旋喷桩施工方案.doc

旋喷桩施工方案江苏新扬子造船有限公司船坞工程旋喷桩施工方案一、工程概况新扬子造船有限公司船坞及码头工程位于长江下游江阴水道北岸，江阴经济开发区靖江园区内，江苏省靖江上六圩与头圩间，距吴淞口162km，南京204km。船坞全长440m，宽96.0m，坞墙为砼板桩加衬墙结构，坞底板顶标高为7.70m（黄海高程，下同），两侧设置有45t的门机轨道梁，跨船坞设置有900t的龙门吊。根据本工程地质勘察资料，自上而下地层地质情况为：灰黄夹灰色粉质黏土，软塑状，含铁锰质结核。青灰色粉土夹粉质黏土，局部互层。灰色粉质黏土夹薄层粉土。1灰色粉质黏土与粉土互层。2青灰、黄灰色粉砂夹薄层黏土，稍密状，含云母片。青灰、黄灰底部为绿灰色细砂，中密状，含云母片。灰绿、灰黄色粉质黏土，可塑状，含铁锰质结核。二、主要工程量统计根据施工图纸，坞墙及坞口防渗采用高压喷射灌浆营造防渗墙防渗，要求防渗墙28天龄期的防渗系数k10-5cms。采用新二管法高喷灌浆施工，根据施工部位不同采用不同的喷射方法。坞墙段采用高压摆喷灌浆进行防渗，中心轴线距离板桩面为500mm，墙体为折线型连接，孔距1.5m，喷射直径1.6m，折角25，摆角30，搭接长度10cm。 防渗墙高程-0.6-22.0m，每孔喷段长21.4m，防渗轴线长度为42396423=942 m，共计约632孔，防渗墙工程量约13525 m。坞口采用600高压旋喷桩进行灌注桩间止水，旋喷桩轴线与灌注桩轴线距离为450mm，施工时根据灌注桩实际扩孔情况确定旋喷孔位，保证旋喷能填充灌注桩空隙。其中有95个桩孔施工高程为1.00-25.0m，215个桩孔施工高程为1.00-22.0 m，坞口旋喷桩工程量共计约952621523=7415延米。高压摆喷灌浆及旋喷灌浆防渗墙示意图见图1，图2。注：图1中标注的尺寸单位为厘米。三、施工工艺根据施工图纸要求，现采用新二管法高压喷射是以大于35Mpa的高压水泥浆射流通过1.9mm的喷嘴喷出，水泥浆射流四周以压缩空气加以保护，随着喷管的旋转与提升，高压水泥浆射流冲切破坏土体，同时浆射流的能量较大，将水泥浆与粘土掺搅形成桩体；压缩气也起到升扬置换的作用，使切割的部分土体从孔口冒出，水泥浆与粘土混合物固结后，形成所需要加固体。新二管法的主要优点在于它比老二管法压力大、流量大、能量大、桩径也较大，相对于三管法它直接用水泥浆切削地层，削除了高压水对水泥浆的稀释，节约了水泥从而也保证了成桩质量，减少了废浆的排放。3.1施工工艺高压喷射灌浆施工各个环节密切合作，才能达到质量要求，施工顺序分两序进行，先进行序孔施工，再进行序孔施工。高喷灌浆施工作业流程如下：制浆3.2各道工序3.2.1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。3.2.2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。采用合金钻头钻进施工，钻孔直径130。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，合格后方可移位进行下一个孔的钻进。3.2.3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。3.2.4喷浆材料采用P.O32.5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。3.2.5制浆按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于30S，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。3.2.6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。3.2.7回灌喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，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。3.2.8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。3.3工艺参数高压喷射灌浆属于隐蔽性工程施工，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工质量，因此根据工程的实际地质情况，拟采用如下工艺参数进行施工：3.3.1高压水泥浆压力3538MPa，流量Q=7080L/min。3.3.2压缩气压力为0.60.8MPa,气量6080m3/h。3.3.3浆液比重浆液采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥搅制，浆液比重1.451.5。3.3.4提升速度旋喷提升速度为1518 cm/min；摆喷提升速度912cm/min。3.3.5旋、摆速度旋转速度为1215n/min；摆动速度为912r/min。四、质量保证措施由于高压旋喷桩施工难度大，特制定施工细则，在施工中严格遵守，以保证施工质量。、钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm，垂直度偏差度小于1%。采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测，满足精度要求后方可进行钻孔施工。