高压旋喷桩讲义图文

1、介绍目录 v三三、高压旋喷桩种类及主要设备组成、高压旋喷桩种类及主要设备组成 v四四、施工方案、施工方案 v二二、高压旋喷桩发展过程及施工原理、高压旋喷桩发展过程及施工原理 v一、工程概况一、工程概况 一、工程概况 南昌地铁1号线七标段包括三站三区间，三站分别为上海路站、 青山湖大道站、高新大道站；三区间包括北京东路站上海路站，上 海路站青山湖大道站，青山湖大道站高新大道站。上海路站位于 北京东路和上海路的交叉十字路口处，沿北京东路下方设置，呈东西 走向。车站站台中心里程ck19+176.744，地面标高为19.8米，顶板 覆土厚度3.0米。车站从地面到基坑底穿越较厚的砂层，基坑底位于 5砺砂

2、层中，开挖深度16.11米，侧端头井基坑开挖深度均为17.61 米，车站主体结构内包尺寸总长196.8米，标准段车站跨度17.6米。 青山湖大道站位于北京东路和青山湖大道的交叉十字路口处，沿北京 东路下方设置，呈东西走向。车站站台中心里程ck19+974.482，地 面标高为19.8米，顶板覆土厚度3.2米。车站从地面到基坑底主要穿越 较厚的砂层，基坑底位于5砺砂层中，开挖深度17.31米，车站两端 井基坑深度为18.81米，主体结构内包尺寸长191.8米，标准段车站跨 度17.6米。高新大道站位于北京东路、高新大道交叉口中央绿岛下， 与规划5号线“十字”换乘车。车站设计起点里程是ck20+9

3、02.504, 车站设计终点里程是ck21+175.790。1号线车站主体呈东西向布置， 车站为地下两层12.0米岛式站台车站，站前设单渡线；5号线车站主 体南北向布置，车站为地下三层12.0米岛式车站。1、5号车站通过中 部换乘楼梯实现台对台换乘。5号线为远期站，本次设计只预留5号线 换乘节点处围护结构。 地层加固 1.地层加固方法： 车站端头井位置地层主要是砂层，采取800三管高 压旋喷桩咬合200mm进行地层加固。加固后的土体，应 有良好的均匀性、自立性、止水性，其无侧限抗压强度 qu1.2mpa,渗透系数1.010-7cm/sce。 2.地层加固范围： 经计算和地铁施工经验，加固范围为

4、：盾构始发端、 到达端地层加固长度为8m，宽度为盾构外径水平两侧各 3m，上部至少3m，底部3m。 二、高压旋喷桩发展过程及施工原理 高压旋喷注浆法始创于日本，它是在化学注浆法的基础上， 采用高压水射流切割技术而发展起来的。 高压喷射注浆，就 是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定的深度后， 以20-40mpa的压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来，形成喷射 流冲击破坏土层。当能量大、速度和脉动状的射流动压大于 土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来。一部分细颗 粒随浆液或水冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力 和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比 例和质量大小，有规律地重

5、新排列。浆液凝固后，便在土层 中形成一个固结体。由多个高压喷射注浆固结体形一个整体， 可以用来作为地基加固。这种施工方法可以使被加固区域形 成一个整体提高地基的抗剪强度改善土体的变形性质，从而 保证了原有建筑物基础下土体的稳定性，亦保证了基础的稳 定。 三、高压旋喷桩种类 注浆管移动方式示意图 注浆管基本种类 1、单管旋喷法 通过单根管路，利 用高压泥浆 （20mpa-30mpa） 喷射冲切破坏土体， 成桩直径40-50cm。 其加固质量好，施 工速度快和成本低， 但固结体较小。 二重管旋喷注浆示意图 二重管旋喷二重管旋喷 在单管法的基础上又 加以压缩空气，并使用双 通道管的二重灌浆管。在 管

