高壓旋噴樁施工方案24992

1、1、 工程概況 天津?yàn)I灃雅苑一期工程包括1-3、5-10、12-16、20-23號(hào)樓、地庫(kù)一至四、地庫(kù)六及配建1，工程地點(diǎn)位于天津市津南區(qū)八里臺(tái)鎮(zhèn)國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)內(nèi)，北至津港輔道，東至其他建設(shè)用地，南至閣榭路，西至八里臺(tái)東路。本次項(xiàng)目用地位于地塊西南部分?？偨ㄖ娣e44310.66m2,其中最大單體建筑面積為4466.88m2；本工程結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)；層數(shù)為-1、2、3、4、6層；最大建筑高度20.2米，最大跨度9.5米，最大基坑深度4.9米。土方開(kāi)挖22.08萬(wàn)方。高壓旋噴樁施工技術(shù)是70年代日本首先提出，它是在靜壓灌漿的基礎(chǔ)上，引進(jìn)水力采煤技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的，是利用射流作用切割摻攪

2、地層，改變?cè)貙拥慕Y(jié)構(gòu)和組成，同時(shí)灌入水泥漿或復(fù)合漿形成凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和防滲的目的，本工程采用最新型PH-5D型高壓旋噴樁機(jī)。2、 編制根據(jù)及工藝特點(diǎn)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)圖紙；見(jiàn)附圖 （1）施工機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便。（2）具有較好的耐久性，且料源廣闊，價(jià)格低廉。（3）噪聲小，無(wú)污染。3、適用范圍（1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間影響小，可廣泛應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。（2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為基

3、礎(chǔ)防滲之用；可作為施工中的臨時(shí)措施（如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理。（3）當(dāng)用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過(guò)大和已涌水的地基工程時(shí)，宜通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。4、工藝原理及設(shè)計(jì)要求4.1加固原理高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水、的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān)，其中包括噴射壓力P、提升速度S、被加固

4、土的抗剪強(qiáng)度、噴咀直徑d和漿液稠度B。加固范圍與噴射壓力P、噴咀直徑d成正比，與提升速度S、土的抗剪強(qiáng)度和漿液稠度B成反比。加固體強(qiáng)度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān)。高壓泥漿泵漿桶水箱攪拌機(jī)水泥倉(cāng)旋噴固結(jié)體注漿管鉆機(jī)噴頭圖1 單管旋噴注漿示意圖4.2成樁機(jī)理高壓噴射注漿的成樁機(jī)理包括以下四種作用：（1）高壓噴射流切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)壓以脈沖形式?jīng)_擊破壞土體，使土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。（2）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過(guò)程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴咀移動(dòng)方向相反的方向（即阻力小的方向）移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)。（3）充填、滲透固結(jié)作用。高壓

5、水泥漿迅速充填沖開(kāi)的溝槽和土粒的空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。（4）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過(guò)程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分的抗壓強(qiáng)度高于中心部分。旋噴樁固結(jié)體情況圖4所示。滲透部分?jǐn)嚢杌旌喜糠钟不瘎┲黧w部分圖4 旋噴樁體固結(jié)情況圖壓縮部分4.3工藝設(shè)計(jì)要求4.3.1 ：加固體直徑的確定旋噴樁直徑與現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)、土體強(qiáng)度和噴射壓力、流量、提升速度和漿液稠度等諸多因素有關(guān)，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)可參考表1選用。4.3.2 布置形式樁的平面布置形式需根據(jù)加固的目的給予考慮，分離布置的單樁可用于基礎(chǔ)的承重，排樁、

6、板墻可用作防水帷幕，整體加固則常用于防止基坑底部的涌土或提高土體的穩(wěn)定性，水平封閉樁可用于形成地基中的水平隔水層。圖5為一般樁的平面布置形式。表1 旋噴樁直徑參考值（m） 噴注種類(lèi)土的類(lèi)別單管法二重管法三重管法粘性土0N51.2±0.210N200.8±0.220N300.6±0.2砂土0N101.0±0.210N200.8±0.220N300.6±0.2砂礫20N300.6±0.2注：表中N為標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測(cè)錘擊數(shù)。5、工藝流程高壓旋噴樁施工工藝流程圖見(jiàn)圖6。泥漿排放處理鉆機(jī)就位調(diào)整鉆架角度鉆 孔插 管試 噴高壓噴射注漿作業(yè)噴