、施工时严格控制各种施工参数，发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。、高压旋喷应全孔连续进行，若中途拆卸喷射管，则应进行复喷，搭接长度不小于200mm。供浆正常的情况下，孔口回浆密度变小、且不能满足设计要求时，应加大进浆密度。、在施工时严格遵守操作规程，班长和技术员严格进行质量自检。旋喷桩 施工（一）概述本工程是丹拉支线高速公路，南北方向上跨丹拉支线高速公路沟通原东小路。其设计范围为东小路K0+238.6-K1+170.780，全长932.084米，基中跨线桥长200m,通道桥长 20.0m，引路长712.084m,在桥头50米范围内进行地基处理，揸60cm旋喷桩10米，路中线两侧各7米以外的旋喷桩可减4米。桩距2.0-2.5米。采用正三角形布置。见图（一）（二）加固原理旋喷桩 就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管，钻入土层的预定位置，然后将浆液已高压流的形式从喷里射出，冲击破坏土体，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液搅拌混合，喷浆管不断以360回转提升，随着浆液的凝固，组成具有一定的强度和抗渗能力的作用。（三）施工工艺流程 见图（二）1、钻机就位：钻机安置平稳、钻杆垂直、钻头对准孔位中心。2、钻孔插管：采用76型旋转钻机，钻进深度为15米。3、喷射注浆：水泥浆液应在喷注前一小时内搅拌，当喷嘴达到设计高程喷注开始时先送高压力及喷射压力及喷浆量后再边旋转边提升，以防浆管扭段，钻杆的旋转和提升必须连续不断。4、冲洗及移动机具：当喷射提升到设计高程后，即告旋喷结束，此时 应立即拔出注浆管，用清洗包括泥浆泵和高压泵，管内机内不得残存浆和其他杂物，然后将机具设备移动下一个孔位。（四）施工要点及注意事项1、喷注中途发生机械故障时，应停止提升和喷射以防桩体中断，同时立即排除故障。如泵压增高也不出浆，则是喷嘴堵塞，泵压达不到要求值则可能是高压部分密封性能不好，连接处或旋转处漏浆、漏水。2、冒浆的处理 在旋喷过程中，往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沾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，旋喷的大致效果和旋喷合理性等。根据经验。冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%者为正常现象，超过20%或完全不冒浆时应查明原因并采取相应措施：1）若地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可能在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定范围内凝固。另外还可以在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续正常施工。2）冒浆过大的原因，一般是有效喷射范围与注浆量不相应，注浆量大大的超过旋喷固结所需的浆量所致，减少冒浆的措施有三种：提高喷射压力。适当缩小喷嘴孔径。加快提高和旋转速度。3、由于浆液析水、收缩，固接体顶部有可能出现凹穴，一般深0.3m-1.0m，必须采取措施予以消除。对于新建地基可以直接再次注入浆液填满凹穴。（五）质量要求和检验1、质量要求旋喷固结体系在地层下直接形成属于隐蔽工程，因而不能直接观察到旋喷桩体的质量，必须同科学的比较切合实际的方法坚定。要求固结具有一定的整体性和均匀性，倾斜度不得大于1.5，有效直径，强度特性（包括轴向压力、水平推力、抗酸碱性、抗冻性和抗渗性）等符合工程要求。2、质量检查1）开挖检查：一般限于浅层，全面检查喷射固结体质量，固结体形状、整体性、均匀性和垂直度。2）室内实验：开挖后制作固结体标准试件，进行各种力学物理性试验。3）载荷试验包括平板静载试验、孔内载荷试验。试验设备本次考虑现场条件及天气状况因素，采用现场搭设沉重平台，平台上推放工程土构成对试验点施加荷载的重物，总重量不小于35吨，荷载通过压板中心与重物中心的千斤顶传递，地基的沉降量通过百分表测读。加载方法每级加载量为3吨（第一级可按2倍加载）确保每个试验点的加荷级不小于8级。加载过程中随时补载，维持荷载恒定。沉降观测每级加载后测读该桩的沉将量，前一个小时内每15分钟测读一次，以后每半小时测读一次，当一小时内沉量小于0.1mm时 ,最后一次测读的沉降量为该级荷载下的最终沉降。试验结果a、千斤顶率结果千斤顶率定为式（1），加荷量与压力表对应关系见表1y=0.92t+0.13 (1)式中:y为压力表读数（格）；t为顶起重量（吨）千斤顶顶起重量与压力表读数对应关系 表1顶起重量(吨) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30压力表格数（格） 2.89 5.65 8.41 11.71 13.93 16.69 19.45 22.21 24.97 27.73各级沉降量汇总表及P-S曲线I号单桩静载试验结果汇总表序号 荷载（KN） 历时（h） 沉降(mm)本级 累计 本级 累计1 0 0 0 0 02 60 1.5 1.5 0.41 0.413 90 1.5 3 0.44 0.854 120 1.5 4.5 0.69 1.545 150 1.5 6 0.79 2.336