6、的底部侧面有一个双重 喷嘴，高压浆液以20mpa 左右的压力从内喷嘴中高 速喷出，在射流的外围加 以0.7mpa左右的压缩空气 喷出。在土体中形成直径 明显增加的柱状固结体， 达80-150cm。 三重管旋喷注浆示意图 使用分别输送水、气、浆三种介 质的三重灌浆管。高压水射流和外围 环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体， 在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状 的空气射流，进行水、气同轴喷射， 可以减少水射流与周围介质的摩擦， 避免水射流过早雾化，增强水射流的 切割能力。喷嘴边旋转喷射，边提升， 在地基中形成较大的负压区，携带同 时压入的浆液充填空隙，就会在地基 中形成直径较大、强度较高的固结体， 起到加

7、固地基的作用。成桩直径大， 一般有1.02.0m，但成桩强度较低 0.91.2mpa. 主要特征及适用范围 主要特点：主要特点： 1、使用的范围较广 6、材料广阔，价格低廉 2、施工简便 7、浆液集中，流失较少 3、固结体形状可以控制 8、设备简单，便于管理 4、确保固结体的强度 9、生产安全 5、有较好的耐久性 10、无公害 适用范围适用范围: 适用于淤泥、粘性土、粉土、砂类土、黄土、人 工填土等土层的地基处理或旧房地基加固。对于 地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段、永 冻土和对水泥有严重腐蚀的土质均不宜采用该法。 四、施工方案 工序 1.场地三通一平 （水通、电通、路通、施工场地平）

8、 2.桩位测设 3.钻机就位 4.钻孔 5.插管 6.喷射作业 7.冲洗 8.移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。 9.流程图 流程图 测量放线定位测量放线定位 引孔钻机就位引孔钻机就位 搬迁搬迁 钻进成孔钻进成孔 清孔清孔 移钻移钻 插入高喷管插入高喷管 高喷作业高喷作业 回灌回灌 浆液配置泵送浆液配置泵送 启动高压泵送水启动高压泵送水 启动高压机送风启动高压机送风 开孔检查开孔检查 换浆清渣换浆清渣 试喷检查试喷检查 观察高喷参数观察高喷参数 孔内保持满浆孔内保持满浆 水箱水箱 搅拌机搅拌机 水泥仓水泥仓 管涌管涌泥浆泵泥浆泵 空压机空压机 旋喷固结体旋喷固结体 气量计气量计 钻机钻机

9、引孔钻机就位引孔钻机就位 钻进成孔钻进成孔 高喷作业高喷作业 高压水泵高压水泵 三重管法施工机具布置示意图 各道工序 1、定孔位 在定孔位时，一定严格按照设计放样定孔位， 其误差不大于2cm，并用木桩固定。在高喷灌浆 轴线拐弯处应设固定桩，同时在施工轴线510m 范围设控制桩。 2、造孔 把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握 机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度 满足精度要求，经技术人员验测合格后方可开钻。 如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。钻进过 程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措 施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录， 钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后

10、方可移位进行下一个孔的钻进。 3、下喷射管 将喷射台车移至成孔处，先在地面进行浆、气 试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射 管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方 可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况， 如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面 进行处理，处理好后再进行施工。 4、喷浆材料 采用425号普通硅酸盐水泥搅制同，水泥应为 新鲜无结块，通过0.08mm方孔筛的筛余量为5%， 每批次进场水泥必须有生产厂家产品合格证，并 根据有关规定进行抽查检验。制浆用水必须保证 清洁无污染，符合拌制水工砼的要求。一般采用1： 0.8-1：1.1的水灰比，并掺入少量的外加剂。 5、制浆

11、 浆液配置：高压旋喷桩的浆液，采用抗腐蚀的 矿渣水泥，水泥浆液配制严格按 设计要求控制 为水灰比1:0.8-1 1，水泥浆比重一般采用1：1- 1：1.5的水灰比。搅拌灰浆时，先加水（制浆用 水必须保证清洁无污染，符合拌制水工砼的要 求。，并掺入少量的外加剂。 ），然后加水泥， 每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，浆液用高速 搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，水泥浆应 在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不 断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌 和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。 水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最 后射出。 注意：按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应

