高压旋喷桩施工专项方案组织设计课件

高压旋喷桩施工方案高压旋喷桩施工方案 乳源县建筑公司乳源县建筑公司 2016 年年 2 月月 21 日日 2 高压旋喷桩施工专项方案高压旋喷桩施工专项方案 1. 编制说明编制说明 1.1 编制依据编制依据 （1）乳源县东阳光光箔二期 1450 设备基础工程施工图设计； （2）现场踏勘情况； （3） 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） ； （4） 建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002） ； （5） 建筑工程质量验收统一标准 （GB50300-2001） ； （6） 建筑施工安全检查标准 （JGJ59-59） ； （7）建办200589 号关于印发建筑工程安全防护、文明施工措施费用及 使用管理规定的通知； （8）建工字2009104 号关于印发韶关市建筑工程危险性较大的分部分项 工程安全技术管理实施意见的通知。 1.2 编制说明编制说明 本实施性施工组织方案仅用于乳源县东阳光光箔二期 1450 设备基础工程中 的高压旋喷桩部分，编制时对以下几方面内容给予了充分的考虑： 以满足投标文件及业主的全部要求为基本原则，突出安全、快速、有序， 优质高效的施工特点。 紧密结合本工程的特点，依靠先进的科学技术和现代化管理手段，实行动 态管理并动静结合的原则。 3 2. 工程概况工程概况 2.1 地理位置地理位置 乳源县东阳光光箔二期 1450 设备基础工程位于乳源县东阳光厂区内，距市 中心直线距离为 15.8km。 图图 2.1-1 场区地理位置图场区地理位置图 2.2 地质、水文情况地质、水文情况 2.2.1 场地岩土层分布场地岩土层分布 （1）全新统（Q4） 1 杂填土：褐黄灰色，松散稍密，由粉质粘土混建筑垃圾，主要分布于 原水泥路面。层厚 0.55.2m； 2 素填土：褐黄灰色，软可塑，局部硬塑，由粉质粘土混少量碎砖、碎 石填积，场地普遍分布。层顶埋深 0.03.1m，层厚 0.78.0m； （2）上更新统（Q3） 1 粘土、粉质粘土：褐黄色，可硬塑，夹铁锰结核及灰白色粘土条。切 面较光滑，韧性、干强度中等偏高。该层多数埋深较浅，层顶埋深在地表以下 0.83.0m，局部层顶埋深较厚为 9.0m，该层厚度为 1.810.7m。 残积土：褐黄色，可塑，夹风化岩碎屑，由母岩风化而成，遇水软化。 切面稍有光滑，韧性、干强度中等。该层层厚 0.41.9m； （3）基岩 侏罗系龙王山组(J3l) 1 全风化安山（角砾）岩：灰黄紫灰色，风化强烈，呈土状，遇水软化， 手可捏碎，间夹全风化岩碎块。揭露厚度 0.27.6m 左右； 2 强风化安山（角砾）岩：灰黄紫灰色，风化强烈，呈碎块状，局部短 柱状，遇水软化，间夹中风化岩碎块，锤击声闷，手可掰断。揭露厚度 0.511.5m； 2a 强风化安山（角砾）岩：灰黄紫灰色，呈碎块状，局部短柱状，遇水 软化，锤击声稍脆闷，手不易断。该层位于强风化层中，呈不规则分布，揭露 厚度 0.59.8m； 3 中风化安山（角砾）岩：灰黄灰色，岩质软硬不均，以软岩较硬岩为 4 主。岩体裂隙发育，呈短柱状态、柱状，少量呈碎块状，锤击声脆，锤击不易 碎。埋藏深度起伏较大，一般在 5.820.0m。层厚为 1.08.7m。 3b 中风化安山（角砾）岩（破碎）：灰黄灰色，岩质以软岩较硬岩为 主。岩体裂隙发育，较为破碎，呈呈碎块状、块状，锤击声脆，锤击不易碎。 一般位于3 层中，揭示层厚为 1.26.9m。典型的地质剖面图如图 2.2-1 所示。 图图 2.2-1 地质剖面图地质剖面图 2.2.2 水文条件水文条件 交通中心及附属建筑物主要位于一期围界内侧，场地原始地貌已经被改造， 现地面相对较平坦，无水塘、河沟地表水体等分布。 场地在勘察深度范围内地下水主要为赋存于第四系全新统（2素填土、 1粉质粘土）及上更新统1粉质粘土中的上层滞水孔隙潜水，安山（角砾） 岩中的基岩裂隙水。 地下水最高水位一般在78月份，最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月 份。2011年3月量测的地下水稳定水位在地面下0.62.3m，地下水位随季节性变 化，年变化幅度在1.0m左右。 2.3 高压旋喷桩基本情况高压旋喷桩基本情况 5 根据现场情况，施工区在总体上划分为四个区域，即区域 、；同时为了便于组织施工及现场管理，将各个区域再次划分若 干个子区域。 根据设计图纸，高压旋喷桩全部分布在分区内，在支护桩的外侧设置嵌缝 500 的高压旋喷桩止水帷幕，若自然地坪整平后的绝对标高按0.000 计，其 中桩长为 6m。高压旋喷桩须待其邻近桩基施工结束，并达到设计要求强度后方 可施工。 6 3. 机具人员部署机具人员部署 本标段主要机具配备如下：旋喷钻机 1 台（含配套设施） ，拌浆机 1 台，空 压机 1 台，高压旋喷机 1 台，高压泵 2 台，灌浆泵 2 台，挖掘机 1 台（平整场 地） 。