地基加固高压旋喷桩方案.docx
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地基加固高压旋喷桩方案
人民路地道地基加固工程高压旋喷桩方案
一、概况
1.1工程概况
宁波市外滩大桥工程人民路地道地基加固工程位于宁波市外滩大桥北侧，采用高压旋喷桩加固，加固区域为现有道路路面，路面宽17.2m，长178.0m，工程桩总方量约5300m3。
高压旋喷桩为格栅状布置，顺人民路道路中心线方向间距1.6m，垂直道路中心线方向间距1.56m，初步设计桩径φ700，桩长约12m，桩底标高-12m，地坪标高约0.2m。
设计桩数1344根，共约16000m。
旋喷桩工艺采用双重管，水灰比1：
1，喷浆压力22MPa，回转转速20r/min，提升速度30cm/min，气压0.7MPa，3m3/min。
旋喷桩布置形式为如下图所示：
1.2地质情况
该施工场地原为混凝土道路，现路面已经破除。
地质情况如下：
1-1a.填土，底层标高1.58m，厚度0.2～3.0m。
1-2.粘土层底标高0.38m。
2-1.淤泥质粉质粘土，层底标高-11.72m。
2-2.淤泥质粘土夹薄层粉砂，底层标高-13.62m。
4.淤泥质粉质粘土，层底标高-27.12m。
1.3水文气象
甬江上游由余姚江和奉化江在宁波市三江口汇合而成，至镇海外游山入海，全长25.60公里，流域总面积约4518平方公里。
甬江口入海的多年平均径流量为28.6亿立方米，年径流量有两个峰值：
一个出现在6月～7月上旬的梅雨季节，另一个是8～9月受台风影响出现的峰值。
甬江为浙江沿海弱潮河流，潮汐属非正规半日潮，河道底坡平缓，多年平均高潮位2.23m，历史最高潮位为3.36m，最低潮位为-1.72m，300年一遇洪水位为3.83m。
建设场地属于亚热带湿润季风气候区，气候温和湿润，四季分明，雨量充沛，冬夏季交替明显。
多年平均气温16.3℃，极端最高气温39℃，极端最低气温－11.1℃。
台风主要集中在7～9月，平均每年2.8个。
二、施工方法
2.1施工准备
1）场地准备
场地破除原路面后，清除表层杂填土，按工作面需要整平场地。
索取地下管线资料，并在地面上作出明显标志，防止施工时受到破坏。
若有地下管线影响施工，及时与设计单位沟通。
场地平面布置图如下图：
施工总平面布置图
2）测量准备：
根据施工图纸先定出轴线控制点，施工前测量符合控制桩位，确保桩位定位准确。
3）机械设备准备：
喷射注浆前检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足施工需要。
管路系统的密封圈必须良好。
各通道和喷嘴内不得有杂物，并准备适量的常规配件。
检查电源、线路，并做好照明准备工作。
用电、用水通到需要的施工区域。
4）技术准备;
施工前进行成桩工艺性试验，以复核地质资料以及设备、工艺、是否适宜，开挖检查固结体尺寸及连续性，验证喷射注浆方法对地层的适应性和可靠性，通过试喷结果合理选择喷射技术参数。
根据设计资料绘制旋喷桩布桩图，并注明桩位编号、施工顺序及施工说明。
熟悉图纸、技术要求桩位和放样基准点，桩顶控制标高并做好施工技术交底。
2.2高压旋喷桩施工工艺及原理
2.2.1施工顺序
旋喷桩施工计划安排2台套桩机，从地道中心向两侧入口方向施工。
旋喷桩施工相邻两桩施工间隔时间应小于48h，间距应不得小于4～6m，在施工时根据间隔跳孔循环施工，前进四孔再后退施工。
2.2.2高压旋喷桩施工工艺
高压旋喷桩施工工艺如图所示：
高压旋喷桩施工工艺
2.2.2施工工序
高压旋喷采用双重管施工，水泥掺入比为30%，水灰比1：
1，材料采用普通硅酸盐42.5级水泥，28天桩体无侧限抗压强度不小于1.2MPa。
施工工序如下图所示：
双重管旋喷注浆示意图
2.3高喷施工参数选择
2.3.1高喷施工工艺参数
1、高压水泥浆：
取P=22Mpa，Q=90L/min。
2、气：
取P=0.7Mpa，Q=3m3/min。
3、回旋速度：
取n=20r/min。
4、上提速度：
0.30m/min
按上述计算，上提速度V=Q泵（升/min）/Q（升/m）
V=90/（3.14*0.35*0.35**1800*30%*2/1.42）=0.30m/min。
实际施工时，根据试桩确工艺参数。
2.3.2机械设备参数
1、旋喷钻机为XP-20型，该机为全液压无级调速专用机型，装机功率18.5KW，转速0~20r/m，提升速度0~50cm/min。
2、高压浆泵为GPB-90WD型，装机功率90kW，Pmax=42MPa，Q=96Lmin。
3、空压机：
V3.0/10，Pmax=1Mpa，Q=3m3/min。
4、二重管、导流器、喷头。
5、水泥搅拌机：
自制。
6、其它附属工具：
配电箱若干，电焊机1台，手推车4台。
2.3.3水泥用量计算
1、按工程设计要求，采用水灰比为1:
1（重量比）的纯水泥浆作为固化剂。
取水泥的颗粒比重为3Kg/L时，配制后浆液比重为1.42左右，
2、施喷固化体断面面积：
0.384m2
3、水泥量的计算：
按设计要求掺入量为土体湿重30%计算，每米用水泥量207kg。
按泵量90L/min计算，水泥为90*1.42*50%=64kg/min，每米喷浆3.2分钟，提升速度30cm/min。
2.4高压旋喷桩施工
2.4.1钻机钻孔
