高压旋喷桩与锚杆注浆止水体系施工工法

高压旋喷桩与锚杆注浆止水体系施工工法1=1=1、前言该工法产生于后勤保障中心二期项目的基础施工工程，在工期紧迫、地理环境受限的情形下，对于基坑开挖深度达5m以上且基坑紧靠市政道路，道路的路基为碎石回填，道路北侧为天然水塘，水位较高，导致现场透水严重。施工单位采用了一排灌注桩作为基坑的维护结构，灌注桩外侧采用高压旋喷桩止水帷幕，为达到较好的止水效果采用双层锚杆打至市政路基底部，并采用高压注浆将路基底部的缝隙全部充满，达到先行止水的效果。2、 工法特点2.1本工法施工方法简便易懂，便于掌握，施工成本较低。2.2本工法材料来源广阔，为32.5R普通硅酸盐水泥、膨润土，无毒、无污染。2.3本工法可分区、分段作业，有效缩短工期。3、 适用范围本工法适用于淤泥质、粉质粘性土、砂层、全风化、强风化、中风化、断层破碎带等地层富水和动水条件下基坑工程，也可广泛应用于电力、铁路和水利等基坑工程。4、 工艺原理采用高压旋喷桩止水帷幕作为主要止水工艺，采用两排锚杆，锚杆的长度均达到与旋喷桩的桩头同一水平面的位置，采用高压水泥浆充盈锚杆的周边空隙，水泥浆在锚杆的底部、旋喷桩止水帷幕的外围迅速凝固形成一道截水帷幕，有效的阻止外层水的流入，增强止水效果。该止水体系中锚杆既有张拉作用，周边的水泥浆又兼顾止水效果。

叫1^Z0500暨2.8CIQ姒§_a曷七叫1^Z0500暨2.8CIQ姒§_a曷七E&脾。oc松图4止水示意图5、施工工艺及操作要点5.1工艺流程灌注桩施工一-旋喷桩定位一-检查垂直度一-水泥浆拌制一一引孔埋置薄壁PVC管喷浆作业—清洗机具—移位—一形成旋喷帷幕一-双套筒锚杆成孔一-安装钢绞线一-高压注浆一->腰梁浇筑一-锚杆张拉一-现场清理

图5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1灌注桩施工灌注桩为本止水体系的承重维护结构，主要保证止水帷幕的稳定性。本工程采用冲击成孔灌注桩，多台班分段施工，施工过程中为保证灌注桩的施工质量现场采用跳打的方法施工。

