旋噴樁試樁方案

中鐵北京工程局集團靖神鐵路JSTJ-03標高壓旋噴樁止水帷幕試樁施工方案編制：復核：審核：中國中鐵中鐵北京工程局集團靖神鐵路JSTJ-03標項目經(jīng)理部二○一七年十二月目錄262201、工程概況 2296662、工程地質及水文地質條件 2159802.1地形地貌 2143322.2工程地質條件 2309412.3水文地質條件 278692.4氣象特性 3109453、實驗目的 3102984、實驗地點 3153465、實驗時間 3190256、人員組織 4145417、機械設備、材料選型 4322568、工藝原理 592529、高壓旋噴樁施工辦法 565109.1施工準備 5265229.2鉆機就位 68759.3切割成孔 6111819.4噴射注漿 6214339.5補充漿液 6320779.6成樁檢測 6010、高壓旋噴樁試樁工藝流程圖及參數(shù) 72491711、高壓旋噴樁質量原則及檢查方法 82957311.1質量檢查原則 8749811.2施工檢查內容 92756711.3成樁實驗檢測 9596712、高壓旋噴樁試樁質量安全及環(huán)保方法 10875512.1質量確保方法 10862112.2安全確保方法 10985412.3環(huán)境確保方法 12高壓旋噴樁止水帷幕試樁方案1、工程概況新建靖邊至神木地區(qū)鐵路煤運通道工程JSTJ-03標段3個工作坑圍護構造采用鉆孔灌注樁加咬合旋噴樁止水帷幕，環(huán)線CHDK3+154～CHDK3+954段左右兩側路塹塹頂外5m處設旋噴樁帷幕，樁徑0.6m,兩排，間距0.4m，樁長7～12m加固深度為地下水位+2m，兩旁1.0m范疇及旋噴樁下列黃土層內采用花管注漿解決，無旋噴樁帷幕處采用三根花管注漿?；ü茏{半徑1m，間距為0.8m,注漿深度為4～17m。DK54+312～DK54+437段左右兩側路塹塹頂外5m處設旋噴樁帷幕，樁徑0.6m,兩排，間距0.4m，樁長7～12m加固深度為地下水位+2m，兩旁1.0m范疇及旋噴樁下列黃土層內采用花管注漿解決，無旋噴樁帷幕處采用三根花管注漿。花管注漿半徑1m，間距為0.8m,注漿深度為4～17m;DK55+162～DK55+437段左右兩側路塹塹頂外5m處設旋噴樁帷幕，樁徑0.6m,兩排，間距0.4m，樁長4～7m加固深度為地下水位+2m，兩旁1.0m范疇及旋噴樁下列黃土層內采用花管注漿解決，無旋噴樁帷幕處采用三根花管注漿?；ü茏{半徑1m，間距為0.8m,注漿深度為13～18m。2、工程地質及水文地質條件2.1地形地貌本標段通過區(qū)域地形為毛烏素沙漠東南緣和黃土高原邊沿。地勢由西向東傾斜，海拔高1290米。線路所經(jīng)地區(qū)重要為風沙堆積地貌、河谷地貌及沙漠低丘地貌。地表植被大部分為沙蒿，種植少量沙柳。所經(jīng)河谷多為風成黃土所覆蓋局部為沙丘沙地，植被較發(fā)育，河流漫灘上雜草叢生，種植有少量小楊樹；河流階地較多為旱地，種植玉米等農(nóng)作物；沙丘多為低矮沙蒿、沙柳等。2.2工程地質條件高壓旋噴樁處地質以厚層細沙、黃土為主，工作坑處地下穩(wěn)定水位標高為1290.3m。2.3水文地質條件2.3.1.地表水:曹家車站附近的地表水重要由曹家煤礦抽排地下水及大氣降水共同形成,由于對鐵路設計有較大影響,現(xiàn)在煤礦已停止抽排地下水,地表水位正在下降。環(huán)境作用等級:碳化環(huán)境T3、化學侵蝕環(huán)境H1、凍融破壞環(huán)境D2。2.3.2.