旋喷桩技术研究及施工工艺等相关资料

旋喷桩技术研究及施工工艺等相关资料一、旋喷桩概述旋喷桩20世纪60年代后期创始于日本。它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为20～40Mpa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。这种方法日本称作旋喷桩。旋喷桩技术是由化学注浆结合高压射流切割技术发展起来，成为加固软弱土体的一种地基处理技术。我国已将其列入现行的《地基与基础施工规范》。

旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。施工中一般分为两个工作流程，即先钻后喷，再下钻喷射，然后提升搅拌，保证每米桩浆液的含量和质量。旋喷桩的主要特征如下：1．旋喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑或软塑粘性土、素填土、粉土、砂土、人工填土和碎石土等地基，而当土层中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较多的有机质以及地下水流速过大时，则需慎重使用或根据现场试验结果来确定其适用性。2．由于固结体的质量明显提高，它既可用于工程新建之前，又可用于竣工后既有建筑物的托换工程，可不损坏建筑物的上部结构，有时甚至可不影响使用功能，运营照旧。3．施工时只需在土层中根据工程需要钻某一规格的钻孔，便可在土中喷射成直径为0.4～2.5m的水泥土固结体，因而，施工时能贴近既有建筑物，成型灵活，施工简便。4．浆液以水泥为主体，料源广阔。在地下水流速快、含有腐蚀性、土的含水量大或固结体强度要求高的情况下，则可在水泥中掺入适量的外加剂，以达到速凝、高强、抗冻、耐蚀和浆液不沉淀等效果。5.在施工方法上，可分别采用单管法、双重管法、三重管法；在喷射形式上又可分为旋喷、定喷和摆喷三种，加固深度一般大于5.0m。其具有成桩速度快、效率高、施工无振动、无噪音等特点；但施工中水泥浆流失（浪费）较多，会造成一定范围的施工环境污染。旋喷桩（加固体）可用于既有建筑和新建建筑地基加固，深基坑、地铁等工程的土层加固或防水。而在基坑围护工程中多以定喷或摆喷形式单独作为防渗幕墙使用，或与抗伏排桩配合（做桩间定向摆喷）作为防渗挡墙使用。二、水泥用量计算水泥土搅拌法处理软土的固化剂宜选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。水泥的掺量除块状加固时宜为被加固土质量的7％-12％外，其余宜为12％-20％。湿法的水泥浆水灰比可选用0.45-0.55。水泥用量=桩长*桩的设计截面积*土的密度*掺量系数（一般取15%-20%）旋喷桩桩径与水泥量可根据地质条件估算，但最好还是根据现场试验结果确定。现场试验准确，但太费时，一般考虑各地地质条件/工法及施工目的等因素结合经验确定。现在旋喷桩的要求低了，前几年我们做时，三重管（直径1.2m考虑）要500KG/M，双重管要2250KG/M左右。近来，很多单位参照SMW的水泥参量，定为20%（即水泥重量/加固土体重量=20%），楼主根据这个公式计算吧。我公司上年底做的一个高压旋喷桩工程，桩径600，用PO32.5普通硅酸盐水泥，每延米桩长水泥用量200Kg。双管双高压施工参照单管旋喷水泥用量，普通双管水泥用量比较大，每米大概要用到300kg。水灰比一般在0.6至1之间，本工艺不能以工式计算,应根据旋喷桩的作用及地质情况而定.（最好是先做试桩）。高压旋喷桩的设计是以实际地层做以最有保证设计而定.由压力,所需桩的强度及桩的作用而设计，其所需的压力决定桩径,提升速度转速与水泥浓度决定了桩的强度及水泥用量。因为旋喷桩是属于由高压喷射水泥浆与原土混合而换填原土层所以损失系数没必要计算。所以一般情况是由设计方提供水泥用量由水泥用量确定提速。根据实际施工经验如下：止水桩；压力25-30MP，提升速度0.18-0.22m/min，浓度0.8，喷嘴直径2.0-2.2mm其水泥用量为150-200kg/m。