高 压 旋 喷 支 护 桩

1、高 压 旋 喷 支 护 桩施 工 工 法高压旋喷支护桩施工工法田祥圣 常 云 殷凤余 吴泽铭1.前言随着高新科技的推广应用，建筑企业也采用了新材料、新工艺替代以往的传统做法，旋喷止水支护桩大大的改善了基坑降水的施工难度，降低了工程成本，提高了工程施工进度，赢得了较好的社会信誉。是项值得推广和应用的新技术。2.工法特点 高压旋喷支护桩施工工艺对处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等，具有很好的加固、止水效果，并且对大基坑支护效果尤佳，其施工简捷、机械投入量少、施工工期短。3.适用范围适用于深基坑工程止水，地基加固、围坝、河堤、下雨较多的作业环境等。适用于施工作业场地较小的施工

2、环境，适用于基坑垂直支护施工。4工艺原理 高压旋喷桩施工工艺，不仅止水、而且可以作直坡支护的原理，如直坡支护加锚杆喷锚直坡支护的效果会更佳，并能应用到深水中施工作业，使围堰与高压旋喷桩有机地结合，不仅解决了围堰下沉穿过较厚坚硬性粘土层的难度，同时也克服了承台开挖到砂层、亚砂土层中止水、支护的难题。本文着重介绍高压旋喷桩加锚杆喷锚直坡支护在基坑周边施工中的应用。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程降 水钻机就位引孔（扩孔）到设计标高封堵垂向喷嘴搅 浆由下向上旋喷作业到设计顶冲 洗移 位锚杆支护施工5.2降水方案5.2.1降水井及明沟降水根据现场实际情况，该工程位置距离周边建筑物及道路比较近，

3、为防止因降水和支护对周边建筑产生影响，采用如下处理措施。对于该工地的降水采用先围后降的施工方法，在基坑的周边采用隔水帷幕，阻断来水通道，在基坑内采用明排的施工方法进行降水，总体排水至附近的污水井或雨水井中。5.2.2降水井身结构设计1.井管采用外径400mm的无砂混凝土管，每节管长950mm，壁厚50mm，孔隙率2530%。2.将下端1.5m长井管作为沉砂管，坐落于井底上；沉砂管以上1.0m井管作为滤管综合，以上3.0m井管作为辅助工作管段，工作段和辅助工作段井管外包一层60目尼龙网；井管上端高出自然地面约0.30m，加盖井盖。3.井管与井孔之间的环状间隙填入直径为35mm的小粒径石屑滤料，以

4、增强过滤效果；环隙上端1.50m段填粘土进行封闭。4.抽水潜水泵下至距井底1.52.5m处；抽水管采用直径1.50吋的塑料管，潜水泵扬程 25m。5.2.3辅助降水设计1.底局部加深部位对于基坑槽底电梯井坑、集水坑等局部加深部位，如水位未降至开挖面以下，可在坑内人工挖集水井，井径600mm，井深约1.5m，埋设外径400mm的无砂砼井管，四周空间填滤料，井管内下入潜水泵抽水。2.基坑边坡土体渗水地下水主要含于渗透系数较小的粉粘土层，其含水层底板高于槽底，降水井不能完全将其输干，少量水可能沿含水层地板从坡面渗出。对此，可在槽底开挖排水盲沟和集水坑。排水盲沟上口宽0.30m，下口宽0.20m，深0

5、.25m；集水坑直径600mm，深度0.50m，埋设无砂砼井管，排水盲沟及井管周围填滤料，下泵抽水；集水坑间距根据渗水量设置，一般为1525m，盲沟坡度不小于1。5.3旋喷隔水帷幕施工方案的设计参数设计参数：采用单管旋喷相互啮合形成隔水帷幕。加固体直径为700mm。为保证旋喷桩的啮合严密，成孔位置按0.55m考虑，旋喷桩桩长为12m（桩长可根据基坑深度确定）。水泥浆液为普通纯水泥浆，水灰比0.8：11.5：1。水泥为32.5水泥，粘土层内的水泥用量为300kg/m，砂层内的水泥用量为450kg/m。水泥浆注浆压力为25-30MPa。提速为15-20cm/分钟。钻速为15-18转/分钟。孔位偏差

6、为50mm。不能一次提升而需要数次卸管时，卸管后的搭接长度为不宜小于100mm。5.4旋喷支护施工技术5.4.1.钻机就位旋喷注浆施工的第一道工序就是将使用的钻机安置在设计的孔位上，使钻杆对准孔位的中心。同时为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后，必须作水平校正，使其钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。5.4.2.钻孔定位后经检验合格后开始钻进至设计旋喷桩的底部，钻孔的目的是为了将旋喷注浆管插入预定的地层中。5.4.3.插管插管是将旋喷注浆管插入地层预定的深度，使用SX76C液压旋喷钻机，钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，钻孔完毕，插管作业即完成。5.4.4.喷射作业当喷管插入预定深度后，由下

