高压旋喷与速凝化学灌浆技术在擂瓒河桥应用

1、高压旋喷与速凝化学灌浆技术在擂瓒河桥的应用一、小组概况小组名称：zfxcxz公路项目部QC小组成立时间：2001年11月20日课题名称：高压旋喷与速凝化学灌浆技术在擂瓒河中桥基桩的应用课题类型：应用攻关型本次活动的时间：2002年5月20日2002年12月10日小组成员表：二、选题理由1、 此桥地处溶洞极其发育地段，施工难度极大。2、 为保证工程质量，加快施工进度。3、 高压喷旋和化学灌浆技术在xcxz公路工地属首次使用。4、 降低投资成本，提高施工经济效益。三、现状调查1、 zfxcxz公路K288+375擂瓒河中桥地处溶洞极其复杂地段，此桥的21#、23#桩基施工冲孔至设计标高71.60m

2、和68.22m时（注：桩径为150，全过程钢护筒跟进施工），未发现完整岩层，且以下的地质钻探资料不全，后虽对两桩地质补钻，但钻探至标高42.10m（钻进共计约60m深），仍未发现完整岩层，持力层无法落实。而因两孔地处溶洞发育区，且已成孔，根据设计部门意见，先将两孔按设计标高终孔并浇筑砼，后再对桩基底部进行灌浆加固处理，以形成人工复合地基。此两桩基不及时处理，务必造成桩基质量不能得到保证，进度不能满足业主要求和增加设备、人员的闲置费用。2、 确定活动的目标通过QC小组的方法应用和攻关，以达到21#、23#桩基底形成段高10米，直径为4.8米的人工复合地基，满足单根桩顶承受4000KN的最大荷载要

3、求。3、 目标的可行性分析（1） 此项活动的实施有多方专家的指导及跟踪。（2） 选择了有较丰富经验的合作队伍，有较先进的设备。（3） 每实施一步的方案，都有论证会，都有监理的全过程监督。（4） 现场配备强大的现场技术力量，提供技术服务和监督，保证整个施工严格落实论证会上的决定。四、原因和旋喷与化学速凝灌浆机理分析对擂瓒河中桥21#、23#桩基底进行处理。首先，根据设计部门的意见，为防止大面积塌孔，在没有完全落实持力层的情况下，已将两基桩灌注，后进行灌浆处理。其次，两桩基处于溶洞、裂隙极其发育地带，要求采用化学浆液速凝灌注，以形成“围膜”，最终达到“堵漏”而形成人工复合地基。通过上述的原因分析，

4、决定采用旋喷与化学速凝灌浆技术处理21#、23#桩基底。其机理为：采用二重旋喷管，利用高能量的水射流冲击、切割岩土和搅拌混合物，喷入一定配比的水泥浆液，进行半置换灌浆，以形成旋喷桩群和渗透胶结的复合体地基，同时辅助采用速凝化学灌浆技术处理溶洞，堵漏，形成“围模”，来防止大量跑浆。为此，也确定了在整个施工过程中几个关键的控制内容和控制对策。序号控制内容控制对策执行负责人1形成人工复合地基的段高必须满足设计要求，即桩底以下7m，桩底以上3m，共计10m段高，直径大于4.8m的范围根据已终孔的设计标高控制，在旋喷前测定标高，旋喷完成单孔后测定旋喷杆长度，测定单孔与桩中心距离确定直径，并经钻芯取样验证

5、杨琦张戈2旋喷压力不小于规定值（25Mpa）对压力表重新标定，实施中，随时观察和记录，及时调整，考虑其他因素，施工控制拟定在压力为28 Mpa邓念燕3化学浆液的配制必须满足施工和强度要求严格审核配合比，并一律做到现场配制中全过程值班蔡东红4旋喷管提升速度和旋转速度控制不定期测定，并加强技术干部值班，随时调整速度张戈5人工复合地基强度测定钻芯取样余武斌6单桩承载能力不小于规定值（4000KN）通过静载试验测定张继凤文庆祥五、组织实施通过各项的准备，并经监理工程师审议，通过后开始组织实施。1、施工工艺流程：按设计的孔位及孔深钻孔 按设计的参数开始二重管旋喷用“循环浆”技术观察是否跑浆 如果跑浆 利

6、用旋喷孔进行速凝化学灌浆以控制跑浆 继续按照设计参数进行旋喷施工至结束 移至下一孔重复上述工序施工至全部完成 旋喷不重合部分灌浆填满、挤密 钻芯取样和静载试验 工程结束。2、平台搭设及场地平整因21#、23#桩基地处河堤旁，需对场地进行平整，以满足旋喷、灌浆设备以及其他材料的堆放，并保证有足够的供电能力。3、孔位布设根据上述技术参数以及设计部门的要求，每根基桩布设13个钻孔位，分三层，即桩中心1孔（如图上图），以桩心为圆心，分别以半径为1.1m、1.9m为半径的圆周上各均匀布孔6孔，两桩合计共布设23孔（如图示）。4、钻孔根据布设要求进行孔位放样，进行钻孔，同时对钻孔的倾斜度（1/200，孔位

7、之间的径向、切向偏位（±5cm），以及钻孔必须超钻5cm以上等作了规定和验收。由于地处溶洞、溶槽发育区，在钻进过程中有塌孔、跑浆现象发生，先采取化学速凝灌浆技术进行堵漏等。5、安装旋喷二重管利用吊车将连接好的二重管放入钻孔位中，检查二重管水喷头和浆液喷头是否堵塞。二重管是否能旋转自如。6、浆压配制选用合格的水泥，并经试验验证合格，按一定的水灰比进行充分搅拌拌制，在确保可灌性的前提下，尽可能地减小水灰比，以满足浆液固结体的强度要求。施工中采用0.50.55：1.0的水灰比拌制。7、旋喷施工（1） 全面检查设备是否完好，人员是否到位、材料是否充足等。（2） 实施旋喷，注意孔口返浆是否正常

8、，如果返浆偏小或不返浆，则应加入速凝剂，使浆液速凝，同时减慢提升旋喷管速度。（3） 保证旋喷管的转速在12转/min及提升速度在510cm/min，以保证旋喷桩的直径和段高。（4） 保证旋喷压力大于25Mpa和浆液压力0.42.0Mpa，时刻关注压力表并作记录。8、补浆旋喷结束后，由于重力的作用下，可能有浆液会从裂隙等处流失，必须继续往旋喷孔内补充水泥浆，直至浆面不下降，以保证旋喷桩的段高。9、灌浆填缝在进行完旋喷灌浆后，对旋喷不重合部分辅助采用速凝化学灌浆方法来填满挤密，使复合地基达到设计部门要求。六、效果检查：1、 经钻芯取样，有效地测定了旋喷桩群形成的固结体范围满足直径大于4.8m的要求，对称测定四点，直径分别为5.0m和4.85m、5.1m和5.0m。也有效地测定了固结体的密实程度及满足固结体抗压强度10Mpa的要求以及旋喷桩段高大于10m要求。2、 经分别对21#、23#桩桩顶静载试验测定满足设计部门提出的单桩桩顶承受4000KN的静载要求。在规定时间内单桩沉降量为：21#桩为3.5mm，2