某高速公路工程旋噴樁施工技術(shù)方案

某高速公路工程旋噴樁施工技術(shù)方案旋噴樁就是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使水泥漿或水成為高壓流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖擊破壞土體。當(dāng)能量大、速度快和呈脈動(dòng)狀后噴射流的動(dòng)壓超過(guò)土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，土粒便從土體剝落下來(lái)。一部分細(xì)小的土粒隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下與漿液攪拌混合，并按一定比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列。漿液凝固后，使在土中形成一個(gè)固結(jié)體。固結(jié)體的形態(tài)和噴射流的方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡(jiǎn)稱旋噴）和定向噴射（簡(jiǎn)稱定噴）兩種形式。旋噴時(shí)噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，固結(jié)體是圓柱狀，主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度、改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷栽直接作用下，不產(chǎn)生破壞或過(guò)大的變形；定噴時(shí)，噴嘴一面提升，噴射方向固定不變，固體體形如劈狀，通常用于基礎(chǔ)防滲，改善地基土的性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。作為地基加固，通常采用旋噴注漿形式，使加固土體在土形成均勻的圓柱體或異形圓柱體。高壓旋噴法基本分為單管法、二重管法、三重管法和多重管法等四種。1、旋噴樁施工主要施工設(shè)備及材料要求1）高壓噴射注漿法主要的施工機(jī)具設(shè)備包括：高壓泵、鉆機(jī)、漿液攪拌器等；輔助設(shè)備包括操作控制系統(tǒng)、高壓管路系統(tǒng)、材料儲(chǔ)備系統(tǒng)以及各種管材、閥門、接頭安全設(shè)施等。壓噴射注漿法主要的施工機(jī)具設(shè)備規(guī)格、技術(shù)性能要求見表1。旋噴施工常用主要機(jī)具、設(shè)備參考表1設(shè)備名稱規(guī)格性能用途單管法高壓泥漿泵SNC-H3000型黃河牌牌壓漿車ACF-7000型壓漿車車，柱塞式式、帶壓力力流量?jī)x表表旋噴注漿鉆機(jī)無(wú)錫30型鉆機(jī)XJ100型振振動(dòng)鉆機(jī)成孔、旋噴用旋噴管單管、42mmm地質(zhì)鉆桿桿旋噴直徑徑3.2-44.0mmm注漿成樁高壓膠管工作壓力31MMpa、9Mpa，內(nèi)徑199mm高壓水泥漿用三重管法高壓泵3W-TB4高高壓柱塞泵泵，帶壓力力流量?jī)x表表SNC-H3000型黃河牌牌壓漿車ACF-7000型壓漿車車高壓水助噴泥漿泵BW250/550型、壓力3-5Mpa，排量150-2250L//min200/40型型、壓力4Mppa，排量120-2200L//minACF-7000型壓漿車車旋噴注漿空壓機(jī)壓力0.55-0..70MMpa，排量6-9m3/minn旋噴用風(fēng)鉆機(jī)無(wú)錫30型鉆機(jī)2、XJ100型振振動(dòng)鉆機(jī)成孔、旋噴用旋噴管三重管,泥漿壓壓力2Mppa，水壓20MMpa，氣壓0.5Mpa水、氣、漿成樁樁高壓膠管工作壓力引311Mpa、9Mpa，內(nèi)徑199mm高壓水泥漿用其他攪拌管、各種壓壓力、流量量表等控制壓力流量用用備注鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速和提提升速度，根根據(jù)需要附附設(shè)調(diào)速裝裝置或慢速速卷?yè)P(yáng)機(jī)二重管法的高壓壓泥漿泵、空空壓機(jī)、高高壓膠管可可參照上列列規(guī)格選用用三重管尚需配備備攪拌罐（3.5m3）、旋轉(zhuǎn)提升裝置，吊車、集泥箱、指揮信號(hào)裝置等2）旋噴用的水泥采用新鮮無(wú)結(jié)塊的425普通水泥。一般的泥漿水灰比為1:1-5:1，稠度過(guò)大，流動(dòng)緩慢，噴嘴常易堵塞，增加排除故障時(shí)間，影響施工進(jìn)度。稠度過(guò)小對(duì)強(qiáng)度有影響。為消除離析，一般加入水泥用量3%的陶土、0.9%的堿。漿液宜在旋噴前1小時(shí)內(nèi)配置，使用時(shí)濾去硬塊、砂石等，以免杜塞管路和噴嘴。2、施工工藝流程其工藝流程見圖1、2。單管旋噴樁施工工藝框圖否否是是否三通一平測(cè)量樁機(jī)安裝就位啟動(dòng)主鉆機(jī)啟動(dòng)注漿泵送水管路堵塞否鉆進(jìn)在設(shè)計(jì)深度停鉆注漿泵水管移至儲(chǔ)漿罐注漿噴料是否正常提鉆回轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)高度繼續(xù)注漿至水泥漿從孔口返出停止注漿填寫施工記錄提鉆至地表以上停鉆機(jī)移動(dòng)主機(jī)檢查處理檢查處理3、施工程序及操作技術(shù)要點(diǎn)1）施工程序單管、二重管、三重管和多重管噴射注漿法雖注入的介質(zhì)和數(shù)量不同，但他們的施工工序是基本一致的。