二重管高压旋喷桩施工工法.docVIP

二重管高压旋喷桩施工工法一、编制依据序号类别名称编号1国家建筑地基基础设计规范GB50007-20022国家建筑地基基础施工质量验收规范GB50202-20023国家岩土工程勘察规范GB50021-20014国家建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20015行业建筑地基处理技术规范JGJ79-2002二、工程概况2.1 地理位置工程名称工程地址2.2 工程地质概况详见本工程地质报告。2.3基坑支护设计概况本工程场为设备基础加固，采用二重管高压旋喷桩进行加固，高压旋喷桩设计为500，桩长16.7m,水泥掺量每延米150kg/m，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。旋喷桩施工实喷约1653.3延米,空孔约495延米，共计99根。三、旋喷桩施工准备3.1 旋喷桩施工准备工作 (1)完成施工现场的平面布置； (2)完成接水、接电工作； (3)完成引孔钻机、旋喷机、高压泵、泥浆泵、管线和排浆池的设置； (4)安排人员作好现场保卫工作； (5)机具、人员进场； (6)所需材料水泥进场； (7)设备调试和检验； (8)开工前进行施工交底和安全教育。3.2 施工机具配置 根据旋喷桩的工程量、现场场地的大小、配电容量、废浆场地大小、机械设备施工效率和工期要求，决定安排1台套高压旋喷桩施工设备，每台套机具配置如下:序号设备名称设备型号数量(台)功率(KW)用途1旋喷机GEB-II1122提升管、旋喷注浆2高压注浆泵90D1190泵送高压注浆3空气压缩机V/F-3/71122输送压缩空气4灰浆搅拌机容量1.5立方115.5搅拌水泥浆浆5泥浆泵115.5排放泥浆旋喷机每台套总动力约150KW 3.3劳动力组织 根据本工程的特点，施工实行每天2班工作制，每班工作时间12小时。每套设备的劳动力人员配备如下：职名工 作 内 容人数备 注队长全面组织管理劳动力协调各种关系1操作工操作旋喷机、安拆提升喷管、移位2钻 工操作钻机、钻孔、移位、维修2泵 工操作高压泵2搅拌工操作搅灌机,灰浆泵,测灰浆比重2普 工倒运水泥2机修工设备维修保养1共计12四、高压旋喷桩施工工艺4.1 工艺原理及技术要求 高压喷射注浆法，就是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆成为2530MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体。钻杆一边以一定速度（15cm-20cm/min）渐渐向上提升，使浆液与土粒强制混合，待浆液凝固后，便在土中形成一个具有一定强度的固结体。固结体的形状与喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射（旋喷）、定向喷射（定喷）和摆动喷射（摆喷）三种注浆方式，作为地基加固，本工程采用旋喷注浆的形式。旋喷定喷摆喷施工方法喷嘴一面喷射一面旋转并提升，固结体呈圆柱状。喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向固定不变，固结体形如板状或壁状。喷嘴一面喷射一面提升，喷射的方向呈较小角度来回摆动，固结体形如较厚墙状。作用主要用于加固地基，提高抗剪强度，也可组成闭合的帷幕。用于基坑防渗、改善地基土的水流性质和稳定边坡工程。用于基坑防渗、改善地基土的水流性质和稳定边坡工程。三种型式图九 超高压喷射工艺 本工程旋喷桩是使用高压喷射注浆装置（包括高压泵和注浆钻机），通过超高压水泥浆液切割周围土体，并使水泥浆与土体拌合成为水泥土桩体（即旋喷桩）。其工艺主要是进行两次切削破坏土层，第一次是高压泵和压缩空气的复合喷射流体切削破坏土层，紧接着的第二次是高压浆液(基本是水泥系硬化剂) 和压缩空气的复合喷射流切削土体；在第一次切削土层的基础上再次对土体进行切削，这样便增加了切削深度，加大了固结直径。4.1.2 施工技术要求 孔位偏差：实际桩位与设计孔位的偏差不大于50mm； 钻孔垂直度偏差值：1%； 桩径容许偏差 50mm； 水泥用量450kg/m3，水泥浆液的水灰比为1.0，。 压力控制：气压不小于0.7MPa，气体流量3.2M3/min，水泥浆浆压力25-30mpa,旋喷喷提升速度15-20cm/min左右。4.2 高压旋喷注浆工艺流程 正确制定高压旋喷桩施工工艺，是保质保量完成本工程的关键。（1）高压喷射注浆施工工艺流程土层引孔旋喷机就位工程钻机就位超高压注浆提升排浆下注浆管制浆冲洗移位桩顶回灌冒浆测量放线定位图十 高压旋喷桩施工流程（2）泥浆处理 高压旋喷注浆施工中将置换出一定量的废浆，尚需经浓缩处理后即可外运。