高喷灌浆施工工艺.docx
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高喷灌浆施工工艺
高喷灌浆施工
第1章总体说明
（1）高喷灌浆按设计图纸和现场监理工程师的指示施工。
（2）正式施工前，进行现场生产性试验，以取得合理的施工参数。
（3）施工过程中，若发现实际情况有较大变化，将及时报告现场监理工程师，并按其指示执行。
第2章高喷灌浆施工
第1节施工方法与施工程序
采用三管法高压摆喷灌浆方法施工。
高喷灌浆钻喷施工分二序进行，先施工先导孔和Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，相邻孔施工间隔时间不少于24小时。
钻孔经验收合格后，方可进行高喷灌浆。
高喷施工程序见图4.2-1。
图4.2-1高喷施工程序图
第2节钻喷设备配置
计划按“一钻一喷”进行机具配置，即一个机组的施工设备由一台套工程钻机、空压机配合一套高喷灌浆设备（SGP300-5型）组成。
（1）工程钻机：
选用意大利SOILMEC公司产SM-400型全液压工程钻机，该机的
主要特点是：
①全机采用液电控制系统，操作简便，灵活易用，液压系统故障率低，适于野外施工。
②该机装备功率高，马力强劲。
③动力头的扭矩大，转速调整范围广。
④机器移动方便，就位快。
⑤机体重量适中，便于单机运输。
SM-400钻机基本配置情况
如下所示（见表4.2-1、图4.2-2）。
表4.2-1钻机机械性能一览表
项目
名称
指标
发动机
发动机型号
康明斯6BT5.9
发动机最大功率（kW）
108.8
土力标准功率（kW）
102.2
履带系统
履带板宽度（mm）
400
压地比（MPa）
0.059
移动速度（km/h）
3.1
液压系统
主泵流量（L/min）
1×130+1×90
系统压力（MPa）
28
辅泵流量（L/min）
16.8
液压油箱容量（L）
330
控制方式
先导控制
回转动力头
最大扭矩（kN）
11.9
转速范围（rpm）
0～463
通孔直径（mm）
106
桅杆
动力头行程（mm）
400
最大给进力（kN）
35.8
最大提升力（kN）
79.4
速度范围（m/min）
0～31.7
最大给进速度（m/min）
4.57
液压
夹持器通径（mm）
315
最大夹持力（kN）
200
最大拆卸扭矩（kNm）
43.8
机体
重量（kN）
105
长×宽×高（运输）（mm）
8900×2300×2610
（2）偏心扩孔钻具：
与SM-400钻机相配套的是TUBEX系列偏心扩孔钻具，该钻具有利于钻机充分发挥效能。
TUBEX的原意是覆盖层跟管钻进工艺（即TUBEX法），其独特之处就是钻进过程中套管始终一同跟进，从而起到护壁的作用。
（3）空压机：
与SM-400配合施工的空压机为XHP750S型，是二级螺杆压缩的高风压空压机，主要技术性能见表4.2-2。
该型号空压机性能稳定，故障率低。
表4.2-2XHP750S型空压机主要技术性能指标
（4）高喷台车：
选用SGP300-6型，集旋定摆提升装置、卷扬机和平台车于一体，
结构紧凑，摆动、提升均为无级变速，速度调节范围大、可控性好，操作简单，体积小，步履式行走，搬迁方便。
此台车上组装高频振动锤，频率800Hz，冲击功5.3kN，可有效解决杂填土砂类土层中埋管、夹管等事故，具有极大的优越性，且可直接用于振冲钻进，钻孔效率高，施工速度快。
该机主要技术参数为：
提升速度范围0～30cm/min，摆动速度范围0～120°/s，单绳最大提升重量1.5t，自重6t。
（5）高压泵：
选用3D2-SZ型高压清水泵，三缸往复式泵，运行状态好，压力平稳。
额定压力50.0MPa，最大排量80L/min。
（6）高速搅拌机：
选用ZJ-400型高速搅拌机，搅拌轴转速800r/min。
最大制浆能力10～15m3/h，浆液拌合均匀。
（7）送浆泵：
选用HBW200/40型，为双缸双作用泵，额定压力2.40MPa，最大排量200L/min。
第3节钻孔工艺
高喷灌浆钻孔采用Φ110mm孔径TUBEX偏心扩孔钻具冲击钻进，全孔套管护壁。
