“雙高壓”三管旋噴樁施工工法

1、“雙高壓”三管旋噴樁施工工法中鐵二局股份有限公司城通公司1. 前言20 世紀(jì) 70 年代初， 旋噴法首先被應(yīng)用于日本的地基加固技術(shù)。 我國(guó)于 70 年代末開(kāi)始引進(jìn)旋噴法地基加固，隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的快速發(fā)展，建筑物朝著上下雙向方向發(fā)展，地下工程的規(guī)模越來(lái)越大，基坑的地基加固對(duì)整個(gè)工程的施工起著關(guān)鍵性的作用。再隨著地鐵、隧道、高層建筑地下室等地下工程的發(fā)展，旋噴法的運(yùn)用快速得到推廣。通過(guò)調(diào)查 ,普通工藝旋噴樁在上軟下硬土層條件下,成樁質(zhì)量較差,各項(xiàng)指標(biāo)難以滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合工程實(shí)踐,在墻縫外側(cè)施工3 根 850500mm “雙高壓”旋噴樁與地連墻咬合350mm ，使旋噴樁施工質(zhì)量得到了較好的控

2、制。2 .工法特點(diǎn)2.1 施工設(shè)備簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少。2.2 施工機(jī)具的振動(dòng)很小，噪音也較低。2.3 具有較好的耐久性，且樁身強(qiáng)度高。2.4 速度快、操作方便，應(yīng)用范圍廣。2.5 加固范圍及能力： “雙高壓”三管旋噴樁樁徑大質(zhì)量好，最大深度可達(dá)60m ，施工過(guò)程可以有效地控制地面隆起，加固直徑可自由選擇，加固范圍可在 5360 度自由選擇。3 .適用范圍雙高壓旋噴樁施工工法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固處理、深基坑止水帷幕、邊坡?lián)跬粱驌跛?、基坑底部加固、防止管涌與隆起、地下大口徑管道圍封與加固、地鐵工程的土層加固或防水、水庫(kù)大壩、海堤、 江河堤防、壩體壩基防滲加固、構(gòu)筑地下水庫(kù)截滲壩等

3、工程。4 .工藝原理“雙高壓”三管旋噴樁是使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重注漿管，利用三重管高壓旋噴樁 機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)處理的深度后，用高壓泥漿泵，通過(guò)安裝在鉆桿（噴桿）桿端置于孔底的特殊噴嘴，向周?chē)馏w高壓噴射固化漿液 （一般使用水泥漿液），同時(shí)鉆桿（噴桿）以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升, 高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，并強(qiáng)制與固化漿液混合，凝固后便在土體中形成具有一定 性能和形狀的固結(jié)體?！半p高壓”三管旋噴樁工藝原理圖如下:圖4.1 “雙高壓”三管旋噴樁工藝原理圖“雙高壓”設(shè)備旋噴器概念圖如下:“雙高壓”設(shè)備體系如下圖:壓縮空高壓水、空氣混合圖4.2旋噴器概念圖圖4.3 “雙高壓”設(shè)備體系

4、圖5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程旋噴樁施工工藝流程如下圖:啟動(dòng)空壓機(jī)送風(fēng)啟動(dòng)高壓泵送水漿液配制高壓泵送插入直噴管開(kāi)孔椅杳換漿清清試噴檢查觀察高噴參數(shù)孔內(nèi)保持滿漿圖5.1旋噴樁施工工藝流程圖1.2 操作要點(diǎn)1.2.1 場(chǎng)地平整正式進(jìn)場(chǎng)施工前，進(jìn)行管線調(diào)查后，清除施工場(chǎng)地地面以下2米以內(nèi)的障礙物，不能清除的做好保護(hù)措施，然后整平、夯實(shí)；同時(shí)合理布置施工機(jī)械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場(chǎng)地的三通一平”（水通、電通、路通和場(chǎng)地平整 ）。注：場(chǎng)地平整應(yīng)為雙高壓旋噴樁放樣提供條件。1.2.2 樁位放樣施工前用鋼卷尺測(cè)定旋噴樁施工的控制點(diǎn)，作好標(biāo)記，經(jīng)過(guò)復(fù)測(cè)驗(yàn)線合格后，用鋼尺和測(cè)線實(shí)地布

