单重管高压旋喷桩试桩方案.docx
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单重管高压旋喷桩试桩方案
目录
1编制依据1
2工程概况1
3工程地质和水文地质概况1
3.1地形地貌1
3.2地层代号及土石等级2
3.3水文地质条件3
4试桩目的4
5施工方案5
6施工方法及工艺流程6
7施工质量控制及注意事项8
7.1、施工质量标准8
7.2、施工注意事项9
8高压旋喷桩安全保证措施11
9文明施工及环境保护措施12
10资料收集整理12
单重管高压旋喷桩试桩方案
为了使高压旋喷桩施工规范、有序、高质量全面展开施工，单重管高压旋喷桩试桩施工，通过试桩进一步探明地质情况，熟练并掌握高压旋喷桩施工方法、工艺流程、技术参数、质量检测等作业要求。
为全面展开高压旋喷桩施工积累并提供指导和管理经验，特编制此试桩方案。
1.编制依据
（2）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999，2003年版）；
（3）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
（4）《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218-2008）；
（5）《建筑施工安全检查标准》《JGJ59-99》；
（6）《高速铁路工程测量规范》（TB2009）；
2.工程概况
本区间起讫明挖区间基坑支护采用土钉支护、桩+内支撑、桩+锚索三种支护型式。
3.工程地质和水文地质概况
3.1地形地貌
自西向东横跨断陷湖积盆地中部。
盆地位于金沙江、南盘江的分水岭地带,是在中新世末期云南准平面形成以后,沿普渡河断裂带发生断陷而形成的新生代盆地,呈南北向狭长腰子形,南北长70km,东西宽15～25km,面积约1500m²,其中西南部还保存着约306km²的滇池水面,海拔1886m。
盆地四周有山地环绕,山峰海拔2500-2800m。
自盆地内部向周围山区,发育显著多层夷平面地貌。
本段线路位于昆明盆地东侧丘陵地带，属风化剥蚀残丘坡麓与残丘间沟谷过渡地貌，地形以圆丘为主,间夹低凹沟槽，海拔高程在1900～1970m之间,自然坡度10～25°。
3.2地层代号及土石等级
本区间影响深度范围内各地层由新至老描述如下：
第1单元层,第四系全新统人工堆积层（Q4ml）：
主要为杂填土、素填土，属I级松土；
第5单元层,第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）：
主要为粉质粘土、淤泥质粘土、粘土，属II级普通土；
第6单元层,第四系全新统坡残积土（Q4dl+el）：
主要为粘土、粉质粘土，属II级普通土；
第7单元层,第四系全新统溶洞堆积层（Q4ca）：
主要为粘土、角砾，属II级普通土；
第8单元层,第四系上更新统冲洪积层（Q4al+pl）：
主要为粉质粘土、粘土，属II级普通土；
第13单元层,第四系下更新统冲洪湖积层（Q4al+pl+l）：
主要为砾砂、粘土、粉质粘土、碎石，属II级普通土；
第19单元层,泥盆系上统宰格组（D3z）：
主要为白云质灰岩（IV级软石）、溶蚀破碎带（II级普通土）、白云质灰岩（V级次坚石）。
3.3水文地质条件
本区间分布的地表径流属金沙江水系支流，均汇入滇池。
地下水为主要为上层滞水、孔隙水和岩溶裂隙水。
上层滞水：
赋存与结构松散的人工填土层中，富水性较弱，含水量小，其动态受季节控制，主要接受大气降水补给，对拟建工程影响小。
孔隙水：
赋存与第四系松散堆积层中，其以粘性土为主，含水性及透水性差，富水性弱，仅局部砂土和粉土层中含较丰富孔隙水。
地下水位较高。
岩溶裂隙水：
赋存与<19-1-1>溶蚀破碎带中，地下水赋存情况受基岩裂隙发育程度控制，富水性弱～中等，主要接受大气降水补给，初步勘查阶段通过单孔抽水试验测得该含水层渗透系数为3.5m/d，单井涌水61.34m3/d。
场地内钻孔揭示的地下初见水位埋深为1.2～11m，稳定水位埋深为1.5～18m，稳定水位埋深标高为1888.7～1911.77m，部分地段初见水位与稳定水位埋深相差较大的原因为上层滞水水位较高和下伏灰岩裂隙内漏水，地势起伏较大的影响，地下水主要受大气降水及左侧凹槽内的地下水补给，旱季场地地下水往左侧凹槽内排泄和运移，地下水位较深，雨季场地内地下水受其补给，地下水位、水量随季节因素变化较大。