12、随时测量 浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计 该孔的材料用量。 喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有 不同程度的收缩，使固体体顶部出现凹穴，所以 应及时用水灰比为0.61的水泥浆进行补灌，并要 预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。 6、喷射提升 当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的 浆、气，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提升 方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终 喷高程。 喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节 的运行情况，并根据具体情况采取下列措施： 接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴； 喷射因故障中断，应酌情处理: a、因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早 恢复灌浆； b、如中

13、断时间超过1小时，要采取补救措施； c、恢复喷射时，喷射管要多下0.3m，保证凝 结体的连续性。 旋喷作业系统的各项工艺参数按照预先 设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、 用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。 喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转 30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边 反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为 260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度 和提升速度 。保证桩顶密实均匀。中间发生故障 时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立 即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前 段搭接不小于1m，防止固结体脱节。 7、回灌 喷射结束后，随即在喷射孔内

14、进行静压充填灌 浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固 结后墙顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆 静压充填。 8、记录 施工中钻孔、高喷灌浆的各道工序应详细、及 时、准确记录，所有记录需按要求使用统一表格。 质量保证体系 4. 严格实行自检、互检和专检 “三检”制，定 期或不定期进行质量检查、开展工程质量评比。 5 .建立开工前技术交底制度，同时工程开工前应 按规范要求编制分项工程施工方案，经监理工 程师审批后实施。 6.施工测量由专职的测量人员进行放样测量，并 有监理工程师在场且认可后再施工。 7.原材进购必须有出厂质量证明书方可进购，进 场后必须进行质量检验合格后方可使用。 施工注意

15、事项 1、钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与 孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5 2、 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的 压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈 必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。 3、 喷射注浆时要注意准备，开动注浆泵，待估算水 泥浆的前锋已经流出喷头后，才开始提升注浆管。 自下而上喷射注浆。 4、喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有 不同程度的收缩，使固体体顶部出现凹穴，所以应 及时用水灰比为0.61的水泥浆进行补灌，并要预 防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。 5、为了加大固结体尺寸，或深层硬土为避免固 结体尺寸减小，可以采用提高喷射压

16、力、泵量或 降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺。 6、 冒浆的处理，在旋喷处理中，往往有一定数 量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地 面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、 旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实 验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量 的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时，应查 明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空 隙引起的不冒浆，则可以在浆液中掺入适量的速 凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内 凝固 。 施工中若干问题的处理 1）喷射中途发生机械故障时，应停止提升和喷射以防柱 体中断，同时立即排除故障。如泵压增高也不出浆，则是 喷

17、嘴堵塞；泵压达不到要求值则可能是高压部分密封性不 好，连接处或旋转处漏浆、漏水。 2）当发现浆液喷射不足影响固结质量，可进行重复喷射。 原位重复喷射时，冲击破坏的浆土混合液体，所受阻力较 小，因此有增加固结体直径的效果，增大的数值主要随土 质密度而异。 3）当发现浆液初凝时间超过20h（正常初凝时间应为15h 左右），应及时停止使用该水泥。在喷射过程中有一定数 量的土粒，随部分浆液（小于注浆量的20%）沿注浆管管 壁冒出地面属正常现象。如果出现超过20%或完全不冒浆 等异常情况，应查明原因并采取相应措施。 4）按地质剖面图及地下水等质料，在不同深度，针对不 同地层土质情况，选用合适的喷射参数；

18、对深层、硬土， 应增加压力和流量或适当降低旋转和提升速度。 5）由于浆液析水、收缩，固结体顶部有可能出现凹穴， 一般深0.3m1.0m，采取在原旋喷孔位进行两次注浆的 方法进行处理，第二次所注浆液应具有一定的膨胀性。 雨、夜施工技术措施 1 . 现场在雨季安排专人值班，密切注意天气变化情 况，做好防范工作。 2 .配备若干块蓬布用于各水泥堆放场地的防雨保护。 3 .临时道路及水泥堆放场地两侧找坡3，以防雨 水流入道路和水泥堆放场地中央，保持道路平整、 排水通畅，无淤泥积水。 4 .六级以上大风和暴雨期间，应停止机械高空作业。 5 .水泥应按不同品种、标号、出厂日期等分堆堆 放，挂牌标识，施工中