终孔后拔出跟管钻具，向套管内注入膏状水泥膨润土浆液，拔出套管即完成钻孔工作。
为保证灌浆质量，要求钻孔偏斜率不大于8‰，所以钻孔精度高。
施工中必须对钻孔孔斜进行严格的控制，除了应采取合理可行的防斜、纠偏措施以外，还将采用高精度测斜仪随时测定实际钻孔轨迹和偏斜情况。
为满足此项要求，我们拟采用DUZ-D型多点照相测斜仪完成此工作。
此测斜仪引进了美国Eastman公司的先进技术，具有精度高、抗干扰性和防震性好、操作简便、照片记录清晰、易读和可连续操作等一系列优点，其性能明显优于其它测斜仪器。
DUZ-D型多点照相测斜仪的精度为：
方位角≤±0.5°，顶角≤0.2°。
测斜的段长一般为5.0～10.0m，可以全孔一次进行，也可根据施工情况一孔分多次测斜。
高喷施工方法与喷射参数
（1）高喷方法
采用三重管定向摆喷的喷射方法。
高压水嘴为直线双喷嘴（180°夹角），按设计摆喷方向进行喷射灌浆。
摆喷墙体采用折线搭接型式，见图4.2-3。
2）高压摆喷参数
按招标文件规定，拟选用以下施工技术参数：
孔距：
1.2m；
а：
两线夹角，20º
ｄ：
孔距，1.2m
图4.2-3折线式连接
d
а
dd
钻孔中心线
水压：
35～40MPa；
水量：
70～80L/min；
风压：
0.5～0.7MPa；
风量：
0.8～1.5m3/min；
浆压：
0.3～1.0MPa；
浆量：
65～80L/min；
喷嘴直径：
1.8～2.0mm（双喷嘴）；
提升速度：
8～10cm/min；
摆动速度：
6º/s；
进浆比重：
1.60～1.70g/cm3。
（3）现场试验
为了验证参数的合理性，保证成墙的可靠性，开工后先进行现场单孔和围井喷射试验，在取得优化参数并经监理工程师批准后予以调整。
拟采取的试验方案为：
试验场地可布置在具有代表性的地层，孔深不小于5.0m；单桩2～3根，分别采用不同的提升速度、压力、流量等参数进行喷射；围井采用4～5个孔围成三角形或四边形，见图4.2-4，而后进行开挖，有条件时可进行渗透试验、墙体强度试验。
第4节摆喷施工工艺、主要工序与
（1）地面试喷、定向：
高喷台车就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，首先应进行地面试喷。
同时，通过调整液压转盘的角度，使高压喷射流对准设计轴线方向。
方向应经过质检员的校核。
（2）开喷：
喷管钻（下）至指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风、供水开喷。
待各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升速度进行定向摆喷喷射灌浆。
（3）高喷灌浆保持全孔连续一次作业。
作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高喷灌浆长度不小于0.2m。
（4）装、卸喷射管时，采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。
（5）在高喷灌浆过程中，出现压力骤降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后及时处理。
（6）当孔内出现严重漏浆，拟采取以下措施进行处理：
停止提升喷射管；降低喷水压力、流量进行原地灌浆；喷射水流中掺加速凝剂；加大浆液密度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；向孔内冲填砂土等堵漏材料。
（7）供浆正常情况下，孔口回浆密度变小、不能满足设计要求时，拟采取加大进浆密度或进浆量的措施予以处理。
（8）如高喷灌浆发生串浆，则首先填堵被串孔，继续串浆孔的高喷灌浆；待其结束后，尽快进行被串孔的扫孔、喷射或继续钻进。
（9）高喷灌浆因故中断后恢复施工时，重复高喷灌浆长度不少于0.3ｍ。
（10）高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。