7、而上进行喷射作业。5.4.5.冲洗当喷射提升到设计标高后，旋喷即告结束。施工完毕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。5.4.6.移动机具 把钻机等机具设备移到新的孔位上。5.5锚杆支护施工5.5.1锚杆方案的设计参数1.根据现场情况设置三道预应力锚杆，具体设计数据如下：预应力锚杆设计数据层序锚 孔直 径(mm)垂直间距(m)水 平间 距(m)锚 杆倾 角()锚筋直径(mm)锚筋长度(m)钢腰梁规格一1501.501.30151根1860钢绞线12.018#槽钢二1501.501.30151根1860钢绞线11.018#槽钢三1501.501.30151根1860钢绞线11.0

8、18#槽钢2.预应力锚杆的锚固段长度为7m，锚杆施加预应力为100KN，锁定拉力为70KN，锚杆锁定在钢腰梁上。5.5.2工艺流程和技术要求施工工艺流程：测量定孔位钻机就位调整钻机角度成孔至设计深度提钻检查孔深下锚筋孔底灌注水泥浆补浆设置反力梁养护张拉锁定1.锚杆成孔施工1).根据土质情况用螺旋锚杆机干作业成孔，如果螺旋锚杆机无法干作业成孔时，则采取水泥浆护壁工艺成孔或全套管钻机进行成孔。2).成孔深度不小于设计深度，钻至孔底后空转排虚土。3).严格控制孔位、角度、孔深、孔径，且不得向两边倾斜，终孔深度应大于设计深度。4).遇情况及时请技术负责人处理，埋钻不准强拉硬顶，更不准反转。2.锚筋下置

9、1).按设计要求的型号、规格、长度制作锚筋，锚筋长度应预留出用于张拉的长度。2).锚杆的自由段范围内的钢绞线应用塑料管包好。3).每隔1.5-2.0m设置中心支架，并用铅丝捆住绑实。4).锚筋下置须专人指挥，不准强推，以防塌孔，锚筋下置连同注浆管一同下置孔底。3.锚杆灌浆1).严格控制水灰比在0.5，记录用料量，水泥浆要搅拌充分。2).锚杆注浆用BW250/50压浆泵，常压0.2-0.3MPa,注浆时浆液必须过筛,每孔的浆必须在初凝前注完,一次注浆半小时后进行二次补浆,如渗浆严重,可补2-3次，灌注中途不准随意停泵，以防堵塞。3).结束后及时清理机械及管路。4.张拉与锁定1).锚杆张拉锁定是锚

10、杆施工的一个极重要环节，应在技术负责人指导下进行。2).锚固段强度大于15Mpa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉，张拉时锚筋中心、锚具中心以及千斤顶中心应在同一轴线上。锚杆张拉至设计荷载，稳定一定时间，记录张拉值和锚杆变形值，当锚杆无衰减时退至设计锁定力进行锁定。3).锚杆张拉顺序应考虑对临近锚杆的影响。4).锚杆宜张拉至设计荷载的0.9-1.0倍后,再按设计要求锁定。5).锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准的0.7倍。6).预应力张拉锁定工艺流程上好锚具安装千斤顶开动油泵加荷量变形初始值卸荷至锁定值锁定量相对变形量预张拉到设计轴向拉力值5.锚杆验收试验要求1).一般规定a.锚杆

11、锚固段浆体强度达到15Mpa或达到设计强度等级的75%时可进行锚杆试验。b.加载装置（千斤顶、油泵）的额定压力必须大于试验压力，且试验前应进行标定。c.加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。d.计量仪表（测力计位移计等）应满足测试要求的精度。e.验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不得少于3根。2).验收试验a.最大试验荷载应取锚杆轴向受拉承载力设计值。b.锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间隔时间应符合下列规定：.初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍。.加荷等级与观测时宜按下表规定进行。锚杆张拉荷载及观测时间如下：荷载分级0.1N0.2N0.4N0.6N0.8N1.0N锁

12、定观测时间55510 10 15N=设计张拉力.在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次。.达到最大试验荷载后观测15min,卸荷至0.1N，并测读锚头位移。5.6施工注意事项5.6.1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。5.6.2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；若系附近有空洞、通道，则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止或拔出浆管待液凝固后重新注浆。5.6.3压力稍有下降时，可能系注浆管被击穿或有孔洞，使喷射时能力降低。此时应拔出注浆管进行检查。5.6.4压力陡增超过最高限值、流量为零、停机后压力仍不变

13、动时，则可能系喷嘴堵塞，应拔管疏通喷嘴。5.6.5当高压喷射注浆完毕后，或在喷射注浆过程中因故中断，短时间（小于或等于浆液初凝时间）内不能继续喷浆时，均应立即拔出注浆管清洗备用，以防浆液凝固后拔不出管来。5.6.6为防止因浆液凝固收缩，产生加固地基与建筑基础不密贴或脱空现象，可采用超高喷射（旋喷处理地基的顶面超过建筑基础底面，其超高量大于收缩度）、回灌冒浆或第二次注浆等措施。5.6.7应在专门的记录表格上做好自检，如实记录施工的各项参数和详细描述喷射注浆时的各种现象，以便判断加固效果并为质量检验提拱资料。6.材料与设备6.1材料普32.5#水泥、中砂、碎石或豆石、钢筋网片、锚杆、60目尼龙网、