配备施工人员 8 人，施工工期为 2016-2-232016-3-26。高压旋喷桩的浇 筑必须和区内支护桩的施工协调配合起来，高压旋喷桩采用间隔跳桩法施工， 须待其邻近的桩基施工结束，且强度达到设计要求后进行。 7 4. 主要施工方案及技术措施主要施工方案及技术措施 4.1 高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工工艺 高压旋喷桩系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水 平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度旋转， 一面低速徐徐提升(10cm25cm/min)，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形 成具有一定强度（0.58.0MPa）的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到 加固。高压旋喷桩的工作情况如图 4.1-1 所示。 图图 4.1-1 高压旋喷桩工作示意图高压旋喷桩工作示意图 高压旋喷桩的施工工艺流程如图 4.1-2 所示： 图图 4.1-2 高压旋喷桩施工流程图高压旋喷桩施工流程图 4.1.1 桩位测设桩位测设 （1）测量放线:根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。 8 （2）确定孔位:在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基 准点进行测量各孔口地面高程。桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于 50mm。 4.1.2 确定工艺参数确定工艺参数 该标段高压旋喷桩施工采用二重管法，采用 P.O 42.5 级普通硅酸盐水泥， 水泥及粉煤灰总用量为 550，水泥：粉煤灰=1：0.3。水泥浆液的水灰比 3 /kg m 0.8。为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以 校验施工工艺参数是否合理，现根据试桩用工艺提出高压旋喷桩工艺参数如表 4.1-1 所示： 表表 4.1-1 高压旋喷桩工艺参数高压旋喷桩工艺参数 控制参数桩间旋喷桩 旋喷提升速度1025cm/min 水泥浆液流压力 25MPa 水泥浆液流量 30L/min 空气压力 0.7MPa 水灰比 0.8 经试桩验证高压旋喷桩工艺参数切实可行，试桩质量高，则按照表 4.1-1 中的各项控制参数进行高压旋喷桩的后续施工。 4.1.3 钻机钻孔钻机钻孔 （1）钻机就位。钻机主钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直， 钻机要垫平稳牢固。 （2）钻孔口径应大于喷射管外径 2050mm，以保证喷射时正常返浆、冒浆。 （3）施工场地勘察资料不详时，每间隔 20m 布置一先导孔，查看终孔时地 层变化。 （4）造孔每钻进 5m 用水平尺测量机身水平和立轴垂直 1 次，以保证钻孔 垂直。 （5）钻进过程中随时注意地层变化，对孔深、塌孔、漏浆等情况，要详细 记录。 （6）钻孔终孔深度应大于开喷深度 0.51.0m，以满足少量岩粉沉淀和喷 嘴前端距离。终孔后将孔内残留岩芯和岩粉捞取置换干净。 9 （7）孔深达到设计深度后，进行孔内测斜，孔深小于 30m 时，孔斜率不大 于 0.5%。 （8）测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，孔深大于 20m 时，进行孔内 测斜。 4.1.4 下喷射管下喷射管 钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项。 （1) 测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管 应标识尺度。 （2) 将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于 20m，试喷调为设计喷射 压力。 （3) 施工时下喷射管前进行地面气、浆试喷，即设计喷射压力管 路压力。 （4) 设计喷射压力管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新 调试。 （5) 摆喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度。 （6）在下喷射管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压 力一般不超过 1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。 