地下水:曹家灘車站附近的地下水位較高,重要受大氣降水及地表水補給,粉細砂層為富水層。環(huán)境作用等級:碳化環(huán)境T3、化學侵油環(huán)境H1、凍融破壞環(huán)境D2。根據(jù)現(xiàn)場狀況,7、8、9月為本地雨季;另由于煤礦排水引發(fā)地下水及地表水位抬高,現(xiàn)業(yè)主已責令其整治,停止抽水排放,現(xiàn)水位標高可作為設計參考根據(jù)。2.4氣象特性靖神鐵路通過地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，春季干旱少雨；夏季炎熱多雨濕度大；秋季天氣晴爽、旱澇不均；冬季干燥，雨雪稀少。沿線數(shù)年平均降水量594～770mm，年內降水集中在6～9月，占年降水量的70～80%。3、實驗目的3.1、通過實驗擬定高壓旋噴樁設備的組合模式及配備數(shù)量，如鉆機的鉆頭形式、高壓注漿泵的類型等，為后來大面積施工進行設備選型、配備提供根據(jù)。3.2、通過實驗擬定有關的工藝性參數(shù)，如：漿液的配合比、泵送的時間、壓力、水泥漿的流量、噴嘴直徑及鉆機的提高速度及旋轉速度等。3.3、驗證高壓旋噴樁噴射均勻程度及成樁直徑。4、實驗地點試樁地點選在環(huán)線CHDK3+154處路基，靠近修建靖神鐵路根本股道，交通便利，原地面已經(jīng)開挖至控制標高，并進行平整，使其滿足施工機械進場施工條件。每段落試樁根數(shù)3根。5、實驗時間于12月23日開始組織實施實驗工作，采用單管法施工。待達成一定強度后組織有關檢查工作，及時完畢有關總結報告，方便指導后期大范疇施工。人員組織序號姓名職務重要工作分工1宋貴軍項目經(jīng)理全方面負責項目工作2楊浩宇總工程師全方面負責技術工作3史啟龍安全總監(jiān)全方面負責安全工作4史海紅質量總監(jiān)全方面負責質量工作5邵啟亮項目副經(jīng)理負責現(xiàn)場管理4楊福友實驗室主任負責實驗工作6張龍工程部長負責技術工作7薛康測量工程師負責測量工作8劉艷彪機電部長負責機械工作9吳棟梁物資部長負責物資工作10屈先鋒安全部長負責安全環(huán)保工作11蔚江飛路基工程師負責現(xiàn)場資料整頓及收集重要管理人員以下：6.1、項目經(jīng)理負責現(xiàn)場的總體協(xié)調和組織。6.2、項目總工程師總體負責高壓旋噴樁工藝性實驗組織。6.3、安質部和技術部負責施工技術和質量監(jiān)督，并負責與監(jiān)理、駐地設計聯(lián)系，并負責水泥漿的制備。6.4、實驗室負責工藝性實驗現(xiàn)場實驗及檢測取樣。并負責現(xiàn)場原始統(tǒng)計及工藝性實驗施工工藝參數(shù)的收集、匯總及總結。6.5、領工員負責機械設備的防護及加固工作。6.6、鉆機操作人員、拌漿人員、噴漿工人等共15人。7、機械設備、材料選型高壓旋噴樁工藝性實驗施工機械設備計劃以下表：旋噴樁施工機械設備配套表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1地質鉆機XY-150臺42高噴臺車XP-30B臺23高壓泵3D2-5Z栓塞泵臺24灌漿泵HB-80臺45空壓機P-0.8MPa，Q-6m3/min臺26泥漿泵BW-150臺47拌漿機WJG-80臺48發(fā)電機HL-150臺4選用P.042.5普通硅酸鹽水泥和自來水進行高壓旋噴樁實驗。