14、6.5的钢筋、18#槽钢、1860钢绞线、无砂混凝土管小粒径石屑滤料。6.2施工机具名称序号机械名称规格单位数量1液压旋喷钻机SX76C台12高压聚能泵XPB-90E台13搅拌罐ZC-200A台14储浆筒L-4m3台15空气压缩机柴油台16搅浆机5KW台17喷射机10KW台18电焊机25KW台19钢筋切割机5KW台110混凝土泵60KW台111钢筋拉伸机5KW台17.质量措施7.1施工质量要求7.1.1旋喷回结体直径1.4m，不出现断层。7.1.2引孔直径130。7.1.3引孔垂直度0.5%。7.1.4引孔深度确保进入隔层1m。7.1.5桩位偏差20mm。7.1.6引孔沉渣20mm。7.2质量

15、保证措施7.2.1设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。7.2.2引孔钻具岩垫管长度不小于3m，同心度要好。7.2.3确保引孔浓度达到设计要求，需用取心钻具。确保喷底进入泥质髟岩隔水层1m。7.2.4保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。7.2.5高喷管下井前需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。7.2.6高喷管下至距孔底0.5m时，应先启支浆泵送浆，同时旋转下放，下至于孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数政党后方可提升。7.2.7浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。7.2.8高喷作业中，必须注意观察水、气、浆压力和流量

16、达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。7.2.9分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。7.2.10因故停机（卸管或处理故障）时，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.1-0.5m处，重新开机作业，以避免回结体出现新层。7.2.11持武汉地层（较大砾石层或较硬地层）应降低提升速度，高喷参数不当孔段应进行复喷。7.2.12采用两序施工（间隔一个）防止串孔。7.2.13及时回灌，保持孔内浆满。连续施工时可采用冒浆回灌。7.2.14为确保回结体强度，冒浆将不得回收和利用。7.2.15遇农药、油、漏水、作业班浆孔段，应停止提升，继续注浆，冒浆正常后再提升；漏失严惩时应采取堵漏

17、措施，并做好记录。7.2.16高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协调一致。7.2.17高喷结束后，要立即清洗管路设施。7.2.18各种记录资料及时整理上报。7.2.19在旋喷桩施工中，桩的垂直度精度必须控制在1以内，引孔孔位误差小于5cm，才能保证桩间的咬合，否则会引起渗水，给施工控制带来难度。8.安全措施8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和施工班组兼职安全员参加的的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2全体人员应认真执行各工种的安全操作规程及有关规定。8.3

18、施工前，施工负责人要向操作人员做专项技术安全交底，关键部位要下技术指导书。8.4施工人员进入现场要服从安全员的指挥和监督。进场施工人员必须符合有关劳务人员用工的有关规定及条例，证件齐全。8.5施工人员进入现场要进行“三级”安全教育。8.6每天班前五分钟，施工负责人必须做施工安全注意事项专项交底。8.7现场电器设备要有漏电保护器，电缆应设可靠绝缘。8.8各种机电设备均应设专人负责管理，电工持证上岗。8.9现场用电设备必须实行三级供电，两级保护。8.10护坡桩成孔后应设孔盖，以免人员、物体坠入。8.11夜间施工，工地应有足够的照明。8.12土方施工机械和运输车辆在进场前进行彻底的检修和保养，确保施

19、工期间机械的正常运转。8.13土方开挖后，按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆，避免人员跌落坑中。采用48钢管搭设，立杆、斜撑杆间距3m，两道护身杆，高1.2m，8.14施工时，挖掘机严禁碰撞护坡桩、锚杆。8.15施工中如遇地下障碍物（包括古墓、各种管道、管沟、电缆、人防等）时，立即暂停施工，及时报告经理部，待妥善处理后方可继续施工。9.环保措施9.1所有土方运输车辆进入现场后禁止鸣笛,以减小噪音。9.2所有施工人员应保持现场卫生，生产及生活垃圾均装入运土车中带走，不得随处抛撒。9.3为保持环境卫生，避免运土车发生遗洒，在现场搭设拍土架，指派专人负责将运土车上的土拍实并盖好帆布，避免路上遗洒。9.4在大门出口处设置冲洗车槽，每辆车必冲洗。9.5每天收车后项目经理部指派专人清扫马路，以达到环卫要求。9.6严禁废弃的生活用品随手抛洒，保持现场环境清洁。9.7现场内施工人员禁止抽烟、随地大小便。9.8施工机械要经常清洗，保证外表干净。10.效益分析10.1技术效益高压旋喷桩施工工艺，施工工序简捷，施工周期短，保证基坑边坡安全稳定，施工现场整洁美观，基础施工方便，止水效果较好，能确