加固桩根据水泥量适当调节提升速度三、旋喷桩技术研究1．施工设备。主要由钻机和高压发生设备两大部分组成，由于喷射方式不同，单管、二重管和三重管旋喷作业所使用的机具类型和数量不同。旋喷桩工艺要求所用钻机除有一般钻机的功能外，还要求具有带动注浆管以10～20r/min慢速提升功能。如所用钻机不具备上述两种功能，则需要改制或配备具有上述两种功能的旋喷机与钻机配合使用。专门为喷射注浆施工而设计的振动钻机有70改进型和76型两种。它们适用于标贯值小于40的淤泥土层、粘性土层、砂类土层和砂砾层。高压发生设备主要有高压泵、泥浆泵、空压机、注浆管、高压胶管、液体流量计、风量计等。2．注浆材料。旋喷桩用的材料分为主材与外加剂。主材为水泥，常使用的水泥有普通硅酸盐水泥、高早强水泥、低热水泥和抗硫酸盐水泥等。对于无特殊要求的工程，一般选用32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。在使用之前，一般都要进行专门的检测。3.旋喷桩水泥用量控制：单管法200-250kg/m；双管法350-450kg/m；三管法700-800kg/m。四、应用研究与地基设计（一）项目概况某高层住宅楼项目位于市内，周围建筑物林立。拟建住宅楼主楼为地下一层，地上十八层。本工程基础采用钢筋混凝土筏板基础，地基采用旋喷桩处理后的复合地基。场地地貌单元属于黄河冲积平原，场地地形基本平坦。场地内地层除地表有0.5～1.1m厚的杂填土外，从上至下共有三套地层，第6～10层为低压缩性土，其余各层为中等压缩性土。场地内地下水属潜水类型，地下水稳定水位在地表以下约6.1m，地下水对钢筋砼不具有侵蚀性。场地土为中软场地土，场地内不存在可液化地层。（二）旋喷桩复合地基设计1．设计参数。（1）桩端持力层的选择。根据岩土工程勘察报告，考虑按侧摩阻力和端阻力计算的单桩承载力略大于按水泥土强度计算的单桩承载力的要求，确定以分布稳定、低压缩性、密实状态的第10层粉土作为桩端持力层。（2）桩径、桩长及桩身强度。处理范围的土层主要是粉土和粉质粘土。据此，当采用单管旋喷施工工艺时，桩径一般采用D=600mm。根据地下底板埋深和桩端持力层的要求，选择有效桩长L=11.50m，桩间距为1.4m，布桩方式为正方形，平均桩径为600mm，面积置换率为14.42%。2．注浆材料的选择及配比。本次旋喷桩主要是以强化地基为目的，选用的注浆材料为水泥。根据该项目的地质条件，选择注浆材料主要从工艺及设备上考虑，水泥本身质量要求颗粒细，稳定性好，强度高即可，不需往水泥中加入其它掺合料。即选择普通硅酸盐强度等级为32.5级的水泥即可。水泥浆液的水灰比越小，旋喷桩处理地基的强度越高。在生产中因注浆设备的原因，水灰比大小时，喷射有困难，易堵塞喷嘴及加快高压泵柱塞的老化。故常选用0.8～1.5左右。本工程由于地质层条件相对较好，取水灰比为0.9。五、旋喷桩施工工艺及流程（一）、施工机具施工机具主要由钻机和高压发生设备两大部分组成。由于喷射种类不同，所使用的机器设备和数量均不同，如下表：设备名称型号功率数量单位旋喷钻杆XY-410kW1台高压柱塞泵3D2-S2-85/4575kW1台空压机6m337kW1台浆液搅拌机立式4kW1台灌浆泵SGB6-1022kW1台排污泵立式7.5kW1台配套设备若干（二）、施工工艺1.场地三通一平：施工前应保证场地的三通一平，确保用电安全。2.桩位测设：桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm.3.试桩及确定工艺参数：为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，现根据工程经验提出试桩用工艺参数如下：eq\o\ac(○,1)注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/min；eq\o\ac(○,2)水：压力20～25Mpa；流量85L/min；eq\o\ac(○,3)浆液压力：≥20Mpa；流量＞60Lmin；eq\o\ac(○,4)空气：压力0.5～0.9Mpa；流量0.7m3/min；eq\o\ac(○,5)水灰比：1：1。