（3）水、电、水泥等材料供应计划 水供应 使用海河水，供水管直径100，流量20m3/小时，通至施工设备附近，并安装足量程水表一块及阀门一个。 供电 每台套旋喷机组最大施工用功率约150KW，电压220V/380V，每台套均装设开关柜一个，并通至施工现场。 水泥 水泥品种：P.O 42.5普通硅酸盐水泥 ； 水泥品质：复检合格。 供应量：现场设置70-90t的水泥储罐4个，供10台套机组使用。4.3 施工步骤 (1)定位放线：根据布桩的类型决定施工方法和工序，再桩位放线并按不同桩型的标记布设孔位。 (2)钻机引孔。钻机根据布设的孔位，先行施工导孔。 (3)终孔深度应至设计高度，终孔前应及时报告现场技术人员，并由相关负责人员签字后方可终孔。孔径应满足设计要求，保证不塌孔。 (4)旋喷机在已成的孔前定位，检查全系统工作是否正常，即在地面上给喷管通水（高压水泵和泥浆泵），有无漏水，压力能否达到施工要求。同时检查高压泥浆泵是否正常。(5)将喷管下至孔底并达到设计深度，当喷嘴达到设计标高后，就可以由下而上进行喷射注浆。（6）喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。 (7)全系统运行顺序：启动高压泵待喷管旋转数圈后不提升喷管，停留在底部旋转12分钟旋转提升提升至预处理高度(标高)，高压泵喷射水泥浆液向上提升喷管至预处理高度后，关停泥浆泵，提出喷管至地面清洗钻具，移机至下一孔位。(8)整个施工过程应以旋喷机为主,其它人员和设备密切配合,服从指挥和调遣。五、高压旋喷工艺施工常见问题、预防措施及处理方法常见问题产生原因预防措施及处理方法固结体强度不匀、缩颈喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择喷浆设备出现故障（管路堵塞、串漏、卡钻）拔管速度、旋转速度及注浆量没能配合时，造成桩身直径大小不均，浆液有多有少喷射的浆液与切削的土粒强制拌和不充分、不均匀，直接影响加固效果穿过较硬的粘性土，产生缩颈根据设计要求和地质条件，选用不同的喷浆方法和机具喷浆前，先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行。配浆时必须用筛过滤。根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量对易出现缩颈部位进行定位旋转喷射或复喷的办法控制浆液的水灰比及稠度严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果压力上不去安全阀和管路接头处密封圈不严而有泄漏现象泵阀损坏，油管破裂漏油安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏栓赛油泵调压过低应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止压力骤然上升喷嘴堵塞高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路泵体或出浆管路有堵塞应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞，将钻杆提升，用铜针疏通其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷钻孔沉管困难偏斜、冒浆遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超过1.5%注浆量与实际需要量相差较多放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移桩位点喷射注浆应先平整场地，钻杆应垂直，倾斜度控制在1.5%以内利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆控制水泥浆液配合比固结体顶部下凹旋喷桩在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.51.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强六、质量控制及检查方法6.1 施工质量控制要点 在本工程中，施工必须严格遵守建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)等国家规范的有关条文和设计图纸进行施工，确保工程质量。 为了使施工质量能够满足设计要求，不但要有完善的施工质量人员保证体系，还要在具体施工过程中，严格控制好各道工序的施工质量。 (1)正式施工前,各机械必须进行试运转，待各机械性能稳定、管路连接牢固密封,各运行参数符合设计要求后，方可施工。 (2)本工程在每一孔号正式钻孔、喷射注浆前，技术员必须按照设计要求把该孔号的钻孔深度、下管深度、喷射注浆长度、搭接长度、超喷长度等参数以书面形式通知操作人员，并现场验证孔位后方可正式钻孔、喷射注浆。 (3)钻机塔架必须安放稳定、导孔垂直度满足设计要求，导孔过程中遇到的异常现象必须准确记录，经技术人员同意可终止钻孔。施工中通过线垂控制钻机塔架的垂直度来控制钻孔垂直度。 (4)施工过程中应对附近建筑、地面、地下管线的标高进行监测，当标高的变化值大于10mm时，应暂停施工，根据实际情况调整压力参数后，再进行施工。 (5)每一孔号钻孔、喷射注浆结束前必须经技术员验证深度后方可终止。由于钻杆长度是一定的，因而通过钻杆数量即可控制孔深。 (6)保持引孔泥浆性能，孔壁完整，确保高喷管顺利下至孔底。 (7)高压泥浆泵的压力必须满足设计要求，当压力出现骤然下降、上升或冒浆异常现象时，必须停机检查原因，待排除故障后方可恢复工作。 (8)浆液输送管线必须密封和畅通，如出现泄漏或堵塞,必须立即排除。 (9)浆液配合比必须符合设计要求，经常检查测定浆液比重，并做好记录。 (10)应准确、及时、完整地做好施工记录, 记录内容包括桩号、桩长、下管深度、开喷和终喷深度及起止时间，接换管深度和时间，中断喷射的时间、深度和原因。 (11)当喷射结束后，应及时利用冒浆充填，直到孔口浆液不再下沉为止。 (12)在施工过程中随时接受甲方、监理人员的监督、检查。6.2 质量检验内容及方法 (1)材质检查 a.每批水泥必须附有生产厂家质保书，使用时间须在该批水泥质量保证期内； b.每种品牌的水泥均需抽样送交质检部门进行物理力学性能试验。 (2)施工工艺检查 检查现场施工工艺参数及每根桩的施工记录，内容包括：桩号，桩长，预钻孔深度，高压旋喷起止时间，提升速度，水气压力，灰浆比重以及旋喷过程中的异常情况等。6.3 旋喷桩工程质量控制标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量符合出厂要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量设计要求查看水泥浆水灰比3桩体强度或完整性检验设计要求按规定方法4地基承载力设计要求按规定方法一般项目1钻孔位置mm50用钢尺量2钻孔垂直度%1经纬仪测钻杆或实测3孔深mm200用钢尺量4注浆压力按设定参数指标查压力表5桩体搭接mm200用钢尺量6桩体直径mm50开挖后用钢尺量7桩身中心允许偏差0.2D开挖后桩顶下500mm处用钢尺量，D为桩径6.4 高压喷射灌浆防渗板墙单元工程质量评定表单位工程名称单位工程编号分部工程名称分部工程编号单元工程名称单元工程编号序号检 查 项 目质 量 标 准检 验 结 果评定1高压喷射灌浆工艺应符合技术规范要求2施工参数符合设计要求3施工记录齐全准确清晰4墙体间结合情况结合严密、无夹泥层序号检测项目允许偏差（mm）设计值实 测 值合格率（%）123451孔位允许偏差50mm2钻孔的倾斜率1.5%3孔 深不小于设计深度4水泥浆液密度1.82.0g/cm25摆喷角度允许偏差16喷射时的回浆量应控制在灌浆量的1020%之间7提升速度200250mm/min检测结果主要项目 点，其中合格 点，合格率 %。一般项目 点，其中合格 点，合格率 %。施工单位自评意见及质量等级监理(建设)单位复评意见及质量等级年 月 日年 月 日检测员专职质检员监理工程师注：标有为主要检测项目6.5 技术资料管理(1)技术资料是工程质量可追溯性的一个保证，因此技术资料必须严格按照天津市建筑工程施工质量验收资料技术规定的要求进行整理；(2)施工技术资料应随施工进度及时整理，做到字迹清楚，项目齐全、准确、真实，杜绝拖欠、涂改、伪造现象发生； (3)所有资料的填写要求字体整齐规范，做到内容齐全，数据清楚，签字清楚有效； (4)资料员每天及时收集发生的施工技术资料，并及时编目整理； (5)所有资料使用专用文件盒，集中妥善保管，其他人员不得随意抽撤； (6)工程所有技术、试验、材料，生产管理人员必须按照本设计进行资料整理收集，在收集过程中相互配合，要及时发现资料中的问题，作交圈检查，发现问题及时解决； (7)质量人员应认真负责的填写各种表格，反映出其对工程的真实性， 资料整理要及时、准确、真实； (8)施工中建立完善的施工技术资料管理责任制和奖罚制度，项目部内明确责任，互相配合，积极主动完成资料汇集编写工作。 七、安全生产及文明施工7.1 安全生产、文明施工控制要点 本公司全体施工人员要加强安全生产意识，正式施工前要进行安全思想教育，做到安全第一，预防为主。