钻机安放时用吊车配合移动到设计孔位上，调整好钻杆的垂直度及水平位置，对准孔位中心，纵横向偏差不得大于5cm。
为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1.5％以内，钻机就位后，必须作水平及垂直度校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好钻机。
2.4.2水泥浆制备
拌制浆液采用42.5普通硅酸盐水泥拌制，浆液在使用前1小时内开始拌制，灰浆搅拌机搅拌均匀后，倒入盖有筛网的集料斗内中待用。
浆液在喷射前不能停止搅动，防止水泥浆离析。
2.4.3高压旋喷钻机就位
引孔完成后勘探钻机离开，把高压旋喷钻机安放在设计孔位上，用两根5m×20cm的方木作为钻机前进的轨道，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于50mm。
为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1.5％以内，钻机就位后，必须作水平及垂直度校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。
钻机就为时，钻盘要与钻机对正，机座要平稳，垂直施工时，钻杆的斜率不大于1.5％，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，注浆管和喷嘴内不得有任何杂物。
2.4.4喷射注浆作业
将注浆管下到预定深度后，进行地下试喷，一切正常后即可自下而上进行喷射作业。
施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、气浆流量及压力、提升速度、等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，如遇故障及时排除。
上提旋喷施工时，要做好压力、流量和冒浆量的测量工作，并按规定逐次记录，各配套设备开启应有顺序：
空载启动空压机，待运转正常后再空载启动高压泵，然后向孔内送风，使风压和泵压逐渐升到规定值后即可开动注浆泵，待泵量正常后估计水泥浆已流出喷头时，即可按要求边旋转、边提升进行旋喷作业，旋喷中需拆卸注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止送浆，然后逐渐减少风压，最后停机，拆卸完毕继续旋喷时，开机顺序必须遵守操作要求的规定，为防止旋喷固结体脱节，应使旋喷孔段互相搭接大于0.15m，旋喷作业达到设计停浆高度后，即可停风，继续注浆，待水泥浆从孔口返出后，停止注浆，立即将吸水管移至清水箱，开泵抽吸清水，并拔出注浆管，待吸入清水将注浆管中的水泥浆顶出后，即可停泵。
旋喷结束后，卸下的注浆管应立即用清水将其各通道冲洗干净并拧上堵头。
注浆泵、送浆管路和搅拌机等都要用清水彻底清洗。
压气管路和高压泵管路也要分别送风、送水冲洗干净。
旋喷注浆后，由于浆液吸水作用，一般均不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，待水泥浆终凝后，立即清洗凹穴，并及时用水泥浆进行补灌。
2.4.6移动机具
达到设计要求后将钻机等机具设备移动到新孔位上，重复第一步进行下一孔位的施工。
三、进度计划
根据施工进度情况，地道地基加固施工必须在25天内全部完成，保证下道工序能按时进行。
四、资源计划
4.1主要材料计划
地道地基加固施工主要材料如下表所示：
主要材料计划表
表4-1
序号
材料种类
材料规格
单位
需求量
备注
1
水泥
42.5
t
3340
旋喷桩水泥掺入量30%
4.2主要劳动力计划
地道地基加固施工主要劳动力如下表所示：
现场劳动力计划表
表4-2
序号
工种
数量（人）
备注
1
技术员
1
2
质检员
1
3
机长
1
4
旋喷钻机班长
4
5
机械操作工
8
6
普工
6
7
合计
21
4.3主要机械设备计划
防汛堤加固施工主要设备如下表所示：
主要机械设备计划表
表4-3
序号
设备名称
型号
单位
数量
进场时间
备注
1
旋喷桩钻机
台
2
2009.5.15
2
水泥浆搅拌机
台
4
2009.5.15
3
电焊机
台
1
2009.5.15
4
高压注浆机
台
2
2009.5.15
5
手推车
台
4
2009.5.15
五、质量、职业安全健康、环境保证措施
5.1质量保证措施
5.1.1质量安全责任承包制度
工程负责人负责工程质量总控制；技术组负责各工序的质量检查，发现质量问题，立即采取措施，并责令作业班马上改正或返工；作业班长同时也是质量安全员，在各自施工作业岗位上时时注意质量，对出现的质量安全问题，做到当班处理，保证问题不过夜；严格执行奖惩制度，岗位工程质量是确定奖罚的重要依据。
5.1.2值班制度
工程技术人员，必须在施工现场值班，作好施工记录，发现问题及时处理；建立值班记录，由工程技术人员收集汇总，并妥善保存备查。
5.1.3技术交底及培训制度
每个施工阶段开始之前，工程技术人员必须向施工作业班进行技术交底，使全体施工人员了解设计思想和施工方案，掌握工艺要求，熟悉施工技术；定期对施工人员进行技术培训或安全教育，并进行必要考核；对不合格者要及时调整其工作。
5.1.4建立工程例会制度