4.钻机就位：钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%.5.钻孔：单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进深度可达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层，当遇到比较坚硬的地层时宜用地质钻机钻孔。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm.6.插管：插管是将喷管插入地层预定的深度。使用76型振动钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。7.喷射作业：当喷管插入预定深度后，由上而下进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。当浆液初凝时间超过20h应及时停止使用该水泥浆液（正常水灰比1：1，初凝时间为15h左右）8.冲洗：喷射施工完毕后，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。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。9.移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。10.工艺流程图旋喷桩施工流程如下图所示。钻机移位拔管喷射结束喷射注浆原地面处理测量放样钻机就位钻进至设计深度钻机移位拔管喷射结束喷射注浆原地面处理测量放样钻机就位钻进至设计深度插入注浆管至设计深度泥浆排泄处理理泥浆排泄处理理（三）、旋喷桩成桩控制要点1.桩位偏差＜5cm，钻孔垂自度＜1%H.2.钻杆要进行量测，并作记录，经常检查孔深，保证孔深达到设计要求。3.严格按设计配合比例率拌制水泥浆液，拌制好的水泥浆液超过2小时不能使用。4.施工中，严格控制空压机、高压水泵、送浆泵的压力和提升喷浆速度。5.提升过程中，拆卸钻杆后，继续旋喷施工时，保持钻杆有不小于10cm的搭接长度。6.经常检查高压系统、管道系统、使压力、流量能够达到规范要求以保证桩径达到设计要求。旋喷桩操作照片1旋喷桩操作照片2旋喷桩水泥用量怎么计算知道水灰比，桩径800mm，想问一下每延米桩的水泥用量。旋喷桩桩径与水泥量可根据地质条件估算但最好还是根据现场试验结果确定。现场试验准确，但太费时，一般考虑各地地质条件/工法及施工目的等因素结合经验确定，楼主工地在何地？现在旋喷桩的要求低了，前几年我们做时，三重管（直径1.2m考虑）要500KG/M，双重管要2250KG/M左右。近来，很多单位参照SMW的水泥参量，定为20%（即水泥重量/加固土体重量=20%），楼主根据这个公式计算吧。我公司上年底做的一个高压旋喷桩工程，桩径600，用PO32.5普通硅酸盐水泥，每延米桩长水泥用量200Kg。双管双高压施工参照单管旋喷水泥用量，普通双管水泥用量比较大，每米大概要用到300kg，看啥地层和施工参数水灰比一般在0.6至1之间，本工艺不能以工式计算,应根据旋喷桩的作用及地质情况而定.（最好是先做试桩）。高压旋喷桩的设计是以实际地层做以最有保证设计而定.由压力,所需桩的强度及桩的作用而设计，其所需的压力决定桩径,提升速度转速与水泥浓度决定了桩的强度及水泥用量。因为旋喷桩是属于由高压喷射水泥浆与原土混合而换填原土层所以损失系数没必要计算。所以一般情况是由设计方提供水泥用量由水泥用量确定提速。根据实际施工经验如下：止水桩；压力25-30MP，提升速度0.18-0.22m/min，浓度0.8，喷嘴直径2.0-2.2mm其水泥用量为150-200kg/m。加固桩根据水泥量适当调节提升速度3.1415*R2R0.15*2.65