8、工藝原理旋噴樁是運用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆進預定位置，邊鉆進邊泵送水，達成預定位置后用高壓脈沖泵將水泥漿通過鉆機下端的噴射裝置變成旋轉的高速射流向四周噴入土體，運用射流的強大動能將土體破碎，與此同時鉆桿一面以一定的速度旋轉，一面低速漸漸提高，使土體和水泥漿充足攪拌混合，膠結硬化后即在地基中形成圓柱狀水泥土固結體。9、高壓旋噴樁施工辦法9.1施工準備⑴場地平整正式進場施工前，進行管線調查后，去除施工場地地面下列2米以內的障礙物，不能去除的做好保護方法，然后整平、扎實；同時合理布置施工機械、輸送管路和電力線路位置，確保施工場地的“三通一平”。⑵樁位放樣施工前用GPS測定旋噴樁施工的控制點，埋石標記，通過復測驗線合格后，用鋼尺和測線實地布設樁位，并用竹簽釘緊，一樁一簽，確保樁孔中心移位偏差不大于20mm。⑶修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)旋噴樁施工過程中將會產(chǎn)生10～20%的返漿量，應將廢漿液引入沉淀池中，沉淀后的清水根據(jù)場地條件可進行無公害排放。沉淀的泥土則在開挖基坑時一并運走。灰漿拌制系統(tǒng)重要設立在水泥棚附近，便于施工作業(yè)，重要由灰漿拌制設備、灰漿儲存設備、灰漿輸送設備構成。9.2鉆機就位鉆機就位后，對樁機進行調平、對中，調節(jié)樁機的垂直度，確保鉆桿應與樁位一致，偏差應在10mm以內，鉆孔垂直度誤差不大于1%；鉆孔前應調試空壓機、泥漿泵，使設備運轉正常；校驗鉆桿長度，并用紅油漆在鉆塔旁標注深度線，確?？椎讟烁邼M足設計深度。9.3切割成孔鉆孔過程中具體統(tǒng)計孔位、孔深及地層變化。射水實驗后，中檔水量鉆進，射水壓力逐步增加（避免噴嘴被堵），隨即進行高壓切割成孔至設計深度。旋噴樁應間隔施工（普通間隔4～6m），確保相鄰兩樁的施工間隔時間不不大于48h。9.4噴射注漿注漿管下至設計位置后，在樁底部邊旋轉邊噴射，達成預定的噴射壓力、噴漿量后再邊旋轉、邊提高、邊噴射。漿液在噴射邁進行二次過濾。成樁過程中因故停止，應將注漿管下沉至停漿點下列0.5m處，待恢復供漿時再噴漿提高。若停機超出3小時，應拆卸輸漿管路，清洗干凈，在原樁位旁邊補樁。9.5補充漿液旋噴注漿后，水份很快向樁體的底部和四周滲入，水泥漿靠自重作用不停地往下沉因此在水泥漿終凝前要及時補充漿液，同時用振搗棒上下?lián)v固,直至填滿。9.6成樁檢測選擇開挖、鉆芯取樣、荷載實驗對旋噴樁的施工效果進行檢查。10、高壓旋噴樁試樁工藝流程圖及參數(shù)鉆機移位拔管噴射結束高壓噴射注漿原地面解決測量放樣鉆機就位鉆進至設計深度鉆機移位拔管噴射結束高壓噴射注漿原地面解決測量放樣鉆機就位鉆進至設計深度泥漿排泄解決泥漿排泄解決圖1：高壓旋噴樁施工工藝流程圖表2旋噴樁施工重要技術參數(shù)參考表項目技術參數(shù)水泥漿壓力（MPa）20～25流量（L/min）100～150水灰比1～1.5:1提高速度（cm/min）7～14旋轉速度（r/min）11～14壓縮空氣氣壓（MPa）0.5～0.7氣量（m3/min）0.5～2.0表3旋噴樁施工重要實驗參數(shù)參考表配合比水泥摻入量（kg/m）漿體體積（L）漿體比重（g/cm3）漿體質量（kg）備注1：0.820322361.643544以上數(shù)據(jù)為實驗室實測1：1.020826291.4939381：1.221330241.444332試樁數(shù)量為3根，具體位置根據(jù)現(xiàn)場實際狀況與監(jiān)理一同擬定。