4.1.5 搅拌制浆搅拌制浆 搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适 应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。保证高压喷射注浆连续供浆需量。本 标段高压旋喷桩施工采用二重管法，采用 P.O 42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥及 粉煤灰总用量为 550，水泥：粉煤灰=1：0.3。水泥浆液的水灰比 0.8。高 3 /kg m 压旋喷桩施工工期为 2011-9-132011-11-11，要注意高压喷射注浆管路的防寒 保暖工作，在浆液使用前，检查输浆管路和压力表，保证浆液顺利通过输浆管 路喷入地层。 4.1.6 喷射作业喷射作业 高压喷射注浆法为自下而上连续作业。喷头可分单嘴、双嘴和多嘴。 （1) 当注浆管下至设计深度，喷嘴达到设计标高，即可喷射注浆。 10 （2) 开喷送入符合设计要求的气和水泥浆，待浆液返出孔口正常后，开始 提升。水泥浆液流量大于 30L/min，气压不宜小于 0.7MPa，旋喷提升速度 1025cm/min。 （3) 高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时 处理。 （4) 喷射过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，搭接长度不小于 0.2m。 （5）喷射过程中因故中断后，恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度不小于 0.5m。 （6) 喷射中断超过浆液初凝时间，应进行扫孔，恢复喷射时，复喷搭接长 度不小于 1m。 （7) 喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。 （8) 喷射过程中孔内严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。 4.1.7 冒浆冒浆 在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁 冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果 和断定参数合理性等，根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量 20%为正常现象，超过 20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。 流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆 管，检查其封密性能。 出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行 复喷；如系附近有空洞、暗道，则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止， 或拔出注浆管待浆液凝固后，重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液， 便于浆液在注浆管附近凝固。 减少冒浆的措施：冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆 不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。 a.提高旋喷压力（喷浆量不变） ； b.适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变） ； c.加快提升和旋转速度； 4.1.8 充填回灌充填回灌 11 每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时 向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一 项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌 工作。 （1) 将输浆管插入孔内浆面以下 2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。 （2) 充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉 为止。 （3）应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量。 