图5.2.1灌注桩的成孔、浇筑5.2.2高压旋喷桩的定位在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。孔直径1.2m，孔中心间距1m。用全站仪确定每根旋喷桩的位置，并用方木做出标记。确保每根旋喷桩的位置准确无误、确定旋喷桩的咬合长度符合设计要求。图5.2.2旋喷桩的定位5.2.3检查桩基的垂直度保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后，必须做水平较正，使其钻杆轴垂直对准孔中心位置，采用水平尺校正，确保桩身垂直度偏差小于1.0%。在桩机施工施工期间，随时对桩机的垂直度进行校验，保证旋喷桩成桩的垂直度，才能确保止水帷幕的效果。5.2.4引孔现场采用套管钻机成孔，孔径130mm。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于入岩的位置。钻孔时做好成孔记录，每隔15〜20m钻孔取样1次，取样部位临近基岩面，钻孔时要求进入基岩不小于0.5m作为控制标准。5.2.5埋置薄壁PVC管引地质比较松软、局部会出现淤泥，引孔完成后为防止孔径塌陷，现场采用埋置薄壁PVC管，喷浆过程中压力高达40Mpa，将PVC管冲碎并进行旋喷。图5.2.5预埋薄壁PVC管5.2.6喷浆作业1） 水泥浆搅拌时水灰比按设计要求配制在旋喷过程中应防止水泥浆沉淀、离析，造成浓度降低。2） 旋喷注浆时要注意设备启动顺序，应先空载启动空压机，待运转正常后再空载启动高压泵，同时向孔内送风和水，使空气量和泵压逐渐升高至规定值，空气、水畅通后，才开动注浆泵，待泵量泵压正常后开始注浆，待水泥浆流出喷头后，提升注浆管，自下而上喷射注浆。3） 深层旋喷时，应先喷浆后旋转再提升，在桩端有坐喷时间，以保证桩端质量。喷射注浆中需拆除注浆管时，应停止提升和回转，同时停止送浆，逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时喷射注浆的孔段与前段搭接，防止固结体脱节。4） 旋喷时要做好压力、流量和冒浆等各项参数的测量工作，并按要求逐项记录。如冒浆量大于注浆量20%或完全不冒浆时，应查明原因和采取相应措施后，再继续旋喷。5） 补浆。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。图5.2.6高压旋喷桩注浆5.2.7冲洗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，防止结硬堵管。5.2.8移位高压旋喷桩间距较近，通常采取跳打法，隔一喷一的方法进行施工。5.2.9锚杆成孔施工现场基坑北侧为市政道路，道路的路基为碎石基础，缝隙较多，上部有淤泥，现场采用双套管后冲击式成孔技术，该技术能够有效的防治锚杆成孔后孔径的坍塌，可以有效提高施工进度。图5.2.9双套管后冲击式成孔5.2.10安装钢绞线锚杆成孔后把内套管取出，将制作好的钢绞线沿外套管伸入锚杆的底部。5.2.11注浆采用高压水泥浆浆泵注浆，注浆压力3〜5Mpa。浆液材料为1：1.5水泥砂浆，砂浆采用现场砂浆拌合机拌合，拌合时间不少于3分钟。注浆时匀速注入，伴随注浆将外套管匀速拔出，直至排气管浆液均匀流出时，则注浆饱满。5.2.12张拉1） 锚杆注浆完成后进行腰梁施工，在锚杆灌浆完成28天后，腰梁和锚杆均达到强度后，进行拉拔试验。试验合格后进行大面积张拉，张拉时锚头的承压面应平整，并与锚杆轴线方向垂直；2） 锚杆张拉应有序进行，张拉顺序应考虑临近锚杆的相互影响；3） 锚杆正式张拉前，应取0.1-0.2轴向拉力设计值对锚杆预张拉1-2次，使杆体完全平直，各部位接触紧密后张拉至设计值的0.9—1.0倍后退至锁定值进行锁定；4）锚杆张拉至0.9〜1.0Nu时，对岩层、砂性土层保持10min，对粘性土层保持15min，然后卸荷至锁定荷载设计值进行锁定。6、材料及设备6.1材料：普通P.C32.5水泥、膨润土、钢筋、薄壁PVC管、钢绞线、水等。6.2设备：灌注桩冲击钻机、高压旋喷桩钻机、高压泥浆泵、空气压缩机、高压水泵、水泥浆搅拌罐、注浆管、高压胶管、双套管后冲击式成孔钻机、张拉机械等。7、质量控制7.1高压旋喷桩的施工质量控制措施7.1.1放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。7.1.2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，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定，水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。7.1.3浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。7.1.4严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于0.14m/min。喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。7.1.5高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。7.1.6引孔钻孔施工时应及时调整桩机水平，防止因机械振动或地面湿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①150mm成孔，岩芯管长不小于2.0米。穿过砂层时，采用浓泥浆护壁成孔，必要时可下套管护壁，以防垮孔。7.1.7施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。7.1.8严格控制相邻旋喷桩的咬合长度。7.2锚杆注浆质量控制措施7.2.1孔位按设计布置，偏差小于10cm，孔深误差±10cm。钻孔直径大于锚杆直径15mm。锚杆插入长度不小于设计长度。7.2.2钻孔本身成直线，不弯曲。方向沿隧道周边径向，但不平行于岩面。7.2.3施作锚杆时，同时预埋格栅钢架的定位锚杆。锚杆插入后不得随意敲击，三天内不准悬挂重物。7.2.4灌孔前清孔，顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。7.2.5注浆使用灌浆罐和注浆管，孔口压力小于0.4MPa。顺着锚杆孔注浆，直到孔口有浆液流出为止。砂浆随备随用，在砂浆初凝前使用7.2.6每100根锚杆随机抽样三根，作拉拔试验，以了解锚杆的锚固质量。7.3高压旋喷桩工程质量检验标准项目序号检查项目质量标准检查方法单位数值主控项目1水泥质量P.O32.5R查产品合格证，复试报告2水泥掺入比%>15以单根桩总量3桩体强度Mpa2.5钻孔取芯28天无侧限抗压强度4地基承载力kpaN150多桩复合地基承载力试验一般1提升速度m/min0.1〜0.3量机头上升距离及时间

