旋喷桩施工作业指导书

-32-旋喷桩施工作业指导书1.适用范围适用于xx铁路路基工程旋喷桩施工。2.作业准备2.1技术准备根据设计要求旋喷桩选用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.8～1.5，当地下水有侵蚀性时，可加入15%-20%粉煤灰作为外加剂。旋喷桩顶垫层采用未风化的干净且级配良好的碎石，其最大粒径不得大于30mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等杂质。垫层内铺设两层土工格栅，土工格栅极限抗拉强度80KN/m。根据设计工点图中旋喷桩设计参数说明绘制旋喷桩布桩图，并注明桩位标号及施工说明。2.2人员准备配备施工负责人，技术主管，专职安全员，技术员、质检员、测量员、试验人员、工班长及操作工人。在开工前组织技术人员认真学习有关旋喷桩路基施工工点图纸，掌握旋喷桩有关技术问题，熟悉相关规范和技术标准，对施工人员和操作工人进行技术交底和岗前培训，为工艺性试验做好技术准备工作。2.3机具设备准备喷射注浆前检查高压注浆设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足施工需要，注浆压力表和流量计必须经过计量部门的标定，管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物，并准备适量的常规配件。2.4场地准备清除地表下各种障碍物（包括生活垃圾、树木等、改移地下管线、电缆等），平整施工场地，并用小型压路机碾压密实，挖好排浆沟，设置回浆池，浆液回收处理，防止污染环境。3.技术要求处理范围：应大于基底范围，宜超出路堤坡脚外缘1~3m；布置方式、桩径及桩间距：采用正三角形布置，0.5~1.5m，桩间距宜取2~3倍的桩径；处理深度：竖向承载旋喷桩的长度应根据上部结构对承载力、稳定和变形的要求确定，并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层；为提高抗滑稳定性而设置的旋喷桩，其桩长应超过危险滑弧以下不小于2m。最小桩长不宜小于4m。旋喷桩施工前应选择有代表性地段进行成桩工艺试验，工艺性试验桩的根数不少于2根；并确定加固料掺入比、注浆量、压力、风量、终钻条件、旋转提升速度等工艺参数，检验成桩效果。4.施工程序与工艺流程4.1施工程序施工准备→工艺性试验→确定工艺参数→场地平整→测量放样→钻机就位→钻孔→插入注浆管至桩底→喷浆（注浆流量、空气压力、注浆泵压力、钻杆提升速度、转速等参数符合工艺试验确定标准）→拔管→钻机移位→桩头处理→检测验收。4.2工艺流程作业流程见图1，工艺流程见图2。图1旋喷桩作业流程示意图图2旋喷桩施工工艺流程图5.施工要求5.1施工准备施工前应取地基原状土作室内配合比试验和现场成桩工艺试验（不少于2根），并经取芯和承载力等检验，确定固化剂掺入比、注浆量、压力、风量、旋转提升速度等工艺参数，以复核地质情况、设备、工艺、是否适宜，开挖检查桩体尺寸及连续性，验证喷射注浆方法对地层的适应性和可靠性。工艺参数及成桩检验成果上报监理确认。5.2施工工艺根据地质情况和设计桩径选择适宜的施工方法，并配备相应的施工机具，按照《铁路工程地基处理技术规程》TB10106-2010的有关施工规定采用单管旋喷注浆法。该法是利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以不低于20Mpa的压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液与土体搅拌混合，经一定时间凝固，便在土中形成圆柱状的固结体。5.2.1平整场地场地准备清除地表下各种障碍物（包括生活垃圾、地下管线、电缆、树木等），平整施工场地，并用小型压路机碾压密实。挖好排浆沟，设置回浆池，浆液回收处理，防止污染环境。图3旋喷桩加固地基横断面示意图图4旋喷桩加固地基平面布置示意图5.2.2测量放样根据设计资料绘制的布桩图，实际放出施工桩位并作明确标识，妥善保护好桩位点。5.2.3钻机就位及校正钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于100mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1.5％以内，钻机就位后，必须作水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。5.2.4钻孔、插管钻孔是为将喷射注浆管插入到预定的地层中,现场是通过钻杆内射水的方法,边射水边插管,将插管与钻孔两道工序合二为一,钻孔时当一根钻杆用完后,停止射水,待压力下降后,迅速接长钻杆,再继续射水、钻进,直到钻至设计桩长,钻孔完毕,插管作业同时完成。