4.1.9 清洗结束清洗结束 每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不 及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的 施工。 4.2 技术要求技术要求 （1）注浆工艺 影响高压旋喷桩注浆固结体的质量因素较多，其中注浆工艺是影响固结体的 重要因素之一。 高压旋喷注浆，均是自下而上，连续进行，若施工中出现了停机故障，待修 理好后，需向下搭接不小于 500mm 的长度，以保证固结体的整体性。 （2）水泥用量的控制 在喷浆提升过程中，控制水泥用量是关键。水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直 径、提升速度及水灰比等有直接关系，具体控制方法： A 确定水泥用量后，若水泥量剩余，则措施如下： 适当增加喷浆压力； 加大喷嘴直径； 减慢提升速度； B 确定水泥用量后，若水泥量不够，则措施如下： 保证桩径的情况下适当减少压力； 喷嘴直径适当减少； 保证桩体强度的情况下适当加快提升速度； 加大水灰比值； 12 （3）固结体控形 固结体的形状，可以通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升 速度，予以控制。由于本工程设计固结体的形状为圆柱形，在施工中采用边提 升边旋转注浆，考虑到深层部位的成形，在底部喷射时，加大喷射压力，做重 复旋喷或降低喷嘴的旋转提升速度，而且针对不同土层（硬土）可适当加大压 力和降低喷嘴的旋转提升速度，使固结体达到匀称，保证桩径差别不大。 （4）桩头部分处理： 当旋喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下 1.0 米开始，放慢提升速度，旋喷 数秒后再向上慢速提升至桩顶面，当浆顶面高度达到要求后停止水泥浆（水、 风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。 （5）防止串孔的措施 在施工过程中，各机组采取跳打的施工方法； 在高压缩土层适当减小喷浆压力； 加快提升速度和旋转速度。 13 5. 质量保证措施质量保证措施 5.1 保证质量的控制措施保证质量的控制措施 （1）工程工艺控制 1）单位工程开工前，认真编制施工组织设计，经监理工程师审批后，严格 按照施工组织设计施工。 2）主要分部、分项工程编制施工方案，科学地组织施工。 3）在施工过程中，经常检查施工组织设计及施工方案落实情况，以确保施 工生产正常进行。 （2）工程材料控制 对采购的原材料、构(配)件、半成品等材料，要建立健全进场前检查验收 和取样送检制度，杜绝不合格的材料进入现场。 1）水泥等其它外购材料必须三证(出厂证、合格证、检验证)齐全，进场后 按规定抽检，合格后方可使用。 2）地方材料先调查料源，取样试验，试验合格经监理认可后方可进料。 3）现场设专人收料，不合格拒收。施工过程中若发现不合格材料及时清理 出现场。 （3）施工操作控制 施工操作者是工程质量的直接责任者。工程质量的好坏，单就工序质量来 说，施工操作者是关键，是决定因素。 1）施工操作者必须具有相应的操作技能，特别是重点部位工程以及专业性 很强的工种工程，操作者必须具有相应工种岗位的实践技能，必须做到考核合 格持证上岗。 2）施工操作中，坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检；所有工序坚 持样板制；牢固树立“上道工序为下道工序服务”和“下道工序就是用户”的 思想，坚持做到不合格的工序不交工。 3）按已明确的质量责任制检查落实操作者的落实情况，各工序实行操作者 挂牌制，促进操作者提高自我控制施工质量的意识。 4）整个施工过程中，做到施工操作程序化、标准化、规范化，贯穿工前有 交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理方法，确保施工质量。 5.2 关键工序质量保证措施关键工序质量保证措施 14 1.测量放线:根据设计的施工图测量放出的施工轴线，允许偏差为 10mm，当 长度大于 100m 时，允许偏差为 15mm。 2.钻机造孔:钻机就位，主钻杆中心轴线对准孔位允许偏差不超过 5cm。 1) 钻孔口径:开孔口径不大于喷射管外径 10cm，终孔口径应大于喷射管外 径 2cm。 2) 钻孔深度:终孔深度大于设计开喷深度 0.51.0m。 3) 孔内测斜:孔斜率不大于 0.5%。 3.测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，允许偏差不超过 5cm。 4.下喷射管:喷射管下至设计开喷深度允许偏差不超过 10cm。 1) 喷射管:测量喷射管总长度，允许误差不超过 2%。 2) 调试喷嘴:确定设计喷射压力时，试压管路不大于 20m，更换喷嘴时重 新调试。 3) 喷射压力:施工用的标准喷射压力等于设计喷射压力加上管路压力。 4) 喷射方向:确定喷射方向允许偏差不超过1。 