在施工过程中施工人员要严格执行岗位责任制条例和安全操作规程,进入施工现场须戴安全帽、穿工作鞋, 各项专职负责人要各负其责。1.钻机操作 (1)钻机安放平稳、牢固,各部分位置正确; (2)钻机使用前,熟悉掌握其构造及操作要求,做到定人、定机、定岗位安全操作; (3)经常检查各部分螺丝有无松动,防护罩是否完好,声响及发热是否正常,一旦发现问题及时处理; (4)检查减变速箱、磨擦离合器, 操作控制手把性能是否稳定可靠; (5)钻机运转时,必须有专人管理,严禁在无人看管下运转;停机时必须切断电源; (6)操纵变速箱、回转器、卷扬机等传动装置时,必须先停止动力机运转或将传动齿轮停止运转;卷扬提升时, 不得将两个制动带同时抱死; (7)经常保持回转器立轴及导杆清洁和润滑; 防止雨水和浆液进入电机,以免烧毁电机; (8)钻孔完毕应用盖板盖好孔口，并防止在盖板上行车。2.旋喷机操作 除按照上述钻机操作要求使用外,还应注意以下几点:(1)喷射前,检查喷射管嘴是否畅通,两端连接螺丝是否牢固、吻合,密封圈是否密封良好;(2)机架安放要垂直,行走道轨铺垫要稳定、牢固、平直；(3)喷射时经常检查油压提升和旋转装置是否运转正常,提升速度和旋转速度是否符合设计要求;(4)吊、放喷射管时,严禁管下站人;高空作业时必须系好安全带;(5)移位时一定要慢速、匀速移动, 必要时增设防倾覆缆绳;(6)喷射结束后应立即用清水冲洗喷射管路。3.高压泵操作 (1)高压泵使用前必须进行试运转, 试车分空车运转及负荷运转,以检查各运转部件的温度、润滑情况、震动、声响是否正常,安全阀是否可靠, 压力表是否准确、灵敏;吸水及排水阀门工作状态是否正常; (2)吸浆阀门必须装有过滤罩; (3)使用过程中,如出现压力骤然上升或下降时,应立即停机检查,排除故障后方可使用;停机检查时,应安全降压后,方可打开管路; (4)高压输送软管必须连接牢固和密封,不得发生断裂或泄漏现象,以免造成安全事故或质量事故。 (5)长期停运或重新安装后，在使用前需仔细检查及冲洗进水软管、滤水器活阀，使其畅通工作自如。软管接头处不应漏气。 (6)分流阀（或泄压阀、安全阀）应在每次施工前检查是否能工作正常；施工后清理冲洗，保证不被水泥堵塞。 (7)轴承及泵体内加足润滑油。 (8)每次施工后，必须清洗泵头内阀座。 (9)如果发现泵压无法维持在要求值（极可能偏低）或忽高忽低，需立即停泵检查。造成的原因可能是： a.压力太低 原因：检查进浆口是否被堵，喷浆嘴是否因磨损口径变大，碟阀失灵。方法：须清洗管道或更换喷嘴和密封件、阀。 b.忽高忽低原因：三柱塞密封性不一致，或其中之一损坏。方法：更换密封或柱塞。 c.压力太高原因：输浆软管、喷嘴被水泥浆结块堵塞或喷嘴口径太小。方法：清洗或更换。 (10)施工时操作人员密切注意（监听）泵的运行情况，随时测试泵体的温度变化，添加润滑油，出现零件损坏则应立即更换密封件或易损件。 (11)泵的保养和维修须严格按照使用说明书的内容执行。4.灰浆搅拌机操作 (1)使用前检查搅拌机和灰浆泵的进口过滤装置是否完整,管路是否安全可靠,泵量是否准确; (2)浆液配比必须符合设计要求,加水、上料数量必须准确稳定,不得使用受潮结块或已过期的水泥。 (3)使用结束后必须及时清洗,保持机貌整洁,管路畅通,叶片、叶轴无凝结水泥块。5.电气设备 线路和电气设备的绝缘必须良好,根据现场情况尽可能将线路架空到使人员碰不到的位置,个别地带没有条件架空的情况下,落地电缆要有明显的警告标志和保护措施, 并设专人负责。另外,根据自备发电机的性能要求, 各电机在启动和停机时,相互之间必须有一定的间隔时间(1分钟), 不得同时合闸或断闸。6.电气焊工具 电气焊机必须严格执行国家制定的有关电弧焊安全技术要求。 氧气瓶要经常检查减压器上的安全阀是否正常，并且要远离明火和可燃瓶不小于10m的距离。 乙炔发生器必须经常检查回火安全装置，并距明火不小于10m距离。7.环卫要求 在施工中要注意控制噪音污染,自备发电机、空压机要远离马路和公共场所， 必要时应安放噪音隔离罩或采取其它降噪措施。 泥浆运输和挖运土方时,不但要注意安全, 而且要注意环境卫生,汽车运输不要超载,运出施工现场前要清洗,在运输过程中不漏不洒,做到安全生产,文明施工。7.2 施工安全保证体系及措施1安全管理目标施工现场安全工作达标率100%，优良率90%以上。2安全管理程序 建立健全安全保证体系、落实安全生产责任制，安全生产管理必须坚持“安全第一，预防为主”方针，项目经理部进场后，和各专业分部一起建立健全安全保证体系，落实责任制。并将各种管理制度上墙。