站台施工工艺1.适用范围适用于新建铁路站台工程施工。2.作业准备2.1技术准备2.1.1作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和设计标准。制定施工安全技术措施和应急预案，对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2.1.2必要时与铁路局车站、桥工段、电务段、供电段、房屋修建中心等相关单位签订施工安全协议。2.2外业技术准备施工前应先对施工场地进行平整，准备好材料、劳力及机具，并检查其性能达到要求。收集施工地点外部地理环境、施工作业层中所涉及的轴线、方向、标高、开挖范围等各种外部技术数据，测量放线，做好开挖前准备。3．技术要求3.1施工前按设计提拱的配合比进行室内试验，确定施工配合比。3.2混凝土的拌和采用场地集中拌和，砼灌车运输至现场。3.3依照设计图纸和施工规范进行开挖前技术交底。3.4技术人员应现场值班。4．施工程序及工艺流程基底处理→垫层施工→站台墙底板钢筋绑扎→底板模板及砼浇筑→墙身及顶板钢筋安装→墙身、顶板模板→墙身顶板砼浇筑→拆除模板→站台内回填施工→砼面层浇筑施工。站台施工工艺流程框图测设平面位置、标高测设平面位置、标高基础开挖处理垫层施工站台墙底板钢筋绑扎底板模板及砼浇筑墙身及顶板钢筋安装墙身、顶板模板墙身顶板砼浇筑拆除模板砼面层浇筑施工站台内回填施工5．施工要求5.1施工测量测量定位仪器为尼康MT532全站仪（角度误差2秒，测距2mm）水准测量为DS2光学水准仪，竖向标高量测用钢尺，测量报告得到批准后方可进入下步施工。5.2基底处理及垫层施工⑴基底开挖前，要探明基底范围内有无管线设备，必要时采取相应措施，确保工程的顺利进行。⑵基底开挖后，进行基底杂物的清除及基底平整。基底开挖标高、坡度及尺寸要严格执行技术交底，超挖部分回填必须夯实，达到设计承载要求后才能浇筑垫层基础。5.3站台墙施工钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑底板和墙身分开先后两次进行。每20m设置一道施工缝。5.3.⑴本工程所有钢筋均根据设计提供的施工图纸和《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》的要求进行，进场钢材必须有出厂合格证并做好现场状态标识，试验员及时做好复试工作，试验合格后方准使用。同时钢筋应架空分类存放，并做好钢筋的维护工作，避免锈蚀或油污，确保钢筋保持洁净。⑵各位置钢筋必须绑扎到位，钢筋的数量、规格、接头位置，搭接长度、间距应严格按施工图施工绑扎，并且绑扎牢固无松动。⑶站台墙底板、墙身与模板间均应设垫块，按设计要求的保护层厚度提前制作混凝土垫块，并按规定加扎丝，以便与主筋固定在一起，固定垫块位置，同时垫块应具有相应构件的混凝土标号，加工尺寸应规整。⑷钢筋定位：每次混凝土灌注前，钢筋混凝土主体钢筋应统一校正，发现钢筋位移和变形后及时修复，保证钢筋间距、位置、保护层始终符合设计要求。⑸质量检查工程师应对构件的钢筋规格数量及设计规范要求项目进行系统检查,各项检查全部合格后，报请监理进行隐蔽检查。⑹每次隐蔽前，有关责任人应提前填好隐蔽检查证，待监理隐蔽检查合格后及时完成签认手续，隐蔽检查证填写应规整、全面、表达清楚。⑺成品、半成品钢筋应远离污染源存放，如机油、隔离剂、泥土等，一旦污染应作好处理工作。⑻钢筋的绑扎允许偏差值必须符合下表的要求，合格率应控制在90%以上。项目允许偏差值（mm）绑扎钢筋网长、宽±10网眼尺寸±20绑扎钢筋骨架长±10宽、高±5受力钢筋间距±10排距±5保护层厚度基础±10柱、梁±5板、墙、壳±3绑扎箍筋、横向钢筋间距±20钢筋弯起点位置20预埋件中心线位置5水平高差+3，05.3⑴模板板面平整、具有足够的强度、刚度、稳定性，支撑牢固。横竖缝排列有序，连接紧密，保证板缝不漏浆。⑵模板使用前，对变形、翘曲超出规范的应即刻退出现场，不予使用，模板拆除下来，应将砼残渣、垃圾清理干净，重新刷隔离剂。⑶模板安装完成后，先由现场技术人员进行自检。