5、設(shè)樁位，保證樁孔中心移位偏差小于50mm。1.2.3 修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)旋噴樁施工過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生一定的返漿量，將廢漿液引入沉淀池中。沉淀的泥土則在開(kāi)挖基坑時(shí)一并運(yùn)走。沉淀和排污統(tǒng)一納入場(chǎng)地內(nèi)污水處理系統(tǒng)?；覞{拌制系統(tǒng)主要設(shè)置在水泥附近，便于作業(yè)，主要由灰漿拌制設(shè)備、灰漿儲(chǔ)存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備組成。1.2.4 設(shè)備的安裝、調(diào)試、就位等作業(yè)前的準(zhǔn)備工作1 、首先將三管高壓旋噴注漿施工所需全套設(shè)備，按施工場(chǎng)地情況進(jìn)行合理布置、安裝。2、然后分別檢查氣、漿兩大系統(tǒng)各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，管路是否暢通（進(jìn)行地面管路試噴）測(cè)試監(jiān)控儀器是否齊備、完好。確信無(wú)誤后方可進(jìn)入下一步工序。1）供氣系統(tǒng)：空壓機(jī) f

6、風(fēng)管f送液器f高噴桿f噴頭。2）供漿系統(tǒng)：攪拌機(jī)-過(guò)濾網(wǎng)-貯漿桶-高壓注漿泵-壓力表-漿管-送液器-高噴桿-噴頭。3）各種設(shè)備檢查完畢后在地表進(jìn)行聯(lián)合試機(jī)、試噴檢查，以確定各種設(shè)備能否正常進(jìn)行工作。把各種壓力和流量調(diào)到噴射注漿施工的要求值進(jìn)行試噴，不僅可以了解各種管路是否暢通、密封，而且可以了解漿嘴、風(fēng)嘴的加工質(zhì)量。在更換新漿嘴、風(fēng)嘴時(shí)都應(yīng)在地面進(jìn)行試噴，調(diào)節(jié)好噴射效果后方可下入孔內(nèi)使用。1.2.5 鉆機(jī)就位鉆機(jī)就位是噴射注漿的第一道工序，鉆機(jī)應(yīng)安置在設(shè)計(jì)的孔位上，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位的中心。同時(shí)為保證鉆孔后達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度，校驗(yàn)鉆桿長(zhǎng)度，并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線，保證孔底標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)深度，

7、鉆機(jī)就位后，必須作水平校正，使其鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置。為防止施工竄漿，采用間隔跳打施工。1.2.6 引孔鉆進(jìn)為防止塌孔采用泥漿護(hù)壁的方法進(jìn)行施工，鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的泥漿可循環(huán)利用，若出現(xiàn)泥漿嚴(yán)重漏失或孔口不冒漿時(shí)，可加大泥漿的濃度，直至孔口正常返漿為止，鉆機(jī)引孔時(shí)，鉆孔口徑應(yīng)大于噴射管外徑2050mm ，以保證噴射時(shí)正常返漿、冒漿，黏土泥漿容重一般為 1.11.25g/cm 。引孔每鉆進(jìn) 5m 用水平尺測(cè)量機(jī)身水平和立軸垂直 1 次，以保證鉆孔垂直，并要隨時(shí)注意地層變化，對(duì)孔深、塌孔、漏漿等情況，要詳細(xì)記錄。鉆孔終孔深度應(yīng)大于開(kāi)噴深度 0.51.0m ，以滿足少量巖粉沉淀和噴嘴前端距離。鉆孔