组织安全教育 新工人三级教育 (各分包单位)安全资料下发批阅教育考卷填写教育卡上报项目经理部特种工人培训教育班前教育技术交底(各分包单位)培训资料下发上岗证填写教育卡三检查班前工具检查日安全注意事项上报安全总监备案现场责任工程师监督检查3现场施工安全管理(1)施工现场安全纪律进入施工现场，必须戴安全帽，禁止吸烟，禁止酒后作业；施工时应严格执行交底规定的安全技术措施,未经交底严禁作业；从事特种作业人员必须持有特种作业操作证，无证人员禁止操作；管理人员严禁违章指挥；施工人员必须服从现场管理人员的指挥和管理。(2)现场安全管理建立健全安全生产教育和培训制度，坚决贯彻“预防为主，安全第一”的方针，严格执行安全生产制度；进入现场的作业人员必须先参加安全教育培训，考试合格后方可上岗作业，未经培训或考试不合格者，不得上岗作业；经理部设专人负责分包队伍的安全生产管理，进入施工现场的所有施工人员，用工手续必须齐全，并熟悉本岗位、本工种安全技术操作规程，考试合格后方准上岗作业，特种作业人员必须持有效证件上岗操作和具有相适应的文化程度；从事特殊工种作业的人员，必须进行身体检查，无妨碍本工种作业的疾病者，方可上岗作业； 危急情况停工制：一旦出现危及职工生命财产安全险情，要立即停工，同时即刻报告公司，及时采取措施排除险情。(3)现场安全管理许可证制度 动火许可证适用于所有切割、焊接等或能产生火焰或火星的操作，当在工地进行切割，焊接或热处理工作时，必须办理该许可证。 a.动火许可证由项目安全保卫部门签发； b.动火许可证的复印件要张贴在操作地点； c.动火许可证最多只适用于一个工作班次。八、环保施工保证体系及措施8.1 文明施工管理体系 在项目经理部、各项目分部和劳务作业层共同组成一个文明施工管理体系，明确各级管理人员、各类作业人员在施工生产中所负责的职责，做到管理有条理，施工程序化；现场洁净、整齐，人员文明、礼貌。8.2 施工环境保护措施(1)防止扬尘污染措施 生活区使用的电茶炉、煤气灶等符合环保要求的生活设施； 水泥等易飞扬的细颗粒散体材料或建筑渣土应安排在库内存放或严密遮盖。运输时必须封闭、包扎、覆盖、不得沿途泄漏、遗洒、卸运时应采取行之有效措施，以防止扬尘。将车辆槽帮和车轮冲洗干净，防止带泥上路和遗撒现象发生； 施工现场的永久道路为混凝土式道路。同时要随时修复因施工而损坏的路面，以防止浮土产生； 施工现场要制定洒水降尘制度，配备洒水设备，指定专人负责现场洒水降尘和及时清理浮土。(2)防止水源污染措施 施工作业产生的污水，必须经沉淀池沉淀后方可排入市政污水管道。施工污水严禁流出施工区域，污染环境； 现场油料，必须存放于库房内。库房地面必须进行防渗处理。油料储存和使用时，必须防止出现跑、冒、滴、漏现象，避免污染地下水体； 生活区临时食堂设置简易有效的隔油池，废水经除油后方可排入市政污水管道。隔油池定期掏油、清污； 现场合理规划排水设和施排水沟，将雨水等集中排到污雨水管道内，防止水流到场外。九、施工进度计划本工程旋喷桩设计约99根，计划安排1台旋喷桩机施工，平均每台机每天完成12根，施工工期考虑9天。【江苏建基建设有限公司】 第12页 中建一局集团建设发展有限公司天津嘉里中心工程项目经理部 高压旋喷桩施工方案目 录一、编制依据1二、工程概况12.1 地理位置12.2工程地质概况12.3基坑支护设计概况1三、旋喷桩施工准备13.1 旋喷桩施工准备工作13.2 施工机具配置23.3 施工场地布置2四、高压旋喷桩施工工艺34.1 工艺原理及技术要求34.2 超高压喷注浆工艺流程44.3 施工步骤5五、高压旋喷工艺施工常见问题、预防措施及处理方法6六、质量控制及检查方法86.1 施工质量控制要点86.2 质量检验内容及方法86.3 旋喷桩工程质量控制标准96.4 高压喷射灌浆防渗板墙单元工程质量评定表96.5 技术资料管理10七、安全生产及文明施工117.1 安全生产、文明施工控制要点117.2 施工安全保证体系及措施13八、环保施工保证体系及措施158.1 文明施工管理体系158.2 施工环境保护措施15九、施工进度计划161旋喷桩设备基础加固工程专项施工方案江苏建基建设有限公司2013-10-28高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出，它是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技术而发展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。1工艺特点（1）施工机具设备简单，施工简便。（2）具有较好的耐久性，且料源广阔，价格低廉。（3）噪声小，无污染。