19、应遵循“先收先发，后 收后发”的原则，避免久存的水泥受潮，影响 工程质量。水泥堆放场地上铺一层红砖和一层 油毡，四周要排水通畅，且高于路面30cm。 6 .备的电闸采取防雨、防潮的措施，安装接地保 护装置，且防漏电、触电。对现场电缆接头加 强检查以防漏电，并架高明牌警示。 7 .雨中严禁高空作业，雨后应对电气设备进行安 全检查，经确认安全后方可继续施工。 8 .夜间施工：对水池、电箱等应设明显的标识， 并派专门人员进行巡查，防止漏水、漏电及机 械伤害事故的发生。 安全施工保证措施 1.建立健全安全生产规章制度和安全生产责任制 度，贯彻管生产必须管安全的原则，牢固树立 安全第一的观念，把安全生产

20、责任落实到人。 使安全生产有章可循，有法可依，形成制度。 2.经常组织学习有关安全生产法规和安全生产操 作规程，施工前进行安全技术交底，抓好安全 教育，增强安全意识。 3.机械操作员等特殊工种人员必须经专门培训， 经考试合格取得操作证，方可上岗作业。 4.高压旋喷桩等在进行作业时，严格按照机械技 术操作规程进行作业；做到管理人员不违章指 挥，作业人员不违章操作。 5.施工用电实行“三相五线制”和一机一闸一漏 一保护的制度，并符合有关施工用电的规章制 度。 6. 施工时，对高压泥浆泵要全面检查和清洗干净， 防止泵体的残渣和铁屑存在；各密封圈应完整 无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验， 确保能

21、在额定最高压力时断销卸压；压力表应 定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要 停泵停机排除故障。 7. 高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯 应不小于规定的弯曲半径，防止高压管爆裂伤 人。 8. 高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流 的破坏力较强，浆液应过滤，使颗粒不大于喷嘴 直径；高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压 后，应能自动停止工作；因故需较长时间中断旋 喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以防 硬化剂沉淀管路。 9. 钻机作业中，电缆应有专人负责收放；如遇停 电，应将各控制器放置零位，切断电源；如遇卡 钻，应立即切断电源，停止下钻，未查明原因前， 不得强行启动；严禁用手清除

22、钻杆上的泥土，发 现紧固螺栓松动时，应立即停机重新紧固后方可 继续作业。 10.作业后，应先清除钻杆上的泥土，再将钻头下 降接触地面，各部制动住，操纵杆放到空档位置， 切断电源，清理打扫完现场，方可离开。 11.进入现场的所有人员必须戴好安全帽。 文明施工及环境保护措施 1. 建立健全文明施工的各项规章制度，设文明施工专 职负责人对全体工地人员进行定期的文明施工教育 及文明施工交底，开展争创文明工地竞赛活动。 2. 作业现场保持清洁整齐，水泥浆在储灰罐中集中拌 制，施工过程中要经常检查管道的损坏状况，避免 漏浆；施工完毕后不可随意排放多余泥浆。水泥使 用完毕后剩余的水泥袋要回收存放，不可随意丢

23、弃。 建筑垃圾不乱堆、乱放，存放到业主指定的地点， 做到垃圾日产日清。 3. 现场水泥进行集中堆放，运输和卸运时防止遗洒尘 扬。 4. 搬运和搅拌水泥作业人员必须带好防尘罩。 5. 作业人员统一着装，现场管理人员着统一制服。 转 速提 速高 压 水压 缩 空 气浆 液 r/mi n cm/m in 流量 l/mi n 压力 mpa 流量 m3/ min 压力 mpa 材料水灰比 流量 l/mi n 压力 mpa 105-1075 30- 40 3 0. 7 水泥1 180 0.3- 0.5 参数控制 执行建筑地基处理技术规范（jgj19-91）中 有关规定。具体工程参数控制如表。 三重管施工机具 设备名称型号数量备注 钻机xy-64引孔 工程钻机gxy-44高喷作业 引孔