某高压旋喷桩施工技术监理质量控制实例

夹层土采用高压旋喷桩防渗止水与强度指标的对比分析摘要：通过对高压旋喷桩施工技术质量监控，对其几个技术指标，在监控过程中作出初步归纳并提出看法，对现行规范及规程有关指标的增补工作具有一定的意义。关键词：码头、地基处理、旋喷桩、取值探讨ComparisonandAnalysisforHigh-pressureSpun-jetAppliedforAnti-leakageanditsStrengthIndexHuangXiaoFeng(FHDIGuangzhou510230)Abstract:Asperqualitysupervisiononconstructiontechnologyofhigh-pressurespun-jetpile,preliminaryconclusionisputforwardintheprocessofsupervision,it’smeaningfulforrelevantcurrentstandards’orsomeindex’ssupplement.Keywords:Quay,Foundation’simprovement,Spun-jetPile,Discussiononparameter’sdetermination一、工程概况南方某港地基处理工程根据场地回填地层的分布特点，作了几方面的比较。一是采用施插排水纸板堆载预压配合强夯，二是采用高压旋喷桩加固土体。根据所提供的钻探资料，场区下部有7.5～10.5m的淤泥层，且淤泥层上部有8.5～11.5m厚的人工回填土层（含人工抛石、块径3～80cm不等），要通过施插排水纸板预压堆载法施工，机具无法穿透淤泥上部的人工回填土层，采用引孔措施，会带来造价的增加。同时与周边环境要求相滞。自从C区插板区施工以来，其相邻的道路开始发生沉降，砼路面已拉裂。考虑到行车安全，已将发生沉降和开裂的路段封闭。经讨论，并综合该地区地质条件及技术经济各方面因素，尽量减轻对交通运输及周围环境的影响，不宜采用慢速的排水固结法对路基下的软土与插板区隔离，切断软土的横向排水路径，使其含水量维持现状，不再产生排水固结。另外C区尖角部分由于邻近一期工程车辆进出的闸门，与一期堆载场地相接，如按原设计图纸施工（插板、堆载预压、卸载、强夯、碾压），将给施工方面带来诸多不便，而且也将影响一期的原有的运作。因此，经多方讨论，设计修改在C区尖角部分采用旋喷施工，施工前必须先做4根工艺桩以确定大面积旋喷施工参数，位置分别在84#钻孔和96#钻孔附近。地层编号层底标高M层低深度M分层厚度M岩层剖面1：150岩土名称及其特征征取样标贯击数N稳定水位M（1）-6.50人工填土灰黄色：：稍密：0..80M以下下，以花岗碎碎石为主，混混少量粗砾砂砂：0.80以下以粗砾砾砂为主。2.63（2）-14.5019.0010.50淤泥：灰色：流塑塑：饱和：包包含腐殖质及及少量贝壳屑屑：具臭味1/9.951/11.401/12.851/14.301/15.751/17.20（3）粉质粘土，棕红色色：可塑状态：饱和1/18.6517/20.10018/21.55520/23.00024/24.455钻孔柱状图图1旋喷桩位置图图2工程实施平面位置图图3二、设计要求与施工工艺（一）设计要求1、工艺桩与防渗帷幕将采用三重管法进行施工，旋喷的有效桩直径≥1200mm，造孔孔径≥110mm；2.、布桩网度2.5m×2.5m；3、防渗帷幕采用单排孔，桩的间距取0.7D；4、桩位误差≤50mm，钻孔垂直度≤1%；5、桩端进入粉质粘土层≥100cm，桩顶露出淤泥层的高度50～100cm；6、喷浆过程中因故停浆，重新喷射时桩体搭接长度≥30cm；7、喷浆结束后，应对注浆孔进行二次回灌，防止旋喷桩因水泥浆凝固出现顶部凹陷，达不到设计桩顶标高；8、施工后28天对桩身进行抽芯取样并进行抗压、抗渗系数试验；9、无侧限抗压强度平均值FUCK不小于2.5MPa。（二）技术参数及施工工艺1、施工技术参数施工技术参数表表1桩号水泥标号水灰比高压水压力（MPa）压缩空气压力（MPa）浆液压力（MPa）水泥用量（kg/m）提升速度（cm/min）3#42.5R1：1330.60.555084#32.5R1：1340.650.555082#42.5R1：1330.650.555081#32.5R1：1330.650.6600(556))8帷幕32.5R1：130～330.6～0.70.5～1.155082、施工工艺流程场地整平、测量场地整平、测量地质钻机地质钻机测放孔位测放孔位浅孔锤浅孔锤空压机空压机制备浆液高压清水泵制备浆液高压清水泵待水、气、浆压至额定值待水、气、浆压至额定值供浆泵供浆泵废浆排放顶废浆排放顶提钻头出孔提钻头出孔清洗输浆管道清洗输浆管道位施工工艺流程图图4三、工程实施及质量监控（一）、水泥用量根据有关要求，本次高压旋喷的加固材料选用32.5R“骑源”牌水泥，本次施工共进水泥800吨，实际施工用去787吨。