召开工程例会，参加人员为工程技术及作业班组负责人，必要时扩大到有关施工人员参加；例会的主要议题是：
质量、安全及进度问题，通报当前情况并明确以后工作重点；施工作业班务会，由作业班长主持，工程技术人员参加，会议主要议题是总结当班情况，分析施工难点，明确注意事项。
5.1.5质量控制要点
重点控制桩位、桩径、桩长、桩材及桩的完整性等方面进行控制，以保证施工质量，应做好：
1）施工用材料的质量检验。
水泥的质量应符合有关规范、规程和设计要求，要有合格证和检验报告；质量不合格的产品、材料不得进入施工现场。
2）设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位。
3）钻孔孔位误差不得大于5cm，垂直度偏差不大于1.5%，深度偏差不小于+10cm。
4）保持引孔孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。
5）高喷管下井前需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。
6）旋喷压力要求20Mpa以上，喷射过程中严防喷咀堵塞。
7）高喷管下至距孔底0.5m时，应先启支浆泵送浆，同时旋转下放，下至于孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数同步后方可提升。
8）浆液配制必须严格按照设计配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。
9）高喷作业中，必须注意观察气、浆压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。
10）分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。
当拆卸注浆管后继续旋喷作业时，该处桩体要有10cm的搭接长度。
11）因故停机（卸管或处理故障）后，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.1~0.5m处，重新开机作业，以避免回结体出现断层。
12）土层较硬时，应降低提升速度。
13）确保回结体强度，冒浆不得回收和利用。
14）高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协调一致。
15）高喷结束后，要立即清洗管路设施。
16）各种记录资料及时整理上报。
5.2安全保证体系
高压旋喷桩基施工需要从技术上、制度上、思想上、机构上加强安全管理，防患于未然，安全责任重于泰山。
树立安全工作警钟长鸣，常备不懈的思想意识。
建立安全保证体系、安全领导组织机构、安全保障组织机构，保证上传下达。
建立安全保证检查程序、安全制度法规、施工安全许可制度。
1）高压胶管不能超过压力范围使用使用时弯曲应不小于规定的弯曲半径防止高压管爆裂伤人。
2）高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏力较强，浆液应过滤，使颗粒不大于喷嘴直径，高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动停止工作，因故需较长时间中断旋喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以防硬化剂沉淀管路内，冬季工成，高压不得在负温下工作，施工完了应及时将泵和管路内的积水排出，以防结冰，造施爆管。
3）操纵钻机人员要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性能，严禁违章操作。
4）每周进行一次安全检查，并随之召开一次各部门参加的安全会议，检查总结一周的安全工作，贯彻安全领导小组决定，落实整改措施。
5）加强电气设备等的用电安全，采取有效的接地保护措施，严格按规程操作，所有电气设备必须质量可靠，并有可靠的漏电保护与接地装置。
施工中临时电源尽量用电缆，避免临时电源乱拉乱接。
6）施工现场采取严格的隔离措施和门岗制度，非施工人员一律不允许进入作业现场。
7）高压旋喷桩产生的废浆要排放到指定位置统一处理。
8）按现行国家安全生产管理要求，加强施工要员的安全知识的教育，落实施工人员的劳动保护措施。
9）严格遵守施工操作规程和施工工艺要求，严禁违章施工；
10）各种机具，如钻机、空压机等均需定期检修、调试，合格后方可投入使用过程中的维修工作，严禁带病运行。
11）做好防爆、防火、防电、防坠工作，如气割、电焊等设备正确安放，钻机操作平台平衡、足够宽等。
12）进入施工现场必须配戴安全帽。
13）发生送浆管路（喷嘴）堵塞时，应先把高压泵卸压，然后打开钻杆接头，在确认压力卸载后，才能处理喷嘴堵塞。
严禁未卸压就用针通喷嘴。
5.3环境保护措施及文明施工
认真学习和遵守国家和地方有关环境保护，控制环境污染的规定和政策，在施工前，制定好切实可行的环境保护措施。
施工现场的各种器材应放置有序，工作要有条不紊；当班作业结束时要清理现场，做到文明施工。
1）现场做好围护，把施工区域隔离。
2）做好防尘工作，对扬尘作业需要围护或者喷水除尘。
3）废浆集中排放，严禁直接排放到地下管道。
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