表4旋噴樁施工具體參數(shù)參考表樁號配合比提高速度（cm/min）旋轉速度（r/min）10m-5m5m-0m10m-5m5m-0m1#1：0.8182010122#1：0.8222514153#1：1.0182010124#1：1.0222514155#1：1.2182010126#1：1.222251415在滿足表2參數(shù)的前提下，考慮單管成樁可能噴射不均勻的狀況,對試樁4#采用復攪方法(提高速度為第一次旋噴速度的2倍)，對比驗證成樁質量,為后續(xù)工程提供根據(jù)和提供施工辦法。漿量計算:以單位時間噴射的漿量及噴射持續(xù)時間，計算出漿量，計算公式為：Q=(H/v)q(1+β)式中Q—漿量（m3）；H—旋噴長度（m）；q—單位時間噴漿量（m3/min）；β—損失系數(shù)，普通0.1～0.2；v—提高速度（m/min）。根據(jù)試樁參數(shù)計算所需的噴漿量，以擬定水泥使用數(shù)量。11、高壓旋噴樁質量原則及檢查方法11.1質量檢查原則表5質量檢查原則及辦法序號項目名稱技術原則檢查辦法1鉆孔垂直度允許偏差≤1%實測或經(jīng)緯儀測鉆桿2樁體間距±100mm鋼尺丈量3鉆孔位置允許偏差50mm尺量4成樁長度不不大于設計值尺量或取芯檢查5樁體直徑允許偏差不不大于設計值開挖后尺量6無側限抗壓強度取(28)≥2.0MPa實驗檢查11.2施工檢查內容11.2.1施工前檢查在施工前對原材料、機械設備及噴射工藝等進行檢查，重要有下列幾方面：①原材料的質量合格證及復驗報告；②漿液配合比與否適合工程實際土質條件；③機械設備與否正常，在施工前應對噴漿設備、鉆機、高壓泥漿泵等作試機運行，同時確保鉆桿、鉆頭及導流器暢通無阻；④檢查試噴工藝與否適合地質條件，必要時調節(jié)噴射工藝參數(shù)；⑤施工前還應對地下障礙狀況統(tǒng)一排查，以確保鉆進及噴射達成設計規(guī)定；⑥試樁前檢查樁位、壓力表、流量表的精度和敏捷度。11.2.2施工中檢查施工中重點檢查內容有：①鉆桿的垂直度及鉆頭定位；②水泥漿液配合比及材料稱量；③鉆機轉速、提鉆速度及旋轉速度等；④噴射注漿時噴漿的壓力、注漿速度及注漿量；⑤孔位處的冒漿狀況；⑥噴嘴下沉標高及注漿管分段提高時的搭接長度；⑦施工統(tǒng)計與否完備，施工統(tǒng)計應在每提高1m或土層變化交界處統(tǒng)計一次壓力流量數(shù)據(jù)。11.3成樁實驗檢測旋噴樁成樁28天，在每根檢測樁樁徑1/4處，樁長范疇內垂直鉆孔取芯，觀察其完整性、均勻性，拍攝取出芯樣照片，取不同深度的3個試樣作無側限抗壓強度實驗。取芯后的孔洞采用水泥砂漿灌注封閉。并采用平板載荷實驗進行復合地基承載力實驗。12、高壓旋噴樁試樁質量安全及環(huán)保方法12.1質量確保方法為確保旋噴樁的施工質量，根據(jù)施工條件、設計規(guī)定和有關行業(yè)的規(guī)范，擬采用以下質量確保方法達成施工質量目的。1、放注漿管前，先在地表進行射水實驗，待漿壓正常后，才干下注漿管施工。2、高噴施工時隔兩孔施工，避免相鄰高噴孔施工時串漿。相鄰的旋噴樁施工時間間隔不少于48小時。3、P.042.5普通硅酸鹽水泥作加固材料，每批水泥進場必須出具合格證明，并按每批次現(xiàn)場抽樣外檢，合格后才干投入使用。4、漿液水灰比、漿液比重、每米樁體摻入水泥重量等參數(shù)均以現(xiàn)場試樁狀況為準。施工現(xiàn)場配備比重計，嚴格控制水泥用量。5、嚴格控制噴漿提高速度，其提高速度應不大于0.25m/min。