使用前在监理工程师的见证下取样送往质监站指定的检测单位工程试验检测中心检测，检测合格后方可进行施工。（二）、施工时间防渗帷幕墙施工历时16天，共完成99根高压旋喷桩。（三）、为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，在施工中取了如下质量保证措施：1、施工前用经纬仪标定高压旋喷施工的控制点并埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证孔位误差小于5cm。2、施工前应对钻杆进行校验，并用红油漆在钻塔旁标出深度线，保证桩体顶底标高满足设计要求。3、浅孔锤和钻机造引孔时，应调整桩机的垂直度，保证钻孔垂直度误差小于1.0%。引孔施工时应及时调整桩机水平位置，防止因机械振动或地面下陷造成钻孔垂直度偏差过大。为保证顺利安放注浆管，引孔直径采用130钻头成孔。造孔时岩芯管长度不小于2.0m。穿过含块石的人工填土层时，采用浅锤冲击成孔，下套管护壁，以防冲击时垮孔。4、高喷施工隔孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。5、采用32.5R普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每300吨现场抽样外检，水泥检测合格后才能投入使用。水泥进场后，应垫高水泥台，覆盖防雨彩布，防止水泥受潮结块。6、浆液水灰比采用1：1，比重1.50kg/L。每米桩体掺入水泥550kg，施工现场配备比重计，每天量测浆液比重。7、喷浆过程应连续均匀，若出现孔内故障，应提钻出地表排除故障后，复喷接桩时加深0.4m重复喷射接桩，以防止出现断桩。8、高压喷射成桩结束后，采用含水泥浆较多的返浆回灌钻口，防止因浆液凝固后体积收缩，造成桩顶面下降，达不到设计桩顶标高。9、因地层空隙原因造成返浆不正常、漏浆时，应立即停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。10、实行技术人员随班组作业制，及时发现和处理施工中的质量隐患。如实填写施工报表，如实反映施工实际情况。四、抽芯试验及检测（一）、防渗桩（详见汇总表）高压旋喷桩成桩28d龄期后，按一定比例选取了13#、29#、59#三根桩进行抽芯检测，抽芯部位如下：（1）13#桩在与14#桩搭接部位钻孔取样；（2）29#桩在桩中心处钻孔取样；（3）59#桩在靠近路边距桩中心60cm处钻孔取样。抽芯取样详细情况见后所附记录表。取样原则桩身完好的1米取1个样，抗压取17个样品，防渗取12个样品。本次旋喷桩施工过程全程监控，施工质量得到很好控制。从成桩后抽芯的情况来看，防渗系数达到10-7cm/s，均小于设计值10-6cm/s，也说明了本次高压旋喷桩防渗墙施工所选用的技术参数是合理的。（二）、工艺桩（详见汇总表）由于四根高压旋喷工艺桩在28天的抽芯试验抗压强度达不到设计要求的2.5MPa，分析原因，大致有如下几点：1、地域土层分布特殊，从已钻的96#、84#、101#、孔揭示覆盖层及淤泥层平均厚度达10米和9.23米，淤泥（流塑、贯入击数仅为1击），属夹层土且含水量≥60%以上，未处于大气空间里养护，其固结速度很缓慢。2、对技术规程的理解（1）养护龄期经查阅，不论是规程还是施工手册，龄期要求时间与抗压强度均缺对应比较值，即28天后可施钻取芯，强度为何？没有交代；或有强度要求未有相应的养护时间。通过取芯工作验证了28天龄期后的加固土体抗压强度远远达不到设计值（工艺桩与防渗帷幕抽芯取样结果非常吻合）。据所掌握的资料：同类土（夹层性质），经旋喷施工后要70～90天方能达到技术要求。此外，三重管对水压的要求较高，采取施工水压保证桩径，使含水量较高的淤泥土层用较短时间固结而达到技术要求是很困难的。（2）抗压指标选取抗压强度在规程及施工手册均未提及淤泥质土的抗压强度指标，1～5MPa是粘土质的指标。