自检完毕，由质检员负责进行模板的轴线、标高、垂直度、截面尺寸、支撑牢固度的复核，并作好书面记录、签证。⑷浇筑混凝土前，模板内的积水和杂物应清理干净。模板的接缝不大于2mm。⑸模板的实测允许偏差如下表所示，其合格率严格控制在90%以上。项目允许偏差值（mm）轴线位移5标高±5截面尺寸+4、-5垂直度6表面平整度55.3⑴混凝土使用商品混凝土。商品混凝土每车都要现场检验坍落度，以测试混凝土的和易性，符合设计要求方可浇筑。砂、石符合要求，每次浇筑前由混凝土商提供原材试验资料，施工现场进行抽样复检。⑵混凝土灌注采用分层阶梯推进，每层不大于0.5m,混凝土灌注连续进行。施工缝处应先凿除缝面上的水泥砂浆薄膜和松动的石子，以压力水冲洗干净，充分湿润，不存积水。当混凝土表面出现泌水现象时（约2－10h混凝土应每50－100m⑶混凝土振捣：①不得漏振，尤其对钢筋密集，模板拐角等处特别注意。②振动棒在每点上的振捣时间以混凝土不沉落、不出气泡，表面泛浆为度，一般为20－30s，最短不得少于10s,也不宜过振，以防混凝土产生离析。③振动棒插入深度应进入下一层混凝土内5－10cm④振动棒移动距离不应大于0.6m,⑤振动棒慢慢上拔，不能突然拔出。⑷混凝土的养护：①可用草袋、棉补等覆盖于混凝土外露面上，注意不使混凝土面受到污染和损伤。②养护时间为14天。⑸拆模：①拆模宜待混凝土强度达到2.5Mpa以上时方可拆除。②拆模时应自上往下逐层拆除，其间不得损坏混凝土表面结构。③拆下的模板严禁抛掷，且应分类堆放、修整、涂油。5.4站台内回填5.4在站台墙施工完毕后，对站台内进行回填。回填首先采用无杂质普通土分层回填，采用机械压实处理，对靠近台墙边不宜采用机械碾压的部分，用平板电夯机夯实。分层厚度为20cm，压实系数＞0.95。每层填土完成后，由质检员、试验员陪同监理进行压实度试验检测，满足要求后，方进行下层填土施工。填土顶部高程由技术人员现场测量控制。5.4素土回填完成后，由质检工程师报监理检查合格后，上铺掺10%石灰处理的素土，碾压密实,压实系数＞0.95。经试验检测合格后,铺25mm厚粗砂一层。报监理现场检查合格后，方可进行混凝土面层的浇筑。5.5混凝土面层浇筑站内内回填完成后，经复测标高无误后，浇筑混凝土层,并设沉降缝。6.劳动组织6.1劳动组织模式：采用架子队组织模式。6.2施工人员应结合工前确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。每作业面主要劳动力配置表序号岗位名称人数（人）备注1技术、测量、试验、质检5-82工班长3-43安全员1-24钢筋工205木工106混凝土工127普工208挖掘机、压路机、装载机司机3各1人9自卸车司机510电工27.材料要求原材料必须符合设计及相应规范规定要求，经检测合格后方可投入使用。8.设备机具配置每作业面主要机具设备配置表序号机械名称型号数量(台)1挖掘机12压路机Zl5013装载机14自卸汽车5T55切断机QJ40-116弯曲机WJ-4017钢筋调直机GT4-1418闪光对焊机100KVA单380V19振动捧ZX50610电焊机BX3-300-2411蛙式打夯机49.质量控制及检验9.1质量控制9.1.1严格遵守公司的质量方针和目标，建立质量控制保证体系。运用全面质量管理的方法，重点做好施工工序控制，工程质量评审，物资材料管理等工作。9.1.2建立各级质量责任制。各级质量控制人员严肃使用质量否决权，做到坚持没有质量计划和组织设计不安排施工；坚持没有校验达标工程不报竣和交付使用。9.1.3优化施工方案，积极采用先进的施工工艺，科学地按施工进度计划合理调配劳动力。对每道工序都要建立严格的质量检验系统，遵守监督上道工序，保证本道工序，服务下道工序的要求，实行样板引路，以样板间，样板段或样板工序指导施工。9.2过程控制9.2.1技术复核、隐蔽工程验收⑴技术复核是确保各道工序是否按设计图纸和施工及验收规范施工关键。⑵凡分项工程的施工结果被后道施工所覆盖，均应进行隐蔽工程验收，隐蔽验收的结果必须填写《隐蔽工程验收记录》作为档案资料保