都是先將鉆桿插入或打入預(yù)定土層中，自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)。①鉆機(jī)就位旋噴注漿施工的第一道工序就是將使用的鉆機(jī)安置在設(shè)計(jì)的孔位上，使鉆桿頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心。為保證鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行水平校正，使鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。②鉆孔鉆孔的方法主要視地層中地質(zhì)情況、加固深度、機(jī)具設(shè)備等條件而定。單管旋噴使用震動(dòng)型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，鉆深可達(dá)30m；二重管、三重管噴射注漿法施工中，較堅(jiān)硬的地層采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔。③插管插管是將旋噴注漿管插入地層預(yù)定的深度。使用震動(dòng)型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)時(shí)，插管與鉆孔兩道工序合二為一，鉆孔完畢后，插管作業(yè)即完成。使用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔完畢時(shí)，拔出巖芯管，換上旋噴管插入預(yù)定深度。在插管過(guò)程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，采取邊射水邊插管的方法，水壓控制在1Mpa以內(nèi)，以免將孔壁射塌。④噴射作業(yè)旋噴管插入預(yù)定深度后，又上而下進(jìn)行噴射作業(yè)，使用的參數(shù)參見表2。施工過(guò)程中值班技術(shù)人員注意時(shí)刻檢查漿液初凝時(shí)間（正常時(shí)水灰比1:1初凝時(shí)間為15小時(shí)左右）、注漿流量、風(fēng)量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，并隨時(shí)做好記錄，繪制作業(yè)過(guò)程曲線。⑤沖洗當(dāng)噴射提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，選噴即結(jié)束。此時(shí)立即將注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，把漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管軟管內(nèi)的漿液全部排出。⑥移動(dòng)機(jī)具把鉆機(jī)等機(jī)具設(shè)備移到新孔位就位。2）操作要點(diǎn)高壓噴射注漿參數(shù)值表2高壓噴射注漿的的種類單管法二重管法三重管法法使用土質(zhì)沙類土、粘性土土、黃土、雜雜填土、小小粒徑沙礫礫漿液材料及配方方以水泥為主要原原料，加入入外加劑，常常用水灰比比1:1。也可以以用化學(xué)材材料。高壓噴射注漿參參數(shù)值水壓力（MPa）20流量（L/miin）80～120噴嘴孔徑（mmm）及個(gè)數(shù)數(shù)φ2～φ3（兩個(gè)）空氣壓力（MPa）0.70.7流量（L/miin）1～21～2噴嘴孔徑（mmm）及個(gè)數(shù)數(shù)1～21～2漿液壓力（MPa）20201～3流量（L/miin）80～12080～120100～1500噴嘴孔徑（mmm）及個(gè)數(shù)數(shù)φ2～φ3（兩個(gè)）φ2～φ3（兩個(gè)）φ10（兩個(gè)）～φ114（一個(gè)）注漿管外徑（mmm）φ42或φ45φ42、φ50、φ75φ75或φ90提升速度（cmm/minn）20～25約10約10旋轉(zhuǎn)速度（r..p.m）約20約10約10①鉆機(jī)就位：鉆機(jī)安放在設(shè)計(jì)的孔位上并保持垂直，施工時(shí)旋噴后的應(yīng)許傾斜不得大于1.5%。鉆機(jī)口位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。②旋噴前要檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，其壓力和流量表必須滿足設(shè)計(jì)要求。下管前必須檢查注漿管路是否暢通，接頭密封是否良好。③插管：插管是將噴管插入地層預(yù)定的深度，在插管過(guò)程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，可邊射水邊插管，水壓一般不超過(guò)1MPa。④當(dāng)噴管插入預(yù)定深度后，由上而下進(jìn)行噴射作業(yè)，噴射注漿時(shí)要注意，待估算水泥漿的前峰已流水噴頭后（一般2-4秒）方可開始提升注漿管。值班人員必須時(shí)刻注意檢查漿液初凝時(shí)間，注漿流量等技術(shù)參數(shù)，控制轉(zhuǎn)速、提速。拆卸鉆桿繼續(xù)噴射時(shí)，保持鉆桿有0.1m的搭接長(zhǎng)度，不得使噴射固結(jié)體脫節(jié)。深層旋噴時(shí)，先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升，以防注漿管扭斷。