综上分析，28天龄期淤泥质土的抗压强度指标为1MPa以下较合适。3、通过C区尖角处及阴影部分的旋喷施工，从所取得的数据对指导今后同类性质工程应该讲有一定的意义。4、可在70天后对墙体取芯送检，以验证抗压强度数值（不小于2.5MPa）。芯样抗渗系数汇总表表2序号桩号取样深度(m)抗渗系数(×100-7cm/s)单个值平均值11310.1～10..37.66.621312.0～12..159.031314.3～14..50.741318.3～18..59.252910.2～10..46.47.062912.5～12..79.772914.1～14..34.182916.8～17..07.995910.3～10..456.53.2105912.55～122.75.3115917.0～17..150.51125919.3～19..450.55芯样抗压强度汇总表表3序号桩号取样深度(m)抗压强度(MPaa)防渗帷幕单个值平均值15#防渗帷幕墙5-116.3～6.52.22.22防渗帷幕墙13##6.8～6.70.20.73防渗帷幕墙13##8.7～8.92.94防渗帷幕墙13##9.1～9.30.15防渗帷幕墙13##11.0～11..20.56防渗帷幕墙13##13.3～13..50.27防渗帷幕墙13##15.6～15..80.38防渗帷幕墙59##6.6～6.7555.53.49防渗帷幕墙59##7.45～7.6603.910防渗帷幕墙59##8.3～8.4554.311防渗帷幕墙59##9.15～9.3303.012防渗帷幕墙59##11.6～11..753.413防渗帷幕墙59##13.3～13..453.814防渗帷幕墙59##18.8～18..950.215防渗帷幕墙29##8.8～8.9554.23.216防渗帷幕墙29##9.5～9.75.217防渗帷幕墙29##13.2～13..40.313#旋喷桩7.3～7.82.11.06工艺桩23#旋喷桩7.8～8.06.633#旋喷桩8.3～8.50.243#旋喷桩8.6～8.80.253#旋喷桩9.3～9.50.363#旋喷桩12.5～12..70.373#旋喷桩13.0～13..20.283#旋喷桩15.5～15..70.293#旋喷桩16.5～16..70.2103#旋喷桩18.8～18..90.3114#旋喷桩4-17.3～7.5553.40.47124#旋喷桩4-110.5～10..70.1134#旋喷桩4-111.5～11..70.1144#旋喷桩4-113.3～13..50.2154#旋喷桩4-113.6～13..80164#旋喷桩4-114.7～14..90.1174#旋喷桩4-115.3～15..50.1184#旋喷桩4-117.45～177.60.1194#旋喷桩4-117.85～1880.1五、取芯试验引发的几个指标探讨（一）、现场取芯结果该工程取芯试验按设计要求28天后进行，根据试验报告提供的抗压强度（MPa）表示，需要处理的河泥土层指标均达不到设计要求，仅为0.2～0.4之间。（二）、原因分析：从实验报告资料归类分析得出如下规律：大凡靠近覆盖土与淤泥层交接处（沙石土层）的指标在2.1～6.6MPa之间，较接近有关规程及规范的指标要求，如砂砾土8～20MPa，但需要加固处理的土层却如此之低？究其原因，大致有如下几方面：（1）、场地土层分布特殊（夹层），且河泥（流塑、贯入击数仅为1击），含水量在60%左右，桩体未处于大气空间养护其固结速度很缓慢。（2）、三重管法由于高压水与空气压力共同作用下破碎土体，可在地基中造成较大的空隙，有利于浆液的填充；当一面旋转、提升，一面喷射水、气、浆，使地基中旋喷成直径较大的旋喷桩（一般1～2M），但桩体强度较低（施工手册记载一般为0.9～1.2Mpa，何种土质未明确）。（3）、养护龄期经查阅资料，不论是规程或是施工手册，龄期要求时间与抗压强度均缺对应比较值，即28天后开始施钻取芯，但强度多少没交代，或有强度要求未有相应要求的养护时间。显然，对夹层河泥土体的龄期、抗压强度要求规程等未给出数值。（4）、据所掌握的资料显示，同类土（夹层性质），经旋喷施工后需要70～90天方能达到抗压技术指标要求。（5）、此外，因三重管对水压的要求较高，采用施工水压确保桩径，使含水量较高的淤泥土层用较短时间完成固结而达到的技术要求是很困难的。六、综上几点探讨意见，提出对规程、规范取值的建议修改、补充值（一）、施喷水压在18～22MPa之间，