（11）施工中将如实记录高喷灌浆各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。
第5节水泥浆液制备
高喷灌浆采用标号425#的普通硅酸盐水泥，地层条件许可时，拟利用孔口冒浆与水泥干料混合拌制水泥浆液。
浆液配合比拟为0.6:
1~0.9:
1（水：
水泥），采用高速搅拌机搅拌，纯拌合时间不少于30s，保证连续制浆。
利用孔口回浆制浆时，应根据回浆浆液的比重适当调整水泥加料量，具体加量以所制浆液比重不小于1.65即可。
储浆桶内已制成待用的浆液采用低速搅拌机搅拌，以防止沉淀；制成已超过4小时而尚未使用的浆液予以废弃。
为了提高浆液的稳定性，可在加入水泥干料时加入水泥干料量5%的膨润土粉；在发生大量漏浆的情况下，在浆液中加入土料的数量应满足水泥用量不超过0.60t/m的要求。
不同配比的浆液应留取样品，制成试件，进行浆液和浆液凝固体的物理、力学性能试验。
浆液性能试验的内容为：
比重、粘度、稳定性、初凝时间及终凝时间。
第3章墙体质量检查
按招标文件要求，现场质量检查在成墙28天后进行，拟采用开挖、钻孔取芯和压水试验等检查方法。
第1节检查点的布置
（1）墙体轴线上，施工中出现异常的部位；
（2）地质情况复杂，易对高喷质量产生影响的部位；
（3）监理人认为有必要检查的部位。
第2节检查频度及合格标准
钻孔取芯及孔内压水试验，检查孔数为高喷孔总数的5%，当检查孔数不合格率大于10%时，增加检查孔数量，直到不合格率小于10%，对不合格者应进行补喷。
合格标准：
芯样连续完整，压水试验满足墙体抗渗要求；室内试验成果满足力学强度和抗渗要求。
冲击钻成孔灌注桩施工
冲击钻成孔灌注拉系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用淘渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成桩。
冲击钻成孔灌注桩的特点是：
设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实、稳定，塌孔少，不受施工场地限制，无噪声和振动影响等，因此被广泛地采用，本工艺标准适用于工业与民用建筑中的黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土以及含有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层地基采用冲击成孔灌注桩的工程。
第4章材料要求
水泥：
425号普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥，新鲜无结块。
砂子：
用中砂或粗砂，含泥量小于5％。
石子：
卵石或碎石，粒径5～40mm，含泥量不大于2％。
钢筋：
品种和规格均符合设计要求，并有出厂合格证及试验报告。
外加剂、掺合料：
根据施工需要通过试验确定，外加剂应有产品出厂合格证。
火烧丝：
规格18～22号。
垫块：
用1：
3水泥砂浆埋22号火烧丝预制成。
第5章主要机具设备
1．机械设备
CZ—22、CZ—30型冲击钻孔机或简易的冲击钻机、3～5t双筒卷场机、混凝土搅拌机、插入式振捣器、洗石机、皮带式运输机、翻斗汽车、机动翻斗车、水泵以及钢筋加工系统设备等。
2．主要工具
冲锤或冲击钻头、钢护筒、掏（抽）渣筒、钢吊绳；测渣铁航、混凝土浇灌台架、下料斗、卸料槽、导管、预制混凝土塞从小平锹、磅秤。
三、作业条件
1．施工前，必须取得所需的地质勘察报告、桩基施工图，并编制施工技术方案或措施。
2．施工场地内所有地上障碍物和地下埋设物（如管线、电缆、旧坛上、石块、树根等）已经排除，附近有隔震要求的建筑物和危房已采取保护措施。
3．场地已经整平，周围已设排水设施，对场地中影响施工机械进场的松软土层已进行适当碾压处理。
4．施工临时供水、供电、运输道路及小型临时设施已经铺设或修筑，泥浆池及废浆处理池等已设置。
5．桩基测量控制桩、水准基点桩已经设置并经复核，桩位已钉小木桩或撒白灰标志。