⑤施工時(shí)，加強(qiáng)前臺(tái)與后場(chǎng)供漿配合密切，后場(chǎng)停止供應(yīng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知前臺(tái)，防止斷樁和缺漿。再次供漿時(shí)，攪拌機(jī)需下次停漿點(diǎn)0.5m以下，待恢復(fù)供漿時(shí)在提升。如停止時(shí)間超過(guò)3小時(shí)，需將輸漿卸下進(jìn)行清洗。⑥所用水泥漿，水灰比要按設(shè)計(jì)規(guī)定，不得隨意更改，要保證水泥質(zhì)量，水泥要過(guò)篩，其細(xì)度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)篩上的篩余量不大于15%，禁止使用受潮，過(guò)期的水泥。⑦噴射注漿孔與高壓泵距離不能過(guò)長(zhǎng)，防止高壓軟管過(guò)長(zhǎng)，沿程壓力損失增大，造成實(shí)際噴射壓力降低。⑧當(dāng)樁頂接近標(biāo)高時(shí)，為保證樁頭的施工質(zhì)量鉆井自設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1m噴漿提升時(shí)，采用慢速，控制在10厘米/秒以內(nèi)。⑨噴射結(jié)束后，若發(fā)現(xiàn)漿面下降應(yīng)立即在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填，直至漿液面不再下流為止。⑩施工中出現(xiàn)冒漿，一般是因?yàn)樽{量超過(guò)所需漿量所致，可采取如下措施：a、提高噴射壓力b、適當(dāng)縮小噴嘴直徑c、加快提高和轉(zhuǎn)速。一般說(shuō)來(lái)，重復(fù)噴射有增經(jīng)效果，由于其難以控制和影響進(jìn)度，因此在實(shí)際施工中不把它作為增強(qiáng)的主要措施，通常在漿液噴射不足或工程要求有較大直徑時(shí)才進(jìn)行復(fù)噴。4、勞動(dòng)力組織1套設(shè)備施工需要配備的勞動(dòng)力見表3勞動(dòng)力配備表3序號(hào)工種人數(shù)工作內(nèi)容1班長(zhǎng)1負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)指揮各各工序的操操作，控制制加固質(zhì)量量排除施工工中的各種種故障2操作員3按設(shè)計(jì)施工工藝藝，正確操操縱鉆頭的的鉆進(jìn)和提提升檢查維維修機(jī)械負(fù)負(fù)責(zé)使用聯(lián)聯(lián)絡(luò)信號(hào)3制漿員3負(fù)責(zé)水泥漿的制制作，保證證施工的連連續(xù)性4司漿1統(tǒng)計(jì)材料用量，記記錄泵送時(shí)時(shí)間，清洗洗輸料管5電工后勤2負(fù)責(zé)設(shè)備的安裝裝和安全使使用6記錄員1負(fù)責(zé)施工記錄，操操縱電器控控制儀表，使使用聯(lián)絡(luò)信信號(hào)，并質(zhì)質(zhì)量檢查員員工作5、質(zhì)量控制措施與檢驗(yàn)1）質(zhì)量控制措施①施工前先打一組試樁（3顆），從而確定施工的各項(xiàng)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度，提升速度和旋轉(zhuǎn)速度等，確定機(jī)械需配備的人員。在試樁成樁28天后，做抽芯檢測(cè)和單樁載力和復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，最后確定合理的施工技術(shù)措施和方案。開工前組織施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，施工中根據(jù)質(zhì)量工程要求召開質(zhì)量專題會(huì)，不得使用不合格的施工機(jī)具及不合格或失效的水泥。②鉆機(jī)開孔前必須復(fù)核孔位、孔距，檢查鉆機(jī)的水平度、軸垂直度。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)避免鉆機(jī)的劇烈振動(dòng)，跳動(dòng)及鉆桿擺動(dòng)，確保鉆機(jī)垂直度。③控制旋噴的壓力和提升及旋轉(zhuǎn)速度，確保加固范圍內(nèi)每一深度的噴漿飽滿。④用比重秤或比重計(jì)來(lái)檢查拌制的水泥漿是否符合設(shè)計(jì)要求。技術(shù)人員應(yīng)經(jīng)常檢查每延米用漿量和水泥用量是否滿足設(shè)計(jì)和施工要求。⑤鉆到終孔深度后，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)檢查驗(yàn)收孔深及孔斜率，以確保以上技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。⑥隨時(shí)檢查施工記錄，對(duì)照施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。對(duì)不合格的樁，視具體情況采取補(bǔ)救措施。⑦抽選一定數(shù)量的樁進(jìn)行淺部開挖，檢查樁體的成樁質(zhì)量，量測(cè)樁徑、樁距等指標(biāo)，并鉆蕊取樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。2）質(zhì)量檢測(cè)方法質(zhì)量檢驗(yàn)在高壓旋噴注漿結(jié)束四周后進(jìn)行，檢查對(duì)象選擇地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)及噴射時(shí)有異?，F(xiàn)象的固結(jié)體