2适用范围（1）受土层、土的粒度、土的密度、硬化剂粘性、硬化剂硬化时间影响小，可广泛应用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉质粘土、（亚粘土）、粉土（亚砂土）、砂土、黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层。（2）可作为既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作为基础防渗之用；可作为施工中的临时措施（如深基坑侧壁挡土或挡水、防水帷幕等），也可作为永久建筑物的地基加固、防渗处理。（3）当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性、地下水流速过大和已涌水的地基工程时，宜通过试验确定其适用性。3工艺原理及设计要求3.1加固原理高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水、（空气）成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。根据喷射方法的不同，喷射注浆可分为单管法、二重管法和三重管法。单管法：单层喷射管，仅喷射水泥浆。二重管法：又称浆液气体喷射法，是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷射出，冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后在土中形成较大的固结体。三重管法：是一种浆液、水、气喷射法，使用分别输送水、气、浆液三种介质的三重注浆管，在以高压泵等高压发生装置产生高压水流的周围环绕一股圆筒状气流，进行高压水流喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大的空隙，再由泥浆泵将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的地基中，喷嘴作旋转和提升运动，使水泥浆与土混合，在土中凝固，形成较大的固结体，其加固体直径可达2m。喷射注浆法的加固半径和许多因素有关，其中包括喷射压力P、提升速度S、被加固土的抗剪强度、喷咀直径d和浆液稠度B。加固范围与喷射压力P、喷咀直径d成正比，与提升速度S、土的抗剪强度和浆液稠度B成反比。加固体强度与单位加固体中的水泥掺入量和土质有关。单管、二重管、三重管旋喷桩机注浆施工示意参见图1、图2、图3。高压泥浆泵浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图1 单管旋喷注浆示意图浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头图2 二重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵浆桶水箱搅拌机水泥仓旋喷固结体注浆管钻机喷头 图3 三重管旋喷注浆示意图空压机高压泥浆泵高压清水泵3.2成桩机理高压喷射注浆的成桩机理包括以下五种作用：（1）高压喷射流切割破坏土体作用。喷射流动压以脉冲形式冲击破坏土体，使土体出现空穴，土体裂隙扩张。（2）混合搅拌作用。钻杆在旋转提升过程中，在射流后部形成空隙，在喷射压力下，迫使土粒向着与喷咀移动方向相反的方向（即阻力小的方向）移动位置，与浆液搅拌混合形成新的结构。（3）升扬置换作用（三重管法）。高速水射流切割土体的同时，由于通入压缩气体而把一部分切下的土粒排出地上，土粒排出后所留空隙由水泥浆液补充。（4）充填、渗透固结作用。高压水泥浆迅速充填冲开的沟槽和土粒的空隙，析水固结，还可渗入砂层一定厚度而形成固结体。（5）压密作用。高压喷射流在切割破碎土层过程中，在破碎部位边缘还有剩余压力，并对土层可产生一定压密作用，使旋喷桩体边缘部分的抗压强度高于中心部分。旋喷桩固结体情况图4所示。渗透部分搅拌混合部分硬化剂主体部分图4 旋喷桩体固结情况图压缩部分3.3工艺设计要求3.3.1 加固体直径的确定旋喷桩直径与现场土质、土体强度和喷射压力、流量、提升速度和浆液稠度等诸多因素有关，应通过现场试验确定。当无试验资料时可参考表1选用。3.3.2 布置形式桩的平面布置形式需根据加固的目的给予考虑，分离布置的单桩可用于基础的承重，排桩、板墙可用作防水帷幕，整体加固则常用于防止基坑底部的涌土或提高土体的稳定性，水平封闭桩可用于形成地基中的水平隔水层。图5为一般桩的平面布置形式。铁路、公路路基基底一般采用梅花形加固地基的分离桩形式。桩间距一般采用1.21.5m。公路设计规范规定，相邻桩的净距不应大于4倍桩径。