5.供气情况:气压力控制在 0.7MPa。 1) 高压浆:施工用高压浆压力偏差不超过1MPa，流量偏差不超过 1L/min。2) 压缩气:施工用压缩气压力偏差不超过0.1MPa，流量偏差 不超过1L/min。 6. 喷射注浆:高压喷射注浆开喷后，待水泥浆液返出孔口后，开始提升。 喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。喷射过程中孔内 漏浆，停止提升。 1) 检查喷头:不合格的喷头、喷嘴、气嘴禁止使用。 2) 复喷搭接:喷射中断 0.5h、1h、4h 的，分别搭接 0.2m、0.5m、1.0m。 3) 为增加喷射长度和强度，喷射管喷头必须下落到开喷原位。 7. 旋喷:旋摆次数（旋喷速度 r/min)允许偏差不超过设计值的 0.5r/min。 8. 充填回灌:终喷提出喷射管后，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满。 1) 将输浆管插入孔内浆面以下 2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。 2) 充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉 为止。 15 16 6. 安全文明施工措施安全文明施工措施 6.1 安全保证措施安全保证措施 1. 施工时，对高压机具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。确保能在额 定量高压力时断销卸压；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。 2. 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。 3. 高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏较强，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内；冬季施工，高压不得在负温下工作，施工完了应及时 浆泵和管路内的积水排出，以防结冰，造成爆管。 4. 操纵钻机人员要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性 能，严禁违章操作。 5. 新进场工人（包括劳务工）未经三级安全教育，不得上岗，所有技术工 种人员必须持证上岗。 6. 吊装作业时，吊臂下严禁站人，严禁违章作业。 7. 加强施工用电管理，搞好安全用电。切实执行照明、高压电力线路的架 设标准，保证绝缘良好。各种电动机械和电器设备、均设置漏电保护器, 变配 电装置的三级配电箱、外电防护、二级保护必须配备防触电系统，确保用电安 全。 6.2 文明施工及环境保护保证措施文明施工及环境保护保证措施 根据合同及建办200589 号文件的要求，落实文明施工的各项措施，包括设 立安全警示标志牌、施工现场的围挡、五板一图（工程概况、管理人员名单及 监督电话、安全生产、文明施工、消防保卫五板，施工现场总平面图） 、企业标 志、场容场貌（道路通畅，排水沟、排水设施通畅，工地地面硬化处理，绿化） 、 材料堆放、现场防火、各类垃圾清运等。 17 7. 冬雨季施工措施冬雨季施工措施 7.1 雨季施工措施雨季施工措施 （1）施工现场合理布置，制定雨季施工预案，以防万一，确保人员安全。 （2）雨季到来之前，检查防雨材料、防护用品、抽排水设备等材料备足， 配备发电机确保供电。 （3）与当地气象部门保持联系，掌握气象动态，及时了解天气情况，以便 做好整体工作安排和防雨防汛工作。 （4）切实做好避雷装置和防漏电措施。 （5）混凝土施工要充分做好运输、劳力准备，缩短浇筑、振捣等各道工序。 若中间遇雨，应盖上篷布继续施工，必须完成一个节段的混凝土施工后再停止 浇筑，避免发生纵向冷缝。 （6）重点检查雨季方案是否可行，职工住房环境、设备停放地点、材料储 存场所等是否安全可靠，排水、防水设施是否齐备等。并认真执行雨季、雨后 两检查制度。 （7）雨季机电设备及材料防护 防汛器材、工程防雨材料、防护用品及抽排水设备准备齐全。 机电设备的电闸箱采取防雨、防潮等措施，并安装好接地保护装置。 对大型机械设备进行全面检查，使其符合规程要求。 对不宜遭受雨淋的原材料、半成品采取保护措施。 专人负责已施工段及现场设施的防护，发现问题及时解决，减少对施工 的影响。 7.2 冬季施工保证措施冬季施工保证措施 （1）在温度达 5以下时不宜浇捣混凝土。 （2）低温浇筑混凝土时，准备好足够的覆盖物，浇捣完成后及时覆盖，尤 其在迎风面和模板外侧应覆盖严密。 （3）根据气温的情况，在混凝土施工时，加入外加剂，调整混凝土的配合 比，提高混凝土的抗冻能力。 （4）现场配备必要的防冻器具及材料，采取必要的挡风或覆盖保温措施。 （5）根据施工需要，对混凝土的原材料进行加温，