7、射結(jié)束拔 管樁機(jī)移位機(jī)具清理準(zhǔn)備工作制 漿一級(jí)過(guò)濾二級(jí)過(guò)濾高壓泵對(duì)漿液加壓圖6 施工工藝流程圖6、操作要點(diǎn)6.1施工前準(zhǔn)備工作（1）在設(shè)計(jì)文件提供的各種技術(shù)資料的基礎(chǔ)上作補(bǔ)充工程地質(zhì)勘探，進(jìn)一步了解各施工工點(diǎn)地基土的性質(zhì)、埋藏條件。（2）準(zhǔn)備充足的水泥加固料和水。水泥的品種、規(guī)格、出廠時(shí)間經(jīng)試驗(yàn)室檢驗(yàn)符合國(guó)家規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,并有質(zhì)量合格證。嚴(yán)禁使用過(guò)期、受潮、結(jié)板、變質(zhì)的加固料。一般水泥為硅酸鹽水泥32.5。水要干凈，酸堿度適中，pH值在510之間。（3）根據(jù)補(bǔ)充勘探資料，在選擇的試驗(yàn)工點(diǎn)加固范圍內(nèi)的各代表性地層用薄壁取土器采取必需數(shù)量的原狀土送試驗(yàn)室，對(duì)取得的土樣在進(jìn)行試驗(yàn)之前應(yīng)妥善保存，使

8、土樣的物理和化學(xué)性能盡可能保持不變。（4）室內(nèi)配合比試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的噴漿量或現(xiàn)場(chǎng)土樣的情況，按不同含水量設(shè)計(jì)并調(diào)整幾種配合比，通過(guò)在室內(nèi)將現(xiàn)場(chǎng)采取的土樣進(jìn)行風(fēng)（烘）干、碾碎，過(guò)25mm篩的粉狀土樣，按設(shè)計(jì)噴漿量、水灰比攪拌、養(yǎng)護(hù)、力學(xué)試驗(yàn)，確定施工噴漿量、水灰比。一般水灰比可取1.01.5。為改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高強(qiáng)度，可適當(dāng)摻入木質(zhì)素磺硫鈣、石膏、三乙醇胺、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、陶土、堿等外摻劑。若試驗(yàn)之前土樣的含水量發(fā)生了變化，應(yīng)調(diào)整為天然含水量。（5）試樁試驗(yàn)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)確定的施工噴漿量、水灰比制備水泥漿液在試驗(yàn)工點(diǎn)打設(shè)數(shù)根試樁，并根據(jù)試樁結(jié)果，調(diào)整加固料的噴漿量，確

9、定攪拌樁攪拌機(jī)提升速度、攪拌軸回轉(zhuǎn)速度、噴入壓力、停漿面等施工工藝參數(shù)。（6）推土機(jī)、挖掘機(jī)配合自卸汽車(chē)清除地表0.3m厚的種植土，雜物，并將原地面按設(shè)計(jì)要求整平，填出路拱。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，施作臨時(shí)排、截水設(shè)施，并在施工范圍以外開(kāi)挖廢泥漿池以及施工孔位至泥漿池間的排漿溝。（7）按設(shè)計(jì)要求完成施工放樣，用木樁定出樁位，用白石灰作出明顯標(biāo)識(shí)。6.2施工工藝（1）鉆機(jī)定位。移動(dòng)旋噴樁機(jī)到指定樁位，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心，同時(shí)整平鉆機(jī)，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%1.5%。就位后，首先進(jìn)行低壓（0.5MPa）射水試驗(yàn)，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。（2）制備水泥漿。樁機(jī)移位時(shí)，即

10、開(kāi)始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥漿。首先將水加入桶中，再將水泥和外摻劑倒入，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)攪拌1020分鐘，而后擰開(kāi)攪拌桶底部閥門(mén)，放入第一道篩網(wǎng)（孔徑為0.8mm），過(guò)濾后流入漿液池，然后通過(guò)泥漿泵抽進(jìn)第二道過(guò)濾網(wǎng)（孔徑為0.8mm），第二次過(guò)濾后流入漿液桶中，待壓漿時(shí)備用。（3）鉆孔。當(dāng)采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔時(shí)，鉆頭在預(yù)定樁位鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高（預(yù)鉆孔孔徑為15cm）。（4）插管。當(dāng)采用旋噴注漿管進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，鉆孔和插管二道工序可合而為一。當(dāng)?shù)谝浑A段貫入土中時(shí)，可借助噴射管本身的噴射或振動(dòng)貫入。其過(guò)程為：?jiǎn)?dòng)鉆機(jī)，同時(shí)開(kāi)啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿沿導(dǎo)向架振動(dòng)、射流成孔下沉；直到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，觀