6．已在现场进行成孔试验，数量不少于2个，摸清地质情况并取得有关成孔技术参数。
第6章作业条件
1．施工前，必须取得所需的地质勘察报告、桩基施工图，并编制施工技术方案或措施。
2．施工场地内所有地上障碍物和地下埋设物（如管线、电缆、旧坛上、石块、树根等）已经排除，附近有隔震要求的建筑物和危房已采取保护措施。
3．场地已经整平，周围已设排水设施，对场地中影响施工机械进场的松软土层已进行适当碾压处理。
4．施工临时供水、供电、运输道路及小型临时设施已经铺设或修筑，泥浆池及废浆处理池等已设置。
5．桩基测量控制桩、水准基点桩已经设置并经复核，桩位已钉小木桩或撒白灰标志。
6．已在现场进行成孔试验，数量不少于2个，摸清地质情况并取得有关成孔技术参数。
第7章施工操作工艺
1．冲击钻成孔灌注桩施工工艺程序是：
场地平整→桩位放线，开挖浆地、浆沟→护筒埋设→钻机就位，孔位校正→冲击造孔，泥浆循环，清除废浆、泥渣，清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌注水下混凝土→成极养护。
2成孔时应先在孔口设圆形6～8mm钢板护筒或砌砖护圈，护筒（圈）内径应比钻头直径大200mm，深一般为1．2～1．5m，然后使冲孔机就位，冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0．4～0．6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁,泥浆密度和冲程可按表3－26选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护简下3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1．5～2．0m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外。
各类土层中的冲程和泥浆密度选用表表3－26
项次
项目
冲程
泥浆密度
备注
1
在护筒中及护筒刃脚下3m以内
0.9~1.1
1.1~1.3
土层不好时宜提高泥浆密度，必要时加入小片石和粘土块
2
粘土
1~2
清水
或稀泥浆，经常清理钻头上泥块
3
砂土
1~2
1.3~1.5
抛粘土块，勤冲勤掏渣，路塌孔
4
砂软石
2~3
1.3~1.5
加大冲击能量，勤掏渣
5
风化岩
1~4
1.2~1.4
如岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30crn块石使之略平，然后低锤快击使其成一紧密平台，再进行正常冲击，同时加大冲击能量，勤掏渣
6
塌孔回填重成孔
1
1.3~1.5
反复冲击，加粘土块及片石
3．冲孔时应随时测定和控制泥浆密度，每冲击1～2m深应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。
排渣用抽渣筒法，是用一个下部带活门的钢筒，将其放到孔底，作上下来回活动，提升高度在2m左右，当抽筒向下活动时，活门打开，残渣进入筒内；向上运动时，活门关闭，可将孔内残渣抽出孔外。
排渣时，必须及时向孔内补充泥浆，以防亏浆造成孔内坍塌。
4．在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度。
如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。
对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击，间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。
5．成孔后，应用测绳下挂0．5kg重铁航测量检查孔深，核对无误后，进行清孔。
可使用底部带活门的钢抽渣筒，反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清除干净。