项目2桩底标高mm±200测机头深度3桩体搭接mmN100用钢尺检查4桩位偏差mmW20用全站仪测量5桩径mm不小于设计值用钢尺检查钻头6垂直度%W0.5全站仪7注浆压力MPa>20查看压力表7.4锚杆工程质量检验标准:项目序号检查项目允许偏差及允许值检查方法单位数值主控项目1锚杆土钉长度mm±30用钢尺量2锚杆锁定力设计要求现场实测一般项目1锚杆或土钉位置mm±100用钢尺量2钻孔倾斜度度±1测钻机倾角3浆体强度设计要求试样送检4注浆量大于理论计算浆量检查计量数据5土钉墙厚度mm±10用钢尺量6墙体强度设计要求试样送检8、安全措施8.1本工艺执行国家、山东省、青岛市有关安全技术规范、规程。8.2施工现场安全设施应按照国家《建筑安装工程安全技术规程》的有关规定执行。8.3进入施工现场必须按要求戴好安全帽，不得穿拖鞋进入施工现场。8.4每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。8.5注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。8.6水泥浆配置人员和注浆操作人员必须佩戴安全帽、防尘口罩和手套等劳动保护用品，方可进行注浆施工，严禁私自购买使用劣质假冒的设施和劳动保护用品。8.7高压胶管不能超过压力范围使用，使用时弯曲必须不小于规定的弯曲半径，严禁将高压管弯折捆绑，防止高压管爆裂伤人。8.8作业中，遇大雨、大雾或六级及其以上大风时，必须切断电源停止作业。雷电天气时，禁止开机作业。8.9施工现场一律使用铁制配电箱，三相五线制五芯电缆，电线埋地敷设不得随意拉接。现场各种用电设备实行“一机一闸一保护”。8.10现场内各种用电设备不准超负荷运转，不准带病运转，不准在现场中维护保养。9、 环境保护严格执行国家及山东省有关环境保护施工的规定，并依照IS0014001标准制定相应的环境保护措施，按山东省的文件执行，把环境保护列为主要内容之一，制定出以“方便居民生活，利于生产发展，维护环境卫生”为宗旨的环境保护措施。切实做好施工现场的环境保护工作，施工现场主要采取以下措施：9.1对施工现场进行硬化和绿化，并经常洒水，以减少粉尘污染。9.2施工现场易产生扬尘污染的作业区应进行封闭作业。堆放、装卸、运输等易产生扬尘污染的物料应采取遮盖、封闭、洒水等措施。9.3施工垃圾应集中、分类堆放，及时清运；生活垃圾应采用封闭式容器。9.4尽量选用低噪音、振动小、污染环境小的施工机械和施工，减小对周边建筑物的影响。9.5控制汽车的载重量，出场前设专人拍实车槽，盖好蓬布，用高压水枪冲洗车轮，以免造成对城市道路的污染。9.6搞好施工主次入口处的卫生清理工作，做到门前应洁净，随时清理汽车遗漏的土石，做到现场清洁卫生。10、 效益分析10.1技术效益10.1.1本工法解决了施工现场单一高压旋喷桩止水效果不佳的难题。10.1.2该体系锚杆成孔过程中采用双套管后冲击式成孔，该技术在青岛市QC质量活动中获得青岛市建筑业的一直好评，并获得推广奖项。在，节约钢材30%~40%,现浇混凝土量节约三分之二。10.1.3本工法明