射水的目的是防止泥沙堵塞喷嘴,水压力不超过1MPa。在下管之前，必须进行地面试喷，检验喷射装置及泥浆发生装置是否正常。5.2.5制浆钻孔的同时,即可配置浆液,浆液要严格按照试验选定的配合比配置,不得出现沉淀离析现象，浆液要经过搅拌和两次过滤后方可进入高压泵。5.2.6喷射注浆当钻杆插到设计深度，注浆管下到预定深度后，检验喷射方向、摆动角度，进行地下试喷，一切正常后即可自下而上进行喷射作业，相关参数见下表。施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆泵压力、提升速度、旋摆速度、喷射方向等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，如遇故障及时排除。5.2.7冲洗器具喷射作业完成后，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。5.2.8移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。5.2.9质量检验⑴旋喷桩质量检验内容应包括桩身完整性、均匀性、桩身强度、单桩和复合地基承载力。⑵成桩7天后，采用低应变检测桩身均匀性。检查数量为总桩数的2‰，且不少于3根。⑶成桩7天后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查数量为总桩数的2‰，且不少于3根。⑷成桩28天后，在每根检测桩径方向1/4处、桩长范围内垂直取芯，观察其完整性、均匀性，取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。检查数量为总桩数的2‰，且不少于3根。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注密实。⑸旋喷桩承载力检验在成桩28天后进行，采用单桩和复合地基载荷试验，检查数量为总桩数的2‰，且不少于3根。5.2.10施工工艺要点⑴变参数喷射由于天然地基的地质情况比较复杂，沿深度方向变化大，有多种土层，其密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等有很大差异。若采用单一的技术参数来喷射长桩，则会形成直径或长度极不均匀的固结体，导致旋喷桩直径不一，使承载力降低。为确保质量，需根据钻孔时获得的孔位处地层情况，对不同深度或不同土层采用不同的技术参数，对硬土、深部土层和土粒大的卵砾石要延长喷射时间，适当放慢提升速度和旋摆速度或提高喷射压力和泵量。⑵重复喷射在不改变喷射技术参数的条件下，对同一孔位作重复喷射，既能增加土体破坏的有效长度，从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度。根据类似成熟施工经验，在砂性土中可增大50％。⑶冒浆处理在喷射注浆过程中，有一定数量的土颗粒与水、浆混合后，沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆量、冒浆比重的测量及冒浆颜色的观察，可及时了解地层状况，判断喷射注浆的大致效果和喷射技术参数的合理性。完全不冒浆、继续冒浆或冒浆量及其比重过大或过小时为异常现象。当出现异常情况时，首先检查提升速度、旋摆喷速度、气、浆流量和压力等技术参数，及时采取措施调整。①压力骤然上升或压力过高流量偏低时，说明有堵嘴或管路被堵塞现象，应及时停喷，认真检查气浆软管，必要时拔出注浆管检查注浆通道及喷嘴。②流量不变而压力突然下降时，应检查各部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管检查密封性能，更换过度磨损的喷嘴。③流量压力均偏低时，应及时停喷检查修理相应发生装置。④不冒浆、断续冒浆或冒浆量过小时，若系土质松软可适当加快注浆管提升速度，或降低高压泵压力对已喷范围适当进行二次注浆；若系附近有空洞、通道，则不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止，或采用速凝浆液，使浆液在注浆管附近凝固。⑤冒浆过大时，一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过所需浆量所致。可适当缩小喷射孔径，提高喷射压力，基本保持注浆量不变；如仍无效时，可加快提升速度和旋摆喷速度。⑷搭接处理在施工中因拆卸钻杆或因故停喷后续喷时,会造成注浆间断，为防止注浆间断造成固结体内出现软弱夹层，影响固结体均匀性和整体性，必须进行搭接处理。搭接长度不小于500mm。⑸分序喷射高压喷射注浆施工时，在水泥土浆液固结硬化之前，有效喷射范围内的地基土因受到扰动而强度降低。