噴漿過程應持續(xù)均勻，若噴漿過程中出壓力驟然上升或下降，大量冒漿、串漿等異常狀況時，應及時提鉆出地表排除故障后，復噴接樁時應加深0.5米重復噴射接樁，避免出現(xiàn)斷樁。6、高噴孔噴射成樁結束后，應采用含水泥漿較多的孔口返漿回灌，避免因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降，以確保樁頂標高滿足設計規(guī)定。7、因地下孔隙等因素造成返漿不正常，漏漿時，應停止提高，用水泥漿灌注，直至返漿正常后才干提高。8、引孔鉆孔施工時應及時調節(jié)樁機水平，避免因機械振動或地面濕陷造成鉆孔垂直度偏差過大。9、實施技術人員隨班作業(yè)制，技術人員必須時刻注意檢查漿液初凝時間，注漿流量，壓力，旋轉提高速度等參數(shù)與否滿足設計規(guī)定，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工中的質量隱患。當實際孔位孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與工程地質報告不符等狀況時，應具體統(tǒng)計，認真如實填寫施工報表，客觀反映施工實際狀況。12.2安全確保方法上崗前對員工進行安全知識教育培訓，并持證上崗。嚴格執(zhí)行國家法律、法規(guī)、作業(yè)原則和承包工程安全管理規(guī)定，為確保本標段安全目的的實現(xiàn)，爭創(chuàng)安全生產(chǎn)建筑工程原則工地提供必要的確保。12.2.1施工現(xiàn)場⑴加強對鄰近營業(yè)線施工安全生產(chǎn)的管理，對職工進行鄰近營業(yè)線施工安全生產(chǎn)教育，工地設立專職安全檢查員，及時發(fā)現(xiàn)、解決安全隱患。⑵制訂各工種安全生產(chǎn)規(guī)章制度，嚴格施工程序，加強對樁機操作員的管理，施工機械由專人持證上崗，嚴禁串崗作業(yè)。⑶嚴禁違規(guī)操作，不得違章指揮。⑷施工機械的轉動部分有安全罩。 ⑸配電箱開關有操作批示和安全警示。⑹做好地下管線的調查保護工作，距光、電纜線路3m范疇嚴禁機械施工，人工作業(yè)時，必須派專人現(xiàn)場監(jiān)護。⑺夜間施工時，要有足夠的照明。12.2.2機械操作安全技術要點⑴高壓泥漿泵①泵體內不得留有殘渣和鐵屑，各類密封圈套必須完整良好，無泄漏現(xiàn)象。②安全閥中的安全銷要進行試壓檢查，必須確保在規(guī)定達成最高壓力時，能斷銷卸壓，決不可安裝未經(jīng)試壓檢查的或自制的安全銷。③指定專人司泵，壓力表應定時檢修，確保正常使用。④高壓泵、鉆機、漿液攪拌機等要親密聯(lián)系配合協(xié)作，一旦某部發(fā)生故障，應及時停泵停機，及時排除故障。⑵鉆機①司鉆人員應含有純熟的操作技能并理解旋噴注漿的全過程和鉆機在旋噴注漿的作用。②鉆孔的位置需經(jīng)現(xiàn)場技術負責人確認，確認無誤后方可開鉆。③人與噴嘴距離應不不大于600mm，避免噴出漿液傷人。⑶管路①高壓膠管：在使用時不得超出允許壓力范疇。②膠管：彎曲使用時不應不大于規(guī)定的最小彎曲半徑。⑷清洗及檢修①噴射注漿施工結束后，應立刻將鉆桿、泵體及膠管等用清水清洗干凈，避免漿液凝結后堵塞管道，造成再次噴射時管道內壓力驟增而發(fā)生意外。②施工半途發(fā)生故障，必須卸壓后方可拆除連接接口，不得高壓下拆除連接接口。12.2.3施工用電安全確保技術要點⑴嚴格執(zhí)行《施工現(xiàn)場