8、完成后，孔內(nèi)應(yīng)充滿泥漿，防止注漿孔發(fā)生坍孔，最后在孔口加鐵蓋予以保護(hù)，以防雜物掉入孔內(nèi)。1.2.7 拔出巖芯管、插入注漿水泥根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求采用對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)的水泥，控制進(jìn)漿比重一般為1.51.55,按設(shè)計(jì)水灰比1:1 ,使用攪拌機(jī)拌制水泥漿液。引孔至設(shè)計(jì)深度后，拔出巖芯管，并換上噴射注漿管插入預(yù)定深度。在插管過(guò)程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，要邊射水邊插管，水壓不得超過(guò) 1Mpa ，以免壓力過(guò)高，將孔壁射穿，高壓水噴嘴要用塑料布包裹，以防泥土進(jìn)入管內(nèi)。下注漿管時(shí)應(yīng)對(duì)噴頭加以保護(hù)，防止風(fēng)嘴、漿嘴堵塞。當(dāng)遇有噴管下不到位或下不去現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)視不同的情況采取不同方法處理，只要不是發(fā)生較嚴(yán)重的塌孔事故，噴管都不難

9、下到位。一般可采用以下方法：1 、壓注漿泵送水泥漿邊擺動(dòng)噴管邊下管；2、同時(shí)送風(fēng)、送漿邊擺動(dòng)邊下管；關(guān)鍵在于掌握介質(zhì)的壓力及流量，一般都不宜過(guò)大。如果都不成功，則只有用鉆機(jī)下鉆桿處理，必須確保噴桿下至預(yù)計(jì)深度，方可正式噴射注漿。1.2.8 旋噴提升1 、當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計(jì)深度后，方可噴射注漿，噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后，即可隨噴隨轉(zhuǎn)隨提升，提升速度 10cm/min ，水泥用量不小于250kg/m 。并使實(shí)際樁頂標(biāo)高2、對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的部分應(yīng)采取復(fù)噴措施或降低提升速度,高于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.30.5m。3、開(kāi)始時(shí)，先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，在一般情況下，壓縮空氣可晚送30s。在

10、樁底部邊旋轉(zhuǎn)邊噴射1min后，在進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊旋噴。4、噴射時(shí)，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力，噴漿量后再逐漸比重，中間發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停止提升和 旋噴，以防樁柱中斷，同時(shí)立即進(jìn)行檢查，排除故障；如發(fā)現(xiàn)有漿液噴射不足，影響樁體的設(shè)計(jì)直 徑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。5、旋噴過(guò)程中，冒漿量小于注漿量的 20%為正常現(xiàn)象，若超過(guò)20%或完全不冒漿時(shí)， 應(yīng)查明原 因，調(diào)整旋噴參數(shù)或改變噴嘴直徑。對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程可采取復(fù)噴措施，即先 噴一遍清水，再?lài)娨槐榛騼杀樗酀{。1.2.9 鉆機(jī)移位旋噴提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將鉆機(jī)移位。1.3 勞動(dòng)力組織（見(jiàn)表

11、 5.3）。勞動(dòng)力組織參見(jiàn)表 5.3。表5.3勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)工種數(shù)量（人）職責(zé)1工區(qū)班長(zhǎng)1做好施工管理工作，負(fù)責(zé)勞動(dòng)力安排2高噴灌漿工12負(fù)責(zé)排除機(jī)械故障和管路的清洗3引孔鉆工6負(fù)責(zé)旋噴機(jī)的操作及注漿施工記錄4后臺(tái)制漿4負(fù)責(zé)漿液的配置5值班工程師1負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和管理6值班經(jīng)理1負(fù)責(zé)工程總體安排合計(jì)256 .材料與設(shè)備根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，按照水泥用量計(jì)算，材料進(jìn)場(chǎng)后，依據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行取樣復(fù)試，對(duì)不合格 的材料嚴(yán)禁投入工程使用；同時(shí)對(duì)于復(fù)試合格的材料及時(shí)向監(jiān)理單位進(jìn)行報(bào)驗(yàn)。采用的機(jī)械設(shè)備見(jiàn) 表 6.1。表6.1機(jī)械設(shè)備情況表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量1地質(zhì)鉆機(jī)XJ-100臺(tái)12高噴臺(tái)車(chē)X