高压喷射注浆应分序隔孔施工，防止窜孔破坏已喷射注浆固结体。相邻孔喷射作业间隔时间不得小于2-5d。如发现窜孔现象，用沙袋堵塞窜孔冒浆出口。⑹防止凹穴旋喷施工在终喷后由于空气的排出以及水泥土浆液渗漏、析水和沉淀作用，水泥土混合浆液在凝固过程中存在不同程度的收缩，最终固结体顶部将出现一个凹穴。可采取以下措施予以消除：①采取超高喷射注浆方法，即喷射注浆的顶面，其超高量应大于收缩高度，可在施工中具体掌握。②在浆液凝固前回灌冒浆捣实。⑺防止桩体倾斜喷浆开始前一定要把钻机调整水平,确保钻杆垂直,喷浆过程中冒出的浆液、泥巴要及时清理,否则越堆越高,可能把钻机顶起来,造成钻机倾斜,最终导致桩体倾斜,在取芯检测过程中就有可能有取不到完整的芯样。6.劳动组织表1工种数量备注技术人员2人负责现场测量、质量控制机械操作人员2人电工、维修工2人辅助工人2人浆液制备7.材料要求P.O42.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰满足设计及规范要求。8.设备机具配置表2序号名称单位数量1高压泥浆泵台12旋喷钻机台13泥浆搅拌机台14单管台15高压胶管台19.质量控制及检验9.1质量控制9.1.1管理措施⑴建立健全工程质量保证体系，成立以项目经理为核心的质量领导小组，完善各岗位质量责任制。⑵贯彻执行总工程师负责的技术责任制，强化技术管理，以施工技术为基础，确保质量目标的实现。9.1.2技术措施⑴施工前首先由技术人员向机组施工人员进行技术交底，使其明确技术要求；⑵建立质检体系，做好水泥等原材料质量进场检验，严禁使用不符合国家有关标准的水泥，工程用水应符合饮用水标准；⑶材料员要把好材料关，杜绝使用受潮过期的水泥；⑷现场技术人员要结合现场地层及返浆情况，及时选用和调整好工艺参数，以指导现场施工；⑸严格按照确定的工艺参数及技术要求施工，发现未经技术人员同意私自改变工艺参数，违反操作要求者，严肃查处，并责令返工；⑹发现特殊情况，有关人员应及时到现场共同研究解决；⑺技术人员现场旁站，做好施工记录和隐蔽工程验收。9.2质量检验9.2.1施工用水泥及外加剂的品种、规格、质量应符合设计要求。检验数量：每检验批由同厂家、同品种、同批号、同等级、同出厂日期水泥组成。散装水泥每500t为一批，袋装水泥每200t为一批。不足上述数量时，亦按一批计。检验方法：检查产品质量证明文件及抽样检验。9.2.2旋喷桩布置形式应符合设计要求。检验数量：全部检查。检验方法：观察、尺量。9.2.3旋喷桩的布置数量应符合设计要求。检验数量：全部检查。检验方法：计数。9.2.4旋喷桩的长度应符合设计。检验数量：检查旋喷桩总数的3%，且不少于3根；检验方法：尺量钻杆长度刻线，必要时钻芯检查。9.2.5旋喷桩桩体无侧限抗压强度应符合设计要求。检验数量：检查总根数的2‰。检验方法：在桩顶1m以下截取设计规定龄期的试件做无侧限抗压强度试验。或采取钻芯取样法在桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻芯，取3个不同深度的芯样试件做无侧限抗压强度试验。9.2.6旋喷桩复合地基承载力应满足设计要求。检验数量：总桩数的2‰。检验方法：平板载荷试验。9.2.7旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法见表3表3旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法序号检验项目允许偏差检验数量检验方法1桩位直径不小于设计值抽查1%，且不小于2根开挖50～100cm深后，钢尺丈量2桩体间距±100mm抽查1%，且不小于5根钢尺丈量3桩体垂直度1.5%抽查2%，且不小于2根经纬仪测量钻杆垂直度10.安全及环保要求10.1安全要求10.1.1现场设专(兼)职安全员，负责施工前安全交底及现场安全施工。10.1.2施工用电中的照明、配电箱、开关箱、架空线、接地接零等部分必须严格按规程操作、布置。电工必须持证上岗，应编制用电计划，实行定期检查制度。10.1.3设备定期检修，施工机具设备必须由专职人员按操作规程操作，操作人员必须持证上岗。10.1.4进入施工现场，必须遵章守纪，佩戴安全帽，扣好帽带。10.1.5施工前对施工人员进行专项交底。10.1.6防止桩机零配件从高空坠落。10.1.7防止压浆时管道破裂或滑脱而浆液喷射伤人。10.1.8雷雨季节施工的桩机，应装避雷器。在雷电交作时，人员必须远离桩机。遇有大雨、雾和六级以上大风等恶劣气候，应停止作业，当风速超过七级或有强台风警报时，应将桩机顺风向停置，并增加缆风绳，如必要时，应将桩架放在地面上。10.1.9应根据所选用机械的操作规程和场地情况采取相应的安全措施。10.1.10高压喷射注浆时，应符合下列规定：⑴注浆前，应检查高压设备和管路系统，密封圈必须完好，各管道和喷嘴