据现场访谈调查，段为沟谷地段，地势较低，地下水位较高，洪水水位一般为地面以下1m，推荐抗浮水位为1909.3～19911.2m。
综上所述,明挖区间隧道地下水分段评价如下：
位于风化残丘间沟谷地貌,上部土层主要为人工填土,冲洪积的粘土、粉质粘土、粉土、砾砂等,下伏基岩为白云质灰岩,地下水主要为岩溶裂隙水及第四系孔隙潜水,主要受大气降水及沟谷地下水补给,富水性弱～中等,地下水位高,水量随季节因素影响较大,对工程有不利影响。
：
位于风化残丘斜坡地段,地势较高,上部土层主要为人工填土,破残积粉质粘土、粉土,下伏基岩为白云质灰岩,地下水主要为上层滞水及岩溶裂隙水,受大气降水补给,地下水向左侧凹槽内排泄,勘察期间适逢旱季,部分钻孔只揭示初见水位,未见稳定水位,地下水富水性弱,地下水位较低,对工程影响小。
根据国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）该段地下水对混凝土结构、对钢筋混凝土结构中的钢筋、对钢结构具微腐蚀性；根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476—2008），一般环境对配筋混凝土结构的环境作用等级为I-B。
4.试桩目的
为了更科学的指导施工，严格控制高压旋喷桩施工质量，在正式施工前，必须进行现场不少于2根的工艺性试桩,其目的是：
（1）确定满足设计强度要求的水泥掺量、水泥浆的配合比以及水泥浆比重。
（2）确定机械性能能否满足要求。
（3）确定合适的高压水泥浆泵浆压力值。
（4）确定合适的输浆泵的输浆量。
（5）确定合适的钻杆提升速度、旋转速度等参数。
（6）验证成桩的均匀性、连续性和桩径大小以及28天桩体抽芯无侧限抗压强度
5.施工方案
（1）根据设计图纸和施工现场实际情况将高压旋喷桩试桩地点选择在位置。
试桩根数为3根，桩径60cm，桩间距为450mm，设计桩长13米。
详见高压旋喷桩试桩平面布置图
（2）测量放样、平整场地、清除障碍物。
（3）作业人员技术交底和安全技术培训，施工机械设备检修，铺设钻机走行轨道，钻机就位。
（4）接通电源和水路，进行机械试运转；备足灌浆所需材料。
（5）拟试桩开工日期为2013年4月27日，试桩结束日期2013年4月27日。
（6）施工人员组织及机械设备配置
高压旋喷桩试桩人员配备表表5-1
高压旋喷桩设备配备一览表表5-2
序号
机械名称
规格
数量
1
钻机
MGJ-50
1台
2
水泥
P·O42.5
足量
3
高压水泥浆泵
XPM-90D
1台
4
搅浆机
WJG80
2台
5
空压机
Y180L-4
1台
6
潜水泵
QS-20
1台
7
高压胶管
200米
8
电焊机
BX3-300
1台
9
发电机
200KW
1台
10
比重计
试验室自有
1个
11
水泥浆试模
3组
6.施工方法及工艺流程
根据设计图纸要求，用于施工旋喷桩的泵压应大于20MPa，并具备良好的泵压条件性和高压长时间连续工作性能。
水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水泥掺量不得小于400kg/m3，水泥浆液的水灰比取0.8～1.0，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6，返浆比重宜大于1.3，旋喷桩施工完成后的旋喷体渗透系数应小于1×10-8m/s，旋喷范围内应能充满桩间。
为合理有效的总结试桩参数，拟定高压水泥浆泵压力为不小于20MPa；水泥掺量112～115kg/延米，水泥浆液的水灰比取1：
1，灌入水泥浆液的比重取1.5g/cm3，返浆比重大于1.3，钻杆提升速度按不大于25cm/min速度进行控制，钻孔垂直度≤0.5％，进行工艺性试桩。
其主要施工方法及步骤如下：
（1）将使用的钻机安置在测设的孔位上，使钻头对准桩位，本次试桩桩位三根。
为保证钻孔达到要求的垂直度，钻机就位后做水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。
以吊线锤校正机架垂直度，每工作班检查不少于2次，使垂直度偏差不超过0.5%，孔位偏差小于5cm。