11、察工作電流不應(yīng)大于額定值。三重管法鉆機(jī)鉆孔后，拔出鉆桿，再插入旋噴管。在插管過(guò)程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可用較小壓力（0.51.0MPa）邊下管邊射水。（5）提升噴漿管、攪拌。噴漿管下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，停止鉆進(jìn)，旋轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵壓力增到施工設(shè)計(jì)值（2028MPa），坐底噴漿30s后，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和試樁確定的提升速度提升鉆桿。若為二重管法或三重管法施工，在達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，接通高壓水管、空壓管，開(kāi)動(dòng)高壓清水泵、泥漿泵、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并用儀表控制壓力、流量和風(fēng)量，分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)開(kāi)始提升，繼續(xù)旋噴和提升，直至達(dá)到預(yù)期的加固高度后停止。（6）樁頭部分處理。當(dāng)旋噴管提升

12、接近樁頂時(shí)，應(yīng)從樁頂以下1.0m開(kāi)始，慢速提升旋噴，旋噴數(shù)秒，再向上慢速提升0.5m，直至樁頂停漿面。（7）若遇礫石地層，為保證樁徑，可重復(fù)噴漿、攪拌：按上述46步驟重復(fù)噴漿、攪拌，直至噴漿管提升至停漿面，關(guān)閉高壓泥漿泵，停止水泥漿的輸送，將旋噴漿管旋轉(zhuǎn)提升出地面，關(guān)閉鉆機(jī)。（8）清洗。向漿液罐中注入適量清水，開(kāi)啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。（9）移位。移動(dòng)樁機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工。（10）補(bǔ)漿。噴射注漿作業(yè)完成后，由于漿液的析水作用，一般均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴，要及時(shí)用水灰比為1.0的水泥漿補(bǔ)灌。6.3推薦的主要施工技術(shù)

13、參數(shù)（1）單重管法。漿液壓力2028MPa，漿液比重1.301.49，旋噴速度30rmin，提升速度50cm/min。7、推薦使用的主要機(jī)具設(shè)備主要機(jī)具設(shè)備見(jiàn)表2。表2 主要機(jī)具設(shè)備表設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格所用機(jī)具單管法二重管法三重管法高壓泥漿泵SNS-H300水流Y-2型液壓泵20MPa50MPa高壓水泵3XB型 3W6B50MPa3XB型 3W7B20MPa鉆機(jī)MDJ50-XP或PH-5D注漿管高壓膠管1922mm工作壓力8、勞動(dòng)力組織單機(jī)作業(yè)每班人員組織分工見(jiàn)表3。表3 單機(jī)作業(yè)每班人員組織分工表序號(hào)職務(wù)人數(shù)職 責(zé)1班長(zhǎng)1全面掌握施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全2鉆機(jī)司機(jī)1操作鉆機(jī)，維修保養(yǎng)和排除故障3泵

14、工1操作泥漿泵、清水泵及維修保養(yǎng)4空壓機(jī)司機(jī)1操作空壓機(jī)及維修保養(yǎng)（單重管法不需要）5電工1負(fù)責(zé)鉆機(jī)、電源、電路、工地照明及電氣故障排除6鉗工1全面維修保養(yǎng)機(jī)具設(shè)備7普工2倒運(yùn)水泥，操作泥漿攪拌罐及倒灰和過(guò)濾8普工2協(xié)助鉆機(jī)工作（卸接鉆桿、沖洗等）9技術(shù)人員1掌握施工技術(shù)、質(zhì)量，填寫(xiě)工程日志和記錄合 計(jì)119、質(zhì)量要求及質(zhì)量控制要點(diǎn)9.1旋噴樁施工質(zhì)量要求旋噴樁施工質(zhì)量要求應(yīng)滿(mǎn)足表4要求。表4 旋噴樁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表序號(hào)項(xiàng)目允許偏差檢查數(shù)量檢查方法及說(shuō)明1固結(jié)體位置（縱橫方向）50mm用經(jīng)緯儀檢查（或鋼尺丈量）2固結(jié)體垂直度1.5%用經(jīng)緯儀檢查噴漿管3固結(jié)體有效直徑±60mm開(kāi)挖0.5

15、1m深后尺量4樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)規(guī)定5復(fù)合地基承載力不小于設(shè)計(jì)規(guī)定6滲透系數(shù)不小于設(shè)計(jì)規(guī)定按設(shè)計(jì)要求數(shù)量注：鉆芯取樣做樁體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、復(fù)合地基平板荷載試驗(yàn)和滲透系數(shù)試驗(yàn)應(yīng)在成樁28天后進(jìn)行，若設(shè)計(jì)有其他要求，按設(shè)計(jì)要求的時(shí)間進(jìn)行檢查。9.2質(zhì)量控制要點(diǎn)（1）正式開(kāi)工前應(yīng)認(rèn)真作好試樁工作，確定合理的施工技術(shù)參數(shù)和漿液配比。（2）旋噴過(guò)程中，冒漿量小于注漿量的20%為正?，F(xiàn)象，若超過(guò)20%或完全不冒漿時(shí)，應(yīng)查明原因，調(diào)整旋噴參數(shù)或改變噴嘴直徑。（3）鉆桿旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷，拆卸接長(zhǎng)鉆桿或繼續(xù)旋噴時(shí)要保持鉆桿有1020cm的搭接長(zhǎng)度，避免出現(xiàn)斷樁。（4）在旋噴過(guò)程中，如因機(jī)械