表1 旋喷桩直径参考值（m） 喷注种类土的类别单管法二重管法三重管法粘性土0N51.20.21.60.32.50.310N200.80.21.20.31.80.320N300.60.20.80.31.20.3砂土0N101.00.21.40.32.00.310N200.80.21.20.31.50.320N300.60.21.00.31.20.3砂砾20N300.60.21.00.31.20.3注：表中N为标准贯入实测锤击数。图5 一般桩的平面布置形式图3.3.3设计承载力图（1）按桩身强度计算容许承载力。P= aA式中 P桩的容许承载力（kN）；a 桩体材料的强度折减系数，a=0.40.5；桩体材料7cm7cm7cm试件的室内平均抗压强度（kPa）；A 桩的横断面积。（2）按土体强度计算桩身容许承载力。P= fi li + AR式中 P桩的容许承载力（kN）；桩身截面周长，按桩的直径计算（m）；fi各土层的容许摩阻力（kPa）；li 各土层的厚度（m）；A桩底支承面积，按桩的直径计算（m）；R桩尖处的地基容许承载力（kPa）。（3）复合地基承载力。 式中 复合地基的容许承载力（kPa）；P 单桩承载力（kPa）；R 桩间土天然地基承载力（kPa）；Ae 一根桩分担的荷载面积； Ap 一根桩的断面积；A 天然地基承载力折减系数，当不考虑桩间土作用时为0。3.3.4浆量计算浆量计算有两种方法，即体积法和喷量法，取大者作为设计喷射浆量。体积法：喷量法：式中 Q 需要的喷浆量（m3）； De旋喷固结体直径（m）； D0注浆管直径（m）； K1填充率，0.750.9；h1旋喷长度（m）；K2未旋喷范围土的填充率，0.50.75；h2未旋喷长度（m）；损失系数，0.10.2；提升速度（m/min）；H喷射长度（m）；q单位喷浆量（m3/m）。根据计算所需的喷浆量和设计的水灰比，即可确定水泥的使用数量。3.3.5强度要求旋喷桩设计要求，成桩28天后抽芯取样进行无侧限抗压强度试验，抽检数为2%，并不小于2根，其无侧限抗压强度不得小于设计要求；地基加固后，复合地基承载力不得小于设计要求。4工艺流程高压旋喷桩施工工艺流程图见图6。泥浆排放处理钻机就位调整钻架角度钻 孔插 管试 喷高压喷射注浆作业喷射结束拔 管桩机移位机具清理准备工作制 浆一级过滤二级过滤高压泵对浆液加压启动高压清水泵、空压机供水、风图6 施工工艺流程图5操作要点5.1施工前准备工作（1）在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件。（2）准备充足的水泥加固料和水。水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证。严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为425号普通硅酸盐水泥。水要干净，酸碱度适中，pH值在510之间。（3）根据补充勘探资料，在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室，对取得的土样在进行试验之前应妥善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。（4）室内配合比试验。根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过25mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.01.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。（5）试桩试验。根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。（6）推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土，杂物，并将原地面按设计要求整平，填出路拱。根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。（7）按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。5.2施工工艺（1）钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%1.5%。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。（2）制备水泥浆。桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌1020分钟，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。