12、PG-65臺(tái)33局壓泉XPG-90EX臺(tái)34灌漿泵HT-60臺(tái)35空壓機(jī)P: 0.55-0.7MPa,Q: 6-9m3/min臺(tái)36泥漿泵BW-250臺(tái)67攪漿機(jī)WJG-80臺(tái)17 .質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1 技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)7.1.1- 1旋噴樁施工技術(shù)執(zhí)行建筑地基處理技術(shù)規(guī)范-JGJ79_2002。施工技術(shù)參數(shù)按表 7.1.1-1 執(zhí)行。表7.1.1-1旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目技木參數(shù)項(xiàng)目技木參數(shù)壓縮空氣氣壓（MPa）曲.7氣量（m3/min）0.5 2.0水壓力（MPa）25 30流量（L/min）80 120噴嘴直徑mm2 3.2水泥漿壓力（MPa）>25流量（L/m

13、in）冷3水灰比1:1提升速度（cm/min ）8-10旋轉(zhuǎn)速度（r/min ）107.1.2質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(GB50202-2002 )。7.1.2.1旋噴樁施工質(zhì)量執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按表 7.1.2-1執(zhí)行。表7.1.2-1旋噴樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查方法1鉆孔垂直度允許偏差局實(shí)測(cè)或經(jīng)緯儀測(cè)鉆桿2鉆孔位置允許偏差<50mm尺量3鉆孔深度允許偏差i200mm尺量4樁體直徑允許偏差< 50mm5樁身中心允許偏差< 0.2D6水泥土強(qiáng)度qu(28) >0IMPa試驗(yàn)檢驗(yàn)7水灰比1:1試驗(yàn)檢驗(yàn)7.2 質(zhì)量保證措施1、施工前做好技

14、術(shù)交底工作，并由技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，了解和掌握旋噴樁的施工工藝，并在施工過(guò)程中貫徹執(zhí)行。2、施工前檢查高壓水的噴射情況，各部位密封圈是否封閉，各管路安裝是否正常，噴嘴是否暢通，進(jìn)行高壓射水試驗(yàn)，指定專(zhuān)人試泵。旋噴樁施工水泥漿的攪拌在旋噴前一小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行，旋噴 過(guò)程中冒漿量控制在 1020%。3、質(zhì)量檢驗(yàn)在噴射注漿結(jié)束28天后進(jìn)行，旋噴體深度、直徑、抗壓強(qiáng)度和透水性等，符合設(shè)計(jì)要求。4、備齊主要機(jī)具設(shè)備的易損零件，保證檢查更換不中斷施工。5、漿液在貯漿罐內(nèi)不斷攪拌，以防沉淀和降低濃度，漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時(shí)用濾網(wǎng)過(guò)濾，以免堵塞管路和噴嘴。水泥漿液攪拌時(shí)間須在旋噴前一小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，并嚴(yán)

15、格控制水灰比。6、按設(shè)計(jì)要求做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以確定旋噴技術(shù)參數(shù)是否合適，旋噴樁的整體性、均勻性、有效直徑、抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，及時(shí)調(diào)整技術(shù)參數(shù)。7、旋噴管的旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不間斷，如出現(xiàn)間斷，必須保證有10厘米的搭接長(zhǎng)度，保證旋噴樁不脫節(jié)，如過(guò)程中中斷旋噴，應(yīng)重新返漿回灌，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降，以 保證樁鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，重新旋噴。8、旋噴樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下表：項(xiàng)目序號(hào)檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法主控項(xiàng)目1水泥及外摻劑質(zhì)量符合出1要求查產(chǎn)品合格證書(shū)2水泥用量設(shè)計(jì)要求查看流量表及水泥漿水灰比一項(xiàng)目1鉆孔M<50mm用鋼尺量2鉆孔垂直度司全站儀測(cè)鉆桿3孔深立00mm