16、出現(xiàn)故障中斷旋噴，應(yīng)重新鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，重新旋噴。（5）制作漿液時(shí)，水灰比要按設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制，不得隨意改變。在旋噴過(guò)程中，應(yīng)防止泥漿沉淀，濃度降低。不得使用受潮或過(guò)期的水泥。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時(shí)，應(yīng)有篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾篩孔要小于噴嘴直徑1/2為宜。（6）在旋噴過(guò)程中，若遇到孤石或大漂石，樁可適當(dāng)移動(dòng)位置（根據(jù)受力情況，必要時(shí)可加樁），避免畸形樁或斷樁。（7）旋噴過(guò)程中，應(yīng)按表4的要求作好施工記錄。表4 旋噴注漿記錄表工程名稱(chēng)鉆孔機(jī)具高壓泵型號(hào)空壓機(jī)型號(hào)水泵型號(hào)注漿管直徑噴嘴孔徑噴嘴個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)提升速度設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)注漿量漿液配比水泥標(biāo)號(hào)注漿孔編號(hào)旋噴深度（m）實(shí)際有效長(zhǎng)度（m）旋噴時(shí)間（

17、時(shí)分）旋轉(zhuǎn)速度（r/s）提升速度（m/s）旋噴壓力（MPa）注漿量（m3）冒漿量及殘液狀態(tài)供水壓力（MPa）供風(fēng)壓力（MPa）旋噴日期開(kāi)始結(jié)束現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人： 記錄人：9.3質(zhì)量通病的處理（1）不冒漿或冒漿量少。通常原因是加固土層粒徑過(guò)大，孔隙較多，可采取以下措施：1）加大漿液濃度，可以從1.1加大到1.3左右繼續(xù)噴射。2）灌注粘土漿或加細(xì)砂、中砂，待孔隙填滿(mǎn)后再繼續(xù)正常噴射。3）在漿液中摻加骨料。4）加泥球封閉后繼續(xù)正常噴射。5）灌注水泥砂漿后，再將孔內(nèi)水泥漿置換成粘土漿，待孔隙填滿(mǎn)后繼續(xù)正常噴射。（2）冒漿量過(guò)大。通常是有效噴射范圍與噴漿量不適應(yīng)有關(guān)，可采取以下措施：1）提高噴射壓力。2）適當(dāng)

18、縮小噴嘴直徑。3）適當(dāng)加快提升速度。由于冒漿量中含有地層顆粒和漿液的混合體，目前對(duì)冒漿中的水泥的分離回收尚無(wú)適宜方法，在施工中多采用過(guò)濾、沉淀、回收調(diào)整濃度后再利用。（3）凹穴處理。1）在噴射灌漿完畢時(shí)，即連續(xù)或間斷地向噴射孔內(nèi)靜壓灌注漿液，直至孔內(nèi)混合液凝固不在下沉。2）在噴射灌漿完成后，向凝固體與其上部結(jié)構(gòu)之間的空隙進(jìn)行第二次靜壓灌漿，漿液的配比應(yīng)為不收縮且具有膨脹性的材料，如采用水泥水:1;1.5的漿液。10、施工安全注意事項(xiàng)10.1安全措施（1）高壓泥漿泵、必須指定專(zhuān)人操作，壓力表應(yīng)定期檢修檢定，以保證正常工作。（2）鉆機(jī)操作人員應(yīng)具有熟練操作技能。（3）施工前應(yīng)檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，其壓力和流量需滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)檢查管道的耐久性以及管道連接是否可靠，泵體、注漿管及噴嘴內(nèi)不得有任何雜物，各類(lèi)密封圈必須良好，無(wú)滲漏現(xiàn)象，否則接頭斷開(kāi)、軟管破裂，將會(huì)導(dǎo)致漿液、高壓水流飛散、軟管甩出等安全事故。安全閥中的安全銷(xiāo)要進(jìn)行試壓檢驗(yàn)（試壓檢驗(yàn)到當(dāng)?shù)貕毫θ萜鳈z驗(yàn)所檢驗(yàn)），必須確保在達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)能斷銷(xiāo)卸壓，絕不能輕易安裝未經(jīng)試壓檢驗(yàn)的自制安全銷(xiāo)。（4）噴射漿自噴嘴噴出時(shí)，具有很高的能量，因此人體與噴嘴之間的距離不應(yīng)小于60cm。（5）噴射注漿