（2）钻机就位后，进行低压射水试验，检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（3）钻孔下管：
钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置（钻孔杆与注浆管合二为一），在下管过程中，需防止管外泥砂堵塞喷嘴，确保下管顺利，同时输送压缩气流，直至注浆喷头下到预定位置（预定加固范围最深点）。
（4）制浆：
本段高压旋喷桩喷射注浆材料采用海螺牌散装P·O42.5级普通硅酸盐水泥，暂按水灰比1：
1配置，利用玻美氏比重计实测水泥浆比重，水泥浆比重控制在1.5～1.60g/cm3。
（5）喷射注浆：
将注浆管下入到预定深度后，即可自下而上进行喷射作业。
喷射过程中注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，应符合操作规程要求。
当注浆压力和电机转速稳定并达到试桩设计参数时，再按试桩设计提升速度开始提升钻杆，边旋转喷浆边提升。
（6）喷浆结束与拔管：
喷浆由下而上至设计高度后，停止喷浆，拔出喷浆管，喷浆即告结束，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要及时，不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出。
（7）注浆设备清洗：
当喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。
图6-1单重管高压旋喷桩施工工艺流程图
7.施工质量控制及注意事项
7.1施工质量标准
（1）主控项目
高压旋喷桩使用的水泥为P·O42.5级普通硅酸盐散装水泥。
水泥经项目部试验室监测合格并报请监理同意后方可使用，水泥浆的水灰比符合设计要求。
高压旋喷桩的数量、桩径、桩位、布桩形式必须符合设计要求。
（2）一般规定
高压旋喷桩试桩施工结束后应及时进行参数调整，以确认最佳参数。
（3）允许偏差和检验方法
高压旋喷桩施工的允许偏差和检验方法表7-1
项次
检查项目
允许偏差
检查方法和频率
1
桩位
50mm
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
0.5%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
4
桩长
不小于设计
查施工记录
7.2施工注意事项
（1）钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在50mm内。
（2）旋喷桩施工前必须确定旋喷施工参数：
旋喷速度、提升速度、喷嘴直径
等。
（3）旋喷桩管达到预定深度后，应进行高压射水试验，合格后方可喷射浆液，待达到预定压力排量后，再逐渐提升旋喷管，深层旋喷时应先喷浆后旋喷和提升，防止注浆管扭断。
（4）旋喷冒浆处理
旋喷时高压喷射流在地基中切削土体，其加固范围就是喷射距离加上渗透部分长度为半径的圆柱体。
一部分细小的土粒被喷射浆液所置换，随着液流被带到地面上（俗称冒浆），其余与浆液搅拌混合。
在旋喷过程中往往有一定数量土粒随着一部分浆液沿着注浆管冒出地面，通过对冒浆观察，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆者，应查明原因，采取相应的措施。
地层中有较大的空隙而引起不冒浆，则可在浆液中掺加适量的速凝剂，使浆液在一定范围内凝固。
另外，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。
冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴直径、加快提升和旋喷速度等措施，减小冒浆量。
（5）在插管旋喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，压力和流量必须符合设计值，否则要拔管清洗，再重新进行插管和旋喷。
插管过程中，为防止泥砂堵塞，可边射水边插管，以免泥砂堵塞。
（6）选用水泥应经试验及过筛，其细度应在标准筛（孔径0.08mm）的筛余量不大于15
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