（3）钻孔（三重管法）。当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高（预钻孔孔径为15cm）。（4）插管（单重管法、二重管法）。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。三重管法钻机钻孔后，拔出钻杆，再插入旋喷管。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.51.0MPa）边下管边射水。（5）提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（2040MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。（6）桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。（7）若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述46步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。（8）清洗。向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。（9）移位。移动桩机进行下一根桩的施工。（10）补浆。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。5.3推荐的主要施工技术参数（1）单重管法。浆液压力2040MPa，浆液比重1.301.49，旋喷速度20rmin，提升速度0.20.25m/min，喷嘴直径23mm，浆液流量80100L/min（视桩径流量可加大）。（2）二重管。法浆液压力2040MPa，压缩空气压力0.70.8MPa。（3）三重管。法浆液压力0.20.8MPa，浆液比重1.601.80，压缩空气压力0.50.8MPa，高压水压力3050MPa。6推荐使用的主要机具设备主要机具设备见表2。表2 主要机具设备表设备名称型号规格所用机具单管法二重管法三重管法高压泥浆泵SNS-H300水流Y-2型液压泵20MPa50MPa高压水泵3XB型 3W6B50MPa3XB型 3W7B20MPa钻机工程地质钻振动钻泥浆泵BW-150型7MPa空气压缩机0.8MPa，3m3/min泥浆搅拌罐200L/min注浆管高压胶管1922mm工作压力7劳动力组织单机作业每班人员组织分工见表3。表3 单机作业每班人员组织分工表序号职务人数职 责1班长1全面掌握施工进度、质量和安全2钻机司机1操作钻机，卸接钻杆，维修保养和排除故障3泵工1操作泥浆泵、清水泵及维修保养4空压机司机1操作空压机及维修保养（单重管法不需要）5电工1负责钻机、电源、电路、工地照明及电气故障排除6钳工1全面维修保养机具设备7普工2倒运水泥，操作泥浆搅拌罐及倒灰和过滤8普工2协助钻机工作（卸接钻杆、冲洗等）9技术人员1掌握施工技术、质量，填写工程日志和记录合 计118质量要求及质量控制要点8.1旋喷桩施工质量要求旋喷桩施工质量要求应满足表4要求。表4 旋喷桩施工质量标准表序号项目允许偏差检查数量检查方法及说明1固结体位置（纵横方向）50mm抽检2%，但不少于2根用经纬仪检查（或钢尺丈量）2固结体垂直度1.5%用经纬仪检查喷浆管3固结体有效直径50mm开挖0.51m深后尺量4桩体无侧限抗压强度不小于设计规定钻芯取样，做无侧限抗压强度试验5复合地基承载力不小于设计规定抽检2，但不少于1处平板荷载试验6渗透系数不小于设计规定按设计要求数量加固体内或围井钻孔注（压）水试验注：钻芯取样做桩体无侧限抗压强度试验、复合地基平板荷载试验和渗透系数试验应在成桩28天后进行，若设计有其他要求，按设计要求的时间进行检查。8.2质量控制要点（1）正式开工前应认真作好试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。（2）旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。（3）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有1020cm的搭接长度，避免出现断桩。（4）在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。（5）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。（6）在旋喷过程中，若遇到孤石或大漂石，桩可适当移动位置（根