密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在1．15～1．25之间。
6．清孔后应立即放人钢筋宠，并固定在孔口钢护筒上，使在浇灌混凝土过程中不向上浮起，也不下沉。
钢筋笼下完并检查无误后，应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过4h，以防泥浆沉淀和塌孔。
混凝土灌注一般采用导管法在水中灌注，具体方法同“3．31地下连续墙施工”。
第8章质量标准
（一）保证项目
1．灌注桩用的原材料和混凝土强度，必须符合设计要求和施工规范的规定。
2．成孔深度必须符合设计要求，以摩擦力为主的桩，沉渣厚度严禁大于300mm；以端承力为主的桩，沉渣厚度严禁大于100mm。
3．实际浇筑混凝土量严禁小于计算体积。
4．浇筑后的桩顶标高、钢筋笼（插筋）标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。
（二）允许偏差项目
冲（钻）孔灌注极的允许偏差及检验方法见表3－27。
冲（钻）孔灌注极的允许偏差及检验方法表3－27
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
2
3
4
钢筋笼
主筋间距
±10
尺量检查
砸筋间距
±20
直径
±10
长度
±50
5
桩的位置偏移
泥浆护壁成孔（干成孔、爆扩成孔）灌注桩
垂直与桩基中心线
1~2跟桩
D/6且不大于200
拉线和尺量检查
单排桩
群桩基础的边桩
沿桩基中心
条形基础的桩
D/4且不大于300
群桩基础的中间桩
6
垂直度
H/100
吊线和尺量检查
注：
1．d为桩的直径；H为桩长；2．检查数量：
按桩数抽查10％，但不少于3根。
第9章成品保护
1．冬期施工，桩顶混凝土未达到设计强度等级40％时，应采取适当保温措施，防止受冻。
2．刚浇完混凝土的灌注桩，不宜立即在其附近冲击相邻桩孔，宜采取间隔施工，防止因振动或主体例向挤压而造成极变形或裂断。
第10章安全措施
1．认真查清邻近建（构）筑物情况，采取有效的防震安全措施，以避免冲击（钻）成孔时震坏邻近建（构）筑物，造成裂缝、倾斜，甚致倒塌事故。
2．冲击（钻）成孔机械操作时应安放平稳，防止冲孔时突然倾倒或冲锤突然下落；造成人员伤亡和设备损坏。
3．采用泥浆护壁成孔，应根据设备情况、地质条件和孔内情况变化，认真控制泥浆密度流内水头高度、护筒埋设深度、钻机垂直度、钻进和提钻速度等，以防塌孔，造成机具塌陷。
4．冲击锤（钻）操作时，距落锤6m范围内不得有人员走动或进行其他作业，非工作人员不准进入施工区域内。
5．冲（钻）孔灌注桩在已成孔尚未灌注混凝土前，应用盖板封严，以免掉土或发生人身安全事故。
6．所有成孔设备，电路要架空设置，不得使用不防水的电线或绝缘层有损伤的电线。
电闸箱和电动机要有接地装置，加盖防雨罩；电路接头要安全可靠，开关要有保险装置。
7．恶劣气候冲（钻）孔机应停止作业，休息或作业结束时，应切断操作箱上的总开关，并将离电源最近的配电盘上的开关切断。
8．混凝土灌注时，装、拆导管人员必须戴安全帽，并注意防止扳手、螺丝等掉入桩孔内；拆卸导管时，其上空不得进行其他作业，导管提升后继续浇注混凝土前，必须检查其是否垫稳或挂牢。
第11章施工注意事项
1．冲击钻具应注意必须连接牢固，总重量不得超过钻机或卷扬机使用说明书规定的重量，钢丝绳不得超负荷使用，以免发生意外事故。
2．下钻时应注意先将钻头垂直吊稳后，再导正下人孔内。
进入孔内后，不得松刹车，高速下放。
提钻时应先缓慢提数米，未遇阻力后，再按正常速度提升。
如发现有阻力，应将钻具下放，使钻头转动方向后再提，不得强行提拉。
3．钻进中，当发现塌孔、扁孔、斜孔时，应及时处理。
发现缩颈时，应经常提动钻具，修护孔壁，每次冲击时间不宜过长，以防卡钻。
4．整个成孔过程中，应注意始终保持孔内液面比地下水位高1．5～2．0m，以液柱的静压和渗压保持孔壁稳定。
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