16、用鋼尺量4注漿壓力按設(shè)定參數(shù)指標(biāo)查有壓力表5樁體搭接或00mm用鋼尺量6樁體直徑<50mm用鋼尺量7樁身中心允許偏差2D用鋼尺量8 .安全措施1、注意安全用電，在旋噴施工中涉及的電器設(shè)備較多，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配置標(biāo)準(zhǔn)電箱，電動(dòng)機(jī)和控 制箱應(yīng)有良好的接地裝置。施工人員應(yīng)持證上崗制，防止用電事故發(fā)生。2、嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)的有關(guān)條例進(jìn)行施工作業(yè)，正確操作使用機(jī)械設(shè)備。施工中隨時(shí)調(diào)整鉆機(jī)垂直度，如在施工中鉆機(jī)或旋噴機(jī)發(fā)生故障需要高空作業(yè)維修，應(yīng)佩戴安全帶作業(yè)。3、施鉆時(shí)，應(yīng)先將鉆桿緩慢放下， 使鉆頭對(duì)準(zhǔn)空位，當(dāng)電流表指針偏向無(wú)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)即可下鉆。 在鉆孔過(guò)程中，當(dāng)電流表超過(guò)額定電流時(shí)，應(yīng)放慢下鉆速度；

17、當(dāng)機(jī)架出現(xiàn)搖晃、移動(dòng)、偏斜或鉆頭 內(nèi)發(fā)出有節(jié)奏的響聲時(shí)，應(yīng)立即停鉆，經(jīng)處理后，方可繼續(xù)施鉆。4、定期檢查管路是否完好，特別是管路的接頭位置，防止高壓空氣和高壓漿液噴射傷人，噴管 鏈接和拆卸施工人員應(yīng)密切配合，做到有序作業(yè)，噴管提升拆卸時(shí)下方不得有施工人員站立。5、現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)正確戴好安全帽、穿著反光背心，施工現(xiàn)場(chǎng)要設(shè)有圍欄、隔離墻，加強(qiáng)消防管理，按規(guī)定布置消防器材，使用阻燃材料搭建臨時(shí)房，杜絕火災(zāi)事故。9 .環(huán)保措施1、建立健全文明施工的各項(xiàng)規(guī)章制度，設(shè)文明施工專(zhuān)職負(fù)責(zé)人對(duì)全體工地人員進(jìn)行定期的文明施工教育及文明施工交底。2、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)保持清潔整齊，水泥漿在儲(chǔ)灰罐中集中拌制，施工過(guò)程中要經(jīng)常檢

18、查管道的損壞狀 況，避免漏漿；施工完畢后不可隨意排放多余泥漿。水泥使用完畢后剩余的水泥袋要回收存放，不 可隨意丟棄。建筑垃圾不亂堆、亂放，存放到指定的地點(diǎn)，做到垃圾日產(chǎn)日清。3、搬運(yùn)和攪拌水泥作業(yè)人員必須帶好防塵罩。4、作業(yè)人員統(tǒng)一著裝，現(xiàn)場(chǎng)管理人員著統(tǒng)一制服。10 .效益分析序號(hào)施工方法成本計(jì)算式成本（力兀）1二重管旋噴樁C=1.76*360+55.25688.852二重管旋噴樁C=1.65*360592.83說(shuō)明：本車(chē)站設(shè)計(jì)旋噴樁直徑為850mm而一;蓑管旋噴樁成樁有效直徑為800mm二重管旋噴樁成樁功效直徑為1200mm如使用二重管旋噴樁進(jìn)行成樁施工，則需另外增設(shè)氣壓機(jī)及噴漿設(shè)備，增加了機(jī)械及人工費(fèi)用。成本計(jì)算式中二重管1.76萬(wàn)元是一根旋噴樁成孔55m綜合單價(jià)，55.25萬(wàn)元是機(jī)械及人工在施工工期內(nèi)相對(duì)于二重管差價(jià)，二重管