰量。
③记录汇总、装订：
每天记录要汇总，有专人记录，专人汇总、装订成册。
存档保存。
记录表格如下表1所示：
粉喷桩记录表1
施工单位：
日期：
年月日天气：
单桩编号（行/列）
1/1
2/2
单桩编号（行/列）
1/1
2/2
搅拌起始时间（T）
搅拌终止时间（T）
起杆高度（m）
终杆高度
喷灰起始时间（T）
喷灰起始读数（kg）
喷灰终止时间（T）
喷灰终止读数（kg）
搅起始时间（t）
复搅起始高度（T）
复搅终止高度（t）
复搅终止时间（T）
钻进速度（m.min）
搅拌速度（m.min）
提升速度（m.min）
空气压力MPa
管道压力MPa
4、劳动力组织
每台粉喷桩机表2
工种
数量（名）
班长:
1
机械工:
1
电工:
1
司泵工:
1
操作工:
1
上料工:
2
记录员:
1
5、质量控制措施与检验
1）质量控制措施
粉喷桩处理地基效果受施工质量影响很大，同样的土质和施工条件，可得到不同的加固效果。
因此必须严格按图施工，控制施工质量。
①施工前的准备工作：
详细了解加固区软弱土层的分布范围、含水量和有机质含量、地下水的侵蚀性等，必要时在加固区进行1～2孔钻孔取样。
②粉喷桩施工前必须进行室内试验与工艺性试验，以了解成桩情况并确定各种操作技术参数。
③严格控制水泥材料的质量：
工程使用水泥必须有合格产品检验单，水泥质量、标号和细度要达到设计要求。
对每批水泥都要进行抽检，方可使用。
④桩长的控制：
粉喷桩长度是质量保证的一个关键，必须严格掌握钻进深度，（深度计配合导管套头与机架高度相对位置不确定，预先画定标志）、喷粉时间及停粉时间，确保桩长。
非特殊情况严禁在尚未达到设计桩长及未喷灰的情况下进行钻机提升作业。
⑤提升速度的控制：
提升速度决定搅拌均匀程度，速度过快，可能使桩拌合不充分，影响成桩质量，速度过慢，施工效率低，故一定要按照设计要求操作。
一般喷粉搅拌时以中、慢挡成桩为好，成孔时以中快挡为好。
⑥喷粉量的控制：
喷粉量的控制是成桩质量的关键，若灰罐电子秤正常则以电子秤显示为准，使其粉喷量达到设计要求，但有的电子秤难于长时间保证正常工作，在此情况下为不耽误工期，可在灰罐内加入定量水泥，多次调整送灰系统（如灰罐压力、送灰器速度等）、送灰速度、打试验桩、达到设计要求送灰量后，保持此送灰速度不变。
2）质量检查
①检查记录
检查施工过程所有记录，重点检查搅拌深度、水泥粉喷入的连续性及喷入总量，对不合格的桩应进行补桩。
②开挖检验
在已完成的工程桩中按2%比例开挖抽检，深度0.5～1m，检查桩位、桩数、桩身水泥土混合程度及桩头强度，如发现漏桩、桩位偏差过大和桩头、桩身强度偏低，必须及时采取补救措施。
③取芯抽样
在成桩28d后，按2%比例抽检桩体，从桩顶以0.5、1、1.5m截取三段，钻孔取大于或等于8cm芯体制作5cm×5cm×5cm的试块，分别进行无侧限抗压强度试验。
检验标准如表3
表3粉喷桩施工质量允许偏差值
序号
项目
单位
规定值或允许偏差
检查方法
规定分
1
桩轴线偏移（纵横向）
mm
±100
用经纬仪检查（或钢尺丈量）
10
2
钻杆倾斜度
%
1.5
用经纬仪检查
10
3
桩长
m
不短于设计
粉喷前检查钻杆长度
10
4
单位粉喷量
Kg
符合设计
计量仪或现场计量检查
25
5
桩体无侧限抗压强度量
Mpa
>1.2
抽芯取样
15
二、旋喷桩施工技术方案
旋喷桩就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使水泥浆或水成为高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。
当能量大、速度快和呈脉动状后喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体剥落下来。
一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下与浆液搅拌混合，并按一定比例和质量大小有规律的重新排列。
浆液凝固后，使在土中形成一个固结体。
固结体的形态和喷射流的方向有关。
一般分为旋转喷射（简称旋喷）和定向喷射（简称定喷）两种形式。
旋喷时喷嘴一面喷射一面旋转和提升，固结体是圆柱状，主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质，使其在上部结构荷栽直接作用下，不产生破坏或过大的变形；定喷时，喷嘴一面提升，喷射方向固定不变，固体体形如劈状，通常用于基础防渗，改善地基土的性质和稳定边坡等工程。
作为地基加固，通常采用旋喷注浆形式，使加固土体在土形成均匀的圆柱体或异形圆柱体。
高压旋喷法基本分为单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种。
1、旋喷桩施工主要施工设备及材料要求
1）高压喷射注浆法主要的施工机具设备包括：
高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操作控制系统、高压管路系统、材料储备系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。
压喷射注浆法主要的施工机具设备规格、技术性能要求见表1。
旋喷施工常用主要机具、设备参考表1
设备名称
规格性能
用途
单
管
法
高压泥浆泵
1、SNC-H300型黄河牌压浆车
2、ACF-700型压浆车，柱塞式、带压力流量仪表
旋喷注浆
钻机
1、无锡30型钻机
2、XJ100型振动钻机
成孔、旋喷用
旋喷管
单管、42mm地质钻杆旋喷直径3.2-4.0mm
注浆成桩
高压胶管
工作压力31Mpa、9Mpa，内径19mm
高压水泥浆用
三重管法
高压泵
1、3W-TB4高压柱塞泵，带压力流量仪表
2、SNC-H300型黄河牌压浆车
3、ACF-700型压浆车
高压水助喷
泥浆泵
1、BW250/50型、压力3-5Mpa，排量150-250L/min
2、200/40型、压力4Mpa，排量120-200L/min
3、ACF-700型压浆车
旋喷注浆
空压机
压力0.55-0.70Mpa，排量6-9m3/min
旋喷用风
钻机
1、无锡30型钻机
2、XJ100型振动钻机
成孔、旋喷用
旋喷管
三重管,泥浆压力2Mpa，水压20Mpa，气压0.5Mpa
水、气、浆成桩
高压胶管
工作压力引31Mpa、9Mpa，内径19mm
高压水泥浆用
其他
搅拌管、各种压力、流量表等
控制压力流量用
备注
1、钻机的转速和提升速度，根据需要附设调速装置或慢速卷扬机
2、二重管法的高压泥浆泵、空压机、高压胶管可参照上列规格选用
3、
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